СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЗРЫВЧАТОГО СОСТАВА

Изобретение относится к области смешения взрывчатых составов, в том числе порохов и смесевых твердых ракетных топлив (СТРТ), а конкретно к способу изготовления изделия из взрывчатого состава методом литья под давлением.

Известны способ непрерывного формования зарядов СТРТ по патенту США №3296043 от 03.01.1967, способ дистанционной заливки высокоэнергетической топливной массы в корпус двигателя по патенту США №3562364 от 09.02.1971, способ изготовления заряда СТРТ по патенту РФ №2198864 от 26.04.2001, принятые за аналоги.

Также известен способ смешения компонентов взрывчатых составов и формования из них изделий по патенту РФ №2259340 от 22.12.2003, принятый авторами за прототип. Указанный способ включает синхронное порционное дозирование порошкообразных и жидковязких компонентов по автономным линиям, перемешивание компонентов в смесителях непрерывного действия: смесителе - приставке, предварительном смесителе, вакуумном смесителе и формование изделия под давлением.

В данном способе в качестве порошкообразных компонентов используют два типа порошкообразного окислителя. После набора первой половины рабочей загрузки предварительного смесителя состава на основе первого типа порошкообразного окислителя при включенных дозаторах жидковязких и порошкообразных компонентов, мешалках и шнеке предварительного смесителя и открытом затворе на циркуляционном массопроводе, которым снабжают предварительный смеситель, начинают порционное дозирование в предварительный смеситель заранее подготовленной навески второго типа порошкообразного окислителя с помощью питателя с настроенной частотой вращения. Дозирование продолжают до набора полной рабочей загрузки предварительного смесителя. После чего дозирование компонентов прекращают и перемешивают состав с одновременной циркуляцией в предварительном смесителе с циркуляционным массопроводом 10-30 мин. Затем затвор на циркуляционном массопроводе закрывают, создают вакуум в вакуумном смесителе. Открывают затвор на вакуумном смесителе, при работающих мешалках набирают состав в вакуумный смеситель до полной рабочей загрузки и формуют изделие путем выгрузки состава из предварительного и вакуумного смесителей до нагрузок на приводе мешалок на 5-10% более высоких, чем нагрузки холостого хода.

Указанный способ позволяет проводить смешение компонентов взрывчатого состава и изготовление из него изделия, содержащего два типа порошкообразного окислителя за счет порционного дозирования в предварительный смеситель заранее подготовленной навески второго типа порошкообразного окислителя по автономной линии с помощью питателя с настроенной частотой вращения, перемешивания и циркуляции состава в предварительном смесителе через циркуляционный массопровод и формования изделия при контроле и регулировании нагрузок на приводе мешалок смесителей. Однако способ, принятый за прототип, содержит не все признаки, как и способы-аналоги, для повышения безопасности процесса смешения компонентов взрывчатого состава и обеспечения качества изделия, содержащего два типа порошкообразного окислителя.

Технической задачей настоящего изобретения является

- повышение безопасности процесса за счет исключения попадания непромешанного второго окислителя в рабочую зону шнека предварительного смесителя в процессе циркуляции состава;

- повышение безопасности процесса дозирования второго окислителя за счет снижения его чувствительности к статическому электричеству;

