盘式连续膨胀给料机
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摘 要：该文介绍了一种实用新型专利产品盘式连续膨胀给料机，是为工业炸药生产中定量输送的同时加热膨胀一种含有热塑性树脂的粉状改性剂而设计、制造的。盘式连续膨胀给料机刮板采用阿基米德螺线结构形式，回转时推动物料按螺旋形曲线前进，使物料在直径不大的圆盘上走过较长的距离，均匀受热膨胀，通过调节盘式连续膨胀给料机的转速、圆盘温度和计量螺旋加料速度，可以方便的控制改性剂的膨胀效果。介绍了设备的结构、工作原理、特点以及应用效果。
关键词：热塑性树脂 粉状改性剂 盘式连续膨胀给料机
中图分类号： TB654 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00
热塑性树脂是一种新的高分子材料，其可赋予材料一些新的性能，并能克服材料本身的某些缺陷，如可赋予材料保温、隔热、阻燃等性能，提高其强度，减轻比重等。可应用于印刷油墨、汽车涂料、建筑材料、防滑材料等众多行业。主要用途包括发泡剂、轻量填充剂、炸药敏化剂等。
对于粉粒状铵油炸药，由于其药粉密度过高，采用传统木粉作调节剂敏化效果有限，在小直径炮孔装药深孔爆破中，经常出现部分拒爆或者爆炸不完全，从而影响爆破效果，制约着其应用。为消除上述缺陷，长沙亦川机电设备科技有限责任公司发明了高分散性热膨胀性树脂微粉，并发明制造了高分散性热膨胀性树脂微粉和分散载体混合成的粉状改性剂。该粉状改性剂添加到粉粒状铵油炸药中，能够降低装药密度，提高其爆轰感度，消除了小直径粉状铵油炸药深孔拒爆或者爆炸不完全的缺陷，具有很好的应用价值[1]。
1 盘式连续膨胀给料机的结构与原理
盘式连续膨胀给料机由机架、电机、减速机、主轴、圆盘、刮板支架、机罩、连接角钢、刮板、保温壳体等零部件组成。其结构如图1所示。
圆盘为空心夹套结构，其内部通以饱和蒸汽、热水或导热油，作为加热介质，借助传导间接加热盘面上所接触的物料[3]。圆盘上装有温度传感器，能实时监测圆盘温度，圆盘上有热载体的进出口接管，进口管路上安装电控阀门。
图1盘式连续膨胀给料机结构示意图
（图中：1.机架、2.电机、3.减速机、4.主轴、5.圆盘、6.刮板支架、7.机罩、8.连接角钢、9.刮板、10.保温壳体、13.温度传感器、14.进出口接管）
刮板采用阿基米德螺线结构形式，回转时推动物料按螺旋形曲线前进，使物料在直径不大的圆盘上走过较长的距离，均匀受热膨胀，刮板两侧间隔错开铆接有小的外刮板和内刮板，外刮板推动物料前进，兼具翻炒搅拌功能，内刮板回推、翻炒、搅拌物料。
机罩由工业滤布缝制，防止粉尘飞扬，起排湿作用。
电机采用变频调速，刮板回转速度和物料停留时间可根据需要进行调整。
工作时，电机通过减速机带动主轴转动，主轴上装有刮板支架，刮板支架通过连接角钢与刮板相连，从而带动刮板回转。物料由机罩中间的进料口通过计量螺旋定量加入，落到加热的圆盘表面，由刮板推动前进，均匀加热膨胀，直到圆盘外缘的下料口排出。
盘式连续膨胀给料机的特点是结构简单、紧凑、高效节能、物料受热均匀无死角、在输送的同时加热膨胀、可调控性好、满足生产线上连续膨胀给料要求。
2盘式连续膨胀给料机的应用
实施例1：试验车间试机。
