Способ и установка для измельчения взрывчатых веществ в жидкости

1 Заявляемое техническое решение относится к области измельчения твердых материалов и может быть использовано, в частности, для измельчения кусков взрывчатого вещества (ВВ),образующихся при вымывании ВВ струeй воды высокого давления из корпусов боеприпасов с истекшим сроком хранения. Известен способ переработки материалов,включающий подачу материала с водой в кольцеообразную зону измельчения сверху, объемное сжатие материала в зоне измельчения при истирании частиц друг о друга принудительным перемещением концентрических слоев материала с одновременным импульсным воздействием на частицы потоком жидкости (РФ, заявка 96116269/03, В 02C 17/02). Данный способ позволяет эффективно измельчать инертные материалы, однако не может быть использован при измельчении ВВ, обладающих повышенной чувствительностью к трению, кроме того подаваемая в зону измельчения вода (ПАВ) требует предварительной электрохимической обработки, а импульсное воздействие на частицы материала осуществляют высокотемпературным потоком жидкости или перегретым паром, что определяет сложную технологическую схему способа и его высокую энергоемкость и стоимость при реализации. Известен способ измельчения, промывки,обезвоживания, сепарации и просушивания загрязненного материала, заключающийся в том,что измельчение осуществляют в потоке воды,который одновременно используют для промывки и транспортировки (ФРГ, заявка 3733649, В 02 С 23/36),Данный способ позволяет измельчать различные твердые материалы, однако раздельная подача воды и измельчаемого материала в камеру измельчения усложняет конструкцию устройства для реализации способа. При этом могут измельчаться материалы с низким значением допускаемого напряжения на сжатие, кроме того, не регулируется максимальная величина крошки после измельчения. Известен также способ обработки материалов в жидкостях, заключающийся в том, что измельчаемый материал подают в потоке жидкости в камеру дробления с уменьшающимся зазором от ввода к выводу прохода между рабочими поверхностями элементов дробилки при циклическом воздействии одной рабочей поверхности на измельчаемый материал (США,пат.5279463. В 02 С 19/18, 1994 г. - прототип). Известный способ имеет следующие основные недостатки, исключающие возможность его применения для измельчения ВВ:- постоянный малый зазор между рабочими поверхностями в зоне измельчения материала не дает возможности измельчать куски ВВ и других материалов произвольной величины и формы;- наличие суперзавихрений и субзавихрений Холмогорова в зоне измельчения определяет истирание частиц материала при измельчении, что опасно при измельчении ВВ, обладающих высокой чувствительностью к трению;- движение рабочих элементов дробилки в корпусе аппарата предполагает возможность защемления и затирания частиц материала в зазоре между стенкой корпуса и боковыми поверхностями элементов дробилки, что недопустимо при измельчении ВВ;- измельчение частиц материала в зоне измельчения ведется при совместном воздействии усилий раздавливания и истирания (сдвига), что также опасно при измельчении ВВ. Известна щековая дробилка, содержащая корпус с подвижной щекой и замыкающее устройство, состоящее из упругих элементов и упоров, смонтированное на внешних сторонах боковых стенок корпуса (РФ, пат.2072261,В 02 С 1/04, 1997 г.). Недостатком известной щековой дробилки является возможность защемления и затирания частиц измельчаемого материала в зазоре между стенками корпуса и боковыми поверхностями подвижной щеки, что повышает опасность процесса при измельчении кусков ВВ. Известна вибрационная щековая дробилка,содержащая корпус и две щеки, по меньшей мере, одна из которых закреплена подвижно. На верхнем и нижнем концах подвижной щеки закреплены двойные резиновые упругие подушки,которыми она состыкована с корпусом (США,пат.4936520, В 02 С 1/02, 1990 г.). Основным недостатком известной дробилки также является возможность защемления и затирания частиц измельчаемого материала в боковых зазорах между боковыми поверхностями подвижной щеки и стенками корпуса, что исключает возможность применения известного технического решения для измельчения ВВ с повышенной чувствительностью к трению. Известна также вибрационная щековая дробилка, содержащая рабочую полость (камеру дробления), образованную двумя подвижными дробящими щеками и неподвижными боковыми стенками из толстой листовой резины(авт.св.СССР 400348, В 02 С 1/02, 1974 г. прототип). Основными недостатками известной дробилки являются:- возможность затирания частиц измельчаемого материала в боковых зазорах между боковыми поверхностями подвижных щек и неподвижными стенками рабочей полости создает опасность при измельчении ВВ, чувствительных к трению;- наличие истирающего усилия на измельчаемый материал при движении дробилки вверх и вниз также создает опасность при измельчении ВВ;- отсутствие возможности регулирования ширины выходной щели ограничивает применение дробилки;- отсутствие выходной щели в исходном положении (щеки соприкасаются) исключает возможность дробления материалов в потоке жидкости, так как поток жидкости вызовет переполнение камеры дробления;- ударное воздействие на измельчаемый материал исключает возможность использования для измельчения ВВ. При создании изобретения ставилась задача разработать дешевую эффективную высокопроизводительную и безопасную технологию измельчения кусков ВВ в потоке воды, образующемся при вымывании ВВ струей воды высокого давления из корпусов боеприпасов с истекшим сроком хранения, а именно обеспечить возможность дробления кусков ВВ произвольной величины и формы с регулированием дисперсности, получаемой в результате измельчения наиболее крупной фракции ВВ, и обеспечить безопасность процесса, исключив возможность защемления и затирания частиц ВВ в зазорах между подвижным дробящим элементом и стенками корпуса устройства дробления. При осуществлении группы изобретений по объекту "способ" технический результат достигается за счет того, что:- куски ВВ произвольной