- обеспечение качества изделия за счет исключения захлопывания воздуха в составе в процессе заполнения им массопровода.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе смешения компонентов взрывчатого состава и формования из него изделия, включающем перемешивание компонентов взрывчатого состава в смесителях непрерывного действия: смесителе - приставке, предварительном смесителе с одновременной циркуляцией через циркуляционный массопровод, вакуумном смесителе и формование изделия под давлением через массопровод установки формования в пресс-форму, при этом используют два типа порошкообразных окислителей, первый из которых синхронно порционно дозируют с жидковязкими компонентами по автономным линиям в смеситель - приставку, а второй из контейнера с заранее подготовленной навеской порционно дозируют в предварительный смеситель при работающем на циркуляцию шнеке до набора полной рабочей загрузки, особенность заключается в том, что перед дозированием второго типа порошкообразного окислителя в предварительный смеситель набирают половину рабочей загрузки первого типа порошкообразного окислителя с жидковязкими компонентами и подают азот или углекислый газ с давлением 0,001÷0,01 МПа в свободный объем предварительного смесителя и контейнера со вторым типом порошкообразного окислителя, второй тип порошкообразного окислителя дозируют при работающем на циркуляцию шнеке предварительного смесителя со скоростью подачи состава, составляющей 0,1÷0,4 рабочего значения, после набора полной рабочей загрузки предварительного смесителя состав перемешивают при работе шнека предварительного смесителя на циркуляцию со скоростью подачи состава, составляющей 0,5÷1,0 рабочего значения, перед подачей состава в вакуумный смеситель одновременно создают вакуум в вакуумном смесителе и массопроводе установки формования и набирают состав в вакуумный смеситель и массопровод установки формования до полной рабочей загрузки при работающих мешалках и шнеке вакуумного смесителя со скоростью подачи состава, составляющей 0,2÷0,5 рабочего значения.

Рабочее значение скорости подачи состава - это максимально возможная скорость, с которой может перерабатываться отдельно взятый конкретный состав. Рабочее значение скорости подачи состава зависит от его реологических характеристик (текучести, вязкости), чувствительности состава к механическим воздействиям.

Наличие в описываемом способе изготовления изделий из взрывчатого состава совокупности действий, порядка их выполнения во времени и условиями, обеспечивающими возможность выполнения этих действий, позволяет, в частности, за счет:

- подачи инертного газа: азота или углекислого газа с давлением 0,001÷0,01 МПа в свободный объем предварительного смесителя и контейнера со вторым типом порошкообразного окислителя перед его дозированием - снизить чувствительность окислителя к статическому электричеству, повысить безопасность процесса дозирования его в предварительный смеситель;

- дозирования второго типа порошкообразного окислителя при работающем на циркуляцию шнеке предварительного смесителя на со скоростью подачи состава, составляющей 0,1÷0,4 рабочего значения - обеспечить полное смачивание второго типа окислителя жидковязкими компонентами в зоне перемешивания состава мешалками предварительного смесителя, исключить тем самым попадание непромешанного второго окислителя в рабочую зону шнека предварительного смесителя, повысить безопасность процесса;

- перемешивания состава после набора полной рабочей загрузки предварительного смесителя при работе шнека предварительного смесителя на циркуляцию со скоростью подачи состава, составляющей 0,5÷1,0 рабочего значения - обеспечить качественное распределение второго типа окислителя за оптимально короткое время в предварительном смесителе, улучшить технико-экономические показатели процесса;

- одновременного создания вакуума в вакуумном смесителе и массопроводе установки формования перед подачей состава в вакуумный смеситель - обеспечить возможность для одновременного набора состава в вакуумный смеситель и массопровод установки формования, исключить захлопывание воздуха в составе в процессе заполнения им массопровода;

- набора состава в вакуумный смеситель и массопровод установки формования до полной рабочей загрузки при работающих мешалках и шнеке вакуумного смесителя со скоростью подачи состава, составляющей 0,2÷0,5 рабочего значения - обеспечить качественное, без воздушных включений заполнение массопровода установки формования составом, сократить время набора состава в установку формования.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления изделия из взрывчатого состава, включающем перемешивание компонентов взрывчатого состава в смесителях непрерывного действия: смесителе - приставке, предварительном смесителе с одновременной циркуляцией через циркуляционный массопровод, вакуумном смесителе и формование изделия под давлением через массопровод установки формования в пресс-форму, при этом используют два типа порошкообразных окислителей, первый из которых синхронно порционно дозируют с жидковязкими компонентами по автономным линиям в смеситель - приставку, а второй из контейнера с заранее подготовленной навеской порционно дозируют в предварительный смеситель при работающем на циркуляцию шнеке до набора полной рабочей загрузки, в отличие от прототипа согласно изобретению перед дозированием второго типа порошкообразного окислителя в предварительный смеситель набирают половину рабочей загрузки первого типа порошкообразного окислителя с жидковязкими компонентами и подают азот или углекислый газ с давлением 0,001÷0,01 МПа в свободный объем предварительного смесителя и контейнера со вторым типом порошкообразного окислителя, второй тип порошкообразного окислителя дозируют при работающем на циркуляцию шнеке предварительного смесителя со скоростью подачи состава, составляющей 0,1÷0,4 рабочего значения, после набора полной рабочей загрузки предварительного смесителя состав перемешивают при работающем на циркуляцию шнеке предварительного смесителя со скоростью подачи состава, составляющей 0,5÷1,0 рабочего значения, перед подачей состава в вакуумный смеситель одновременно создают вакуум в вакуумном смесителе и массопроводе установки формования и набирают состав в вакуумный смеситель и массопровод установки формования до полной рабочей загрузки при работающих мешалках и шнеке вакуумного смесителя со скоростью подачи состава, составляющей 0,2÷0,5 рабочего значения.

