一种包覆层制备装置的制作方法

本发明涉及一种包覆层制备装置，属于包覆制备领域。

背景技术：

包覆层作为推进剂装药的重要组成部分，其性能和包覆效果直接影响的发动机装药的可靠性。传统的包覆工艺是原材料的预烘、称量、搅拌、挤出、浇铸等工序。其中，搅拌工序和挤出工序中需要分别采用搅拌设备和挤出设备，工序复杂，加工成本高，并且包覆材料从搅拌工序向挤出工序转移时，由于设备的转换，还会造成包覆材料在各个设备上的残留浪费。另外，传统工艺进行包覆时，是将药柱直接压入装有包覆料的模具中，从上而下浇铸包覆，并采用贴定位块的方式来保证药柱和包覆模具的同轴度。该工序主要存在的问题是包覆后药柱贴定位块部位及底部端面气泡鼓包较多，药柱外观质量较差等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决传统包覆层加工工艺中搅拌工序和挤出工序设备分散、工序复杂、物料浪费，包覆后药柱外表面气泡较多、外观质量较差等问题，而提供一种包覆层制备装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种包覆层制备装置，包括搅拌挤出一体化装置和包覆模具；

其中，搅拌挤出一体化包括搅拌装置、挤出装置、盛料釜、保温装置、支撑架、水平支撑梁、竖直支撑梁、转动轴、齿轮齿条传动机构和齿轮传动机构；

盛料釜为一端开口的圆筒形结构，盛料釜下端开有出料口；

保温装置包括保温壳体和保温水管；保温壳体为圆筒形保温合件轴向切割而成的两个保温分件结构，保温合件的内形与盛料釜的外形相匹配，两个保温分件的内壁铺设有保温水管，两个保温分件的外壁分别固定水平支撑梁；

支撑架由两块水平支撑板通过竖直梁固定而成；支撑架上端水平支撑板上一侧固定有挤出装置、另一侧通过竖直移动装置连接搅拌装置；

在支撑架下端水平支撑板一侧固定有两个竖直支撑梁，两个保温分件分别通过各自的水平支撑梁与两个竖直支撑梁上端轨道连接，且在水平支撑梁与竖直支撑梁连接处设置齿轮齿条传动机构，通过两组齿轮齿条传动机构控制两个保温分件沿轨道水平移动，实现两个保温分件的开合；两个保温分件形成合件时的中轴线与支撑架上端水平支撑板搅拌装置的连接位置对应；

支撑架下端水平支撑板中心连接有转动轴，转动轴的中部通过水平连接杆与盛料釜侧壁固定；转动轴的下端设置有齿轮传动机构，通过齿轮传动机构控制转动轴带动盛料釜转动；转动轴转动的一侧使盛料釜的中轴线与支撑架上端水平支撑板搅拌装置的连接位置对应，转动轴转动的另一侧使盛料釜的中轴线与支撑架上端水平支撑板挤出装置的连接位置对应；

包覆模具包括密封筒、定位销、上模、浇注外模、定位内模和底座；

底座的上表面开有模具安装槽，底座模具安装槽的中心开有进料通孔，底座模具安装槽进料通孔的四周开有定位盲孔；

浇注外模为内形与包覆后药柱形相匹配的筒形件，浇注外模的上端径向开有定位销孔；

定位内模的中部外径小于浇注外模内径的连接板，连接板上板面中心设置有阶梯状圆柱体定位台，阶梯状圆柱体定位台上端较小圆柱体段为外径与药柱内径相匹配的药柱定位段，连接板下板面设置有圆周分布的内模定位柱，各个内模定位柱的分布位置与底座模具安装槽内各个定位盲孔的圆周分布位置相匹配，且内模定位柱长度大于底座模具安装槽内定位盲孔的深度；

上模为外径小于药柱外径、内径与药柱内径相匹配的筒形件，上模的上端侧壁开有定位销孔，上模的上端端部外沿向外延伸有外径与浇注外模内径相匹配的限位圆台，且限位圆台上开有排气孔；

