技术领域
[0001] 本
发明属于民爆行业起爆具生产技术领域，具体涉及一种起爆具铸装药自动化生产工艺及设备。
背景技术
[0002] 目前在我国民爆生产行业中，起爆具铸装药生产一直沿用人工二次浇注工艺。生产过程基本为敞开式，手工操作为主，生产组织人员比较多，一般为30人左右，工人劳动强度比较大，生产环境恶劣，对人身健康伤害很大，存在很大的安全隐患。同时污染大，能耗高，生产效率低，起爆具产品
质量和产品
稳定性比较差。随着民爆产品向专业化、规模化、集约化、清洁化、本质安全化方向发展和起爆具产品需求的大大增加，对生产的自动化提出了更高的要求。
发明内容
[0003] 本发明的目的正是为了解决
现有技术的不足而提出一种起爆具铸装药自动化生产工艺及设备。该工艺发明了浇注冒口、芯棒护理和自动退模等关键部件和装备，使起爆具铸药自动化生产得以实现。
[0004] 本发明所采用的技术方案是：一种起爆具铸装药自动化生产工艺及设备，该工艺步骤如下，
[0005] 第一步：原料准备
[0006] 首先将原料TNT或黑索今进行人工分检除杂，确保无异物，按产品配比进行称量；
[0007] 第二步：熔药
[0008] 将完成除杂、称量后的原料用提升输送装置放入
熔化槽中进行熔化，熔化槽
温度为90-100℃，热源采用
过热水；
[0009] 熔化槽结构为“W”格栅型，格栅成15°
角布置，格栅间隙为3-5mm，在格栅间隙中设置有过滤网；
[0010] 其中提升输送装置主要包括输送
支架、行走
马达、液压
缓冲器、行走滑台、液压绞车、防护框、提升料斗、主动轴、停止器和从动轴，主动轴及从动轴通过底部
支撑块由
螺栓固定在输送支架的横梁上，主动轴与从动轴中心距800mm-1000mm，行走马达通过
联轴器与主动轴连接，主动轴与从动轴上放置有行走滑台，液压绞车放置在行走滑台上，在输送支架的两端头设置液压缓冲器，行走滑台底部安装有防护框，在输送支架上设置停止器，提升料斗由液压绞车通过
钢丝绳提升到防护框内；
[0011] 第三步：混药
[0012] 将熔化后的原料放入混合罐中，并连续均匀加入黑索今固体颗粒，加入速度为5-10kg/min，固体颗粒粒径为50-200μm，保持混合罐温度为85-95℃，固体颗粒投放完毕后，搅拌10-15分钟后准备注药；
[0013] 混合罐主要包括搅拌马达、减速机、减速机支架、水封、药温
温度计口、搅拌轴、热水出口、螺旋桨、框式桨、放料口、热水进口、折流板、罐体、热水温度计口和加料口，搅拌马达与减速机直联后安装在减速机支架上，两层螺旋桨及一层框式桨固定在搅拌轴上，在搅拌轴的上部设置有水封，搅拌轴通过联轴器与减速机相连，在罐体的上封头顶部设置有药温温度计口、加料口，在罐体的水夹套上部一侧设置有热水温度计口，在罐体的水夹套上部另一侧设置有热水出口，在罐体的水夹套底部设置有热水进口，在罐体的底部下封头设置有放料口，在罐体内壁圆周方向均布有四个折流板；
[0014] 第四步：注药
[0015] 将混合罐中混合好的药液放入注药
阀中，打开注药阀的阀口，使药液经放置在托盘组件上的冒口流入起爆具壳体内，到所需的液面后，关闭注药阀的阀口，完成注药；
[0016] 注药阀主要包括托盘组件、进水口、进料口、端部封头、支架和
单体注药阀，其中托盘组件主要包括冒口、起爆具壳体、
内衬座、顶升块、顶杆、
弹簧、硬木托盘、
卡簧、第一芯杆、第二芯杆、
垫片和
螺母，首先将第一芯杆及第二芯杆
热压装在内衬座上，并通过垫片及螺母固定在硬木托盘上，顶升块配合装配在内衬座上并由两只顶杆通过垫片、弹簧、卡簧固定在硬木托盘上，起爆具壳体放置在顶升块上部，冒口放置在起爆具壳体上，由此形成装配体托盘组件；
[0017] 单体注药阀主要包括
气缸、连接套、阀杆、上
