一种含水吸收药快速烘干在线监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种含水吸收药快速烘干在线监测装置，包含工作站、拉力传感器、烘箱、连接杆、载物架、样品盘。拉力传感器固定在烘箱顶上的防尘罩内，质量信号传到工作站。从烘箱里面，连接杆上面与拉力传感器相连，下面与载物架相连。试验时，样品装入网状样品盘，放到载物架的空心环上烘干，当质量减少到阈值时工作站报警，取出样品盘。本发明专利技术不但烘干速度快，而且避免了样品中的硝化甘油的挥发，提高了检测的准确度和安全性。

An On-line Monitoring Device for Quick Drying of Water-containing Absorbing Agents

The invention discloses an on-line monitoring device for quick drying of water-containing absorbent, which comprises a workstation, a tension sensor, an oven, a connecting rod, a carrier frame and a sample plate. The tension sensor is fixed in the dust cover on the top of the oven, and the quality signal is transmitted to the workstation. From inside the oven, the connecting rod is connected with the tension sensor above and the carrier frame below. During the test, the sample is loaded into a mesh sample tray and dried on the hollow ring of the carrier rack. When the quality is reduced to the threshold, the workstation alarms and takes out the sample tray. The invention not only has fast drying speed, but also avoids volatilization of nitroglycerin in samples, and improves the accuracy and safety of detection.

【技术实现步骤摘要】
一种含水吸收药快速烘干在线监测装置
本专利技术属于火炸药理化检测领域，主要应用于含水吸收药快速烘干时的在线监测，通过跟踪质量变化来确定停止加热时间，不会使样品中的硝化甘油挥发或分解，保证检测结果的准确性，排除试验过程的安全隐患。技术背景吸收药是指用硝化纤维素(NC)吸收硝化甘油(NG)制成的物质。首先应该追溯到1888年诺贝尔用60％的NC吸收40％的NG，制成了双基药团，再用当时橡胶工业所用的压延机碾压成片，然后切成一定形状和尺寸，成为双基发射药用于发射炮弹。后来对此工艺进行改造，以及为了改善性能在配方中加入爆炸性和非爆炸性物质，一直延续至今。NC和NG是双基火药的主要成分。NC是高分子聚合物，它的塑化必须借助于低分子溶液，NG是NC的低分子溶液增塑剂。NG的加入，增加了NC分子间的距离，提高了其分子链的柔顺性和减少分子间的范德华力，使其溶解塑化，成为聚合物的浓溶液。这种溶液改善了玻璃化温度和粘流温度，在一定的外力作用下，有利于加工成型。装备武器的火炸药产品都是由多种组分构成的混合物。出于安全性、经济性考虑，每个军工生产企业不会生产所有原材料，其中很多物质通过采购获得。通常双基、改双基、三基发射药或推进剂生产企业都需要购置吸收药。NC和NG都是可爆炸性物质。NC是棉花状的纤维固体物，干燥的NC在摩擦情况下极易带静电，聚集负电荷，此时，对撞击、摩擦、热和静电火花感度极高。干燥的NC极易着火，燃烧生成大量气体，同时放出大量热，因此NC在贮存和运输时都需要加入水。NG是无色或淡黄色液体，沸点145℃(分解)，摩擦感度100％，对冲击、热火花都很敏感，不能单独运输。吸收药的经典制造工艺为：将NC悬浮在分散介质中，通过喷射、搅拌等方法使各组分宏观上均匀而计量准确地混合在一起，并牢固结合，这一过程称为吸收。吸收好的药浆中含90％左右的水分。药浆中的水分可分为游离水、物理结合水和物化结合水。游离水是指与药料之间没有结合，药料沉降后悬浮在表层，用简单的方法可以滤掉。