[实用新型]一种高固相含量高粘度混合炸药制备设备

说明书

本实用新型公开了一种高固相含量高粘度混合炸药制备设备，所述筒状锅体配合有锅盖,筒状锅体可旋转,筒状锅体锅口对应的另一侧固定有锅体旋转轴,锅体旋转轴通过轴承、轴承座连接锅体后支撑，所述锅体旋转轴通过驱动机构驱动整个筒状锅体旋转，锅体支撑架固定连接滚轮和锅体后支撑，锅体支撑架的中部通过铰轴铰接在固定支架上；所述锅盖上设置抽真空系统和压力传感器，锅盖连接在锅盖开闭装置上，锅盖开闭装置铰接在锅体支撑架上，所述锅体旋转轴内设有轴向设置且连通锅体夹层的通孔，通孔通过旋转接头和切换开关连接蒸汽源和热水源。该设备混合过程安全程度高、混药质量一致性好，满足了常规高效毁伤弹药战斗部的装药要求。

技术领域

本实用新型涉及武器弹药战斗部中的混合炸药制备装备技术领域，对呈塑态的炸药进行抽真空和精细化安全高效混合，制备高固相含量高粘度的热塑态炸药、浇铸高聚物黏结炸药（简称浇铸PBX炸药）、温压炸药等高能混合炸药的通用型制备设备。

背景技术

随着技术的发展，热塑态炸药、浇铸PBX炸药、温压炸药等高能混合炸药正得到越来越多的应用，这些混合炸药是通过将固相的黒索今、奥克托今等高能炸药，与液相载体如梯恩梯熔融药浆或者液态高分子黏结剂等混合制备而成，提高混合炸药中的黒索今、奥克托今等高能固相炸药颗粒组分的含量，能够有效提高炸药的爆炸威力，是达到战斗部高效毁伤目标的重要途径。但是随着这些混合炸药中固相颗粒组分含量的提高，液相载体占比会相应减少，炸药浆的粘度会越来越大，药浆流动性变差，使混合炸药处于塑性状态，导致炸药各组分难以混合均匀，工艺性越来越差。同时也加剧了混合过程中炸药颗粒之间的摩擦，容易引发燃烧爆炸事故，给炸药混合生产带来安全隐患。因此，传统的热塑态炸药中固相颗粒组分的占比至多达到82%，传统的浇铸PBX炸药和温压炸药中固相颗粒组分的占比至多达到90%，动力粘度一般在1800Pa·s以下，由于药浆的粘度大，在混合过程中炸药内部也会混入大量气泡，导致混合炸药的密度降低，炸药的实际密度只能达到理论密度的95%，也影响炸药浆固化后的强度，装药质量难以保证。如果将高能固相炸药含量在混合炸药中的占比提高三个百分点，即在热塑态炸药中的占比提高到85%、在浇铸PBX炸药和温压炸药中占比提高到93%，则可以提高炸药威力10%以上，但是随之而来的是炸药浆的动力粘度将达到2200Pa·s以上，导致炸药中的各个组分难以混合均匀，严重影响炸药混合的工艺性和安全性。

传统用来制备呈塑态的混合炸药的设备均为无桨混合设备，从形式上可分为密闭式和开口式两种，分别简称为对角锅和开口锅。这两种混合锅的锅壁均为夹层，以水蒸汽为热源。其中对角锅全称为斜角夹层滚筒式塑化混合锅，如附图1所示。这种设备结构简单，适用于真空塑态混药。但由于设备是在完全密闭的状态下工作，而在梯恩梯由固相熔化为液相载体的过程中，一部分梯恩梯会受热挥发为气体产生蒸气压，一旦梯恩梯炸药蒸气压超压，会导致密闭的塑化混合锅发生爆炸事故，存在不安全因素，目前已逐步被开口式取代。开口锅全称为单轴倾斜旋转塑化混合锅。其结构也较简单，单轴旋转，进出料口部为截圆锥状，并且可以下俯和上仰，上料后工作状态为口部上仰，出料时口部可以下俯，如附图2所示。这种设备具有热效率高、出料方便、结构简单等优点。但这种设备也有不少缺点，例如：塑化混合过程不能抽真空，由于炸药粘度大，在混合过程中容易混入气泡，影响炸药密度和装药质量。这两种混合锅均以水蒸汽为热源，加热温度较高（80℃～120℃），只适用于制备以液相梯恩梯为载体的热塑态混合炸药，对于混合加热温度较低（30℃～80℃）的浇铸PBX炸药、温压炸药则不能使用。而且对于传统的以蒸汽锅炉为热源的蒸汽加热方式，混药设备夹层的温度控制精度只能达到±5℃，达不到浇铸PBX炸药和温压炸药加热温度控制精度±1℃的要求，药温也不能实现实时在线监测，一旦超温也影响炸药混合过程的安全。而且混药质量和炸药质量一致性差，混合均匀度只能达到常规的标准偏差小于0.5%（铝粉含量分析值），密度偏差只能控制在±0.01g/cm³以内。以往炸药浆的混合均匀度成分分析只能靠人工到危险作业场所从锅中现场取样，送往专门的理化检测中心进行离线的理化成分分析，不能实现在线检测，存在安全隐患，且费工费时。