阀座、
阀体、拉杆、水环、波纹密封套、阀头、卡簧和下阀座，在阀体的底部安装有下阀座，在阀体的顶部安装有上阀座，阀头通过卡簧安装在阀杆的下端，阀杆的上端通过连接套与气缸相连，波纹密封套胀套在阀杆上部并由上阀座压装在阀体上，上阀座与阀杆采用滑动配合，在阀体的四角设置有拉杆，在阀体的中部设置有水环，阀体中间为直径150-180mm的空腔；
[0018] 带有冒口及起爆具壳体上的托盘组件放置在注药阀的出料口下部，单体注药阀安装在注药阀支架上，在注药阀的两端分别设置有端部封头，在端部封头的内腔设置进料口和进水口；
[0019] 根据需要注药阀由1-10个单体注药阀组成，单体注药阀及端部封头之间通过四个直径为20mm的拉杆串起并用螺栓紧固。
[0020] 第五步：护理
[0021] 完成注药的起爆具壳体运送到封闭的护理室体内，室体内分三个区域，按温度划分为高温区、中温区、低温区，高温区与中温区之间设置隔离
门，隔离门大小与托盘组件匹配，中温区与低温区之间设置隔离门，隔离门大小与托盘组件匹配；高温区室体内温度场恒温为65±5℃，在该区域内设置热芯棒，热芯棒有进水口及排水口，热芯棒采用直径为Φ8-12mm的
铜管弯制而成，铜管内通100℃的热
循环水，热芯棒底端为圆环状，圆环直径为30-45mm，护理时热芯棒插入冒口的底部，护理时间为5-10min；高温区护理完成后进入中温区，中温区室体内温度场恒温为45±5℃，护理时间为15-20分钟；中温区护理完成后进入低温区，低温区室体内温度场恒温为25±5℃，护理时间为30-45分钟；完成护理后的注药起爆具由
输送机送出护理室体，将完成护理的起爆具停止在退模工位；
[0022] 第六步：退模及去冒口
[0023] 在退模工位上由退模装置将药柱从托盘组件中的第一芯杆、第二芯杆中退松，同时将冒口拧松后，由机械手将药柱连同冒口抓取到
工作台，人工清理冒口后重复利用，完成起爆具的浇注；
[0024] 退模装置包括拧冒口气缸、滑轨、夹紧气缸、
压板、退模气缸、顶升板、滑台、升降气缸、平移气缸、梳形件、夹紧
手爪、停止器和输送机，停止器安装在输送机上，顶升板安装在退模气缸的伸出端，夹紧手爪、拧冒口气缸、梳形件均安装在夹紧气缸上，夹紧气缸与升降气缸相连，升降气缸通过滑台安装在滑轨上，平移气缸安装在主体横梁上，并与滑台相连。
[0025] 第七步：药柱检验
[0026] 将去除冒口后的起爆具药柱进行质量检验，质量误差范围为±5克；
[0027] 第八步：成品装箱
[0028] 将符合要求的起爆具药柱进行装箱
封存。
[0029] 本发明的有益效果：
[0030] 本发明采用通过增设冒口实现一次浇注的注药方式，替代了以往人工二次浇注的传统形式，解决了人工向自动化生产的技术
瓶颈。自动化生产的实现使在线生产人员控制在7人以下，多模浇注工艺使生产能
力得以提高，单条生产线产量可达2000T/年，同时产品质量有很大的提高，基本从原来重量偏差±5克的质量要求提高到目前的±2克。物料的输送基本在密闭环境中进行，使生产环境有了很大提高。退模形式也由原来人工退模改为机械手自动退模，安全性有了很大提高。
[0031] 可实现自动化连续性生产，节约了能耗、人力及物力。同时，所发明的冒口充分考虑药柱成型的特性设置有浇注孔、芯杆
定位孔以及排气孔，避免了产品内部气孔的产生，使产品质量得以提高。
[0032] 采用多头组合注药阀进行一次定量多模浇注，使生产效率大大提高，从而解决起爆具由于产量较大而多条生产线并行的生产模式。
[0033] 采用热芯棒对冒口内的药液进行加热，确保起爆具药液在冷却结晶过程中由于体积收缩所需要的药液补充量，并对药柱进行高、中、低三段梯度冷却护理，使药液结晶均匀，进一步保证产品质量。避免药柱形成疏松、
