本发明涉及一种推进剂药柱混合用的装置和方法。 推进剂通常制成单个装药的形式。由于一个装药的生产条件与另一个装药不可能完全相同,所以推进剂的性质从一个装药到另一个装药会在一定范围内变化。为了使推进剂性质的差异从规定的一般情况降低至最小限度,从而达到长期维持均匀的质量,要将一种剂型的各种不同的装药混合在一起。
就柱型推进剂而言,迄今都是用手工操作,并严格按照规定的混合规则来进行混合,例如对那些按份额分配的并排放在混合台上的推进剂装药互相进行调换。虽然在过去也曾尝试用混合滚筒以便使混合作业自动化,但未曾收效,因为那些推进剂药柱会在混合滚筒内横过来、互相堵塞,以致药柱被卡住无法进一步运动,混合不再能进行。混合滚筒法另一个缺点是:那些没有理顺和横向混乱放置的药柱必须用一个震动器或分拣器理顺后才能进行下一道生产工序。
本发明的目的基本上就是要研制出一种机械混合推进剂药柱的装置和方法。
该任务已由本发明的推进剂药柱混合用的装置予以解决。在该装置中有一柔性带,该柔性带悬挂在两个具有平行轴地径向相互隔开的卷筒之间自由下垂成一吊兜,并可通过一个驱动机构在两卷筒之间往复卷动。
该任务还通过一种推进剂药柱混合用的方法来解决。该方法是将推进剂药柱放入一个上面开口,自由下垂成吊兜的柔性带内并与柔性带面平行,然后使垂成吊兜的柔性带进行一次以上的往复卷动。
在本发明中所用“推进剂药柱”或“火药柱”的名称还包括那些带孔的、管状的、多角形的或具有与普通药柱截面形状不同截面的推进剂或火药。
按照本发明,推进剂药柱是以其纵向垂直于柔性带的运动方向放入到该带所构成的下垂吊兜内并通过该带在两个卷筒(吊兜卷筒)之间的往复卷动而互相混合。其时推进剂药柱不断滚动,彼此上下重叠,按其长度方向理顺,从而进行一次强烈的混合。
采用本发明的解决办法就可以取消艰苦的手工混合法,由此可使制造费用降低,还可使推进剂药柱的不同装药得到很好的和均匀的混合。总之,采用本发明所提出的装置和方法,传统的按照准确规定操作的手工混合过程是可以用自动化方法来做到的,除此以外还可以得到一系列好处(例如可靠、节省费用)。为了适应各种不同的混合规定,还可以例如将多台本发明的装置先后接通使用,或将本发明的方法连续多次在一流程中使用,以实行各种不同的混合规定。
本发明所提出的装置和方法还有一个优点是在操作推进剂药柱时的特别安全要求,通过混合过程的自动化,可以高度地得到满足。
关于柔性带的构成曾提出两个供选择的方案。第一方案是采用连续封闭的带子,这时除了一个环形带外,至少还要有一个在正反两旋转方向都可驱动的驱动卷筒。另一方案是将柔性带做成具有端头的并且总是在两个转动方向驱动的绕带卷筒之间往复卷动。在这两个方案里都是有效地将吊兜卷筒做成可反转卷筒。
其中柔性带的第二构成方案有利于与可反转卷筒连接,因为每一可反转卷筒的带子都可直接通到两个绕带卷筒中的一个上。
对混合过程特别有利的是本装置的新发展,它可使在两吊兜卷筒或可反转卷筒之间的吊兜部分的带子长度发生变化,由此带子吊兜的曲线就发生变化,因此就可使推进剂药柱进行更强烈的上下互相重叠的滚动。
当吊兜扩大超出一定的量时,或当混合过程中柔性带完全绷紧时,需要加以制止,为本装置设有开关机构,该机构可以通过一个设在带子下边位于其周边内的传感器来掌握吊兜伸长的最大范围。这种传感器可以是一个电容传感器。另外还有两个与带子端的铜条一起作用的电感传感器进行开关以便使带子周期性地往复卷动。
为了改变柔性带吊兜部分的长度,亦即在两可反转卷筒之间的长度,也曾提出过两个供选择的方案。第一方案是至少设有一个安排在吊兜外压在带子上的摇摆辊,该辊用径向调节的办法来改变吊兜的长度。第二方案比较有利,因为吊兜长度是由两个圆周速度不同的绕带卷筒的驱动来改变的。这里原则上两个绕带卷筒的转向最好各不相同。
