RU2666852C2 - Method of preparing thermoplastic energy composition - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacturing technology.SUBSTANCE: invention relates to a process for preparing energy compositions. After dosing the binder, powdered components are dispensed into the blade mixer with the jacket, while the mixing of each portion of the powdered components with a thermoplastic binder in a viscous flow state is carried out in a heated mixer with subsequent grinding of the finished composition with the supply of cooling liquid to the shafts and the mixer jacket until the power consumption is stabilized.EFFECT: method allows to reduce technological losses when unloading the finished composition from the mixing equipment.1 cl

Description

Изобретение относится к области приготовления термопластичных энергетических составов, в том числе взрывчатых составов с использованием термопластичного связующего, и может быть использовано в химической, оборонной и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of preparation of thermoplastic energy compositions, including explosive compositions using a thermoplastic binder, and can be used in chemical, defense and other industries.

Способ может быть применен при изготовлении составов для инженерных боеприпасов и других изделий аналогичного назначения.The method can be applied in the manufacture of compositions for engineering ammunition and other products of a similar purpose.

Термопластичные энергетические составы наряду с порошкообразными компонентами (металлами, окислителями, взрывчатыми веществами) содержат полимерные материалы или смеси нескольких полимеров, переходящие в пластичное вязкотекучее состояние при нагревании. При охлаждении состав теряет свои пластические свойства и становится твердым.Thermoplastic energy compositions along with powder components (metals, oxidizing agents, explosives) contain polymeric materials or mixtures of several polymers, which transform into a plastic viscous flow state when heated. When cooled, the composition loses its plastic properties and becomes solid.

Формирование изделий из термопластичных энергетических составов методом прессования в закрытых пресс-формах остается наиболее простым и универсальным способом получения изделий различной формы, не требующих сложного оборудования, легко реализуемым в условиях массового производства изделий.The formation of products from thermoplastic energy compositions by pressing in closed molds remains the most simple and universal way to obtain products of various shapes that do not require sophisticated equipment, easily implemented in mass production.

Существенное влияние на плотность прессуемых изделий оказывает дисперсность частиц, поэтому требуется предварительное измельчение составов перед прессованием.The dispersion of particles has a significant effect on the density of pressed products; therefore, preliminary grinding of the compositions before pressing is required.

Известен способ смешения компонентов взрывчатого состава по патенту РФ №2259982 кл. С06В 21/00, опубл. 10.09.2005 (прототип), согласно которому способ смешения включает подготовку жидковязких и порошкообразных компонентов, порционное дозирование жидковязких компонентов в смеситель, дозирование порошкообразных компонентов в смеситель сначала с крупным, а затем с мелким размером частиц, перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов с жидковязкими компонентами (связующим).A known method of mixing components of an explosive composition according to the patent of the Russian Federation No. 22259982 class. C06B 21/00, publ. 09/10/2005 (prototype), according to which the mixing method involves preparing liquid-viscous and powdery components, portioning the liquid-viscous components into the mixer, dispensing the powdery components into the mixer, first with large and then with a small particle size, mixing each portion of the powdery components with liquid-viscous components ( binder).

При изготовлении термопластичных энергетических составов по данному способу остаются нерешенными вопросы по выгрузке и дальнейшему измельчению состава. Как показала практика изготовления термопластичных составов в смесительном оборудовании, при его выгрузке из смесительного оборудования около 1/3 части состава остается на валах смесителя. Выгрузка энергетического состава в пластичном состоянии производится в виде кусков нерегламентированных размеров. После охлаждения выгруженных кусков требуется их дополнительное измельчение.In the manufacture of thermoplastic energy compositions by this method, unresolved issues regarding unloading and further grinding of the composition remain unresolved. As shown by the practice of manufacturing thermoplastic compounds in mixing equipment, when it is unloaded from the mixing equipment, about 1/3 of the composition remains on the shafts of the mixer. The unloading of the energy composition in a plastic state is carried out in the form of pieces of unregulated sizes. After cooling, the unloaded pieces require additional grinding.