缩孔等质量
缺陷。
[0034] 对冒口进行自动拧断分离，生产效率高，安全可靠。采用顶升装置顶升药柱进行退药柱操作，平稳无冲击。
[0036] 本发明共有12幅附图，其中图1为本发明的最佳
实施例，亦可做
说明书摘要的附图。
[0037] 图1、为一种起爆具铸装药自动化生产工艺的工艺
流程图；
[0038] 图2、为提升输送装置结构示意图；
[0039] 图3、为图2的左视图；
[0040] 图4、为混合罐结构示意图；
[0041] 图5、为注药阀结构示意图；
[0042] 图6、为图5的单体注药阀结构示意图；
[0043] 图7、为托盘组件结构示意图；
[0044] 图8、为图7的A-A向剖视图；
[0045] 图9、为护理室结构示意图；
[0046] 图10、为图9的左视图；
[0047] 图11、为退模装置结构示意图；
[0048] 图12、为图11的左视图。
具体实施方式
[0049] 下面结合附图对本发明的最佳实施例作进一步描述。
[0050] 如图1所示，一种起爆具铸装药自动化生产浇注工艺。
[0051] 首先将原料进行除杂、称量后，由提升输送装置将物料放入熔化装置中进行熔化，熔化后的物料放入混合罐中，加入固体颗粒进行混合，同时将冒口43及其它组件进行冒口装配，待物料混合均匀后在注药工序进行一次多模定量注装，完成装药后的药柱由输送机输送到护理工序依次进行梯度冷却护理，并由输送机输送到退模工序进行整体退模，随后去冒口43将冒口药进行分离，清理冒口43重复使用，药柱检验，成品直接装箱。
[0052] 该工艺详细步骤如下：
[0053] 第一步、原料准备
[0054] 首先将原料TNT或黑索今进行人工分检除杂，确保无异物，按产品配比进行称量，本实施例按TNT∶黑索今为50∶50。
[0055] 第二步、熔药
[0056] 将完成除杂、称量后的原料用提升输送装置放入熔化槽中进行熔化，熔化槽温度为90-100℃，热源采用过热水。
[0057] 熔化槽结构为“W”格栅型，格栅成15°角布置，格栅间隙为3mm，在格栅间隙中设置有过滤网。
[0058] 如图2、3所示，提升输送装置主要包括输送支架1、行走马达2、液压缓冲器3、行走滑台4、液压绞车5、防护框6、提升料斗7、主动轴8、停止器9和从动轴10，主动轴8及从动轴10通过底部支撑块由螺栓固定在输送支架1的横梁上，主动轴8与从动轴10中心距800mm-1000mm，行走马达2通过联轴器与主动轴8连接，主动轴8与从动轴10上放置有行走滑台4，液压绞车5放置在行走滑台4上，在输送支架1的两端头设置液压缓冲器3，行走滑台4底部安装有防护框6，在输送支架1上设置停止器9，提升料斗7由液压绞车5通过
钢丝绳提升到防护框6内。
[0059] 输送支架1由
碳钢
型材焊接而成，横梁
变形量为长度的1/1000，行走马达2为
液压马达，输出转速通过系统溢流阀进行调整，在轨道两端头设置有液压缓冲器3，作为行走滑台4的安全限位，行走滑台4运行速度为6m-12m/min，提升料斗7上部为椭圆封头，中部为圆柱筒体，下部为倒锥阀，提升料斗7容积效率为65-70％，每斗装料量为50kg-60kg，提升动力采用的是液压绞车5，液压绞车5提升速度为10-12m/min，下降速度为双速，快速下降速度为6-12m/min，慢速下降速度为1.2-2m/min，钢丝绳直径为6mm，提升能力为500kg。为防止提升料斗7在横向运行过程中摆动，设置了防护框6，防护框6采用圆钢焊接结构，防护框6下口为圆锥形，锥度为15-20°，在斜锥面上粘接有5mm厚的导电
橡胶板，主动轴8及从动轴10采用的是直径为60mm的圆钢，表面进行硬化处理，停止器9采用的标准