密封筒为由弹性材料加工而成的、外径与药柱内径相匹配的筒形件；

定位内模下端通过内模定位柱插入底座模具安装槽的定位盲孔内，浇注外模通过底座模具安装槽与定位内模同轴定位后，通过螺钉将浇注外模与底座固定；药柱装入浇注外模的内腔，药柱下端的内孔套在定位内模上端药柱定位段上，使药柱与浇注外模同轴定位，并且药柱下端面的外环与定位内模中部连接板的上板面留有间隙；上模下端插入浇注外模的内腔，密封筒穿过上模的内孔并插入药柱的内孔，使药柱的内孔与浇注外模内腔密封；定位销同时穿过浇注外模和上模的定位销孔，使上模相对浇注外模轴向定位；

包覆模具底座的进料通孔通过进料管路与搅拌挤出一体化装置盛料釜的出料口相连。

工作过程

首先把包覆材料加入盛料釜内，通过齿轮传动机构控制转动轴带动盛料釜转动至与支撑架上端水平支撑板搅拌装置的连接位置对应；通过齿轮齿条传动机构控制两个保温分件水平移动至合拢为合件，套在盛料釜外；向两个保温分件内壁铺设的保温水管通入保温水，对盛料釜进行保温；通过竖直移动装置控制搅拌装置的搅拌器下移至盛料釜的内腔，开启搅拌装置对盛料釜内的包覆材料进行搅拌；搅拌完成后，关闭搅拌装置并通过竖直移动装置控制搅拌装置上移至搅拌器脱离盛料釜；再通过齿轮齿条传动机构控制两个保温分件水平分离至让开盛料釜的转动空间；然后通过齿轮传动机构控制转动轴带动盛料釜转动至与支撑架上端水平支撑板挤出装置的连接位置对应，挤出装置的活塞头下移，将盛料釜内的包覆材料通过出料口挤入进料管路；进料管路通过底座的进料通孔向上挤入包覆材料，挤入包覆材料向上紧顶定位内模的下板面，使定位内模和药柱向上紧顶上模，由于上模与浇注外模通过定位销轴向定位，药柱与上模的接触面之间顶紧密封；由于定位内模下表面内模定位柱的长度大于底座模具安装槽内定位盲孔的深度，且定位内模连接板的外径小于浇注外模的内径，定位内模下端和侧壁与浇注外模底部内腔之间形成进料通道，包覆材料从进料通道由下至上进入浇注外模内腔，对药柱外壁进行包覆。

有益效果

本发明的包覆层制备装置，通过一套实现了同时完成了搅拌和挤出两道工序，简化了包覆工序，减少了设备投入，避免了物料的浪费，大大节约了加工成本；通过采用底部进料、顶部设排气口的结构，大大提高了药柱外表面包覆质量，包覆层的内部及表面均无明显气泡。

附图说明

图1为本发明包覆层制备装置的结构示意图；

图中：1-搅拌装置，2-挤出装置，3-包覆材料，4-盛料釜，5-保温装置，6-支撑架，7-水平支撑梁，8-竖直支撑梁，9-转动轴，10-齿轮齿条传动机构，11-齿轮传动机构，12-密封筒，13-定位销，14-上模，15-浇注外模，16-药柱，17-定位内模，18-底座，19-进料管路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步说明。

实施例

本发明的一种包覆层制备装置，如图1所示，包括搅拌挤出一体化装置和包覆模具；

其中，搅拌挤出一体化包括搅拌装置1、挤出装置2、盛料釜4、保温装置5、支撑架6、水平支撑梁7、竖直支撑梁8、转动轴9、齿轮齿条传动机构10和齿轮传动机构11；

盛料釜4为一端开口的圆筒形结构，盛料釜4下端开有出料口；

保温装置5包括保温壳体和保温水管；保温壳体为圆筒形保温合件轴向切割而成的两个保温分件结构，保温合件的内形与盛料釜4的外形相匹配，两个保温分件的内壁铺设有保温水管，两个保温分件的外壁分别固定水平支撑梁7；

支撑架6由两块水平支撑板通过竖直梁固定而成；支撑架6上端水平支撑板上一侧固定有挤出装置2、另一侧通过竖直移动装置连接搅拌装置1；

在支撑架6下端水平支撑板一侧固定有两个竖直支撑梁，两个保温分件分别通过各自的水平支撑梁7与两个竖直支撑梁上端轨道连接，且在水平支撑梁7与竖直支撑梁8连接处设置齿轮齿条传动机构10，通过两组齿轮齿条传动机构控制两个保温分件沿轨道水平移动，实现两个保温分件的开合；两个保温分件形成合件时的中轴线与支撑架6上端水平支撑板搅拌装置1的连接位置对应；