还可加设一个控制装置,以便在带子往复卷动时周期性地改变吊兜长度使它在一最大值与一最小值之间变动,可以进一步加强混合的效果。
另外最好在两个吊兜卷筒中有一个能在高度上可调,以便至少有一个可反转卷筒能够降低或升高。通过一个吊兜卷筒的单边升高及/或通过另一个吊兜卷筒必要时在同一时间的降低,有可能使柔性带张紧成一倾斜的平面使该装置自动排空。已经混合好的推进剂药柱就能通过倾斜平面的可调斜度平缓地滑入准备好的容器内或放在继续传送的输送带上,以及加到另一个混合装置内。本发明通过进一步改装还可使药柱自动装入本装置。在吊兜绷紧平放的位置,通过一个不大的调整,使在两吊兜卷筒之间的带子增长,相应下垂,便可使药柱缓慢地滚入凹洼内。在进行混合过程时,在两吊兜卷筒之间的带子长度还要进一步增长,以便形成一个下垂的吊兜。
可以用一种通常使用的输送带作为柔性的抗静电的光整过的带子。
此外可在吊兜内侧距卸料边较远处设置最好具有三角形横截面的横向尖铁以便进一步促进推进剂药柱的混合。
最好在带子吊兜的两个开口边每边各设一垂直于带平面的挡壁,它们之间的距离要比推进剂药柱的长度稍长一些。这两挡壁可以在推进剂药柱进行混合过程时,有效地阻止它们滑开。
为了能够混合具有任意长度的推进剂药柱,通过推进剂药柱长度的两挡壁间的距离最好做成可调的,使带子可随需要调成相对于一个较宽的间距或较窄的间距。
对本发明的方法进一步有效的改进主要是对柔性带的往复卷动施加不同的影响。
例如人们可以有效地使在吊兜内的带子长度在作往复卷动时周期性地在一最大值和一最小值之间变动。最好使吊兜内带子长度的最小值为带子长度最大值的40到50%。
进一步的数据涉及带子速度的较佳值,该速度的平均值可大致定为3米/分,带子一次往复卷动的周期在2到30分钟之间,对吊兜作一次改变的周期在10到150秒之间。
为了进一步使方法自动化,人们最好在装置装料时计算放入的推进剂药柱的重量,并使装料过程自动地与始终在进行的计算重量和规定重量的对比联系起来,当装料达到规定重量时,装料停止,混合过程便开始。
下面将对本发明的一个较佳实施例结合附图来作详细的说明。其中:
图1 为该装置的侧视图;
图2 为该装置从图1中X方向看去的正视图。
图1示出一种推进剂药柱混合用的装置,主要是由一个箱形可滚动的机架构成,该机架有四根立柱,在本图中只能看见其中两根立柱10,11。立柱10,11以及在图面后方的另外两根立柱都用上大横梁19和下大横梁20相互连接起来,而这些大横梁19,20又利用成对的上导杆23和下导杆24与两根横梁21,22连接(图2)。为了机架能更方便地移动,在立柱底下装有滚轮12。
在立柱10,11以及在图面后方的两根立柱上都设有吊兜卷筒2,3,这些卷筒是自由悬挂在吊兜卷筒2,3之间形成吊兜的柔性带的可反转卷筒。在本实施例中柔性带1是由有端头的带子构成,其两端各越过一个可反转卷筒2,3并各与一个设在机架横边上的绕带卷筒4,5直接连接。绕带卷筒4,5最好具有不同的圆周速度,它们分别由设在机架横边上的驱动机构6,7驱动。驱动机构6,7可采用普通的、具有高传动比的调频防爆电动机,通过皮带与绕带卷筒4,5连接。作为皮带传动的替代方案也可以采用链条传动。柔性带1从其一个卷绕在绕带卷筒4上的端头开始,越过可反转卷筒或吊兜卷筒2,向下再向上形成一条弯曲的线,并由上横梁21托住,然后再越过另一可反转卷筒3,一直到另一个绕带卷筒5。当绕带卷筒4,5以不同的圆周速度被驱动时,柔性带1会伸长或缩短,以致柔性带曲线的周边会在垂直方向的一个最大值与一个最小值之间运动。当柔性带1充分下垂时,其曲线的长度便由下横梁22(图2)托住。此外柔性带1上在吊兜内面距卸料边较远处可以设置横向尖铁31,以便促进内存推进剂药柱30的混合。