气动停止器，根据工艺布置要求安装在输送支架1上，用于将滑台4按工艺要求分别停止在工位1、工位2、工位3、工位4或提升工位
位置。
[0060] 第三步、混药
[0061] 将熔化后的原料放入混合罐中，并连续均匀加入黑索今固体颗粒，加入速度为5-10kg/min，固体颗粒粒径为50-200μm，保持混合罐温度为85-95℃，固体颗粒投放完毕后，搅拌10-15分钟后准备注药。
[0062] 如图4所示，混合罐主要包括搅拌马达11、减速机12、减速机支架13、水封14、药温温度计口15、搅拌轴16、热水出口17、螺旋桨18、框式桨19、放料口20、热水进口21、折流板22、罐体23、热水温度计口24和加料口25，搅拌马达11与减速机12直联后安装在减速机支架13上，两层螺旋桨18及一层框式桨19固定在搅拌轴16上，在搅拌轴16的上部设置有水封14，搅拌轴16通过联轴器与减速机12相连，在罐体23的上封头顶部设置有药温温度计口15、加料口25，在罐体23的水夹套上部一侧设置有热水温度计口24，在罐体23的水夹套上部另一侧设置有热水出口17，在罐体23的水夹套底部设置有热水进口21，在罐体23的底部下封头设置有放料口20，在罐体23内壁圆周方向均布有四个折流板22；
[0063] 搅拌动力采用的是液压马达11，直联减速机12，安装在支架13上，通过系统的
节流阀可方便的调整转速，转速调整范围为60-160r/min，由于混合炸药组分及各组分比率不同，设定不同的搅拌转速，本实施例转速为90r/min，为保障混合罐的安全性，搅拌轴16与罐体23之间的密封结构形式为水封14，避免了机械摩擦，保障了生产安全。在混合罐上设置有热水进口21、热水出口17、药温温度计口15、热水温度计口24、加料口25及放料口20，混合罐的搅拌桨为两层螺旋桨18和一层框式桨19组合而成的组合式桨叶，螺旋桨18为轴流式
叶轮，桨叶直径为300-450mm，桨叶倾角为15-25°，每层为四叶，两层桨叶之间间距为200mm。框式桨19的直径为300-450mm，直角翻边为25-50mm，底边距离罐底为30-50mm，为防止桨叶运动中松动，螺旋桨18和框式桨19焊接在搅拌轴16上，搅拌轴16直径为50mm，通过联轴器与减速机12连接在一起，安装完毕后系统需要进行动平衡测试，要求最大摆差小于1mm，在罐体23的内部设置有四片折流板22，折流板22为宽50mm，长650mm，厚度为5mm的
不锈钢板，折流板22底部为弧形，折流板22与搅拌方向成30°均匀焊接在罐体23内筒上，可有效消除
涡流，并增强湍动的效果，使
流体在搅拌状态下更容易形成
湍流状态。加料口25为固体粉料的加入口，直径为Φ120mm，在罐体23上部的椭圆封头上，位置为距离搅拌轴心200-250mm处。使固体粉料的投料点正好在搅拌所形成的漩涡点上，使固体粉料能及时压入液体中。
[0064] 第四步、注药
[0065] 将混合罐中混合好的药液放入注药阀中，打开注药阀的阀口，使药液经放置在托盘组件26上的冒口43流入起爆具壳体44内，到所需的液面后，关闭注药阀的阀口完成注药。
[0066] 如图6所示，单体注药阀31主要包括气缸32、连接套33、阀杆34、上阀座35、阀体36、拉杆37、水环38、波纹密封套39、阀头40、卡簧41和下阀座42，在阀体36的底部安装有下阀座42，在阀体36的顶部安装有上阀座35，上阀座35与阀杆34采用滑动配合，阀头40通过卡簧41安装在阀杆34的下端，阀杆34的上端通过连接套33与气缸32相连，波纹密封套39胀套在阀杆34上部并由上阀座35压装在阀体36上，在阀体36的四角设置有拉杆
37，在阀体36的中部设置有水环38，阀体36中间为直径150-180mm的空腔。
