Спосіб виготовлення патронованої емульсійної вибухової речовини

1. Спосіб виготовлення патронованої емульсійної вибухової речовини, що включає приготування, при нагріванні, водного розчину окиснювача змішуванням води, нітрату амонію і нітрату металу та розчину горючої фази змішуванням мінерального масла, емульгатора і стабілізатора емульсії, дозування масовими витратомірами водного розчину окиснювача і розчину горючої фази в апарат для емульгування, виготовлення емульсії, дозування сипких добавок, змішування емульсії з сипкими добавками, патронування суміші і охолоджування патронів, який відрізняється тим, що в апараті для емульгування емульсію виготовляють в два етапи, перший з яких включає підготовку первинної емульсії шляхом змішування якірною мішалкою розчинів горючої фази і окиснювача, що дозуються до досягнення необхідного об'єму компонентів, а другий - виготовлення дрібнодисперс U 2 (19) 1 3 експлуатаційних показників, обумовлена точністю дозування його компонентів. Відомі способи виготовлення патронованих ЕВР, що включають приготування при нагріванні водного розчину окиснювача змішуванням води, нітрату амонію, або його суміші з нітратами металів (натрію або кальцію), та розчину горючої фази змішуванням вуглеводнів (мінеральне масло, парафін, віск і т.п.) і емульгатора, дозування водного розчину окиснювача і розчину горючої фази в апарат для емульгування, виготовлення емульсії, змішування емульсії з сенсибілізатором, патронування суміші і охолоджування патронів [патенти РФ № 2277523, МПК С06В31/28, С06В 45/08, С06В47/14, опубл. 27.10.2005; № 2305672, МПК С06В21/00, С06В45/02, опубл. 10.09.2007; № 2307819, МПК С06В47/14, С06В21/00, С06В31/28, опубл. 10.10.2007; № 2326100, МПК С06В21/00, С06В45/02, С06В47/14, опубл. 10.06.2008]. При реалізації відомих способів дисперсна фаза емульсії має середній розмір глобул 5-10 мкм, що приводить до нестійкості ЕВР в часі і виключає можливість їх застосування в патронованих виробах тривалого зберігання. При цьому одержувані патроновані ЕВР мають недостатню чутливість до механічних дій й ініціюючого імпульсу. Ще одною вадою відомих способів є нестабільність одержуваних ЕВР і їх експлуатаційних показників, обумовлена використовуванням для дозування його компонентів об'ємних дозаторів, що мають значну погрішність при дозуванні (від 1 до 10-20 %). Найближчим до технічного рішення, що заявляється, є спосіб виготовлення патронованої емульсійної вибухової речовини, що включає приготування, при нагріванні, водного розчину окиснювача змішуванням води, нітрату амонію і нітрату металу та розчину горючої фази змішуванням мінерального масла, емульгатора і стабілізатора емульсії, дозування масовими витратомірами водного розчину окиснювача і розчину горючої фази в апарат для емульгування, виготовлення емульсії, дозування сипких добавок, змішування емульсії з сипкими добавками, патронування суміші і охолоджування патронів [Заводы большой производительности. -http://tgsm.com/index.php?id=9], вибраний як прототип. Використовування при дозуванні рідких компонентів масових витратомірів гарантує найвищу можливу точність і надійність дозування. При виготовленні емульсії як апарат для емульгування використовують міксер, оснащений 3-фазною змішувальною камерою, який дозволяє одержувати дисперсну фазу емульсії з середнім розміром глобул до 3 мкм. Проте, зменшення розмірів глобул є недостатнім і одержувані ЕВР також мають низьку стійкість при транспортуванні і зберіганні. Ще одною вадою відомого способу є використовування при дозуванні сипких добавок дозувальних насосів, які також мають високу погрішність при дозуванні, що обумовлює нестабільність одержуваних ЕВР і їх експлуатаційних показників. 