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【摘 要】本文主要介绍了膨化炸药生产工艺过程中炸药降温措施的技术难点，并通过分析众多生厂家的凉药设施优缺点。设计研发一种新型、产能大，在线药量小的高效凉药设备，解决了膨化生产线中的炸药降温课题，提高了生产效率。
【关键词】膨化炸药；生产线；凉药机；螺旋叶片；空心楔形叶片；冷却载体
一、引言
当前国内工业粉状炸药生产中，炸药的降温课题一直困扰着许多生产产家。自1995年我公司与南京理工大学共同合作研究开发的膨化炸药生产工艺技术中，膨化炸药的降温工序就困扰多年。因在膨化炸药生产工艺是先将硝酸铵溶解成120-130℃的硝酸铵饱和水溶液，然后进入膨化结晶设备在一定的温度及真空下的膨化、结晶，膨化硝酸铵经螺旋输送至三料混合器后再与复合油相、木粉等混合。或先与复合油相混合后再经螺杆泵送入膨化结晶设备在真空状态下膨化、结晶，经出料螺旋将结晶盘的物料拉出并落入上下料仓，上下料仓通过交替变换真空腔体，物料在自重的作用下落入下料仓，再由下料仓落入螺旋与木粉等混合。这两种形式下制得出来的膨化炸药半成品温度高达92℃左右。这就给后续的工序降温措施提出较高的要求。
二、国内凉药设备的分析
目前国内的膨化炸药生产线的主要凉药设备有轮碾机、螺旋凉药机、立式双层盘式凉药机等，但都因降温效果不佳，而让众多厂家频频出现产品硬化现象，且还存在着在线药量多、设备体积庞大、连续化程度不高等缺陷。
1.轮碾机本是一种粉碎、研磨设备，后期许多生产厂家利用其功能将改为轻砣，并底盘通冷水，用来对粉状炸药进行冷却，即 “低温轻砣凉药”。此种冷却方式，依靠轮碾机的刮板推动、翻转物料。物料在轮碾机中呈堆积状态，物料之间的热传导效果差，每碾200kg需要20-30分钟冷却时间，且与设备嫁接困难，不能连续化生产。
2.螺旋凉药机主要是靠螺旋叶片夹套层内通冷水或冷冻水的方式进行热交换，使生产出来的炸药迅速降温，以达到冷却效果。其容易实现上下设备的对接和自动控制，但由于热交换面积小，物料停留的时间短，凉药的效果差，且能耗高，尤其在炎热的夏天，凉药的效果更差。往往一些厂家为增加凉药效果，以冷冻水作为介质，大大增加了能耗，且凉药效果也无法达到预期目的。
3.立式双层盘式凉药机，其结构类似没有碾砣的轮碾机，为双层结构。在其上下底盘夹套内通冷却水，炸药在刮板的作用下翻滚，与底盘和空气进行热交换，实现降低炸药的温度的目的。生产过程中，药粉在机器内上下翻滚，并有一定的混合搅拌作用，凉药效果螺旋凉药机好，但效率低。在南方高温高湿地区，产品易吸湿，凉药效果不理想。
三、设计原理
如图-1所示，把螺旋槽体设计为夹套层，通水冷却，设备安装时与物料输送方向有一略带倾斜，即物料进口高，出口低。并把槽体内的旋转轴设计为两根，每一根旋转轴上都带有许多空心楔形冷却叶片，两轴之间相互啮合，以相反方向转速，以低速旋转，并旋转轴与槽体保持间距5mm，保证设备无摩擦。的安全性膨化结晶出来炸药通过上下料仓在进口处不断供给，充满在槽内夹套面和楔形冷却叶片之间，被低速搅拌，使膨化炸药与冷却面反复有效接触的同时也被不断冷却，并依次通过楔形加热片的缺口到达出口端，达到冷却并排出。冷却载体由旋转轴的一端经旋转接头导入，然后串联依次流入到每一个中空楔形冷却叶片内，并在轴的另一端排出。此外，冷却载体还从螺旋槽体的一端进入，另一端排出。通常，冷却载体与膨化炸药的运动是相对的。
四、技术特点
1.结构紧凑，占地面积小。由于这种凉药机的大部分传热面积是由许多空心楔形叶片密集地、按一定间距规律交错排列在每一旋转轴上所组成的，所以单位体积容器中的散热面积大，从冷却作效率来考虑，装置的尺寸是很小的，因而占地面积也小。
