Результат интеллектуальной деятельности: Устройство мешки артиллерийского пороха

Изобретение относится к оборудованию изготовления пироксилиновых порохов, а именно к установке мешки артиллерийских порохов.

Более 70 лет процесс мешки артиллерийских порохов осуществляется на аппарате Тарасова (В.И. Гиндич, Технология пироксилиновых порохов, т. 2, Производство порохов, Казань, 1995, с. 304-305). Мешают на нем сначала малые партии, а затем общие, большие. Этот процесс связан с применением ручного труда. Каждая малая партия (500 кг) мешается, т.е. пропускается через аппарат Тарасова, трижды, а их в общей большой партии 20 шт. Затем трижды пропускается общая, большая партия (10000 кг).

Процесс связан с «выставкой», когда мешки по 20 кг с порохом каждый выставляют рядами вдоль стен рабочего помещения и мастер дает указание рабочим какие мешки с порохом из какого ряда брать, подносить к аппарату Тарасова и высыпать их в него. Положено высыпать одновременно 2 мешка с разных сторон. В общей партии мешки стоят в несколько рядов около 4-х стен помещения и берутся каждый раз из разных рядов и из разных мест в каждом ряду.

Устройство аппарата Тарасова простое (рис. 1 и 2): приемная воронка коническая с углом наклона 34° к горизонту, конус распределитель с вершиной, направленной вверх тоже имеет угол 34° к горизонту. В выгрузочном патрубке приемной воронки располагается подвижная, цилиндрической формы 0210 мм втулка, с помощью которой регулируют кольцевой зазор при пропускании через аппарат Тарасова порохов разного размера (мелочи и крупноты). Конус-распределитель разбит на 14 частей вертикальными перегородками, которые в его нижней части объединяются в цилиндрические патрубки, направленные вертикально вниз, на которых имеется по два крючка для фиксации на них пустых мешков.

Многочисленные опыты эксплуатации аппарата Тарасова показывают, что разделение поступающих в него 14 мешков пороха по 20 кг каждый происходит неравномерно по массе - с погрешностью в +2-4 кг в каждом, что составляет 30%. Причин тут несколько:

- аппарат выполнен по 6-8 классу точности и, следовательно, не имеет строгой вертикальности;

- возможно, имеется эксцентриситет между осями верхнего и нижнего конусов;

- «огромные» размеры отверстий 0210 мм воронки и большой радиус вершины нижнего конуса распределителя сделаны для увеличения производительности, скорости прохода сыпучего материала. Это приводит к тому, что приходится забрасывать сразу 2 мешка пороха для получения в нижней части приемной воронки горизонтального слоя сыпучего материала;

- качество полировки поверхностей.

Считается, что чем больше будет разделений, тем лучше будет смешение. Так как нужно не только разделение, но и смешение, оно достигается многократным пропусканием сыпучего продукта.

Предлагаемая установка мешки артиллерийского пороха (УМП) (рис. 3) выполнена аналогично (рис. 9) аппарату Тарасова и включает приемную коническую воронку 1 и конический распределитель 2, расположенные друг под другом, а также бункеры 3, располагающиеся по окружности распределителя. При этом распределитель расположен на конической головке 12, соединенной посредством резьбового штока с центральной стойкой 12, и приварен к ней. Приемная воронка 1 приварена к стойкам 15, пропущенным через отверстия, выполненные в конусе распределителя. Другим концом все стойки закреплены на основании. В выгрузочном патрубке приемной воронки расположен конический отбойник - «грибок» 14, образующий кольцевой зазор в патрубке, а по окружности распределителя установлено 12 бункеров.

В отличие от аппарата Тарасова установка имеет не 14, а 12 бункеров и предусматривает однократную мешку пороха с возможностью повторного пропуска через нее сыпучего материала.

Кроме того, отличие заключается в том, что на поверхностях приемной воронки и конусе-распределителе установлены под некоторым углом к направляющим конусов ряды неподвижных прямых или кривых (лекальных) лопаток 28, установленные на сварке.

В аппарате Тарасова происходит простое разделение поступившей порции сыпучего материала на равные порции, а это говорит о том, что кольцевая струя сыпучего материала при ∅210 мм имеет развернутую длину 210*3,14=659,4 мм ≅ 660 мм, 660/14≅4,63≅5 см и они идут только в один мешок каждая. А это означает простое разделение и отсутствие какого-либо смешения.

Наличие наклонных лопаток 28 на верхней поверхности конуса-распределителя позволяет рассеивать текущий материал на довольной большой угол, например 60°-90°, и образовывать вращающийся поток сыпучего материала и, как следствие, наложения этих потоков друг на друга, а это уже смешение, чего нет в аппарате Тарасова (рис. 6).