物理结合水是指药浆孔穴或毛细管中浸润的水分，这部分水在一定的挤压下才可大部分挤出。物化结合水是指靠氢键或其它分子间力结合起来的吸附水。驱水工序使游离水、物理结合水的大部分水驱除掉。一般一次驱水机将药浆中的水分驱除到20％～40％。此时的药浆可以作为吸收药产品进行运输。购置吸收药的企业，将吸收药作为生产发射药或推进剂的原料之一，需要测出吸收药中的水分，根据吸收药干料计算出需要添加的其它组分质量，将所有组分混合在一起后，才能生产出双基、改双基、三基发射药或推进剂产品。含水吸收药采用烘箱法测定水分含量，由于NG具有低挥发性，所以烘箱温度控制在55℃，且不能采用抽真空烘箱。检测过程为：将整体物料用多次四分法取样约500g，然后快速搓擦过筛孔为3mm和2mm双层筛；取2mm筛上物约10g，放入铝盒或者玻璃培养皿中，在样品上面放蓝色石蕊试纸(检验干燥样品的化学安定性：每隔一定时间观察试纸颜色，若试纸颜色变红，说明此时NG开始分解，应立即将样品从烘箱内取出)，放到55℃烘箱中烘5小时，取出放冷称量。石蕊试纸变色原理：NG分解产生了-NO2，与水气结合后呈酸性，蓝色石蕊试纸遇酸变成红色。含水吸收药中，NG与NC结构相近，结合紧密，形成一个个的小“胶团”。水与NC的结合相对较弱，所以水在“胶团”的外面。样品中的水受热挥发、逐渐减少，“胶团”逐渐裸露出来，此时继续加热，会使得NG开始挥发或分解。可以看出试纸变色说明样品中NG分解。但同样温度下NG的挥发性大于分解性，即检测到NG分解时，已经有相当程度的NG挥发离开样品，NG的减少会使水分检测值偏高。另一方面，NG挥发气体与烘箱中的空气混合，相当于燃料空气炸药，而烘箱带电，所以安全隐患较大。再者，铝盒或者玻璃培养皿装含水吸收药10g，样品层较厚，水汽只能从上表面挥发，上表面的样品烘干后形成“硬壳层”，阻挡底部样品中水分的烘干，会使水分检测值偏低。另一方面，“硬壳层”中的NG在没有水分包裹的情况下，受热开始挥发和分解，不光有较大安全隐患，还会使水分检测结果偏高。因此需要在烘干过程中，打开烘箱门，用不锈钢称量勺“搅拌”样品，破坏“硬壳层”。但这种操作重复性较差，不能直观：要么“搅拌”不够还有较多水分没有挥发，要么水分已经挥发完却没有及时取出样品，导致过加热造成NG挥发。总之用烘箱法检测含水吸收药的水分含量存在下面的缺点：(1)烘干效率低，检测时间长；(2)准确度较差；(3)具有安全隐患。因此将烘箱法改进为“烘箱法+卡尔费休法”：样品只在55℃烘3小时就取出(此时试样中还含有约4％的水分)、放冷、称量，计算烘干后减少的水分；然后将该烘过的样品置于100mL容量瓶内，加入提取剂定容，不时振摇约0.5小时，使试样中水分转移至提取剂中，静置使提取溶液澄清，准确吸取5mL试样提取溶液，用卡尔费休法检测水分。将每个试样的称量法和卡尔费休法水分检测值相加作为该试样水分含量测试值。“烘箱法+卡尔费休法”虽然避免了NG的挥发，安全性和准确性提高，但存在下面两个缺点：(1)检测周期长；(2)操作步骤多；(3)增加了卡尔费休法，对检测人员要求提高；(4)卡尔费休法产生了较多废有机溶剂。
技术实现思路
为了改正两个旧检测方法(烘箱法、“烘箱法+卡尔费休法”)的缺点，专利技术了一种含水吸收药快速烘干在线监测装置。一种含水吸收药快速烘干在线监测装置，包含工作站、拉力传感器、烘箱、连接杆、载物架、样品盘。其特征在于：拉力传感器固定在长×宽×高为500×500×300mm的防尘罩内，防尘罩底部四角安装4个高20mm、直径20mm的支脚；防尘罩放在烘箱顶上，底面正中裁切一个称量孔；将烘箱顶部正中原先放温度计的预留孔打开，使防尘罩的称量孔正对预留孔，称量孔和预留孔直径相同；在防尘罩和烘箱之间，有一个高20mm的保护套管将称量孔和预留孔相连，保护套管的直径比称量孔大10mm；拉力传感器检测到的质量信号传输到工作站；连接杆由上挂钩、隔热块、底钩组成；隔热块是高度130～150mm的圆柱体，上挂钩和底钩的构造相似，其总长度均为40～50mm，其螺丝锥部分的长度均为10～20mm；分别将上挂钩和底钩的螺丝锥拧入隔热块上端内部和下端内部，组装成连接杆；从烘箱里面，将连接杆的上挂钩穿过预留孔和称量孔，与拉力传感器相连，隔热块与预留孔壁之间的空隙为1～2mm；载物架由固定环、连接链、护杆及空心环组成；空心环外径110mm、内径80mm，空心区域焊接有两根十字交叉的固定丝，空心环外沿等距离焊接3个向上竖起的护杆，3个护杆高度均为50mm，上端分别焊接80mm长的连接链，3个连接链最上端聚在一起焊接到外径10mm的固定环上；固定环挂到连接杆的底钩上；样品盘由筛孔为1mm筛网作成，底盘直径为90mm，外壁高度为40mm，底盘和外壁的相交处是固定圈，外壁最上端是护圈。