В литературе известны способы измельчения составов (взрывчатых материалов) в аппаратах, рабочими органами которых являются два вращающихся навстречу друг другу ротора с набором дисков, аналогичных фрезам (патент РФ №2077131 кл. B02C 13/22, опубл. 10.04.1997, №2102364 кл. C06B 21/00, опубл. 20.01.1998, полезная модель №17918 кл. C06B 21/00, опубл. 10.05.2001), или диски, установленные с зазором между собой и смещенные по шагу (патент РФ №2111198 кл. C06B 21/00, опубл. 20.01.1998).In the literature, there are known methods of grinding compositions (explosive materials) in devices whose working bodies are two rotors rotating towards each other with a set of disks similar to mills (RF patent No. 2077131 class. B02C 13/22, publ. 04/10/1997, No. 2102364 class C06B 21/00, publ. 01/20/1998, utility model No. 17918 C. C06B 21/00, publ. 05/10/2001), or disks installed with a gap between each other and offset by step (RF patent No. 2111198 class. C06B 21/00, published on January 20, 1998).

Также известны способы измельчения эластомеров посредством их предварительного охлаждения (заявка на изобретение №95101194 кл. B29B 17/00, опубл. 27.01.1997).Also known are methods of grinding elastomers by pre-cooling them (application for invention No. 95101194 class B29B 17/00, publ. 01.27.1997).

Техническим результатом предлагаемого способа является разработка способа приготовления термопластичного энергетического состава, позволяющего снизить технологические потери при выгрузке готового состава из смесительного оборудования.The technical result of the proposed method is the development of a method for preparing a thermoplastic energy composition, which allows to reduce technological losses during unloading of the finished composition from mixing equipment.

Указанный технический результат достигается тем, что измельчение энергетического состава проводится непосредственно после его приготовления в том же смесительном оборудовании.The specified technical result is achieved in that the grinding of the energy composition is carried out immediately after its preparation in the same mixing equipment.

Приготовление термопластичного энергетического состава включает подготовку связующего и порошкообразных компонентов, дозирование связующего в смеситель, дозирование порошкообразных компонентов, перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов с термопластичным связующим в обогреваемом смесителе с контролем нагрузок на приводе смесителя до стабилизации величины потребляемой мощности, что свидетельствует о завершении процесса измельчения.The preparation of a thermoplastic energy composition includes the preparation of a binder and powder components, dosing the binder into the mixer, dosing the powder components, mixing each portion of the powder components with a thermoplastic binder in a heated mixer with load control on the mixer drive until the power consumption is stabilized, which indicates the completion of the grinding process.

Непосредственно после приготовления состава в том же смесителе производится его измельчение путем перемешивания при подаче охлаждающей жидкости в рубашку и валы смесителя. При охлаждении состава повышается его вязкость, уменьшается пластичность, и он переходит из пластичного состояния в твердое и начинает измельчаться при сдвиговом воздействии валов с лопастями.Immediately after the preparation of the composition in the same mixer, it is crushed by mixing while supplying coolant to the jacket and shafts of the mixer. When the composition is cooled, its viscosity increases, ductility decreases, and it passes from a plastic state to a solid state and begins to crush upon shear action of shafts with blades.

Ниже приводятся примеры приготовления состава по прототипу и по предлагаемому решению.The following are examples of the preparation of the composition of the prototype and the proposed solution.