2.换热系数大，效率高。由于旋转桨叶交替地、分段地压缩和膨胀在桨叶斜面上的膨化炸药，因而对于靠近换热面的膨化炸药的颗粒或粉末层的搅动是激烈的，通过激烈的搅动和强制交换，旋转桨叶将膨化炸药充分、均匀的混合。
3. 桨叶的相互作用使其具有自净能力，如图-2所示，旋转桨叶的倾斜面和颗粒或粉末层的联合运动产生力的传递，使黏着于凉药层面上的粉尘容易自动地清除。由于这一作用，遍及整个桨叶冷却面，因而这种凉药机的大部分冷却面总是保持着高效冷却换热功能。
4.低速搅拌型换热凉药机浆叶式能处理高温物料。尽管是低速搅拌（叶片的外圆周速度为0.6～0.8m/s），但因同时旋转的桨叶组具有非常可靠的搅拌作用，且它在结构上没有死区，因而不会使物料处于静止状态，能够达到均匀凉药。
5.由于转速低，由于是双轴做相向旋转运动的，双轴上空心楔形叶片之间的相对距离保证在5mm，与槽体底端保证在3mm，有效的提高设备的本质安全，同时增加膨化炸药碾碎和混药功能。
6.由于凉药机内物料的填充率很高，约槽体容积的70%～80%。因而物料在槽体内的滞留时间较长，达到混合均匀，凉药效果好，调节也容易。
四、结论
可见，凉药混合螺旋是集混合、碾压、冷却和输送为一体多功能高效凉药设备，能与连续化的工业粉状炸药生产线相匹配，能解决产能大、南方的高温高湿季节膨化炸药降温困难的问题。自我公司研发投入使用以来，其凉药效果好，膨化炸药的降温效果明显，从进口上下料仓落入温度为90℃～92℃的膨化炸药，到出口时的膨化炸药温度降为55℃～60℃，温差有三十多度，有效解决了膨化炸药生产过程的降温瓶颈。同时也提高了膨化炸药的混合均匀度，增加膨化炸药的碾碎功能，并且该设备还具有占地面积小、运行可靠、工房的线药量少、维护简单、能耗低、产能大等优点。
参考文献：
[1]于才渊，王宝和，王喜忠。干燥装置设计手册，北京：化学工业出版社，2005.
[2]炸药理论编写组。炸药理论。北京：国防工业出版社，1982。
【关键词】膨化炸药；生产线；凉药机；螺旋叶片；空心楔形叶片；冷却载体
一、引言
当前国内工业粉状炸药生产中，炸药的降温课题一直困扰着许多生产产家。自1995年我公司与南京理工大学共同合作研究开发的膨化炸药生产工艺技术中，膨化炸药的降温工序就困扰多年。因在膨化炸药生产工艺是先将硝酸铵溶解成120-130℃的硝酸铵饱和水溶液，然后进入膨化结晶设备在一定的温度及真空下的膨化、结晶，膨化硝酸铵经螺旋输送至三料混合器后再与复合油相、木粉等混合。或先与复合油相混合后再经螺杆泵送入膨化结晶设备在真空状态下膨化、结晶，经出料螺旋将结晶盘的物料拉出并落入上下料仓，上下料仓通过交替变换真空腔体，物料在自重的作用下落入下料仓，再由下料仓落入螺旋与木粉等混合。这两种形式下制得出来的膨化炸药半成品温度高达92℃左右。这就给后续的工序降温措施提出较高的要求。
二、国内凉药设备的分析
目前国内的膨化炸药生产线的主要凉药设备有轮碾机、螺旋凉药机、立式双层盘式凉药机等，但都因降温效果不佳，而让众多厂家频频出现产品硬化现象，且还存在着在线药量多、设备体积庞大、连续化程度不高等缺陷。
1.轮碾机本是一种粉碎、研磨设备，后期许多生产厂家利用其功能将改为轻砣，并底盘通冷水，用来对粉状炸药进行冷却，即 “低温轻砣凉药”。此种冷却方式，依靠轮碾机的刮板推动、翻转物料。物料在轮碾机中呈堆积状态，物料之间的热传导效果差，每碾200kg需要20-30分钟冷却时间，且与设备嫁接困难，不能连续化生产。
