CN220485582U - 一种乳化炸药全静态乳化敏化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种乳化炸药全静态乳化敏化装置，该乳化炸药全静态乳化敏化装置包括乳化装置，乳化装置包括乳化容器、安装于乳化腔室内的粗切机构和细切机构，细切机构间隔地围设在粗切机构的外部，油水相混合溶液进入粗切机构向外喷射形成粗乳，自粗切机构的喷射而来的粗乳穿过细切机构将其进行再次剪切形成细乳。本实用新型公开的乳化炸药全静态乳化敏化装置通过设置的油水相初混管混合形成油水相混合溶液后再进行乳化，经过粗切机构形成粗乳后再经细切机构形成细乳，实现油水相混合溶液混匀的目的，进而提高了乳化的效果。

Description

一种乳化炸药全静态乳化敏化装置

技术领域

本实用新型涉及乳化炸药生产技术领域，尤其涉及一种乳化炸药全静态乳化敏化装置。

背景技术

乳化炸药指一类用乳化技术制备的油包水乳胶型抗水工业炸药，是以氧化剂水溶液的微细液滴为分散相，悬浮在含有分散气泡或空心玻璃微球的似油类物质构成的连续介质中，形成一种油包水型的特殊乳化体系。目前，我国乳化炸药生产中的乳化工序，主要的乳化方式有以下三种，即中高转速机械搅拌式单级乳化、中低转速机械搅拌组合静态精乳器和多级管道式静态混合乳化。其中中高转速机械搅拌式单级乳化因其乳化器存在机械搅拌转速过高、能耗高、定子与转子间隙小、易产生热积聚、机械故障时金属摩擦容易产生爆炸事故的缺陷，不能满足安全生产的要求；中低转速机械搅拌粗乳+静态精乳其安全性比中高转速机械搅拌式单级乳化有了很大提高，但其粗乳仍然是机械式搅拌，还是和单级乳化工艺一样存在一定的安全风险和能耗高的问题，同时在动态粗乳和静态精乳之间通过0类设备螺杆泵进行乳胶基质的输送，进一步增加了危险点，这些问题已引起生产企业重点关注并期待进一步改进。

因此，为了改进动态搅拌的方式，出现了静态乳化的模式。静态混合乳化工艺利用多腔管道式静态混合器进行乳化混合，其将水相喷射进入装有油相的腔室中进行油水混合及乳化，其结构复杂，乳化参数难以精准把控，乳化程度差，乳化压力过高，工艺上存在诸多缺导致生产出来的乳化炸药产品质量不稳定，一直无法大范围推广。

鉴于此，有必要提出一种乳化炸药全静态乳化敏化装置以解决上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种乳化炸药全静态乳化敏化装置，旨在解决现有机械搅拌安全性低、结构复杂以及混匀效果差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种乳化炸药全静态乳化敏化装置，包括乳化装置，所述乳化装置包括具有乳化腔室的乳化容器、安装于所述乳化腔室内的粗切机构和细切机构，所述粗切机构和所述细切机构上均开设有若干剪切孔，所述细切机构间隔地围设在所述粗切机构的外部，溶液进入所述粗切机构向外喷射形成粗乳，在喷射压力的作用下，自所述粗切机构的喷射而来的粗乳穿过所述细切机构将其进行再次剪切形成细乳。

优选地，所述粗切机构包括喷管、以及安装在所述喷管末端的喷头。

所述细切机构包括上细切管、下细切管以及增切桶。

所述乳化容器包括筒体、以及自所述筒体的端部沿轴线方向延伸的导入段。

所述增切桶轴向安装在所述筒体内，所述喷管从所述导入段轴向穿入并延伸至所述增切桶内，所述上细切管轴向间隔地套设在所述喷管位于所述导入段的一端，所述下细切管轴向间隔地套设在所述喷管位于所述增切桶内的一端，所述剪切孔分别开设在所述喷管、所述上细切管、所述下细切管和所述增切桶上。

