安全自动化起爆药生产线化合工艺装置研究

2012-10-11高晓非张偲严孟凡军李琳琳冯小氟郭洪斌郭有胜

火工品 2012年1期

高晓非，张偲严，孟凡军，李琳琳，冯小氟，郭洪斌，郭有胜

(1. 中国兵器工业集团第五五研究所装药研究室，吉林长春，130012；2.大连理工大学, 辽宁大连, 116000；3.长春大学机械学院, 吉林长春，130012)

起爆药是所有军用火工品和民用起爆器材的核心装药，因其感度高、危险性大，在生产和装药过程中时常导致意外爆炸事故，为国防工业和民用爆破器材生产领域最危险的爆炸物品[1]。目前，美国研制出了三硝基间苯二酚铅连续化生产工艺[2]，德国研制出了叠氮化铅连续生产技术[3]。而我国起爆药生产工艺相对落后，基本还是处于人工操作阶段，存在生产安全隐患大、劳动强度大、产量低的问题[4]。本研究设计的安全自动化起爆药生产线能够实现从药剂的输入、化合、水洗、烘干、筛选、称量至装箱全过程自动化生产，无需人工参与，使安全保障及生产效率得到了有效提升。

1 安全自动化起爆药生产线简介

安全自动化起爆药生产线是一条自动化柔性生产线，适用于单质起爆药的生产。整个生产线由非标设备、气动控制系统、电气控制系统、电视监视系统组成。单质起爆药生产线非标设备由配料系统、化合系统、水洗系统、三级机械手系统、空药罐放置装置、自动烘干系统、防爆墙、自动筛选装盒系统、装箱系统等部分组成。从化合至装箱实现无人操作，计算机全过程自动控制，各工序由专用的非标设备完成工艺过程，物料传递由三级机械手完成，各工序之间由独立的抗爆工艺间隔离，避免相互殉爆。各工艺间的工艺动作由气缸或电机驱动实现，动作简单、实用、可靠。起爆药安全自动化生产工艺流程如图1所示。

图1 起爆药生产工艺流程图

2 化合系统原理及工艺特点

起爆药通过化学反应完成制造的过程称为化合。在安全自动化起爆药生产线中化合单元是整个生产线的关键部分。

2.1 化合系统工作原理

化合系统的主要作用是将配料系统输送到化合器的两种料液通过加热、恒温、搅拌进行化合，化合后母液通过出母液装置排掉，药剂通过分料装置均匀地分成两份，排至水洗抽滤系统。化合系统结构如图2所示。

图2 化合系统结构图

其工作原理为：当保温槽中药液达到温度要求时，加料摆动装置在摆动气缸驱动下，摆至化合系统上端，开始向化合系统加料，当两种料达到工艺量要求后，送料阀门关闭，加料摆动装置摆回原位。

化合系统中药液搅拌由防爆电机无级变速减速机驱动搅拌轴实现，搅拌速度为200～1 000r/min，采用倾斜搅拌的形式，实现料液充分混合。化合锅为夹层结构，采用热循环水对化合器加热，不同起爆药的化合温度不同，通过温度传感器随时检测化合器内药液温度，与化合器夹层出热水的调节阀组合，实现加热和保温的 PID自动调节，满足加热温度的工艺要求。化合器药液的降温通过冷水循环系统来完成，降温与加热系统成互锁关系，即降温时关闭加热水进出口阀门，打开冷水进出口阀门。

化合锅翻转由电机经减速器驱动完成，翻转位置由电感式NAMUR传感器判断及控制，当化合锅翻转到接近90°角，化合锅翻转至135°角，化合锅翻转到原位时均有传感器发讯。3个传感器分别固定在位置可调的安装架上，通过调整传感器位置，可以控制化合器翻转到位的翻转角度，从而实现化合系统的安全自动化运转。