величины и формы подают в потоке воды в камеру дробления щековой дробилки с эластичными боковыми стенками;- измельчение кусков выполняют последовательно при перемещении потока от ввода к выводу прохода камеры дробления при плавном уменьшении зазора между щеками дробилки;- циклическое воздействие подвижной щеки на измельчаемый материал ведут без сдвига- давление подвижной щеки на измельчаемый материал превышает предел прочности ВВ на сжатие;- частоту циклического воздействия давления щеки на измельчаемый материал устанавливают пропорционально расходу потока через камеру дробления и ширине выходной щели дробилки;- дисперсность наиболее крупной фракции измельченного ВВ регулируют изменением ширины выходной щели дробилки. Реализуется заявляемый способ с помощью установки, отличительные признаки которой заключаются в следующем:- эластичные пластины закреплены на боковых поверхностях обеих щек с помощью жестких ограничителей;- ограничители установлены с гарантированным зазором между собой при максимальном сближении щек. 4 Заявляемые способ и установка для измельчения ВВ обладают следующими преимуществами:- плавное уменьшение зазора между щеками дробилки обеспечивает последовательное измельчение кусков ВВ произвольной величины и формы при продвижении их от ввода к выводу камеры дробления;- циклическое воздействие подвижной щеки на куски ВВ без сдвига (прямое раздавливание) исключает затирание под нагрузкой и повышает безопасность процесса;- частота циклического воздействия подвижной щеки на ВВ пропорциональна расходу потока через камеру дробления и ширине выходной щели дробилки, что обеспечивает оптимальный режим измельчения с рациональными энергетическими и теплофизическими характеристиками;- регулируемая ширина выходной щели дробилки обеспечивает получение измельченного материала c заданной дисперсностью наиболее крупной фракции;- эластичные пластины, жестко закрепленные на боковых поверхностях щек камеры дробления, исключают наличие зазора и возможность защемления и затирания частиц ВВ,что повышает безопасность процесса;- наличие жестких ограничителей исключает вытеснение эластичных пластин (стенок) камеры измельчения наружу под действием распирающего усилия кусков ВВ, раздавливаемых щеками, и предохраняет эластичные пластины от разрыва;- гарантированный зазор между ограничителями обеспечивает полный рабочий ход подвижной щеки дробилки,Следовательно, все существенные признаки заявляемого изобретения причинноследственно связаны с достигаемым техническим результатом. Других технических решений, кроме прототипа, с признаками, частично совпадающими с отличительными признаками заявляемого изобретения, не выявлено. На фиг. 1 изображена установка для измельчения ВВ, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Установка измельчения содержит камеру 1 дробления, образованную неподвижной 2 и подвижной 3 дробящими щеками и боковыми стенками 4, выполненными из тонкостенного эластичного материала, например резины, и закрепленными на боковых торцах щек 2 и 3 с помощью жестких ограничителей 5,6. Неподвижная щека 2 закреплена на кронштейне 7, установленном на основании 8 с возможностью горизонтального перемещения с помощью регулировочного упора 9 при настройке требуемой ширины выходной щели камеры 1 дробления. Подвижная щека 3 с нижней точкой подвеса установлена на оси 10 в двух опорах 11 на нижней плоскости основания 8. В верхней части подвижная щека 3 кинематически связана со штоком 12 привода 13, закрепленного на кронштейне 14, установленном на основании 8. Работа установки измельчения осуществляется следующим образом. Шток 12 привода 13, совершая возвратно-поступательное движение, обеспечивает качание подвижной щеки 3 с заданной частотой, которая настраивается элементами системы управления (на чертеже не показана) пропорционально расходу потока через камеру дробления и ширине выходной щели дробилки. Поток воды с кусками ВВ произвольной величины и формы свободным потоком непрерывно поступает в камеру 1 дробления. Куски ВВ под циклическим воздействием подвижной щеки 3 разрушаются и, постепенно перемещаясь в камере дробления сверху вниз в плавно уменьшающемся зазоре между дробящими щеками, постепенно превращаются в крошку, которая через выходную щель удаляется потоком из камеры дробления далее по ходу технологического процесса. Ширина выходной щели камеры дробления настраивается регулируемыми упорами 9 в соответствии с требованиями по дисперсности наиболее крупной фракции измельчаемого ВВ. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ измельчения взрывчатых веществ в жидкости, включающий подачу измельчаемого материала в потоке жидкости в камеру дробления с уменьшающимся зазором от ввода 6 к выводу прохода между рабочими поверхностями элементов дробилки и циклическое воздействие, по меньшей мере, одной рабочей поверхности на измельчаемый материал, отличающийся тем, что поток жидкости с взрывчатым веществом в виде кусков произвольной величины и формы подают в камеру дробления щековой дробилки с эластичными боковыми стенками, а измельчение кусков выполняют последовательно при продвижении потока от ввода к выводу камеры дробления при плавном уменьшении зазора в проходе между щеками дробилки и циклическом воздействии без сдвига в направлении потока подвижной щекой, давление которой превышает предел прочности на сжатие измельчаемого взрывчатого вещества,при этом частоту циклического воздействия устанавливают пропорционально расходу потока через камеру дробления и ширине выходной щели дробилки. 2. Установка для измельчения взрывчатых веществ, содержащая камеру дробления, образованную дробящими щеками и боковыми стенками из листового эластичного материала, отличающаяся тем, что боковые стенки камеры дробления закреплены на боковых поверхностях щек посредством жестких ограничителей, установленных с гарантированным зазором между собой при максимальном сближении дробящих щек. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем,что боковые стенки камеры выполнены из тонкого эластичного материала.