Система для витягання твердої маси із ємкості

Изобретение относится к средствам для удаления твердых материалов из емкостей с узкой горловиной и сосудов с узким входным отверстием, главным образом к системам для извлечения разрывного заряда из корпусов устаревших, непригодных к использованию снарядов и мин артиллерийских орудий, реактивных установок и других боеприпасов. Изобретение также может найти применение для извлечения из емкостей с узкой горловиной других твердых расплавляемых материалов, например серы, селитры и т. п. Известно устройство для удаления сплошной твердой массы из емкостей с узкой горловиной, содержащее приводной вал, по меньшей мере, два очистных инструмента, один конец каждого из которых закреплен на оси вала жестко, а другой - с возможностью перемещения вдоль оси вала для обеспечения поджатия очистных инструментов к обрабатываемому слою под действием центробежных сил. Каждый очистной инструмент выполнен в виде двух шарнирно сочлененных планок с образованием с другим очистным инструментом шарнирного четырехзвенника. Внутри вала образован канал, сообщенный с источником подачи сжатого воздуха [1]. Рабочий орган в известном устройстве производит высверливание с последующим послойным срезанием твердой массы вращающимися механическими элементами и удаление измельченной массы воздушной струей. Известное устройство не обеспечивает получение требуемого технического результата - извлечения разрывного заряда из корпусов боеприпасов с одновременной переработкой извлеченной массы в гранулы. Препятствием для этого является то, что при воздействии на разрывной заряд вращающимся механическим рабочим органом в зоне контакта его с массой возникает высокая температура, которая приводит к возгоранию массы или разрыву разрывного заряда. При обработке не взрывоопасных масс (сера, селитра и т. п.) последние от высоких контактных температур размягчаются, становятся пластичными и забивают рабочие органы, что приводит к нарушению технологического процесса. Известно также устройство для мойки, пропарки и дезинфекции цистерн от вязкого продукта, содержащее опорный элемент, рабочие органы в виде распылителей, сообщенных с источником подачи теплоносителя, смонтированные на опорном элементе с возможностью их сведения-разведения относительно его оси для введения в горловину промываемой цистерны и расположения в этой цистерне в рабочем положении, привода сведения и разведения распылителей и системы подачи рабочих агентов к распылителям [2]. Одним из рабочих агентов, подаваемых в цистерну в известном устройстве, является теплоноситель, который расплавляет остатки вязкого продукта, что способствует его эффективному удалению из цистерны. Однако в этом известном устройстве расплав разрывного заряда будет получен в виде бесформенной массы и для превращения ее в гранулы необходимо дополнительно использовать сложное технологическое оборудование. Ближайшим аналогом изобретения является устройство для извлечения твердой массы из емкости, содержащее помещаемый в полость емкости узел подачи текучей среды [3]. Недостатком этого устройства является также невозможность получения из расплава гранул, а для последующего получения из получаемой бесформенной массы гранул необходимо использование сложного технологического оборудования. Задачей изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения получения из расплава разрывного заряда гранул в процессе охлаждения извлеченного материала. В результате достигается снижение материало- и энергоемкости процесса и затрат живого труда и, как следствие, снижение себестоимости получаемого готового продукта. Технический результат достигается тем, что в системе для извлечения твердой массы из емкости, содержащей помещаемый в полость емкости узел подачи текучей среды, согласно изобретению последний соединен с источником подачи теплоносителя для расплавления твердой массы, а система снабжена камерой с закрепленным в ней опорным элементом для установки емкости, поддоном для сбора расплава, расположенным под камерой, и струйным насосом для диспергирования расплава в ванну с охлаждающей