支撑架6下端水平支撑板中心连接有转动轴9，转动轴9的中部通过水平连接杆与盛料釜4侧壁固定；转动轴9的下端设置有齿轮传动机构11，通过齿轮传动机构11控制转动轴9带动盛料釜4转动；转动轴9转动的一侧使盛料釜4的中轴线与支撑架6上端水平支撑板搅拌装置1的连接位置对应，转动轴9转动的另一侧使盛料釜4的中轴线与支撑架6上端水平支撑板挤出装置2的连接位置对应；

其中包覆模具，包括密封筒12、定位销13、上模14、浇注外模15、定位内模17和底座18；

底座18的上表面开有模具安装槽，底座18模具安装槽的中心开有进料通孔，底座18模具安装槽进料通孔的四周开有定位盲孔；

浇注外模15为内形与包覆后药柱形相匹配的筒形件，浇注外模15的上端径向开有定位销孔；

定位内模17的中部外径小于浇注外模15内径的连接板，连接板上板面中心设置有阶梯状圆柱体定位台，阶梯状圆柱体定位台上端较小圆柱体段为外径与药柱16内径相匹配的药柱定位段，连接板下板面设置有圆周分布的内模定位柱，各个内模定位柱的分布位置与底座18模具安装槽内各个定位盲孔的圆周分布位置相匹配，且内模定位柱长度大于底座18模具安装槽内定位盲孔的深度；

上模14为外径小于药柱16外径、内径与药柱16内径相匹配的筒形件，上模14的上端侧壁开有定位销孔，上模14的上端端部外沿向外延伸有外径与浇注外模15内径相匹配的限位圆台，且限位圆台上开有排气孔；

密封筒12为由弹性材料加工而成的、外径与药柱16内径相匹配的筒形件；

定位内模17下端通过内模定位柱插入底座18模具安装槽的定位盲孔内，浇注外模15通过底座18模具安装槽与定位内模17同轴定位后，通过螺钉将浇注外模15与底座18固定；药柱16装入浇注外模15的内腔，药柱16下端的内孔套在定位内模17上端药柱定位段上，使药柱16与浇注外模15同轴定位，并且药柱16下端面的外环与定位内模17中部连接板的上板面留有间隙；上模14下端插入浇注外模15的内腔，密封筒12穿过上模14的内孔并插入药柱16的内孔，使药柱16的内孔与浇注外模15内腔密封；定位销13同时穿过浇注外模15和上模14的定位销孔，使上模14相对浇注外模15轴向定位；

包覆模具底座18的进料通孔通过进料管路与搅拌挤出一体化装置盛料釜4的出料口相连。

工作过程

首先把包覆材料3加入盛料釜4内，通过齿轮传动机构11控制转动轴9带动盛料釜4转动至与支撑架6上端水平支撑板搅拌装置1的连接位置对应；通过齿轮齿条传动机构10控制两个保温分件水平移动至合拢为合件，套在盛料釜4外；向两个保温分件内壁铺设的保温水管通入保温水，对盛料釜4进行保温；通过竖直移动装置控制搅拌装置1的搅拌器下移至盛料釜4的内腔，开启搅拌装置1对盛料釜4内的包覆材料3进行搅拌；搅拌完成后，关闭搅拌装置1并通过竖直移动装置控制搅拌装置1上移至搅拌器脱离盛料釜4；再通过齿轮齿条传动机构10控制两个保温分件水平分离至让开盛料釜4的转动空间；然后通过齿轮传动机构11控制转动轴9带动盛料釜4转动至与支撑架6上端水平支撑板挤出装置2的连接位置对应，挤出装置2的活塞头下移，将盛料釜4内的包覆材料3通过出料口挤入进料管路19；进料管路19通过底座18的进料通孔向上挤入包覆材料，挤入包覆材料向上紧顶定位内模17的下板面，使定位内模17和药柱16向上紧顶上模14，由于上模14与浇注外模15通过定位销13轴向定位，药柱16与上模14的接触面之间顶紧密封；由于定位内模17下表面内模定位柱的长度大于底座18模具安装槽内定位盲孔的深度，且定位内模17连接板的外径小于浇注外模15的内径，定位内模17下端和侧壁与浇注外模15底部内腔之间形成进料通道，包覆材料从进料通道由下至上进入浇注外模15内腔，对药柱16外壁进行包覆。