优选地，所述乳化装置还包括末细切管，所述乳化容器还包括连接在所述导入段上的输出段，所述末细切管轴向安装在所述输出段内且一端连接在所述细切机构上，进入所述输出段的乳液经所述末细切管剪切后排出。

优选地，所述上细切管和所述下细切管上的剪切孔的孔径均小于所述喷管上的剪切孔。

优选地，所述上细切管和所述下细切管上的剪切孔的孔径均小于所述喷管上的剪切孔，且所述末细切管的剪切孔的孔径小于所述上细切管、所述下细切管和所述增切桶的剪切孔的孔径。

优选地，所述喷头呈球状，所述喷头的球面上环设有若干个喷嘴。

优选地，所述增切桶上的剪切孔围绕在靠近所述喷头的区域。

优选地，所述喷管为直线形管体。

优选地，所述剪切孔为圆孔。

优选地，所述乳化容器的内外侧壁之间间隔设置并形成一容置空间，所述容置空间内被注入保温液或保温蒸汽。

与现有技术相比，本实用新型所提供的一种乳化炸药全静态乳化敏化装置具有如下的有益效果：

本实用新型所提供的乳化炸药全静态乳化敏化装置通过设置的油水相初混管先将油相和水相进行混合形成油水相混合溶液，使进入所述乳化装置之前已完成油水相混合，混合溶液进入所述粗切机构，在高压的作用下，混合溶液进入所述粗切机构并从其上的所述剪切孔喷射出来形成粗乳，并持续在高压的作用下，粗乳穿过所述细切机构的剪切孔并喷射出来形成精乳，从而形成了油包水型乳胶基质，油、水相混合溶液自身被剪切孔切割使分散相液滴破碎成极细的液滴，实现油水混合溶液混匀的目的，进而提高了乳化的效果。整个制乳过程无需搅拌装置，通过喷射、剪切形成全静态的乳化模式，避免了现有技术中通过搅拌的方式而导致发生安全事故的问题，也避免了现有技术中静态乳化效果差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的乳化炸药全静态乳化敏化装置的剖视图；

图2为图1所示的乳化炸药全静态乳化敏化装置的立体图；

图3为图1所示的乳化装置的结构示意图；

图4为图1所示的A部分的结构放大图；

图5为本实用新型提供的乳化炸药全静态乳化敏化系统的结构示意图。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参阅图1，本实用新型提供一种乳化炸药全静态乳化敏化装置。该乳化炸药全静态乳化敏化装置包括用于将泵送过来的油相、水相混合均匀的油水相初混管、与所述油水相初混管连接的乳化装置100以及与所述乳化装置100出口连接的敏化剂输入管道200。油相和水相先被输送至所述油水相初混管内形成油水相混合溶液后再将混合溶液泵送至所述乳化装置100内进行乳化处理。敏化剂通过敏化剂输入管道加入至所述乳化装置100的输出管道中，与被乳化成功的乳化基质进行敏化后形成乳化炸药并从炸药出口排出。

请参阅图1-图4，所述乳化装置100包括具有乳化腔室的乳化容器30、安装于所述乳化腔室内的粗切机构40和细切机构50，所述粗切机构40和所述细切机构50上均开设有若干剪切孔60，所述细切机构50间隔地围设在所述粗切机构40的外部，使所述细切机构呈包裹的方式将在所述粗切机构40围在其内部，混合溶液进入所述粗切机构40，所述粗切机构40内的溶液经所述剪切孔60向外喷射，完成初次的溶液剪切混匀，形成了粗乳，在喷射压力的作用下，自所述粗切机构40的喷射而来的粗乳穿过所述细切机构50经剪切孔60将其进行再次剪切混匀，从而形成了细乳。通过设置的油水相初混管先将油相和水相进行混合形成油水相混合溶液，使进入所述乳化装置100之前已完成油水相混合，混合溶液进入所述粗切机构40，在高压的作用下，混合溶液进入所述粗切机构40并从其上的所述剪切孔60喷射出来形成粗乳，并持续在高压的作用下，粗乳穿过所述细切机构50的剪切孔60并喷射出来形成精乳，从而形成了油包水型乳胶基质，油、水相混合溶液自身被剪切孔60切割使分散相液滴破碎成极细的液滴，实现油水相混合溶液混匀的目的，进而改善了乳化的效果。整个制乳过程无需搅拌装置，通过喷射、剪切形成全静态的乳化模式，避免了现有技术中通过搅拌的方式而导致发生安全事故的问题，也避免了现有技术中静态乳化效果差的问题。