2.螺旋凉药机主要是靠螺旋叶片夹套层内通冷水或冷冻水的方式进行热交换，使生产出来的炸药迅速降温，以达到冷却效果。其容易实现上下设备的对接和自动控制，但由于热交换面积小，物料停留的时间短，凉药的效果差，且能耗高，尤其在炎热的夏天，凉药的效果更差。往往一些厂家为增加凉药效果，以冷冻水作为介质，大大增加了能耗，且凉药效果也无法达到预期目的。
3.立式双层盘式凉药机，其结构类似没有碾砣的轮碾机，为双层结构。在其上下底盘夹套内通冷却水，炸药在刮板的作用下翻滚，与底盘和空气进行热交换，实现降低炸药的温度的目的。生产过程中，药粉在机器内上下翻滚，并有一定的混合搅拌作用，凉药效果螺旋凉药机好，但效率低。在南方高温高湿地区，产品易吸湿，凉药效果不理想。
三、设计原理
如图-1所示，把螺旋槽体设计为夹套层，通水冷却，设备安装时与物料输送方向有一略带倾斜，即物料进口高，出口低。并把槽体内的旋转轴设计为两根，每一根旋转轴上都带有许多空心楔形冷却叶片，两轴之间相互啮合，以相反方向转速，以低速旋转，并旋转轴与槽体保持间距5mm，保证设备无摩擦。的安全性膨化结晶出来炸药通过上下料仓在进口处不断供给，充满在槽内夹套面和楔形冷却叶片之间，被低速搅拌，使膨化炸药与冷却面反复有效接触的同时也被不断冷却，并依次通过楔形加热片的缺口到达出口端，达到冷却并排出。冷却载体由旋转轴的一端经旋转接头导入，然后串联依次流入到每一个中空楔形冷却叶片内，并在轴的另一端排出。此外，冷却载体还从螺旋槽体的一端进入，另一端排出。通常，冷却载体与膨化炸药的运动是相对的。
四、技术特点
1.结构紧凑，占地面积小。由于这种凉药机的大部分传热面积是由许多空心楔形叶片密集地、按一定间距规律交错排列在每一旋转轴上所组成的，所以单位体积容器中的散热面积大，从冷却作效率来考虑，装置的尺寸是很小的，因而占地面积也小。
2.换热系数大，效率高。由于旋转桨叶交替地、分段地压缩和膨胀在桨叶斜面上的膨化炸药，因而对于靠近换热面的膨化炸药的颗粒或粉末层的搅动是激烈的，通过激烈的搅动和强制交换，旋转桨叶将膨化炸药充分、均匀的混合。
3. 桨叶的相互作用使其具有自净能力，如图-2所示，旋转桨叶的倾斜面和颗粒或粉末层的联合运动产生力的传递，使黏着于凉药层面上的粉尘容易自动地清除。由于这一作用，遍及整个桨叶冷却面，因而这种凉药机的大部分冷却面总是保持着高效冷却换热功能。
4.低速搅拌型换热凉药机浆叶式能处理高温物料。尽管是低速搅拌（叶片的外圆周速度为0.6～0.8m/s），但因同时旋转的桨叶组具有非常可靠的搅拌作用，且它在结构上没有死区，因而不会使物料处于静止状态，能够达到均匀凉药。
5.由于转速低，由于是双轴做相向旋转运动的，双轴上空心楔形叶片之间的相对距离保证在5mm，与槽体底端保证在3mm，有效的提高设备的本质安全，同时增加膨化炸药碾碎和混药功能。
6.由于凉药机内物料的填充率很高，约槽体容积的70%～80%。因而物料在槽体内的滞留时间较长，达到混合均匀，凉药效果好，调节也容易。
四、结论
可见，凉药混合螺旋是集混合、碾压、冷却和输送为一体多功能高效凉药设备，能与连续化的工业粉状炸药生产线相匹配，能解决产能大、南方的高温高湿季节膨化炸药降温困难的问题。自我公司研发投入使用以来，其凉药效果好，膨化炸药的降温效果明显，从进口上下料仓落入温度为90℃～92℃的膨化炸药，到出口时的膨化炸药温度降为55℃～60℃，温差有三十多度，有效解决了膨化炸药生产过程的降温瓶颈。同时也提高了膨化炸药的混合均匀度，增加膨化炸药的碾碎功能，并且该设备还具有占地面积小、运行可靠、工房的线药量少、维护简单、能耗低、产能大等优点。
参考文献：
[1]于才渊，王宝和，王喜忠。干燥装置设计手册，北京：化学工业出版社，2005.
[2]炸药理论编写组。炸药理论。北京：国防工业出版社，1982。