Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА ДЛЯ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.

В литературе [1] известны способы смешения сыпучих компонентов, в которых возможно проведение перемешивания и графитовки СФП. Недостатком таких способов является то, что процессы загрузки и выгрузки СФП являются сравнительно опасными операциями. Следует также отметить, что нахождение в аппарате большого количества пороха (150…200 кг) является нежелательным.

В качестве прототипа [2] авторами выбран способ получения СФП, по которому в СФП после отжима от воды вводится графитовая суспензия с последующей подачей пороха с графитом в пневмотранспортную линию под давлением сжатого воздуха, где при движении СФП с графитом в потоке нагретого воздуха в режиме кипения при температуре 80…95°C происходит сушка и графитовка пороха.

Недостатком данного способа является то, что графит неравномерно распределяется по поверхности пороховых элементов из-за неравномерной подачи СФП с графитом в пневмосистему, что в итоге снижает сыпучесть и приводит к зависанию пороха при снаряжении патронов на роторных линиях. Кроме того, известный способ графитовки пороха не позволяет автоматизировать и механизировать технологическую фазу графитовки пороха, что приводит к дополнительным трудозатратам при транспортировке СФП с фазы отжима.

Целью изобретения является разработка равномерной подачи сферического пороха с графитом в пневмотранспортную линию и обеспечение равномерного распределения с постоянной концентрацией сферического пороха по транспортной лини, снижение трудозатрат и повышение автоматизации фазы графитовки и сушки.

Поставленная цель достигается тем, что сферический порох после отжима от воды с графитом и с общей влажностью 18…22 мас.% подают в бункер шнек-питателя, снабженного вибратором, из которого шнеком с диаметром 120 мм и расходом пороха 180…220 кг/час подают в камеру эжектора, представляющим трубопровод, заканчивающийся соплом диаметром 14…15 мм, где давление воздуха в трубопроводе перед соплом 0,5…4,5 кгс/см², расход воздуха 350…400 м³/час, температура воздуха 50…100°C, сферический порох в потоке воздуха подают в смесительную камеру диаметром 22…24 мм и длиной 350…400 мм, после смесительной камеры поток воздуха со сферическим порохом расширяют до диаметра 70 мм и далее по трубопроводу подают на окончательную сушку.

Разработанный авторами шнек-питатель сферического пороха с графитом в пневмотранспортную линию представлен на фиг.

Установка состоит из шнек-питателя, непрерывно подающего СФП с графитом с производительностью 180…200 кг/час в пневмотранспорт и привода передачи вращения от электродвигателя на вал шнека диаметром 120 мм. Шнек-питатель состоит из винтового шнека поз.1, загрузочного бункера поз.2, камеры эжектора поз.3, трубы подвода воздуха поз.4, сопла поз.5, смесительной камеры поз.6, вибратора поз.7.

Работает шнек-питатель следующим образом: отжатый от воды СФП в чашах карусельного вакуум-фильтра до влажности 18122 мас.% и с вводом в чаши карусельного вакуум-фильтра графитовой суспензии, считая на сухой вес графита равной 0,2…0,3 масс.% к массе пороха на сухой вес подают в загрузочный бункер поз.2, снабженный вибратором поз.7, для предотвращения зависания СФП, Из загрузочного бункера СФП ссыпается в корпус шнека, захватывается шнеком и, перемещаясь по корпусу шнека с производительностью 180…200 кг/час, поступает в камеру эжектора, из которой потоком воздуха из сопла подается в смесительную камеру диаметром 22…24 мм и длиной 350…400 мм. Эжектор представляет собой трубопровод поз.4, заканчивающийся соплом диаметром 14…15 мм. В трубопроводе расход воздуха составляет 350…400 м³/час, при этом перед соплом создается давление воздуха 0,5…4,5 кгс/см². В смесительной камере поз.5 происходит равномерное перераспределение СФП с графитом в воздушном потоке, при этом температура воздуха составляет 50…100°C. Из смесительной камеры поток воздуха со СФП расширяется во внутреннем диаметре трубопровода до 70 мм. Расширение трубопровода с 22…24 мм до 70 мм на длине трубопровода 350…400 мм создает интенсивное турбулентное движение пороховых элементов в воздушном потоке и полностью исключает проскок пороховых частиц по длине трубопровода и предотвращает забивание трубопровода сферическим порохом. Далее по трубопроводу СФП подают на окончательную сушку.

По разработанному авторами способу отжим пороха проводитсяна карусельном вакуум-фильтре до влажности 18…22 мас.%. Уменьшение влажности менее 18 мас.% связано с увеличением длительности технологического процесса, а увеличение влажности более 22 мас.% связано с появлением свободной воды в СФП, что ведет к дополнительным трудозатратам на ее испарение. Шнек диаметром 120 мм обеспечивает подачу пороха в камеру эжектора с производительностью 180…200 кг/час. Уменьшение производительности шнека менее 180 кг/час приводит к пересушке СФП, а увеличение производительности шнека более 200 кг/час приводит к забиванию трубопроводов и получение СФП с высокой влажностью.

Уменьшение диаметра сопла менее 14 мм приводит к увеличению сопротивления при истечении из сопла и снижению расхода воздуха, а увеличение диаметра сопла более 15 мм снижает скорость истечения воздуха из сопла. Снижение давления перед соплом менее 0,5 кгс/см² и расхода воздуха менее 350 м³/час приводит к забиванию смесительной камеры порохом, а увеличение давления перед соплом более 4,5 кгс/см² и расхода воздуха менее 400 м³/час приводит к уменьшению времени пребывания в пневмотранспортной системе и ухудшению графитовки пороха. Снижение температуры воздуха менее 50°C приводит к слабому испарению поверхностной влаги с пороховых элементов, а повышение температуры более 100°C связано с опасностью ведения технологического процесса. Поток струи воздуха из сопла с порохом поступает в смесительную камеру диаметром 22…24 мм и длиной 350…400 мм. Уменьшение диаметра смесительной камеры менее 22 мм и ее длины менее 350 мм приводит к забиванию порохом, а увеличение диаметра камеры более 24 мм и ее длины более 400 мм эффекта смешения воздуха с порохом не дает.

После смесительной камеры поток воздуха с порохом расширяется и по трубопроводу диаметром 70 мм подают на окончательную сушку.

По разработанному авторами способу шнек-питатель обеспечивает непрерывную подачу с постоянным расходом пороха по трубопроводу на сушку и далее в системе пневмотранспорта и в процессе сушки происходит более равномерное распределение графита по поверхности пороховых элементов в сравнении с графитовкой в полировальном барабане. В связи с этим ликвидирована фаза графитовки СФП в полировальном барабане, снижены трудозатраты при изготовлении СФП, а процесс графитовки и сушки полностью механизирован и автоматизирован.

Технологические режимы и характеристики СФП по разработанному авторами способу в пределах граничных условий (примеры 1…3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.

Из приведенных результатов таблицы видно, что полученный СФП по разработанному авторами способу подачи пороха шнек-питателем в пневмотранспортную линию в пределах граничных условий (примеры 1…3) удовлетворяют всем требованиям. За пределами граничных условий (примеры 4, 5) полученный СФП имеет неравномерное распределение графита по поверхности пороховых элементов и большое пыление графита в процессе сушки.

Литература

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973. - 750 с.

2. «Способ получения сферического пороха», патент RU 2183604, С06В 21/00, опубл. 20.06.20002, 6 с.