需要说明是，现有技术中的静态混合通过多腔静态混合器来进行乳化，具体的，在装有油相的多个腔室内高压注入水相，混合过程中，水相通过高压喷射进入混合腔室来实现油水相混合及乳化，可想而知，水相只在充满油相的腔室内夹杂进入，此种做法的弊端在于油、水相没有得到充分的混合，油相和水相的分离情况明显，所形成乳胶的颗粒度大，乳化效果差。

具体的，所述粗切机构40包括喷管41、以及安装在所述喷管41末端的喷头43。所述喷管41的形状为直线形管体，且其上下两端开设有若干剪切孔60，油水相混合溶液从所述喷管41进入后从其开设的剪切孔60喷出。当然，在其他实施例中，可以根据需求将喷管41设置成曲线型，比如S型或者折线等。

所述细切机构50包括上细切管51、下细切管53以及增切桶55。所述上细切管51和所述下细切管53与所述喷管41的形状相匹配，也为直线形管子。所述上细切管51和所述下细切管53整体上开设有若干剪切孔60，所述上细切管51和下细切管53的管径比所述喷管41大以套设在所述喷管41外。需要说明的是，为了保证从使所述喷管41喷射出的溶液都经所述上细切管51和所述下细切管53出来，设置所述上细切管51和所述下细切管53的两端为封堵状态，使溶液只能从其上开设剪切孔喷出。

请参阅图2，所述乳化容器30包括内部为空的圆柱形筒体31、以及自所述筒体31的顶部沿其轴线方向延伸的导入段33，所述导入段33通过法兰36与连接所述油水相初混管的管道连接，从所述油水相初混管输送的油水相混合溶液从所述导入段33的端部进入至所述喷管41内。

如图1所示，所述增切桶55轴向安装在所述筒体31内，所述喷管41从所述导入段33轴向穿入并延伸至所述增切桶55内，所述上细切管51轴向间隔地套设在所述喷管41位于所述导入段33的一端，所述下细切管53轴向间隔地套设在所述喷管41位于所述增切桶55内的一端，所述剪切孔60分别开设在所述喷管41、所述上细切管51、所述下细切管53和所述增切桶55上。所述上细切管51与所述导入段33的内侧壁之间形成喷液腔52，所述增切桶55与所述筒体31之间也形成有喷液腔54，所述导入段33的内侧壁延伸至所述增切桶55的顶部。如图3所示，所述导入段33的内侧壁连接于所述增切桶55的一端开设有孔径较大的通孔331，所述筒体31的内部和所述导入段33通过所述通孔331连通，在压力的作用下，所述筒体31的内部和所述导入段33内的乳液向输出管道汇流形成物流通道。可以理解的，油水相混合溶液在高压下进入所述喷管41，这样，进入所述喷管41的溶液在压力下往剪切孔60喷射出来从而形成粗乳。上端的粗乳一部分在压力的作用再一次被所述上细切管51剪切形成细乳，从所述导入段33进入所述喷管41的另一部分混合溶液流入所述喷管41的下端，这部分中的一部分溶液经所述下细切管53再次剪切后喷射在所述增切桶55内，且还有另一部分经所述喷头43喷入所述增切桶55内，同理，在压力的作用下，所有在所述增切桶55内的乳液再经所述增切桶55上的剪切孔60喷射至所述筒体31内壁上，沿内壁产生层漉。这样，经所述喷管41剪切后喷射出来的乳液再经所述上细切管51、所述下细切管53和所述增切桶55剪切、混匀，破碎形成颗粒小的乳液滴，实现了乳液的充分混匀，形成油包水型乳胶基质微粒。

