[实用新型]一种超细CL-20的制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种含能材料的细化设备，进一步地说，是涉及一种快速批量的制备超细CL-20的装置。

背景技术

随着科学技术的发展及武器对抗的日益激烈，国内外炸药的细化技术方兴未艾。因为超细炸药具有以下几个优点：爆轰历程接近理想爆轰规律，把爆炸的潜在内能开发出来；导热性能好，容易进行热传导，使爆炸热点不易形成；易于与大粒径炸药进行颗粒级配，分散性能好，促进装药密度更好且更均匀；受冲击载荷时，冲击力很快均匀分散到整个药柱中，降低撞击感度。因此，超细炸药在实际应用中将起到重要的作用。

CL-20（六硝基氮杂异伍兹烷）是一种高能量密度化合物，密度比奥克托今（HMX）高8%，爆速高6%，能量密度高15%以上。Cl-20是迄今能量密度和爆速最高的单质硝胺炸药，在未来的武器装备中有着很好应用前景。超细CL-20，尤其是亚微米级、纳米级CL-20，除保留普通颗粒CL-20高能量密度的优异性能外，还具有冲击波感度和撞击感度更低，更安全的特性，这对拓宽CL-20的应用范围、提高武器系统的性能具有重要意义。

目前，超细CL-20制备方法主要有溶剂-非溶剂重结晶法、超临界流体重结晶法、微乳状液法等化学方法。这些方法不同程度的存在着工艺复杂，成本高，产量低，有机废液排放量大，安全性差等缺点，限制了其在武器中大规模的生产和应用。

国外也有在实验室采用手工研磨法得到粒度细小的CL-20。如May L Chan（May L Chan.New Ingredients for non-polluting propellants[J],CA93555-6001USA）将HNIW均匀分散在装有蒸馏水和乙醇混合液体的研磨玻璃器皿中研磨14~16小时，得到了粒度在3μm左右的HNIW。但这种方法存在研磨时间长、产量低、粒度分布不均匀、废液量大和手工研磨存在的危险等问题。

国内至今还没有一种专门用来快速批量的制备超细CL-20，且操作简单，安全性高的装置。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种专门用于快速批量制备超细CL-20的装置。采用此装置可实现超细CL-20的批量生产，且生产过程安全无污染，克服了现有超细CL-20制备中产量低、危险性高等缺陷。

本实用新型的一种超细CL-20的制备装置，包括球磨机主机，还包括有与球磨机主机相连的混合器和物料泵。

由于CL-20属于高机械感度的高能量密度材料，机械冲击和撞击容易发生危险。因此，在设备设计和选型方面，采用以摩擦作用力为主的球磨机械细化粉碎方式。以上所述球磨机主机包括带有搅拌的研磨腔、研磨腔上盖、研磨球；研磨腔为上方敞口的空腔结构，研磨腔上盖紧固于研磨腔上方盖住其上方敞口，并设置密封以防物料溅出，研磨腔上盖设有进料口，研磨腔底部设有出料口，研磨球置于研磨腔内；

为了最大限度的减少危险因素，在制备超细CL-20时采用湿法研磨粉碎，即采用研磨液为研磨介质，将研磨液和CL-20在混合器内均匀混合成CL-20浆料，将该浆料在球磨机主机的研磨腔内研磨粉碎；由此使研磨粉碎中因摩擦产生的热量和能量通过液体传递和消耗掉，从而实现安全生产。同时，为了实现物料的超细粉碎，增加CL-20与研磨液配置的浆料在研磨腔中的滞留时间，通过管线和物料泵将混合器与球磨机主机的研磨腔相连，使浆料在一定时间内在混合器与研磨腔之间循环流动，实现物料的循环粉碎研磨。

所述混合器内设置有搅拌，混合器上设置有出料口和循环进料口，混合器出料口与球磨机主机的研磨腔上盖上的进料口通管线相连，所述研磨腔的出料口与混合器的循环进料口管线相连，该管线上靠近研磨腔的位置设置有出料阀，之后管线上设置有物料泵。

更具体地：

所述研磨腔上盖通过弹簧夹紧固于研磨腔上方。研磨腔上盖和研磨腔的敞口之间的密封可采用现有技术中的各种密封结构，优选设置有橡胶圈进行密封。

所述研磨腔的搅拌包括搅拌器、搅拌轴和电机；搅拌器位于研磨腔之中，与研磨腔同轴，并且搅拌器底端与研磨腔内的底部留有间隙，该间隙优选为5~10mm；搅拌轴穿过研磨腔上盖的中心孔连接搅拌器和电机。搅拌器可采用现有技术中各种搅拌器，为了增加剪切力，更优选设置有多层、多根径向搅拌棒的搅拌器。

为了降低研磨过程中因机械作用产生的热量，避免温度过高对物料的影响，研磨腔外层设置了冷却水夹套。所述研磨腔的外层优选设有冷却水夹套，夹套上设置有冷却水入口和出口。