устройство для приготовления простейших взрывчатых веществ при заряжании

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПРОСТЕЙШИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ЗАРЯЖАНИИ, состоящее из нагнетательной камеры, имеющей узел формирования двухфазного потока, связанный с зарядным трубопроводом, всасывающий трубопровод с краном, эжектор загрузки с краном, состоящий из сосуда для гранулированных компонентов, сосуда жидких добавок, узла управления, включающего регулятор расхода воздуха и регулятор перепада давления, сеть сжатого воздуха, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено насосом с пневмоприводом и рабочей камерой для жидкой добавки, выход которого соединен со всасывающим трубопроводом, узел управления снабжен датчиком расхода гранулированного компонента с выходом, который установлен во всасывающем трубопроводе, пневмопривод выполнен с пневматическим реле переключения, включающим заслонку, входную и выходную камеры, мембранный блок с положительной и отрицательной камерами, полым штоком с отверстием в нижней части для связи с атмосферой, при этом пневмопривод соединен с сетью сжатого воздуха посредством управляемого дросселя с камерой, соединенной с выходом датчика расхода, пневмопривод насоса кинематически связан посредством линейной задержки, равной ходу привода, с полым штоком мембранного блока пневматического реле, установленного с возможностью взаимодействия с заслонкой пневматического реле, входная камера которого посредством стабилизатора давления связана с сетью сжатого воздуха, а выходная камера посредством дросселя связана с рабочей камерой мембранного блока, а напрямую с положительной камерой мембранного блока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик расхода гранулированного компонента выполнен в виде двуплечего рычага, одно плечо которого выполнено с лопаткой, размещенной во всасывающем трубопроводе под углом к его оси, а другое в виде стержня.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области буровзрывных работ в горном деле и может быть использовано на карьерах и рудниках для заряжания шпуров и скважин простейшими ВВ, приготовленными непосредственно при заряжании.

Известно устройство для приготовления игданита непосредственно при заряжании [1]

Устройство состоит из бункера для аммиачной селитры, снабженного шибером, нагнетательного трубопровода, соединенного с сопловым коллектором, сопла которого выходят в камеру смешения, к которой подведен патрубок подачи дизельного топлива, и которая соединена с бункером для селитры. На выходе из камеры расположен диффузор, соединенный с зарядным трубопроводом.

Недостаток этого устройства в том, что селитра и дизтопливо всасываются в камеру смешения, откуда смесь сразу же поступает через диффузор в зарядный трубопровод и подается сжатым воздухом в зарядную полость, т.е. здесь не предусмотрены меры для проникновения дизтоплива в поры селитры, поэтому игданит получается низкого качества, наблюдается расслоение селитры и ДТ при подаче смеси сжатым воздухом.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для заряжания шпуров и скважин рассыпными взрывчатыми веществами типа "Ульба-400" [2]

Устройство содержит нагнетательную камеру для ВВ с узлом формирования двухфазного потока, имеющим отсекатель, связанный с зарядным трубопроводом. На верхней части нагнетательной камеры расположены всасывающий трубопровод с краном, который помещают при загрузке ВВ в сосуд с гранулированными компонентами, и эжектор загрузки, связанный через кран с нагнетательной камерой для создания разряжения в ней. Устройство также содержит нагнетательный сосуд для жидкости, верхняя часть которого связана с верхней частью нагнетательной камеры для ВВ и с линией питания сжатым воздухом.

Под давлением сжатого воздуха вода подается в зарядный шланг. Устройство имеет узел управления, включающий регулятор расхода воздуха и регулятор перепада давления, а также пульт командоаппарата управления для подачи команд на клапаны питания и зарядки, обратный клапан, расходомеры, монометры.

Регуляторы предназначены для задания и стабилизации расхода воздуха и перепада давления на входе нагнетательной камеры и на выходе из нее, что обеспечивает стабилизацию расхода ВВ и жидкой добавки, а также формирование заряда.

В этой зарядной машине при заряжании происходит смешение гранулированных и жидких компонентов. Однако без изменения эта машина не может быть использована для приготовления простейших ВВ при заряжании, так как смешение гранулированных и жидкого компонентов происходит на выходе из машины в зарядном трубопроводе. Ввод дизтоплива в селитру на выходе из машины не позволяет произвести дополнительную обработку смеси, например, вакуумом для проникновения ДТ в поры селитры.

Без этого происходит расслоение нефтепродукта и селитры, в результате образуется большая потеря (до 70%) нефтепродукта при пневмотранспортировании и пневмозаряжании.

