一種新型涼藥混合螺旋

吳仕峰　甘德淮　江志華　廖鎮(zhèn)輝

【摘 要】本文主要介紹了膨化炸藥生產(chǎn)工藝過程中炸藥降溫措施的技術(shù)難點(diǎn)，并通過分析眾多生廠家的涼藥設(shè)施優(yōu)缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)研發(fā)一種新型、產(chǎn)能大，在線藥量小的高效涼藥設(shè)備，解決了膨化生產(chǎn)線中的炸藥降溫課題，提高了生產(chǎn)效率。

【關(guān)鍵詞】膨化炸藥；生產(chǎn)線；涼藥機(jī)；螺旋葉片；空心楔形葉片；冷卻載體

一、引言

當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)粉狀炸藥生產(chǎn)中，炸藥的降溫課題一直困擾著許多生產(chǎn)產(chǎn)家。自1995年我公司與南京理工大學(xué)共同合作研究開發(fā)的膨化炸藥生產(chǎn)工藝技術(shù)中，膨化炸藥的降溫工序就困擾多年。因在膨化炸藥生產(chǎn)工藝是先將硝酸銨溶解成120-130℃的硝酸銨飽和水溶液，然后進(jìn)入膨化結(jié)晶設(shè)備在一定的溫度及真空下的膨化、結(jié)晶，膨化硝酸銨經(jīng)螺旋輸送至三料混合器后再與復(fù)合油相、木粉等混合?；蛳扰c復(fù)合油相混合后再經(jīng)螺桿泵送入膨化結(jié)晶設(shè)備在真空狀態(tài)下膨化、結(jié)晶，經(jīng)出料螺旋將結(jié)晶盤的物料拉出并落入上下料倉，上下料倉通過交替變換真空腔體，物料在自重的作用下落入下料倉，再由下料倉落入螺旋與木粉等混合。這兩種形式下制得出來的膨化炸藥半成品溫度高達(dá)92℃左右。這就給后續(xù)的工序降溫措施提出較高的要求。

二、國內(nèi)涼藥設(shè)備的分析

目前國內(nèi)的膨化炸藥生產(chǎn)線的主要涼藥設(shè)備有輪碾機(jī)、螺旋涼藥機(jī)、立式雙層盤式?jīng)鏊帣C(jī)等，但都因降溫效果不佳，而讓眾多廠家頻頻出現(xiàn)產(chǎn)品硬化現(xiàn)象，且還存在著在線藥量多、設(shè)備體積龐大、連續(xù)化程度不高等缺陷。

1.輪碾機(jī)本是一種粉碎、研磨設(shè)備，后期許多生產(chǎn)廠家利用其功能將改為輕砣，并底盤通冷水，用來對(duì)粉狀炸藥進(jìn)行冷卻，即 “低溫輕砣涼藥”。此種冷卻方式，依靠輪碾機(jī)的刮板推動(dòng)、翻轉(zhuǎn)物料。物料在輪碾機(jī)中呈堆積狀態(tài)，物料之間的熱傳導(dǎo)效果差，每碾200kg需要20-30分鐘冷卻時(shí)間，且與設(shè)備嫁接困難，不能連續(xù)化生產(chǎn)。

2.螺旋涼藥機(jī)主要是靠螺旋葉片夾套層內(nèi)通冷水或冷凍水的方式進(jìn)行熱交換，使生產(chǎn)出來的炸藥迅速降溫，以達(dá)到冷卻效果。其容易實(shí)現(xiàn)上下設(shè)備的對(duì)接和自動(dòng)控制，但由于熱交換面積小，物料停留的時(shí)間短，涼藥的效果差，且能耗高，尤其在炎熱的夏天，涼藥的效果更差。往往一些廠家為增加涼藥效果，以冷凍水作為介質(zhì)，大大增加了能耗，且涼藥效果也無法達(dá)到預(yù)期目的。

3.立式雙層盤式?jīng)鏊帣C(jī)，其結(jié)構(gòu)類似沒有碾砣的輪碾機(jī)，為雙層結(jié)構(gòu)。在其上下底盤夾套內(nèi)通冷卻水，炸藥在刮板的作用下翻滾，與底盤和空氣進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)降低炸藥的溫度的目的。生產(chǎn)過程中，藥粉在機(jī)器內(nèi)上下翻滾，并有一定的混合攪拌作用，涼藥效果螺旋涼藥機(jī)好，但效率低。在南方高溫高濕地區(qū)，產(chǎn)品易吸濕，涼藥效果不理想。