средой, при этом струйный насос размещен в кожухе с образованием межстенного пространства, которое на входе соединено с напорным, а на выходе - с питающим тр убопроводами теплоносителя, и соединен с воздуховодом компрессора посредством размещенного в ванне змеевика. Такое конструктивное выполнение системы позволяет получать, одновременно с охлаждением расплава, гранулы расплавляемого вещества в виде чешуек или лепешек, т. е. готовый к использованию продукт без дополнительной сложной технологической переработки, с помощью простых и безопасных средств при минимальных затратах энергии и труда. При этом опорный элемент выполнен в виде группы гнезд для установки емкостей, а узел подачи текучей среды представляет собой насадок, расположенный соосно гнезду. Кроме того, струйный насос выполнен с соплом в виде узкой щели для диспергирования расплава широкой полосой на поверхность охлаждающей жидкости. При этом в ванне установлена сетчатая лента транспортера и над уровнем охлаждающей жидкости ограничительная рамка для предотвращения попадания диспергированного расплава на сетчатую ленту. Целесообразно также систему снабдить узлом сушки гранул посредством калорифера, раструб которого выполнен с радиатором, вход которого соединен с отводным трубопроводом теплоносителя, а выход - с ванной. На фиг. 1 показана система для извлечения твердой массы из емкости с узкой горловиной, в аксонометрии; на фиг. 2 - то же, вид сверху со снятой крышкой; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 (показано гнездо с установленной на нем емкостью с узкой горловиной); на фиг. 4 - узел диспергирования расплава, продольный разрез; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 2 (показано соединение впускного патрубка и ловителя напорного трубопровода); на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 2 (показан замок поддона); на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 2 (показано уплотнение поддона); на фиг. 8 - вариант выполнения гнезда. Система состоит из узла 1 плавления твердой массы, узла 2 диспергирования расплава и средства 3 транспортирования и сушки гранул. Узел плавления выполнен в виде камеры 4 с горизонтальной перегородкой 5 и поворотной крышкой 6. На перегородке образована группа отверстий 7, на которых соосно им закреплены гнезда 8, выполненные в виде усеченных конусных втулок, направленных меньшими основаниями вниз и снабженных уплотняющими кольцами 9, предотвращающи х прорыв теплоносителя в камеру 4, а также установлен впускной патрубок 10, пропущенный сквозь перегородку и выполненный снизу конусным. Сверху патрубок 10 заглушён и к нему присоединена разветвленная сеть патрубков 11, каждый из которых заканчивается насадком 12, закрепленным в гнезде 8 соосно отверстию 7. Камера 4 установлена на стойках 13 на шарнирах 14 с возможностью поворота в вертикальной плоскости, посредством троса тельфера (на чертеже не показаны), присоединяемого к зацепу 15. Снизу камеры 4 на этих же стойках закреплен жестко поддон 16, днище которого выполнено в виде наклонных в поперечной и продольной плоскостях листов 17 с образованием желоба 18. Спереди листы соединены с вертикальной стенкой 19, имеющей замки 20, каждый из которых выполнен в виде закрепленных внутри поддона цилиндра 21 с подпружиненным поршнем 22, соединенным с ригелем 23. Предпоршневая полость цилиндра 21 сообщена с пространством поддона 16, а запоршневая - с атмосферой, при этом ригель 23 размещен с возможностью входа в фиксирующее отверстие 24 камеры 4 при создании давления в поддоне 16. На поддоне 16 по периметру наклонных листов и стенок установлен уплотняющий шнур 25 из теплостойкой резины и закреплен ловитель 26, выполненный в виде конусной втулки для взаимодействия с конусной частью патрубка 10, соединенный с напорным 27 трубопроводом через пробковый кран 28 с источником подачи теплоносителя (далее генератор 29 теплоносителя), а также отводной 30 трубопровод. В генераторе 29 теплоносителя вмонтированы всасывающий насос и нагреватель (на чертеже не показаны). Узел диспергирования расплава состоит из герметичной приемной камеры 31, соединенной