Материал: Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2 Технология

ния был изменен с исключением резательных станков, уста­ новкой щелевых формующих колец на вальцах и перфориро­ ванных желобов на шнековых транспортерах после сушилки. Однако, как отмечалось выше, без дополнительного уплотне­ ния и укрупнения гранул (таблеток) этих мероприятий оказа­ лось недостаточно, что привело к необходимости введения в технологическую схему специального таблетирующего аппа­ рата ПКТ, обеспечивающего укрупнение и уплотнение щеле­ вого полуфабриката (рис. 191).

Рабочим органом аппарата ПКТ является перфорирован­ ный барабан с профилированными отверстиями (рис. 192), че­ рез которые пороховая масса при прокатке в зазоре между ба­ рабаном и роликом продавливается в виде цилиндрического шнура и срезается ножом, установленным снаружи неподвиж­ но по образующей, в виде гранул. Диаметр гранул определяет­ ся диаметром отверстий, а длина — количеством подаваемого в зазор между барабаном и роликом щелевого полуфабриката и скоростью вращения барабана.

Характер течения пороховой массы в отверстиях определя­ ет требования к их профилю. Поскольку структура щелевой «таблетки», полученной на вальцах с относительно высокой влажностью и высушенной на сушилке до окончательной влажности (0,3...0,5%), является пористой, требуется формиро­ вание структуры заново. Параметры «теплосилового» поля, обеспечивающие уплотнение пористой пороховой массы, будут рассмотрены ниже при описании закономерностей течения пороховой массы в раструбном пресс-инструменте.

392

Здесь же целесообразно ограничиться физической моделью процесса и общими требованиями к конструктивным элемен­ там аппарата.

Гранулирование осуществляется, как отмечалось выше, пу­ тем продавливания пороховой массы через конусно-цилиндри­ ческие отверстия (рис. 193) за счет давления, развиваемого в суживающемся зазоре между роликом и барабаном. Процесс продавливания — циклический.

Для обеспечения уплотнения массы отверстия должны иметь уменьшающееся сечение по ходу движения. При этом интенсивность уменьшения сечения, характеризующая ско­ рость сдвиговых деформаций, определяется формой отверстий (рис. 194).

Представленные на рис. 194 три формы отверстий обеспе­ чивают различные режимы течения с отличающимися усло­ виями конформационных перестроек структуры пластифици­ рованной полимерной композиции.

Так, форма, изображенная на рис. 194а, в виде сочлененных конуса и цилиндра имеет две зоны резко отличных режимов течения: конусную с высокой скоростью сдвиговых деформа­ ций и цилиндрическую с относительно низкой скоростью де­ формаций, вызываемых торможением массы у стенок за счет внешнего трения. Таким образом, на стыке форм происходит резкая смена режимов течения, которая отражается на форми­ ровании структуры получаемых гранул. Нестабильность режи-

Рис. 193. Схема продавливания пороховой массы через конусно-цилшщри ческие отверстия ПКТ.

1 — ролик; 2 — пороховая масса; 3 — барабан; 4 — нож

393

I

мов течения усугубляется цикличностью нагружения: интен­ сивное деформирование в зоне «клина» — отсутствие продавливания при выходе из него. Релаксация напряженных элементов структуры (вытянутых цепей макромолекул в аморфной зоне) приводит к разрыву сплошности на границе конуса и цилиндра. На рис. 195 представлена фотография гра­ нул, получаемых на шнек-прессе типа Ш-3 и на ПКТ — в ре­ жиме циклического деформирования. Видно, что полуфабри­ кат, получаемый после шнек-пресса, по качеству (плотность, поверхность) превосходит «таблетку» после ПКТ, которая име­ ет расслоения и разрывы по поверхности и прочие дефекты.

Тем не менее, в сравнении со щелевым полуфабрикатом «таблетка» с ПКТ имеет существенно более низкий показатель dP/dt, обеспечивающий безопасность переработки новых высо­ коэнергетических топлив.

Альтернативный вариант гранулирования — шнековый пресс, обеспечивающий деформирование в непрерывном ре­ жиме прессования и получение полуфабриката с меньшим dP/dt, не лишен серьезных недостатков. Прежде всего это, также как и в формующем шнек-прессе, большая вероятность перехода горения в детонацию на щелевом полуфабрикате. Да и в режиме горения последствия аварии более серьезные, так как загорание практически всегда происходит в прессующей зоне, т. е. в полностью закрытом объеме. Аппарат ПКТ, также как и вальцы, является открытым и более безопасным аппара­ том.

Тем не менее гранулирующие шнек-пресса, оснащенные динамически ослабленной втулкой и винтом с короткой зоной

394