[0067] 如图7、8所示，托盘组件26主要包括冒口43、起爆具壳体44、内衬座45、顶升块46、顶杆47、弹簧48、硬木托盘49、卡簧50、第一芯杆51、第二芯杆52、垫片53和螺母54，首先将第一芯杆51及第二芯杆52热压装在内衬座45上，并通过垫片53及螺母54固定在硬木托盘49上，顶升块46配合装配在内衬座45上并由两只顶杆47通过垫片53、弹簧48、卡簧50固定在硬木托盘49上，起爆具壳体44放置在顶升块46上部，冒口43放置在起爆具壳体44上，由此形成装配体托盘组件26；
[0068] 如图5所示，注药阀主要包括托盘组件26、进水口27、进料口28、端部封头29、支架30和单体注药阀31，带有冒口43及起爆具壳体44上的托盘组件26放置在注药阀的出料口下部，单体注药阀31安装在注药阀支架30上，在注药阀的两端分别设置有端部封头29，在端部封头29的内腔设置进料口28和进水口27。
[0069] 根据需要注药阀由1-10个单体注药阀31组成，单体注药阀31及端部封头29之间通过四个直径为20mm的拉杆37串起并用螺栓紧固。本实施例中注药阀为十个单体注药阀31。
[0070] 进料口28直径为Φ30-Φ40mm，比十个单体注药阀31放料口截面积之和大15-20％，以确保有足够的药液进行浇注，端部封头29地板设置有同单体注药阀31相同的环形水道。
[0071] 气缸32选用的是单作用弹簧复位后端行程可调的气缸结构形式，气缸32直径为32mm，行程为20mm，连接套33用于连接气缸32与阀杆34，连接套33材质为胶木，同时也起到一定的
隔热作用。上阀座35用螺栓固定在阀体36上，上阀座35与阀杆34采用滑动配合，阀杆34直径为12mm，设置有两道“0”型
密封圈，密封圈材质采用耐高温的聚四氟，为更好的避免药液进入阀杆34与上阀座35之间的隙缝中，设置有波纹密封套39，波纹密封套39为波纹膨胀节结构，外径为15mm，
节距为10mm，共三段波纹节，材质为导电橡胶，由上阀座35压装在阀体36上，阀体36为280x250，厚度为75mm的铸
铝块，阀体36四角均匀分布四个Φ20的
螺柱孔，当进行多头阀组合时，由四个直径为20mm的拉杆37串起并用螺栓紧固就可方便组合，阀体36内腔为直径150-180mm的空腔，是浇注药水的容腔，距离内腔20-25mm厚的位置设置有两段宽为20mm的环形水38，内通100℃的循环水，对药水进行保温。阀头
40为导电橡胶浇注而成，结构为圆锥形，下口直径为10mm，锥角呈30°，厚度为15mm，中间有Φ6mm的圆柱孔，与阀杆34下端紧配合，并用卡簧41固定在阀杆34上，下阀座42实际为单体注药阀的
浇注口，用螺栓固定在阀体36上，材质为
锡青铜，上口为与阀头40相配合的圆锥面，锥度为30°，下阀座42上阀的浇注口大小为6mm，底部设置成45°切口，避免出口流体四散，下阀座42与阀体36采用两道“O”型圈进行密封。
[0072] 其中冒口采用
申请号为201210396131.7的
专利申请的冒口。
[0073] 第五步、护理
[0074] 如图9、10所示，完成注药的起爆具壳体44运送到封闭的护理室体55内，室体内分三个区域，按温度划分为高温区、中温区、低温区，高温区与中温区之间设置隔离门，隔离门大小与托盘组件匹配，中温区与低温区之间设置隔离门，隔离门大小与托盘组件匹配；高温区室体内温度场恒温为65±5℃，在该区域内设置热芯棒57，热芯棒57有进水口58及排水口59，热芯棒57采用直径为Φ8-12mm的铜管弯制而成，铜管内通100℃的热循环水，热芯棒57底端为圆环状，圆环直径为30-45mm，护理时热芯棒57插入冒口43的底部，护理时间为5-10min；高温区护理完成后进入中温区，中温区室体内温度场恒温为45±5℃，护理时间为15-20分钟；中温区护理完成后进入低温区，低温区室体内温度场恒温为25±5℃，护理时间为30-45分钟；完成护理后的注药起爆具由输送机56送出护理室体，将完成护理的起爆具停止在退模工位。