Кроме того неточно выдерживается соотношение компонентов при смешивании из-за отклонений расхода селитры и расхода нефтепродукта, а также влияет изменение вязкости нефтепродукта в зависимости от марки и температуры.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности приготовления простейших ВВ при заряжании.

Цель достигается тем, что в устройство для приготовления простейших ВВ при заряжании, состоявшем из нагнетательной камеры, снабженной узлом формирования двухфазного потока, связанным с зарядным трубопроводом, всасывающим трубопроводом, имеющим кран, эжектором загрузки с краном, из сосуда для гранулированных компонентов, сосуда жидких добавок узла управления, включающего регулятор расхода воздуха и регулятор перепада давления, устройство дополнительно снабжено насосом с пневмоприводом для жидкой добавки, выход которого подан во всасывающий трубопровод, а узел управления дополнительно содержит датчик расхода гранулированного компонента, установленный во всасывающем трубопроводе, пневматическое реле переключения привода насоса, управляемый дроссель для подачи сжатого воздуха в пневмопривод, стабилизатор давления, при этом управляющая камера дросселя соединена с выходом датчика расхода, пневмопривод насоса кинематически связан линейной задержкой, равной ходу привода с полным штоком мембранного пневматического реле, установленного с возможностью воздействия на заслонку реле, входная камера реле через стабилизатор давления связана с сетью сжатого воздуха, выходная камера реле через дроссель связана с рабочей камерой пневмопривода и отрицательной камерой реле, а напрямую с положительной камерой реле, образованных мембранным блоком, при этом полость штока в нижней части имеет отверстие для связи с атмосферой.

Другое отличие в том, что датчики расходов имеет двуплечий рычаг, на одном плече которого закреплена лопатка, размещенная во всасывающем трубопроводе под углом к его оси, а второе плечо в виде стержня расположено между шариком и регулируемой пружиной, размещенными в камере с калиброванным отверстием, в которое помещен шарик и которое связано через дроссель с выходом стабилизатора давления.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из нагнетательной камеры 1, имеющий узел 2 формирования двухфазного потока, связанный с зарядным трубопроводом 3, всасывающий патрубок 4 с краном 5 и эжектор 6 с кранами 7 и 8 для создания разряжения в нагнетательной камере 1 и всасывающем патрубке 4. Устройство также имеет сосуд 9 для гранулированных компонентов (селитры) и сосуд 10 для жидкого компонента, например дизельного топлива (ДТ), узел 11 управления, к которому подведен сжатый воздух и через который сжатый воздух поступает в нагнетательную камеру.

Всасывающий трубопровод 4 соединен с трубопроводом 12 для подачи ДТ с помощью насоса 13 с пневмоприводом 14.

Узел 11 управления включает регуляторы расхода воздуха и регулятор перепада давления, а также командоаппарат в виде пульта управления для подачи команд на клапаны питания и зарядки, обратный клапан, расходомеры, монометры (не показаны). Дополнительно узел управления имеет датчик 15 расхода, состоящий из двуплечего рычага, на одном плече которого закреплена лопатка 16, установленная во всасывающем трубопроводе под углом к его оси, а второе плечо 17 в виде стержня расположено в камере 18 между шариком 19 и пружиной 20, имеющей винт 21 настройки нуля. Шарик перекрывает калиброванное отверстие камеры 22, к которой через переменный дроссель 23 подведен сжатый воздух от стабилизатора 24 давления. Насос поршневого типа состоит из цилиндра 25, в котором расположен поршень 26, делящий цилиндр на две камеры. Каждая камера через всасывающие диоды 27 (обратные клапаны) соединена с сосудом для ДТ, а через нагнетательные диоды 28 со всасывающим патрубком 4.

С поршнем насоса связан поршень 29 пневмопривода 14. Поршень 29 опирается на пружину 30. Над поршнем расположена мембрана 31, отделяющая поршень от пневмокамеры 32, которая связана с управляющим дросселем 33. Пневмопривод переключается с помощью пневматического реле 34. Тяга пневмопривода 35 через линейную задержку 36 соединена с полым штоком 37 мембранного блока пневматического реле 34. Полый шток имеет отверстие вверху и в нижней части. Через нижнее отверстие полость штока соединена с атмосферой. Шток взаимодействует с подпружиненной заслонкой 38 реле 34, которая разделяет входную 39 и выходную 40 камеры. Входная камера соединена со стабилизатором 24 давления, а выходная с дросселем 33. Мембранный блок имеет положительную камеру 41 и отрицательную камеру 42. Камера 41 соединена с камерой 40, а камера 42 с выходом управляемого дросселя 33.

Положительная и отрицательная камеры образованы мембранами разных размеров, закрепленными на штоке 37.

Устройство работает следующим образом.