патрубком 32 с желобом поддона 16. Приемная камера 31 сообщена со струйным насосом 33, который трубопроводом 34 соединен с напорным 27 трубопроводом генератора 29 теплоносителя. Диффузор 35 струйного насоса закреплен на заполняемой охлаждающей жидкостью (водой) ванне 36 под небольшим (8-10°) углом наклона к поверхности жидкости и заканчивается в виде узкой щели соплом 37 для выброса диспергированного расплава выплавляемой массы широкой полосой на поверхность жидкости и охлаждения с одновременным образованием гранул. При этом генератор 29 теплоносителя питающим 38 трубопроводом сообщен с ванной 36 для подачи в генератор подогретой, в результате охлаждения расплава, воды для последующего парообразования. Средство транспортирования и сушки гранул, полученных в результате охлаждения диспергированного расплава, содержит транспортер 39 с сетчатой лентой 40, нижний конец которого размещен в ванне 36, имеющей над уровнем заполнения водой перед верхней ветвью сетчатой ленты 40 ограничительную рамку 41 для предотвращения попадания диспергированного расплава на сетчатую ленту 40. На бортах 42 транспортера, в пространстве между ветвями сетчатой ленты, закреплена продольная перегородка 43 с наклонными ребрами 44 для отвода проходной фракции гранул в сборник 45 и смонтированы выпускные патрубки 46 калорифера 47, впускное окно которого соединено с компрессором 48. В раструбе калорифера 47 размещен радиатор 49, соединенный с отводным 30 трубопроводом теплоносителя и трубопроводом 50 сброса отработанного теплоносителя в ванну. За ведущим роликом транспортера с приводом 51 размещен сборник 52 гранулированного продукта, а под ним установлена сменная тара 53. За камерой 4 размещена тележка 54 для сбора емкостей 55 с узкой горловиной после извлечения из них твердой массы. В варианте исполнения системы струйный насос 23 может быть соединен не с генератором теплоносителя, а воздуховодом 56 (на схеме показан пунктиром) через помещенный в ванну змеевик 57 с компрессором калорифера 47. В этом случае для предотвращения снижения температуры расплава в струйном насосе 33, последний вместе с приемной камерой 31 целесообразно разместить в кожуха 58, межстенное пространство 59 которого соединено с трубопроводами 60 и 61 соответственно с напорным 27 и питающим 38 трубопроводами генератора 29 теплоносителя. Это уменьшит расход пара и обеспечит отвод змеевиком 57 тепла из ванны и тем самым позволит уменьшить объем охлаждающей воды. Над ванной 36 и транспортером 39 установлен известный зонт с вытяжной системой (на чертеже не показаны) вентиляции. В варианте исполнения системы (фиг. 8) гнездо 8 может быть выполнено в виде вертикального цилиндра, уплотнительное кольцо которого имеет разную ширину для установки в гнезде 8 снарядов разного калибра. В нижней части цилиндра установлено опорное кольцо 62 с центральным окном 63 для установки в нем узкой горловиной емкости 55 и отверстия 64 для сообщения полости 65, образованной внутренней поверхностью цилиндра, опорного 62 и уплотнительного колец, а также корпуса емкости 55, через окно 7 с поддоном 16, при этом насадки 12 закреплены на боковой поверхности цилиндра, равномерно по окружности и входят в полость для подачи теплоносителя (пар или нагретый воздух) для нагрева корпуса емкости 55, через который тепло передается находящейся в емкости 55 массе. Отработанный пар через отверстия 64 и отверстия 7 выходит в поддон 16. Система работает следующим образом. После установки в гр уппу гнезд 8 на горизонтальной перегородке 5 камеры 4 емкостей 55 с выплавляемой массой, направленных узким входным отверстием вниз соосно насадку 12 и уплотнения зазоров между емкостями и поверхностями гнезд 8 уплотнительными кольцами 9, закрывают крышку 6 и включают систему в работу. Генератор 29 теплоносителя с вмонтированными в него насосом и нагревателем (на чертеже не показаны) всасывает из ванны 36 по питающему 38 трубопроводу воду и генерирует ее в пар, который по напорному 27 трубопроводу, через открытый пробковый кран 28, ловитель 26, впускной патрубок 10 и разветвленную сеть патрубков 11 поступает к насадкам 