62850 4 Задачею корисної моделі, що заявляється, є розробка способу виготовлення патронованої емульсійної вибухової речовини, який дозволяв би одержати емульсійну вибухову речовину з високою стабільністю при зберіганні і транспортуванні, а також високими експлуатаційними показниками. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення патронованої емульсійної вибухової речовини, що включає приготування, при нагріванні, водного розчину окиснювача змішуванням води, нітрату амонію і нітрату металу та розчину горючої фази змішуванням мінерального масла, емульгатора і стабілізатора емульсії, дозування масовими витратомірами водного розчину окиснювача і розчину горючої фази в апарат для емульгування, виготовлення емульсії, дозування сипких добавок, змішування емульсії з сипкими добавками, патронування суміші і охолоджування патронів, згідно корисної моделі, в апараті для емульгування емульсію виготовляють в два етапи, перший з яких включає підготовку первинної емульсії шляхом змішування якірною мішалкою розчинів горючої фази і окиснювача, що дозуються до досягнення необхідного об'єму компонентів, а другий - виготовлення дрібнодисперсної емульсії змішуванням компонентів високошвидкісною турбінною мішалкою, що обертається в напрямі протилежному обертанню якірної мішалки, і дозування сипких добавок для змішування з емульсією здійснюють ваговими дозаторами, обладнаними шнековими живильниками. При цьому первинну емульсію виготовляють протягом 5-15 хвилин з частотою обертання якірної мішалки від 5 до 50 обертів за хвилину, а дрібнодисперсну емульсію протягом 4-6 хвилин з частотою обертання турбінної мішалки від 700 до 3000 обертів за хвилину. Процес проводять при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: нітрат амонію 65,0-90,0 нітрат металу (натрію або кальцію) 1,0-20,0 вода 6,0-20,0 мінеральне масло 2,0-10,0 емульгатор 1,0-5,0 стабілізатор емульсії 1,0-5,0 сенсибілізатор: скляні мікросфери 0,5-5,0 або нітрит натрію 0,1-4,0 порошок алюмінію 1,0-10,0 При розділенні процесу виготовлення емульсії на два етапи, що відбуваються в одному апараті, які включають підготовку первинної емульсії змішуванням розчинів горючої фази і окиснювача до досягнення необхідного об'єму компонентів, що дозуються, низько швидкісною якірною мішалкою, при якій відбувається гомогенізація суміші, і подальше змішування компонентів високошвидкісною турбінною мішалкою, одержують дуже дрібну і стійку дисперсну фазу емульсії з середнім розміром глобул не більш 2 мкм. При цьому протилежне обертання якірної і турбінної мішалок дозволяє уникнути захоплення атмосферного повітря в процесі виготовлення емульсії і зберегти низьку чутливість ЕВР до механічних дій. Частоту обертання мішалок визначають кількістю компонентів емульсії. 5 Завдяки дозуванню сипких добавок для змішування з емульсією ваговими дозаторами, обладнаними шнековими живильниками, досягається висока точність дозування (від 0,1 до 0,5 %), що дозволяє разом з дозуванням рідких компонентів масовими витратомірами здійснити точне додержання рецептури ВВ, яке приводить до стабільності його зберігання і транспортування, і високим експлуатаційним показникам. Спосіб виготовлення патронованої емульсійної вибухової речовини, що заявляється, здійснюють таким чином. Як приклад конкретного виконання способу, що заявляється, наводимо спосіб виготовлення патронованої емульсійної ВР "Гремикс-М" (на тонну готової продукції). Приготування водного розчину окиснювача. У ємність з обігрівом і механічною мішалкою, наприклад, змішувач CM-1000, масовим витратоміром DZR Kobold дозують 96 кг (9 мас. %) води. Нагрівають її