[发明专利]含能液体原材料的定量加料方法及其工装

说明书

一种含能液体原材料的定量加料方法及加料工装，利用吨包桶称重工装，采用包装吨包桶整体称重、快速放料、减量法加料、导流管高效加料以及实时控制的方法，有效解决了关键组分挥发、原材料理化性能变化、危险组分粘附滴撒、人工作业效率低等问题，避免了关键组分失效、理化性能突变的质量隐患以及人体职业健康危害、危险作业的安全隐患，适用于固体火箭发动机生产领域各型号推进剂的含能液体原材料称量、加料作业，并可推广到大宗液体组分的定量添加等相关领域。

技术领域

本发明属于固体火箭发动机技术领域，具体是一种推进剂用含能液体原材料的实时称重、定量加料方法及加料工装。

背景技术

含能液体原材料主要是以硝酸酯增塑的聚醚粘合剂为代表、已大量使用的一种液体原材料，又称NEPE粘合剂；该类粘合剂作为高分子液态预聚物，既是构成推进剂的弹性基体，又是具有特定能量的燃料，在推进剂所有组分中占有极其重要的地位。以NEPE粘合剂为原料生产的固体火箭推进剂也称为NEPE推进剂，其发挥了能量高的优点，又发挥了力学性能良好的特点，能量性能和力学性能方面超过原有的各种推进剂，是目前国际上已实用的、国内最先进的一类推进剂。

由于含能液体原材料为粘稠液体，密度1.45g/cm³。该类含能液体材料原材料的主要原料和关键组分为合成混合硝酸酯，能量高、危险性大，易燃易爆，易挥发；对环境温度非常敏感，适用于25℃～45℃条件下使用，低温会有结晶析出，影响原材料安定性能及理化性能等关键性能指标；吸湿性大，室温25℃、相对湿度65％±2％条件下，0.5h水分增加100×10^-6，影响推进剂关键性能；所以在该类含能液体原材料在使用中需要保温并尽量缩短在空气中的暴露时间。根据试验计算，生产中在保证安全的条件下，该类原材料在空气中的暴露时间应不大于45min。

该类含能液体原材料是所有组分中最先添加的，充分包裹其他组分颗粒，构成液态均相体系结构，组分的化学稳定性对推进剂的工艺、力学、化学等性能有着极其重要的影响。

由于固体推进剂生产中使用的该类含能液体原材料单次使用量大，且其自身特殊的危险性和污染性，不适合大批量、自动化、机械化称量和加料作业，一般采用人工加料。

加料作业，是按照工艺要求，在减少误差的情况下，对多个容器或包装内的物料进行称重，得出单次总重M，人工将物料添加进混合锅的过程中，通过多次、反复称量容器或包装皮重，经过多次过程计算，确定合适的单个皮重，最终对多个容器或包装进行复秤，得出累加皮重B，累加皮重B与计算皮重相符合，经过数学计算得出最终的实际加入量T。

实际加入量T＝单次总重M-累加皮重B

现有含能液体原材料加料过程中，是将上工序转入的保温后的小包装桶装物料经测温后编号，有序、分批、多次进行累加称重，依据实际加入量T的计算方法，得出与工艺要求相符合的添加量，需要通过经验、技能、大量的计算和反复的称重来确保物料加入量符合工艺要求。

由于小包装转运、添加时全程需要人工分装、搬运、称重、加料等作业，多锅次连续生产时，劳动强度过大，作业时间过长；此类含能液体原材料流挂、粘附、渗透严重，多个小包装桶内残留的物料处理困难，对储存环境、人员作业产生安全隐患；操作过程中，所有原材料包装桶需要敞开，以便于测温、观察、检验等需要；受效率影响，操作过程时间越长，原材料暴露的时间越长，直接影响原材料理化性能，影响产品最终性能。

针对含能粘合剂包装、转运过程出现的安全及成本问题，本工序前期引入了成熟的吨包桶包装，通过现场整体转运的方式，杜绝了小包装转运的安全隐患，减轻了上工序的劳动强度，减少工序间交接时间20min；但引入的吨包桶包装转运到本工序后，还需人工现场分装，按小桶包装进行累次称重、单桶依次加料，危险组分挥发、人工面对面接触均有安全隐患，劳动强度明显增加外，且需要额外增加一个员工进行作业，本工序单次作业时间增加80min。