На чертеже изображена схема изготовления изделий из взрывчатого состава по предлагаемому способу. На схеме цифрами обозначены дозаторы 1, 2, смеситель - приставка 3, предварительный смеситель 4 с мешалками 5 и шнеком 6, затворы 7, 13 на циркуляционном массопроводе 8, питатель 9, контейнер 10, вакуумный смеситель 11 с мешалками 14 и шнеком 15, массопровод установки формования 12.

Изготовление изделия из взрывчатого по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

В качестве порошкообразных компонентов в составе используют два типа порошкообразных окислителя. Первый тип порошкообразного окислителя и жидковязкие компоненты синхронно порционно дозируют дозаторами 1, 2 по автономным линиям в смеситель - приставку 3, в котором осуществляется их предварительное перемешивание и подача в предварительный смеситель 4 при включенных его мешалках 5. После набора первой половины рабочей загрузки предварительного смесителя 4 состава на основе первого типа порошкообразного окислителя при включенных дозаторах 1, 2 первого типа порошкообразного окислителя и жидковязких компонентов, мешалках 5 и шнеке 6 предварительного смесителя 4 со скоростью подачи состава, составляющей 0,1÷0,4 рабочего значения, и открытом затворе на циркуляционном массопроводе 8, которым снабжают предварительный смеситель 4, начинают порционное дозирование в предварительный смеситель 4 заранее подготовленной навески второго типа порошкообразного окислителя с помощью питателя 9 с настроенной частотой вращения. Перед дозированием второго типа порошкообразного окислителя в свободный объем предварительного смесителя 4 и контейнера 10 со вторым порошкообразным окислителем подают инертный газ: азот или углекислый газ с давлением 0,001÷0,01 МПа. После набора полной рабочей загрузки предварительного смесителя 4 состав перемешивают при работе шнека 6 предварительного смесителя 4 на циркуляцию со скоростью подачи состава, составляющей 0,5÷1,0 рабочего значения, в течение 10-30 мин. Затем затвор 7 на циркуляционном массопроводе 8 закрывают, одновременно создают вакуум в вакуумном смесителе 11 и массопроводе 12 установки формования. Открывают затвор 13 на вакуумном смесителе 11 и набирают состав в вакуумный смеситель 11 и массопровод 12 установки формования до полной рабочей загрузки при работающих мешалках 14 и шнеке 15 вакуумного смесителя 11 со скоростью подачи состава, составляющей 0,2÷0,5 рабочего значения, и формуют изделие путем выгрузки состава из предварительного 4 и вакуумного 11 смесителей до нагрузок на приводе мешалок 5, 14 на 5-10% более высоких, чем нагрузки холостого хода.

Применение описанного способа изготовления изделия из взрывчатого состава позволяет исключить капсуляцию воздуха в составе при наборе его в вакуумный смеситель и массопровод установки формования, тем самым обеспечить отсутствие воздушных включений в изделии. Переменная скорость подачи состава на циркуляцию при дозировании второго типа порошкообразного окислителя и после набора полной рабочей загрузки предварительного смесителя подача инертного газа в свободный объем предварительного смесителя и контейнера перед дозированном второго порошкообразного окислителя повышают безопасность процесса смешения компонентов взрывчатого состава.

Указанные преимущества подтверждены на опытных образцах в условиях ФГУП «НИИПМ».