до 60-85 °C. Завантажують в змішувач дискретними порціями (по 60 кг) 660 кг (65 мас. %) нітрату амонію і розчиняють його при перемішуванні, підтримуючи в змішувачі температуру на рівні 80-90 °C. Після повного розчинення нітрату амонію в змішувач додають 114 кг (11 мас. %) нітрату натрію або кальцію, продовжуючи перемішування. Після повного розчинення нітрату натрію або кальцію розчин окиснювача готовий і його, дозуючи індукційним масовим витратоміром ВР-1, подають в апарат для емульгування. Приготування розчину горючої фази. У змішувач СМ-250 масовим витратоміром KZA Kobold дозують 40 кг (4 мас. %) мінерального масла (масло індустріальне або дизельне паливо) і нагрівають його до температури 75-85 °C. Потім в підігріте мінеральне масло при включеній мішалці змішувача масовими витратомірами, наприклад марки "OVZ", дозують 20 кг (2 мас. %) емульгатора "Лубрізол" і 20 кг (2 мас. %) стабілізатора емульсії (поліізобутилен фракції 500-2000 або бутилкаучук, або парафін). Процес змішування регулюють за часом в діапазоні від 10 до 100 хвилин при постій 62850 6 ній підтримці заданої температури. Готовий розчин горючої фази, дозуючи масовим витратоміром, наприклад марки "OVZ", подають в апарат для емульгування. Виготовлення емульсії. В апарат для емульгування, об'ємом 1000 л, забезпечений якірною і високошвидкісною турбінною мішалками, дозують масовим витратоміром розчин горючої фази і підтримують його температуру на рівні 40-65 °C. Включають якірну мішалку, встановлюючи частоту обертання від 5 до 50 обертів за хвилину, і дозують масовим витратоміром водний розчин окиснювача. Час змішування складає 5-15 хвилин до досягнення об'єму компонентів емульсії в апараті 350-800 л. Одержавши первинну емульсію, включають високошвидкісну турбінну мішалку, що обертається в напрямі, протилежному обертанню якірної мішалки, і протягом 4-6 хвилин з частотою обертання мішалки від 700 до 3000 обертів за хвилину перемішують первинну емульсію до виготовлення стійкої дисперсної фази емульсії з середнім розміром глобул не більш 2 мкм. Готову емульсію охолоджують до кімнатної температури і подають в змішувач на змішування з сипкими добавками: 20 кг (2 мас. %) сенсибілізатора (скляні або полімерні мікросфери) і 50 кг (5 мас. %) порошку алюмінію. Дозування сипких добавок здійснюють ваговими дозаторами, обладнаними шнековими живильниками. Змішування здійснюють протягом 5-10 хвилин до виготовлення однорідної маси. Одержану суміш, що є емульсійною вибуховою речовиною, направляють на патронування в поліетиленові рукави діаметром 32-36 мм, наприклад вакуумним шприцом КОМПО-ОПТІ 2000, кінці яких затискають кліпсами. Охолоджують патрони емульсійного ВР проточною водою при їх русі по конвеєру від вакуумного шприца на маркування. Спосіб, що заявляється, дозволяє виготовляти патроновану емульсійну вибухову речовину з високою стабільністю при зберіганні і транспортуванні, а також високими експлуатаційними показниками (таблиця): Таблиця Характеристики Показники Масова частка вологи, % 9-14 Детонація відкритого заряду: (діаметр патрона від 32 мм до 120 мм від електродетонатора ЕДПовна 8Ж) Критичний діаметр детонації у відкритому заряді, мм, не більш 20 Кисневий баланс -0,1; -0,3 Теплота вибуху, кДж/кг 3600 Питомий об'єм газів, л/кг 980 Швидкість детонації у відкритому заряді, ер, м/с 5650 Чутливість до удару за ГОСТ 4545-88: - нижня межа в приладі 2, мм - частість вибухів в прила- більше ді 1, % 5000 Чутливість до тертя на копрі К-44-ІII, МПа 664,7 Густина, г/см, не менше 1,00-1,25 Тротиловий еквівалент по теплоті вибуху 0,86 7 Комп’ютерна верстка Мацело М. 62850 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601