三、設(shè)計(jì)原理

如圖-1所示，把螺旋槽體設(shè)計(jì)為夾套層，通水冷卻，設(shè)備安裝時(shí)與物料輸送方向有一略帶傾斜，即物料進(jìn)口高，出口低。并把槽體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)為兩根，每一根旋轉(zhuǎn)軸上都帶有許多空心楔形冷卻葉片，兩軸之間相互嚙合，以相反方向轉(zhuǎn)速，以低速旋轉(zhuǎn)，并旋轉(zhuǎn)軸與槽體保持間距5mm，保證設(shè)備無摩擦。的安全性膨化結(jié)晶出來炸藥通過上下料倉在進(jìn)口處不斷供給，充滿在槽內(nèi)夾套面和楔形冷卻葉片之間，被低速攪拌，使膨化炸藥與冷卻面反復(fù)有效接觸的同時(shí)也被不斷冷卻，并依次通過楔形加熱片的缺口到達(dá)出口端，達(dá)到冷卻并排出。冷卻載體由旋轉(zhuǎn)軸的一端經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭導(dǎo)入，然后串聯(lián)依次流入到每一個(gè)中空楔形冷卻葉片內(nèi)，并在軸的另一端排出。此外，冷卻載體還從螺旋槽體的一端進(jìn)入，另一端排出。通常，冷卻載體與膨化炸藥的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的。

四、技術(shù)特點(diǎn)

1.結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。由于這種涼藥機(jī)的大部分傳熱面積是由許多空心楔形葉片密集地、按一定間距規(guī)律交錯(cuò)排列在每一旋轉(zhuǎn)軸上所組成的，所以單位體積容器中的散熱面積大，從冷卻作效率來考慮，裝置的尺寸是很小的，因而占地面積也小。

2.換熱系數(shù)大，效率高。由于旋轉(zhuǎn)槳葉交替地、分段地壓縮和膨脹在槳葉斜面上的膨化炸藥，因而對(duì)于靠近換熱面的膨化炸藥的顆?；蚍勰拥臄噭?dòng)是激烈的，通過激烈的攪動(dòng)和強(qiáng)制交換，旋轉(zhuǎn)槳葉將膨化炸藥充分、均勻的混合。

3. 槳葉的相互作用使其具有自凈能力，如圖-2所示，旋轉(zhuǎn)槳葉的傾斜面和顆?；蚍勰拥穆?lián)合運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生力的傳遞，使黏著于涼藥層面上的粉塵容易自動(dòng)地清除。由于這一作用，遍及整個(gè)槳葉冷卻面，因而這種涼藥機(jī)的大部分冷卻面總是保持著高效冷卻換熱功能。

4.低速攪拌型換熱涼藥機(jī)漿葉式能處理高溫物料。盡管是低速攪拌（葉片的外圓周速度為0.6～0.8m/s），但因同時(shí)旋轉(zhuǎn)的槳葉組具有非?？煽康臄嚢枳饔茫宜诮Y(jié)構(gòu)上沒有死區(qū)，因而不會(huì)使物料處于靜止?fàn)顟B(tài)，能夠達(dá)到均勻涼藥。

5.由于轉(zhuǎn)速低，由于是雙軸做相向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，雙軸上空心楔形葉片之間的相對(duì)距離保證在5mm，與槽體底端保證在3mm，有效的提高設(shè)備的本質(zhì)安全，同時(shí)增加膨化炸藥碾碎和混藥功能。

6.由于涼藥機(jī)內(nèi)物料的填充率很高，約槽體容積的70%～80%。因而物料在槽體內(nèi)的滯留時(shí)間較長，達(dá)到混合均勻，涼藥效果好，調(diào)節(jié)也容易。

四、結(jié)論

可見，涼藥混合螺旋是集混合、碾壓、冷卻和輸送為一體多功能高效涼藥設(shè)備，能與連續(xù)化的工業(yè)粉狀炸藥生產(chǎn)線相匹配，能解決產(chǎn)能大、南方的高溫高濕季節(jié)膨化炸藥降溫困難的問題。自我公司研發(fā)投入使用以來，其涼藥效果好，膨化炸藥的降溫效果明顯，從進(jìn)口上下料倉落入溫度為90℃～92℃的膨化炸藥，到出口時(shí)的膨化炸藥溫度降為55℃～60℃，溫差有三十多度，有效解決了膨化炸藥生產(chǎn)過程的降溫瓶頸。同時(shí)也提高了膨化炸藥的混合均勻度，增加膨化炸藥的碾碎功能，并且該設(shè)備還具有占地面積小、運(yùn)行可靠、工房的線藥量少、維護(hù)簡單、能耗低、產(chǎn)能大等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]于才淵，王寶和，王喜忠。干燥裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2]炸藥理論編寫組。炸藥理論。北京：國防工業(yè)出版社，1982。