其中，所述上细切管51和所述下细切管53上的剪切孔60的孔径均小于所述喷管41上的剪切孔60，这样，所述喷管41的剪切形成粗乳，从所述上细切管51和下细切管53喷射出来的乳液颗粒更小，形成细乳，以实现混匀的目的。具体的，在本实施例中，所述剪切孔60为圆孔，在其他实施例中，所述剪切孔60还可以是方形孔、菱形孔等。

如图1所示，所述乳化装置100还包括末细切管70，所述乳化容器30还包括连接在所述导入段33上的输出段35，所述末细切管70轴向安装在所述输出段35内且一端连接在所述细切机构50上。进入所述输出段35的乳液进入所述末细切管70进行剪切并从所述末细切管70排出。

进一步地，所述末细切管70的剪切孔60的孔径小于所述上细切管51、所述下细切管53和所述增切桶55的剪切孔60的孔径。所述末细切管70作为最后一道细切结构，能将最后汇入所述输出段35的溶液全部从所述末细切管70的剪切孔60进入再排出，这就给溶液增加了进一步细切颗粒的工序，即使在前道工序中，还存在颗粒较大的溶液，在最后的这道所述末细切管70工序中，也能将所有切割、分散成均匀的、大小一致的颗粒，这样能使得混匀的效果更好。

所述喷头43位于所述增切桶55内，所述喷头43呈球状，所述喷头43的球面上环设有若干个喷嘴45。所述喷头43连接在所述喷管41上，乳液经所述喷嘴45喷至所述增切桶55内，此时，所述增切桶55内的乳液在喷嘴45的喷射力带动下，使桶内的液体上下翻动，这样，喷射力就形成了搅拌力，与喷管41中部喷出的液体进行充分碰撞混合，形成油包水型乳胶基质微粒。因此，由于喷嘴45的喷射力，给桶内的溶液提供了翻动的动力，从而形成了一种搅拌力，使得溶液混合更加均匀，其混匀效果更好。无需其他的搅拌装置，也不会出现因搅拌装置产生的摩擦而发生爆炸，大大的提高了安全系数。

可以理解的，为了使所述喷头43喷出的溶液在经过上下翻动后快速经所述增切桶55的剪切孔60细切，使所述增切桶55上的剪切孔60围绕在靠近所述喷头43的区域，溶液在翻动的过程中再从所述增切桶55上的剪切孔60排出，从而进一步提高所述增切桶55的细切效率。

如图1和图4所示，所述乳化容器30的内外侧壁之间间隔设置并形成一容置空间，所述容置空间内被注入保温液或保温蒸汽。具体的，该保温液可以为保温水，保温水或者保温蒸汽进入所述乳化容器30内持续给内部的乳液提供温度，以保证乳液混匀过程中所需要的温度条件。

请参阅图5，本实用新型还提供一种乳化炸药全静态乳化敏化系统。该乳化炸药全静态乳化敏化系统包括上述的乳化炸药全静态乳化敏化装置，还包括水相循环管路、油相循环管路、水相止回阀和油相止回阀。

所述水相循环管路包括依次通过管道连接的水相储罐1、水相球阀一2、水相粗过滤器3、水相泵4、水相精过滤器5、水相变送器、水相流量计8、水相球阀二9，所述水相循环管路通过所述水相止回阀10与所述油水相初混管22连接。所述水相变送器包括水相压力变送器6和水相温度变送器7。