При угле 60° и более достаточно одного пропуска сыпучего материала вместо трех, т.е. величину 0,034 кг / 3=0,011 кг и это без большого ручного труда людей.

Установка аналогичных лопаток в нижней части приемной воронки и параллельных нижним на распределителе усилит эффект кручения потока сыпучего материала примерно вдвое.

В нижней части приемной воронки установлен отбойник - «грибок» 14, расположенный в центре подвижной втулки (17) приемной воронки 1.

Отбойник 14 установлен на штоке (13), который на резьбе ввернут в вершину конуса 12 распределителя 2. Это позволяет ликвидировать «горку» сыпучего материала в нижней части приемной воронки, возникающей каждый раз при неравномерной выгрузке-загрузке (рис. 5).

Таким образом, в предлагаемой установке мешки пороха устранены недостатки аппарата Тарасова за счет обеспечения улучшения процесса мешки пороха, достигаемого вертикальным и соосным соединением узлов, а именно приемной конической воронки и конического распределителя, а также за счет применения дополнительных элементов, способствующих процессу перемешивания пороха.

На кольцеобразном 8 или крестообразном 19 основании вертикально установлены и закреплены на сварке стойки 9 (рис. 4), например, из латунных труб ∅90*15 мм. Четыре стойки 9 установлены по окружности и одна по центру. В стойках 9 установлены большие стойки 10 (по окружности) и 11 (по центру) из того же материала (труб).

В центральной стойке 11 установлена промежуточная стойка 16, выполненная с дополнительным разъемным соединением с резьбовым штоком 13 и головкой конической 12 распределителя 2.

Конус 5 распределителя 2 опущен на коническую головку 12 и приварен к ней.

По промежуточным опорам 15, установленным в стойках 10, в конусе 5 выполнена разметка и сверление отверстий, через которые пропущены трубки 15 и приварены к конусу. На резьбовой шток 13 надета подвижная втулка 17, на которую вставлена и приварена охватывающая трубка 18 приемной воронки 1.

Таким образом, получилось вертикальное и соосное соединение двух узлов (приемной воронки 1 и распределителя 2 на основании).

На рис. 7 показан бункер 3. Его размеры, например, составляют 400*800*600 мм, а выгрузочная часть его имеет угол 34° к горизонту. Выходное отверстие ∅200 мм перекрывает поворотное дроссельное устройство (клапан) 22 с приводом 20 от гидроцилиндра 21 и рычажного устройства 20, которые приведены на рис. 8.

В целях пожарной безопасности все бункеры, а их 12 шт., закрыты крышками 23 (рис. 10), которые подвешены на трубчатом основании 26 с помощью подвижной каретки 27, жестко соединенной с крышкой 23. Перемещение крышки 23 осуществляется от гидроцилиндра 24 (Рр max = 3 атм) через рычажный механизм, расположенный с одной стороны стойки 31, и кривошипно-шатунный механизм с кулисой 30 с другой.

Запорный клапан 35 штоком 36 (рис. 14) установлен над приемной воронкой 1 на специальной опоре с гидроцилиндром 21, закрепленной с помощью болтовых соединений на фланце приемной воронки 1.

Описание работы УМП.

Установку располагают в двухэтажном здании круглой формы (башне) с вышибными окнами на обоих этажах. Скиповым или другим подъемником порох загружают в приемную воронку 1. Затем идет пересыпка пороха в бункеры 3 (12 шт.), располагающиеся по окружности. Наличие штока 13 с «грибком» 14 и наклонных лопаток (рис. 12) создают равномерный по кругу вращающийся поток сыпучего материала на конусе-распределителе 2, что способствует равномерному (по массе) заполнению всех 12 бункеров 3.

Благодаря последовательному открытию бункеров 3 производят заполнение цинков (банок) 6 на тележках 7, которые рабочие отвозят из помещения, а затем вновь загружают порох в приемную воронку 1 с помощью подъемного устройства. Процесс повторяют один или два раза.

Для уменьшения трудозатрат может быть использован пневмотранспорт (рис. 13). Для этого используют трубы ∅89*4,5 мм и соответствующие циклоны 34. От распределителя 2 до загрузочного устройства пневмотранспорта 33 устанавливают съемные лотки, которые затем убирают и заменяют на цинки 6 с тележками 7. Вертикальные трубы пневмотранспорта закрепляют вдоль стен башни.

Работа дросселя 22 и кулисы бункеров 30 синхронизирована. Когда идет выгрузка бункера 3, крышка открыта только у одного из 12 бункеров, затем у второго, третьего и т.д.

Крышки 23 имеют снизу приварные полосы, повторяющие контуры бункеров 3, создавая лабиринтное уплотнение соединения, что препятствует проникновению пламени внутрь всех остальных бункеров 3, в случае возгорания только одного из бункеров (рис. 11 и 12).