改性剂通过计量螺旋定量加入到盘式连续膨胀给料机圆心位置，刮板随主轴旋转，回转时推动改性剂按螺旋形曲线前进，由圆心位置扫到最外圈出口处直至在出口处排出。在此过程中，改性剂加入、膨胀与出料过程连续进行，改性剂均匀的铺满整个盘式连续膨胀给料机底盘，由底盘提供热量对改性剂进行膨胀。
盘式连续膨胀给料机规格为直径1 m，圆盘加热介质为蒸汽，由小型电蒸汽发生器提供。盘式连续膨胀给料机的转速为10～30 r/min，所用蒸汽温度为100～120℃，蒸汽温度受温度传感器与蒸汽电磁阀控制。通过调节盘式连续膨胀给料机的转速、蒸汽温度和计量螺旋加料速度，可以方便的控制改性剂的膨胀效果。粉状改性剂自然堆积密度为0.5～0.6 g/cm3，预膨胀后自然堆积密度0.05～0.15 g/cm3，经过扫描电镜观察，可热膨胀微球经预膨胀后颗粒粒径为30～80 μm。
实验中，改性剂加料速度为0.43 kg/min，连续给料10 kg，圆盘蒸汽温度控制为（100±2）℃，刮板转速为14 r/min，设备运行平稳，出料顺畅，改性剂膨化后自然堆积密度为0.125 g/cm3，满足膨胀给料要求。
实施例2：生产试机。
实施的炸药技术配方：改性铵油炸药 99.0～99.5 wt% ，添加剂 1.0～0.5 wt%
实施的技术方案：在长沙矿冶研究院和长沙亦川机电设备科技有限责任公司转让的改性铵油炸药连续生产线上，将盘式连续膨胀给料机按要求安装在制药车间球磨出药螺旋上方，加热介质采用蒸汽，与车间低压蒸汽管道按要求连接，控制系统及安全监控系统完成安装调试，设置好给料频率和膨胀温度，球磨机开始出药后，启动盘式连续膨胀给料机，改性剂完成膨胀，连续自动定量添加到出药螺旋中与炸药混合均匀，生产出密度可调的改性铵油炸药。
实施的产量：2万余吨。
实施效果及实测性能指标：炸药产能为2.5 t/h，添加剂加入速度为0.43 kg/min，刮板转速为14 r/min，圆盘蒸汽温度为（100±2）℃。成品炸药松散好装药，爆速3450m/s，药卷密度0.95 g/cm3，殉爆距离9 cm。用户使用深孔完全爆轰，不留根底，反映良好。盘式连续膨胀给料机运转平稳，添加剂受热均匀、膨胀效果好，给料均匀、无积料、无残留，满足连续膨胀给料要求。
3结语
盘式连续膨胀给料机用来定量添加含有热塑性树脂的粉状改性剂，设备运转平稳，改性剂膨胀质量好，能够满足生产线上连续膨胀给料要求。
（1）由于刮板采用阿基米德螺线结构形式，回转时推动物料按螺旋形曲线前进，使物料在直径不大的圆盘上走过较长的距离，均匀受热膨胀，设备结构简单、紧凑。
（2）圆盘是热传导式设备，且刮板上的内外小刮板有翻炒搅拌作用，料层薄，热阻低，热效率高，回转速度低，物料在翻炒过程中不容易破碎，物料受热均匀不破损。
（3）圆盘上装有温度传感器，热载体的进口管路上安装电控阀门，很容易实现连锁控制，温控简单准确。
（4）电机采用变频调速，刮板的回转速度和物料停留时间可根据需要进行调整，设备可调控性好。
在其他行业，需要小剂量输送粉粒状物料，且需要加热干燥的场合，也能够得到推广应用。
参考文献
[1] 长沙亦川机电设备科技有限责任公司.一种炸药的敏化方法[P].中国专利：201210275904.6，2012-10-24.
[2] 松本油脂制药株式会社.热膨胀性微球的制备方法及其应用[P].中国专利：200880016933.2，2010-3-24.
[3] 刘广文编.干燥设备设计手册[M].北京：机械工业出版社，2009：630-634.