12. Узкой струей пар воздействует на массу (тринитротолуол) в емкости (корпус снаряда) и расплавляет ее. Расплав вытекает через отверстия 7 и, стекая по наклонным листам 17 и желобу 18, скапливается на поддоне 16 у передней стенки 19, откуда по патрубку 32 поступает в приемную камеру 31 узла 2 диспергирования расплава и струйный насос 33. Поступающий в струйный насос 33 по напорному 27 трубопроводу пар захватывает расплав и в виде дисперсных частиц выбрасывает его через сопло 37 диффузора 35 широкой полосой под углом 8-10° на поверхность охлаждающей воды в ванну 36, при этом ограничительная рамка 41 препятствует попаданию частиц расплава на сетчатую ленту 40. Ударяясь с большой кинетической энергией о поверхностный слой воды под острым углом, частицы расплава тринитротолуола превращаются в гранулы 66 чешуйчатой формы или в виде частиц чечевицеобразной формы (лепешки), размер которых можно менять, изменяя скорость выброса диспергированного расплава и, следовательно, энергию удара частиц о воду, а также угол наклона сопла к поверхности воды. Охлажденные гранулы опускаются на дно ванны. Одновременно в герметично соединенный с камерой 4 посредством уплотнительного шнура 25, поддон 16 через отверстия 7 в камеру вместе с расплавом выходит теплоноситель (пар или нагретый воздух), который создает в поддоне 16 и предпоршневой полости цилиндров 21 замков 20 давление. В результате этого поршни 22, сжимая пружины перемещаются и ригеля 23 входят в фиксирующие отверстия 24 камеры 4, замыкая камеру 4 и поддон 16 до тех пор, пока поддон 16 находится под давлением. Такое выполнение замка предотвращает открытие, находящейся под давлением камеры 4, даже при потере внимания оператора. Давление теплоносителя в поддоне 16 способствует равномерности подачи расплава в приемную камеру 31 и стабильности работы струйного насоса 33. Аналогичным образом работает система и тогда, когда вместо пара в струйный насос 33 подают по магистрали 56 воздух или генератор теплоносителя подает нагретый воздух. Скопившиеся на дне ванны гранулы захватываются сетчатой лентой 40 наклонного транспортера 39, соединенного с приводом 51 и, перемещаясь вверх, отцеживается на ленте 40. Проходная фракция гранул (мелкие гранулы и частицы материала) поступает на продольную перегородку 43 и вдоль наклонных ребер 44 перемещаются в сборник 45, а гранулы поступают в зону сушки, где проходят через восходящий поток разогретого воздуха, поступающего из оппозитно закрепленных на бортах 42 транспортера 39 патрубков 46 калорифера 47. Воздух в калорифер 47, поступает от компрессора 48 и нагревается проходящим через радиатор 49 отработанным теплоносителем, который поступает по трубопроводу 30 из поддона 16. Прошедший через радиатор 49 отработанный теплоноситель по трубопроводу 50 сбрасывается в ванну 36. Проходя зону сушки, гранулы многократно переворачиваются и интенсивно сушатся, а в конце транспортера 39 сбрасываются в сборник 52, откуда периодически перегружаются в сменную тару 53. После завершения выплавки массы из емкостей, оператор перекрывает пробковый кран 28, давление в поддоне 16 падает до атмосферного (т. к. отводной 30 трубопровод постоянно открыт) и подпружиненные поршни 22 замков 20 выдвигают ригеля 23 из фиксирующи х отверстий 24 камеры 4, Только после этого тросом тельфера (на чертеже не показан) поворачивают камеру 4 вокруг шарниров 14 стоек 13 и выгружают пустые емкости 55 в тележку 54. При использовании в системе в качестве теплоносителя нагретого воздуха, в струйный насос 33 воздух поступает по воздуховоду 56 от компрессора 48 калорифера или от автономного компрессора через змеевик 57, а струйный насос 33 и приемную камеру 31 помещают в кожух 58, межстеночное пространство 59 которого соединяют с напорным 27 и питающим 38 трубопроводами генератора теплоносителя соответственно трубопроводами 60, 61, при этом питающий трубопровод 38 генератора теплоносителя сообщен с атмосферой. Выделяемое при работе системы тепло и газы удаляются известной вытяжной системой, подключенной к установленному над ванной 36 и транспортером 39 кожуху (на чертеже не показан).