水相循环管路工作过程是水相球阀一2处于水相通路开位(高压空气及蒸汽处于关位)、水相球阀二9循环通路处于开位(乳化通路处于关位)，水相泵4开启、把制备好的水相从水相储罐1抽出，经水相球阀一2、水相粗过滤器3、水相精过滤器5、水相压力变送器6、水相温度变送器7、水相流量计8、水相球阀二9后返回水相储罐1，当水相循环流量达到设定值后，即水相已为后续乳化做好了准备，具体的，当水相储罐1中的水相温度达80-90℃时，启动水相球阀一2使水相通路开启(高压空气及蒸汽处于关位)和水相球阀二9使循环通路处于开位(乳化通路处于关位)，同时水相泵4开启、把制备好的水相从水相储罐1抽出，经水相球阀一2、水相粗过滤器3、水相精过滤器5、水相压力变送器6、水相温度变送器7、水相流量计8、水相球阀二9后返回水相储罐1，当水相循环流量达到设定值并稳定流动循环1分钟，向所述油水相初混管输送水相，这样，生产开始时不产生料头，减少了材料的浪费。

所述油箱循环管路包括依次通过管道连接的油相储罐11、油相球阀一12、油相粗过滤器13、油相泵14、油相精过滤器15、油相变送器、油相流量计18、油相球阀二19，所述油相循环管路通过所述油相止回阀20与所述油水相初混管22连接。所述油相变送器包括油相压力变送器和油相温度变送器。

油相循环系统工作过程是油相球阀一12开启、油相球阀二19循环通路处于开位(乳化通路处于关位)，油相泵14开启、把制备好的油相从油相储罐11抽出，经油相球阀一12、油相粗过滤器13、油相精过滤器15、油相压力变送器16、油相温度变送器17、油相流量计18、油相球阀二19后返回油相储罐11，当油相循环流量达到设定值后，即油相已为后续乳化做好了准备。具体的，当油相储罐11中的油相温度达到60-68℃时，启动油相球阀12和油相球阀19使循环通路处于开位(乳化通路处于关位)，同时油相泵14开启、把制备好的油相从油相储罐11抽出，经油相球阀一12、油相粗过滤器13、油相精过滤器15、油相压力变送器16、油相温度变送器17、油相流量计18、油相球阀二19后返回油相储罐11，当油相循环流量达到设定值并稳定流动循环1分钟后即油相已为后续乳化做好了准备，向所述油水相初混管输送油相，这样，生产开始时不产生料头，减少了材料的浪费。

乳化炸药全静态乳化敏化系统工作过程是，当油、水相循环流量都达到设定值后，水相球阀二9乳化通路切换到开位(循环通路处于关位)和油相球阀二19乳化通路切换到开位(循环通路处于关位)，水相和油相分别在水相泵4和油相泵14的驱动下推开水相止回阀10和油相止回阀20，水相和油相在油水相初混管22中进行初步混合后直接进入乳化装置100中进行乳化，乳化后形成的乳胶基质，敏化剂通过电动球阀24注入敏化剂至的乳化装置输出管路末端进行敏化后形成的乳化炸药，最后从炸药出口排出。需要注意的是，在上述过程中也可不加入敏化剂，可从出口直接排出乳胶基质，为现场混装所用。

水相循环系统还具有水相冲洗功能，其工作过程是，当生产结束时，水相球阀二9循环通路切换到开位(乳化通路处于关位)，水相球阀一2处于高压空气及蒸汽开位(水相通路处于关位)，水相泵4继续开着、通过用高压空气及蒸汽把水相管路中留存的水相，经水相球阀一2、水相粗过滤器3、水相泵4、水相精过滤器5、水相流量计8、水相球阀二9吹出后返回水相储罐1，从而不产生料尾。

当生产结束时，水相循环管路和油相循环系统在工作的同时，打开高压空气电动球阀21，通过高压空气把乳化敏化系统里残留的油、水相物料吹出，在气泵产生高压空气吹压下，油、水相物料在乳化装置100内形成乳胶基质后排出，没有产生料尾。