在带子吊兜1的两个开口边上每一边各设一个垂直于带子平面的挡壁8,9,该两挡壁挂在上下导杆23,24上并可在横向移动(图2),因此壁间距离就可调整,以便适应各种不同长度的推进剂药柱30。两挡壁的底边具有一个主要与柔性带的悬挂吊兜相适应的形状。
在图1所示实施例中,可反转卷筒或吊兜卷筒3可通过一个驱动机构在垂直方向运动,该驱动机构安装在立柱11内,例如通过一个液压的活塞-汽缸装置13,14来构成。通过可反转卷筒3在垂直方向上的可调性,我们就有可能为了排空的目的使柔性带1在一斜面上绷紧。在图1中我们用虚线清楚地画出升高后的可反转卷筒3′以及带子1′。在这用虚线画出的带子1′的位置上,推进剂药柱30可以从带子1′滚到已经准备好的容器内或滚到导出的输送带上。
带子1的宽度等于或小于推进剂药柱的长度,并总是把彼此长度相同的推进剂药柱一起混合。
图2示出上述装置从图1中由X方向看的视图。在两相邻的立柱11,11′上设置着可反转卷筒3的轴承18,该卷筒通过一个上文已经说过的驱动机构可在箭头26方向垂直运动。在图中可反转卷筒3的下面,但不是与它在同一立面内,有一上横梁21,该横梁用导杆23与上大横梁19连接在一起(图1),在立柱11,11′上固定着用于绕带卷筒的轴承15,该卷筒抓住柔性带1的一端。绕带卷筒5在其驱动端设有一个皮带轮16,该皮带轮通过一根皮带与在其下设置的驱动机构7的皮带轮17有效地连接。该驱动机构固定在立柱11上。
为了适应具有不同长度的推进剂药柱,侧面的两个挡壁8,9在上导杆23和下导杆24上可按箭头方向25移动到图中用虚线画出的位置8′,9′。为了能够使用较大宽度的柔性带,沿轴向装在可反转卷筒2,3和绕带卷筒4,5上的径向凸缘27,28也都可以在箭头方向25运动。两个驱动机构6,7设有一个控制装置,可以在带子往复卷动时周期性地改变吊兜长度,使在一个最大值和一个最小值之间变动。
本发明用来混合推进剂药柱的方法是根据上面所阐明的装置制订的,并可按下列步骤顺利地进行。
首先应将药柱30放入上面敞开、自由下垂的柔性带的吊兜内,使药柱30的长度方向垂直于吊兜内带子运动的方向。在装料过程中,所装入的药柱重量由一相应的但此处不再详述的装置进行计算,当到达一次装药的规定重量时装料过程即行停止。
接着在指定的混合过程中,使柔性带1开始运动,该运动是由两个基本运动叠加在一起组成的。带子1的第一个基本运动是当绕带卷筒以相同的速度卷绕,使带子1卷上一个绕带卷筒而卷离另一个绕带卷筒而形成的。在这个基本运动中,带子1是在两个可反转卷筒2,3之间形成吊兜的情况下以恒定的速度卷带的。当卷出的绕带卷筒卷到端头时,带子的运动会自动倒转。
柔性带的第二个基本运动在于两个绕带卷筒4,5都卷上或卷出带子,以致在两可反转卷筒2,3之间的带子长度缩短或伸长,而吊兜在改变其曲线的形状时,在垂直方向进行运动。在进行这种运动时还设有相应的测量和倒向装置予以监控,使带子1在混合过程中既不会完全绷紧,也不会一落到底。
在混合过程中使用的合成运动是这样形成的,绕带卷筒4,5中的一个卷筒卷上带子,而另一个卷筒卷出带子,这时两个绕带卷筒4,5是以不同的绕带速度转动的,果带子1相应于第一个基本运动进行运动,同时吊兜却由于绕带卷筒4,5以不同的绕带速度转动而缩短或伸长,因而在垂直方向上运动。第二个基本运动就是这样实现的。这时绕带卷筒4,5由于它们卷带圆周速度的不同,实现了带子的卷上或卷出。在这过程中,吊兜缩短或伸长-相应于第二个基本运动-还有一个短促的周期使带子1的吊兜部分进行往复卷动-相应于第一个基本运动。当带子平均走速为3米/分时,吊兜缩短或伸长的周期为30秒,带子往复卷动的周期为3分钟,一次装药的全部操作时间为15分钟。