[0075] 第六步、退模及去冒口
[0076] 如图11、12所示，在退模工位上由退模装置将药柱从托盘组件26中的第一芯杆51、第二芯杆52中退松，同时将冒口43拧松后，由机械手将药柱连同冒口43抓取到工作台，人工清理冒口43后重复利用，完成起爆具的浇注；
[0077] 退模装置包括拧冒口气缸60、滑轨61、夹紧气缸62、压板63、退模气缸64、顶升板65、滑台66、升降气缸67、平移气缸68、梳形件69、夹紧手爪70、停止器71和输送机56，停止器71安装在输送机56上，顶升板65安装在退模气缸64的伸出端，夹紧手爪70、拧冒口气缸60、梳形件69均安装在夹紧气缸62上，夹紧气缸62与升降气缸67相连，升降气缸67通过滑台66安装在滑轨61上，平移气缸安装在68主体横梁上，并与滑台66相连。
[0078] 生产时将起爆具壳体44放置在顶升块46上，同时将带有
推杆的冒口43放置在起爆具壳体44上完成冒口装配。本实施例中在硬木托盘49上横向布置10套该组件，间距为75mm，一次准备十发起爆具进行浇注，这样大大提高了产品的产量。该带有冒口43的起爆具壳体44组件由输送机将其输送到注药工序，准备注药。
[0079] 顶升块46内腔为宽为12.5mm，长径为30.5mm的长孔，顶升块46与内衬座45滑动配合，顶升块46外部为直径分别为Φ46mm和Φ60mm的阶梯圆，阶梯圆上部Φ46mm圆柱段高5.5mm，与起爆具壳体44筒体底托内圆间隙配合，间隙余量为0.5-1mm，阶梯圆下部Φ60mm圆柱段高4.5mm，比起爆具壳体44筒体外圆大2.5-5mm，阶梯圆底部沿与长孔垂直的方向开有梯形槽，梯形槽上槽宽为15mm、下槽宽为9mm、槽深为4mm。顶升块46整体材质为锡青铜，顶杆47为阶梯圆柱体，上部圆柱段直径为Φ13mm，圆柱段长3.5mm，下部圆柱段直径为Φ8mm，圆柱段长75mm，下部圆柱段顶端为直径为4mm的球头，距离球头10mm处设置有直径为8mm的卡簧槽，卡簧槽内安装卡簧50。
[0080] 第七步、药柱检验
[0081] 将去除冒口43后的起爆具药柱进行质量检验，质量误差范围为±5克。
[0082] 第八步、成品装箱
[0083] 将符合要求的起爆具药柱进行装箱封存。
[0084] 工作过程：
[0085] 完成注药的托盘组件26沿输送机56输送，由停止器71停止在退模工位，托盘组件26上端由压板63固定后，退模气缸64伸出，带动顶升板65顶住托盘组件26中的顶杆47，顶杆47推动顶升块46，使完成浇注的起爆具壳体44带着冒口43沿着第一芯杆51和第二芯杆52向上运动，由于第一芯杆51和第二芯杆52为斜锥面，起爆具壳体44和冒口43在上升的过程中与第一芯杆51和第二芯杆52脱离，冒口43上的推杆在上升的过程中进入梳形件69的梳形槽中，退模气缸64动作带动梳形件69直线运动，推动冒口43上的推杆使冒口43沿起爆具壳体44中心旋转，拧断冒口药柱，使冒口药与主体药柱分离，产品由夹紧手爪70夹住已退松的药柱，升降气缸67上升将药柱从第一芯杆51及第二芯杆52中拔出，平移气缸68伸出将夹有成品药柱的夹紧手爪70及升降气缸67一起沿滑台66输送至药柱分拣工作位置，升降气缸67下降，夹紧手爪70松开，将产品及冒口43放置在工作台上，人工进行分捡装箱，由此，完成一次药柱退模、冒口及主体药柱拧断、冒口药分离、成品药柱
整理等一系列后处理工序，该工艺及装置的发明使药柱的退模实现了自动化生产并可群模生产，提高了产量，降低了工人劳动强度。