Всасывающий патрубок 4 помещают в сосуд 1 с гранулированной селитрой, подают сжатый воздух, включают краны 7 и 8 и 5. При этом начинает работать эжектор 6, создавая разрежение в нагнетательной камере 1 и всасывающем трубопроводе 4. Под действием разрежения в камеру 1 начинает поступать селитра, воздействуя при этом на лопатку 16 датчика 15 расхода. Усилие воздействия струи селитры через плечо 17 передается на шарик 19. Шарик перекрывает отверстие камеры 22, в которой пропорционально усилию на шарик создается давление воздуха, поступающего через дроссель 23. Пружина 20 и винт 21 служат для настройки пневматического нуля в камере 22.

Сигнал из этой камеры подается на управляемый дроссель 33, который открывается и подает сжатый воздух через пневматическое реле 34 в пневмопривод 14 насоса 13.

Насос 13 работает при этом следующим образом. Привод 14, находясь в исходном положении, за счет пружины 30 и тяги через элемент временной задержки 36 толкает шток 37 мембранного блока, который упирается в заслонку 38 пневматического реле и держит ее открытой. В результате сжатый воздух от стабилизатора 24 давления через входную камеру 39, выходную камеру 40, через дроссель 33 поступает в рабочую пневмокамеру 32 пневмопривода 14, обеспечивая перемещение поршня 29 и соответственно поршня 26 насоса 13. При этом ДТ через нижнюю (сжимаемую) камеру цилиндра 25 насоса 13 и обратный клапан 28 начинает поступать во всасывающий патрубок 4, где происходит перемешивание селитры и ДТ. В этом цикле работы насоса 13 ДТ через диоды 27 всасывается в верхнюю расширяющуюся камеру цилиндра 25. При этом заслонка 38 пневматического реле остается открытой, а камеры 39 и 40 пневматического реле связаны между собой и с положительной камерой 41, которая удерживает мембранный блок в верхнем положении.

Под действием давления в рабочей камере 32 пневмопривода 35 смещается вниз на величину рабочего хода, обусловленного величиной временной задержки 36. Сместившись вниз на величину временной задержки, пневмопривод 35 оттягивает шток 37 мембранного блока. При этом заслонка 38 пневматического реле закрывается, а его камера 40 через полость штока 37 связывается с атмосферой. Давление из камер 40 и 41 сбрасывается, а давление в камере 42 равно давлению в пневмокамере 32 привода насоса. Поэтому реле занимает устойчивое положение. Далее давление из пневмокамеры 32 через дроссель 33, камеру 40 и полость штока 37 сбрасывается в атмосферу. Пружина 30 привода возвращает поршень 29 и пневмопривод 35 в исходное положение и вновь открывает заслонку 38. Цикл повторяется. Скорость (частота) срабатывания привода зависит от величины давления, заданного на стабилизаторе 24, и проходного сечения дросселя 33, который управляется от датчика 15.

Объемный, массовый расход нефтепродукта не зависит от его вязкости и перепада давления на участке сосуд 9 камера 1, потому что усилия, развиваемые на пневмоприводе 14, подбираются таким образом, что нагрузки на насосе 13 мало влияют на работу его привода за счет большой разницы рабочих площадей привода и насоса. Пневмопривод 14 работает как бы независимо, а частота его работы зависит от сигнала датчика 15, т.е. от расхода селитры. Исходное соотношение селитры и нефтепродукта задается на стабилизаторе 24. Увеличение давления дает увеличение подачи нефтепродукта и наоборот.

После того, как камера 1 загружена, отключают кран 5, чем прекращают подачу селитры и соответственно нефтепродукта. С помощью эжектора 6 в камере 1 создается разрежение до 0,3 ата. При этом разрежении из пор селитры, как более легкой, выделяется воздух, а в поры проникает нефтепродукт. Разрежение выдерживают некоторое время (0,5-1 мин), затем отключают краны 7, 8, а от блока управления подают в камеру 1 давление сжатого воздуха. Под действием повышенного давления ДТ еще глубже проникает в поры селитры.

Повышенное давление также выдерживают некоторое время (0,5-1 мин), затем производят зарядку.

Таким образом по сравнению с прототипом предлагаемое решение позволяет приготавливать простейшие ВВ непосредственно при заряжании, так как позволяет подавать заданное количество ДТ, зависящее только от количества селитры. Подача ДТ во всасывающий патрубок создает возможность для последовательного воздействия на смесь разряжения и повышенного давления в нагнетательной камере непосредственно перед подачей смеси на зарядку, что значительно снижает вынос ДТ при пневмотранспортировании по заданному трубопроводу и насадке.