Опыт по прототипуPrototype Experience

В предварительно разогретый до (70-80)°С двухвальный лопастной смеситель сначала загрузили связующее - пластифицированный индустриальным маслом дивинилстирольный термоэластопласт, затем после перехода связующего из эластичного в вязкотекучее состояние последовательно загружали порошкообразные компоненты, в том числе взрывчатые. В первую очередь загружали порции крупнодисперсных компонентов. Перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов со связующим проводили до достижения смесью температуры 90°С. Перемешивание после загрузки последней порции также проводили до достижения смесью температуры 90°С, затем - до стабилизации величины потребляемой мощности. Состав выгрузили с помощью шнека выгрузки в виде кусков нерегламентированной формы. Около 1/3 части состава осталась на валах смесителя, которая выгружалась вручную. После охлаждения состава его измельчение проводили в другом оборудовании.In a pre-warmed up to (70-80) ° С double-shaft paddle mixer, the binder was first loaded - divinyl styrene thermoplastic elastomer plasticized with industrial oil, then, after the binder was transferred from elastic to viscous-flowing state, powdery components, including explosive ones, were sequentially loaded. First of all, portions of coarse components were loaded. Mixing each portion of the powdered components with a binder was carried out until the mixture reached a temperature of 90 ° C. Mixing after loading the last portion was also carried out until the mixture reached a temperature of 90 ° C, then - until the stabilization of the power consumption value. The composition was unloaded using the unloading auger in the form of pieces of an unregulated form. About 1/3 of the composition remained on the shafts of the mixer, which was unloaded manually. After cooling the composition, its grinding was carried out in other equipment.

Проведенный опыт показал возможность изготовления термопластичного энергетического состава. Однако при изготовлении термопластичных составов по данному способу остаются нерешенными вопросы по выгрузке и дальнейшему измельчению состава.The experience showed the possibility of manufacturing a thermoplastic energy composition. However, in the manufacture of thermoplastic compositions by this method, unresolved issues of unloading and further grinding of the composition remain unresolved.

Опыты по предлагаемому техническому решениюExperiments on the proposed technical solution

Перемешивание после загрузки последней порции дисперсных компонентов проводили до достижения смесью температуры 90°С, затем - до стабилизации величины потребляемой мощности, как было описано выше.Mixing after loading the last portion of the dispersed components was carried out until the mixture reached a temperature of 90 ° C, then - until the stabilization of the power consumption, as described above.

Затем после приготовления состава в том же оборудовании производили его измельчение путем перемешивания при подаче воды температурой (10-15)°С в рубашку и валы смесителя или другой охлаждающей жидкости до достижения смесью температуры (40-50)°С. Измельчение проводилось до стабилизации величины потребляемой мощности.Then, after preparation of the composition in the same equipment, it was crushed by stirring when water was supplied at a temperature of (10-15) ° C into the jacket and shafts of the mixer or other coolant until the mixture reached a temperature of (40-50) ° C. Grinding was carried out to stabilize the amount of power consumed.

При рассеве приготовленного таким образом порошкообразного энергетического состава получили следующее количественное распределение по размерам:When sieving the powdered energy composition thus prepared, the following quantitative size distribution was obtained:

- 46% с размером частиц от 5 до 10 мм;- 46% with a particle size of 5 to 10 mm;

- 54% с размером менее 5 мм.- 54% with a size of less than 5 mm.

При данном способе приготовления состава достигается практически полная его выгрузка из смесительного оборудования. Полученный состав не требует дополнительного измельчения и может быть использован для формирования изделий методом прессования.With this method of preparation of the composition is achieved almost complete unloading from the mixing equipment. The resulting composition does not require additional grinding and can be used to form products by pressing.

Claims (2)

1. Способ приготовления термопластичного энергетического состава, включающий подготовку связующего и порошкообразных компонентов, дозирование связующего в лопастной смеситель с рубашкой, дозирование порошкообразных компонентов, отличающийся тем, что перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов с термопластичным связующим в вязкотекучем состоянии проводят в обогреваемом смесителе с последующим измельчением готового состава при подаче охлаждающей жидкости в валы и рубашку смесителя до стабилизации величины потребляемой мощности.1. A method of preparing a thermoplastic energy composition, including preparing a binder and powder components, dispensing a binder in a paddle mixer with a jacket, dispensing powder components, wherein each portion of the powdered components with a thermoplastic binder is mixed in a viscous-flowing state in a heated mixer, followed by grinding of the finished composition when coolant is supplied to the shafts and the mixer jacket until the value stabilizes th power. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешение проводят при температуре 90°C.2. The method according to p. 1, characterized in that the mixing is carried out at a temperature of 90 ° C.