试验时，样品盘预先在55℃烘干、冷却、称量，得到原始质量；开启工作站，设定烘箱温度为55℃；当烘箱温度到达55℃后，将含水吸收药迅速搓擦过筛孔为3mm和2mm的双层筛，取2mm筛的筛上物10g，精确至0.0001g，松散平铺放入样品盘中，一起放到空心环上，关上烘箱门，10分钟后开始监测吸收药和样品盘的质量合量，每隔10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含水吸收药快速烘干在线监测装置，包含工作站[1]、拉力传感器、烘箱[3]、连接杆[6]、载物架[7]、样品盘。其特征在于：拉力传感器固定在长×宽×高为500×500×300mm的防尘罩[2]内，防尘罩[2]底部四角安装4个高20mm、直径20mm的支脚[4]；防尘罩[2]放在烘箱[3]顶上，底面正中裁切一个圆形称量孔；将烘箱[3]顶部正中原先放温度计的预留孔打开，使防尘罩[2]的称量孔正对预留孔，称量孔和预留孔直径相同；在防尘罩[2]和烘箱[3]之间，有一个高20mm的保护套管[5]将称量孔和预留孔相连，保护套管[5]的直径比称量孔大10mm；拉力传感器检测到的质量信号传输到工作站[1]；连接杆[6]由上挂钩[8]、隔热块[9]、底钩[10]组成；隔热块[9]是高度130～150mm的圆柱体，上挂钩[8]和底钩[10]的构造相似，其总长度均为40～50mm，其螺丝锥部分的长度均为10～20mm；分别将上挂钩[8]和底钩[10]的螺丝锥拧入隔热块[9]上端内部和下端内部，组装成连接杆[6]；从烘箱[3]里面，将连接杆[6]的上挂钩[8]穿过预留孔和称量孔，与拉力传感器相连，隔热块[9]与预留孔壁之间的空隙为1～2mm；载物架[7]由固定环[11]、连接链[12]、护杆[13]及空心环[14]组成；空心环[14]外径110mm、内径80mm，空心区域焊接有两根十字交叉的固定丝[15]，空心环[14]外沿等距离焊接3个向上竖起的护杆[13]，3个护杆[13]高度均为50mm，上端分别焊接80mm长的连接链[12]，3个连接链[12]最上端聚在一起焊接到外径10mm的固定环[11]上；固定环[11]挂到连接杆[6]的底钩[10]上；样品盘由筛孔为1mm筛网作成，底盘直径为90mm，外壁高度为40mm，底盘和外壁的相交处是固定圈[16]，外壁最上端是护圈[17]。试验时，样品盘预先在55℃烘干、冷却、称量，得到原始质量；开启工作站[1]，设定烘箱[3]温度为55℃；当烘箱[3]温度到达55℃后，将含水吸收药迅速搓擦过筛孔为3mm和2mm的双层筛，取2mm筛的筛上物10g，精确至0.0001g，松散平铺放入样品盘中，一起放到空心环[14]上，关上烘箱门，10分钟后开始监测吸收药和样品盘的质量合量，每隔10分钟记录1次质量值；质量合量会持续减少，到0.5小时内的减少量的绝对值不大于0.01g时工作站报警，从烘箱中取出含吸收药的样品盘。...

【技术特征摘要】
1.一种含水吸收药快速烘干在线监测装置，包含工作站[1]、拉力传感器、烘箱[3]、连接杆[6]、载物架[7]、样品盘。其特征在于：拉力传感器固定在长×宽×高为500×500×300mm的防尘罩[2]内，防尘罩[2]底部四角安装4个高20mm、直径20mm的支脚[4]；防尘罩[2]放在烘箱[3]顶上，底面正中裁切一个圆形称量孔；将烘箱[3]顶部正中原先放温度计的预留孔打开，使防尘罩[2]的称量孔正对预留孔，称量孔和预留孔直径相同；在防尘罩[2]和烘箱[3]之间，有一个高20mm的保护套管[5]将称量孔和预留孔相连，保护套管[5]的直径比称量孔大10mm；拉力传感器检测到的质量信号传输到工作站[1]；连接杆[6]由上挂钩[8]、隔热块[9]、底钩[10]组成；隔热块[9]是高度130～150mm的圆柱体，上挂钩[8]和底钩[10]的构造相似，其总长度均为40～50mm，其螺丝锥部分的长度均为10～20mm；分别将上挂钩[8]和底钩[10]的螺丝锥拧入隔热块[9]上端内部和下端内部，组装成连接杆[6]；从烘箱[3]里面，将连接杆[6]的上挂钩[8]穿过预留孔和称量孔，与拉力传感器相连，隔热块[9]与预留孔壁之间的空隙为1～2mm；载物架[7]由固定环[11]、连接链[12]、护杆[13]及空心环[14]组成；空心环[14]外径110mm、内径80mm，空心区域焊接有两根十字交叉的固定丝[15]，空心环[14]外沿等距离焊接3个向上竖起的护杆[13]，3个护杆[13]高度均为50mm，上端分别焊接80mm长的连接链[12]，3...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟宏，贾林，张林军，于思龙，顾妍，王芳芳，张冬梅，刘文亮，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61