本实用新型提供的乳化炸药全静态乳化敏化装置通过设置的油水相初混管先将油相和水相进行混合形成油水相混合溶液，使进入所述乳化装置之前已完成油水相混合，混合溶液进入所述粗切机构，在高压的作用下，混合溶液进入所述粗切机构并从其上的所述剪切孔喷射出来形成粗乳，并持续在高压的作用下，粗乳穿过所述细切机构的剪切孔并喷射出来形成精乳，从而形成了油包水型乳胶基质，油、水相混合溶液自身被剪切孔切割使分散相液滴破碎成极细的液滴，整个制乳过程无需搅拌装置，通过喷射、剪切形成全静态的乳化模式，避免了现有技术中通过搅拌的方式而导致发生安全事故的问题，也避免了混合不均匀，乳化效果不好的问题。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种乳化炸药全静态乳化敏化装置，其特征在于，包括乳化装置，所述乳化装置包括具有乳化腔室的乳化容器、安装于所述乳化腔室内的粗切机构和细切机构，所述粗切机构和所述细切机构上均开设有若干剪切孔，所述细切机构间隔地围设在所述粗切机构的外部，油水相混合溶液进入所述粗切机构向外喷射形成粗乳，在喷射压力的作用下，自所述粗切机构的喷射而来的粗乳穿过所述细切机构将其进行再次剪切形成细乳。

2.根据权利要求1所述的乳化炸药全静态乳化敏化装置，其特征在于，

所述粗切机构包括喷管、以及安装在所述喷管末端的喷头；

所述细切机构包括上细切管、下细切管以及增切桶；

所述乳化容器包括筒体、以及自所述筒体的端部沿轴线方向延伸的导入段；

所述增切桶轴向安装在所述筒体内，所述喷管从所述导入段轴向穿入并延伸至所述增切桶内，所述上细切管轴向间隔地套设在所述喷管位于所述导入段的一端，所述下细切管轴向间隔地套设在所述喷管位于所述增切桶内的一端，所述剪切孔分别开设在所述喷管、所述上细切管、所述下细切管和所述增切桶上。

3.根据权利要求2所述的乳化炸药全静态乳化敏化装置，其特征在于，所述乳化装置还包括末细切管，所述乳化容器还包括连接在所述导入段上的输出段，所述末细切管轴向安装在所述输出段内且一端连接在所述细切机构上，进入所述输出段的乳液经所述末细切管剪切后排出。

4.根据权利要求2所述的乳化炸药全静态乳化敏化装置，其特征在于，所述上细切管和所述下细切管上的剪切孔的孔径均小于所述喷管上的剪切孔。

5.根据权利要求3所述的乳化炸药全静态乳化敏化装置，其特征在于，所述上细切管和所述下细切管上的剪切孔的孔径均小于所述喷管上的剪切孔，且所述末细切管的剪切孔的孔径小于所述上细切管、所述下细切管和所述增切桶的剪切孔的孔径。

6.根据权利要求2所述的乳化炸药全静态乳化敏化装置，其特征在于，所述喷头呈球状，所述喷头的球面上环设有若干个喷嘴。

7.根据权利要求2所述的乳化炸药全静态乳化敏化装置，其特征在于，所述增切桶上的剪切孔围绕在靠近所述喷头的区域。

8.根据权利要求3所述的乳化炸药全静态乳化敏化装置，其特征在于，所述喷管为直线形管体。

9.根据权利要求3所述的乳化炸药全静态乳化敏化装置，其特征在于，所述剪切孔为圆孔。

10.根据权利要求1所述的乳化炸药全静态乳化敏化装置，其特征在于，所述乳化容器的内外侧壁之间间隔设置并形成一容置空间，所述容置空间内被注入保温液或保温蒸汽。