[發明專利]含能液體原材料的定量加料方法及其工裝

在審

• 申請號: 202110415135.4
• 申請日: 2021-04-17
• 公開（公告）號: CN112827425A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 劉力拓;張博;劉力倩;馮怡香;李晨光;付揚帆;王博
• 申請（專利權）人: 西安航天化學動力有限公司
• 主分類號: B01F15/02
• 分類號: B01F15/02;B01F15/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

一種含能液體原材料的定量加料方法及加料工裝，利用噸包桶稱重工裝，采用包裝噸包桶整體稱重、快速放料、減量法加料、導流管高效加料以及實時控制的方法，有效解決了關鍵組分揮發、原材料理化性能變化、危險組分粘附滴撒、人工作業效率低等問題，避免了關鍵組分失效、理化性能突變的質量隱患以及人體職業健康危害、危險作業的安全隱患，適用于固體火箭發動機生產領域各型號推進劑的含能液體原材料稱量、加料作業，并可推廣到大宗液體組分的定量添加等相關領域。

技術領域

本發明屬于固體火箭發動機技術領域，具體是一種推進劑用含能液體原材料的實時稱重、定量加料方法及加料工裝。

背景技術

含能液體原材料主要是以硝酸酯增塑的聚醚粘合劑為代表、已大量使用的一種液體原材料，又稱NEPE粘合劑；該類粘合劑作為高分子液態預聚物，既是構成推進劑的彈性基體，又是具有特定能量的燃料，在推進劑所有組分中占有極其重要的地位。以NEPE粘合劑為原料生產的固體火箭推進劑也稱為NEPE推進劑，其發揮了能量高的優點，又發揮了力學性能良好的特點，能量性能和力學性能方面超過原有的各種推進劑，是目前國際上已實用的、國內最先進的一類推進劑。

由于含能液體原材料為粘稠液體，密度1.45g/cm³。該類含能液體材料原材料的主要原料和關鍵組分為合成混合硝酸酯，能量高、危險性大，易燃易爆，易揮發；對環境溫度非常敏感，適用于25℃～45℃條件下使用，低溫會有結晶析出，影響原材料安定性能及理化性能等關鍵性能指標；吸濕性大，室溫25℃、相對濕度65％±2％條件下，0.5h水分增加100×10^-6，影響推進劑關鍵性能；所以在該類含能液體原材料在使用中需要保溫并盡量縮短在空氣中的暴露時間。根據試驗計算，生產中在保證安全的條件下，該類原材料在空氣中的暴露時間應不大于45min。

該類含能液體原材料是所有組分中最先添加的，充分包裹其他組分顆粒，構成液態均相體系結構，組分的化學穩定性對推進劑的工藝、力學、化學等性能有著極其重要的影響。

由于固體推進劑生產中使用的該類含能液體原材料單次使用量大，且其自身特殊的危險性和污染性，不適合大批量、自動化、機械化稱量和加料作業，一般采用人工加料。

加料作業，是按照工藝要求，在減少誤差的情況下，對多個容器或包裝內的物料進行稱重，得出單次總重M，人工將物料添加進混合鍋的過程中，通過多次、反復稱量容器或包裝皮重，經過多次過程計算，確定合適的單個皮重，最終對多個容器或包裝進行復秤，得出累加皮重B，累加皮重B與計算皮重相符合，經過數學計算得出最終的實際加入量T。

實際加入量T＝單次總重M-累加皮重B

現有含能液體原材料加料過程中，是將上工序轉入的保溫后的小包裝桶裝物料經測溫后編號，有序、分批、多次進行累加稱重，依據實際加入量T的計算方法，得出與工藝要求相符合的添加量，需要通過經驗、技能、大量的計算和反復的稱重來確保物料加入量符合工藝要求。

由于小包裝轉運、添加時全程需要人工分裝、搬運、稱重、加料等作業，多鍋次連續生產時，勞動強度過大，作業時間過長；此類含能液體原材料流掛、粘附、滲透嚴重，多個小包裝桶內殘留的物料處理困難，對儲存環境、人員作業產生安全隱患；操作過程中，所有原材料包裝桶需要敞開，以便于測溫、觀察、檢驗等需要；受效率影響，操作過程時間越長，原材料暴露的時間越長，直接影響原材料理化性能，影響產品最終性能。

針對含能粘合劑包裝、轉運過程出現的安全及成本問題，本工序前期引入了成熟的噸包桶包裝，通過現場整體轉運的方式，杜絕了小包裝轉運的安全隱患，減輕了上工序的勞動強度，減少工序間交接時間20min；但引入的噸包桶包裝轉運到本工序后，還需人工現場分裝，按小桶包裝進行累次稱重、單桶依次加料，危險組分揮發、人工面對面接觸均有安全隱患，勞動強度明顯增加外，且需要額外增加一個員工進行作業，本工序單次作業時間增加80min。