捏合方法与流程

文档序号:23428478发布日期:2020-12-25 12:00阅读:262来源:国知局
捏合方法与流程
本发明涉及一种捏合方法。
背景技术
:作为捏合混合物的捏合方法,已知使用具备连续的多个分段的捏合装置的捏合方法。在这样的捏合装置中,多个分段分别具有筒状的膨缩体。另外,多个分段分别能够在封闭状态与开放状态之间切换工作状态,该封闭状态是膨缩体向内侧膨胀变形而使膨缩体的内侧在实质上封闭的状态,该开放状态是膨缩体与封闭状态相比向外侧发生了变形的状态。使用这样的捏合装置的捏合方法例如记载于专利文献1。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2018/056378号技术实现要素:发明要解决的问题但是,在专利文献1中,未公开用于有效地捏合混合物的具体的方法。本发明的目的在于,提供一种能够有效地捏合混合物的捏合方法。用于解决问题的方案本发明的一形态的捏合方法是使用捏合装置来捏合混合物的捏合方法,其中,所述捏合装置具备连续的多个分段,所述多个分段分别具有筒状的膨缩体,所述多个分段分别能够在封闭状态与开放状态之间切换工作状态,该封闭状态是所述膨缩体向内侧膨胀变形而使所述膨缩体的内侧在实质上封闭的状态,该开放状态是所述膨缩体与所述封闭状态相比向外侧发生了变形的状态,通过使所述多个分段的各个所述工作状态的组合发生变化来反复形成压缩空间,从而捏合所述混合物,该压缩空间至少由所述开放状态的所述分段的所述膨缩体和与该分段相邻的所述封闭状态的所述分段的所述膨缩体形成,该压缩空间在实质上被封锁且由通过被所述膨缩体按压而成为压缩状态的所述混合物填满。作为本发明的1个技术方案,在所述捏合方法中,使所述压缩空间与所述混合物的至少一部分一起在所述多个分段之间移动,从而反复形成所述压缩空间。作为本发明的1个技术方案,在所述捏合方法中,使所述压缩空间与所述混合物的至少一部分一起在所述多个分段之间往复,从而反复形成所述压缩空间。作为本发明的1个技术方案,在所述捏合方法中,由所述开放状态的至少1个所述分段和该至少1个分段的两侧相邻的所述封闭状态的所述分段形成所述压缩空间。作为本发明的1个技术方案,在所述捏合方法中,由所述开放状态的至少1个所述分段、与该至少1个分段的一端相邻的所述封闭状态的所述分段以及配置于该至少1个分段的另一端的封闭壁形成所述压缩空间。作为本发明的1个技术方案,所述捏合装置仅具有两个所述分段,在所述两个分段整体的两端分别设有所述封闭壁。作为本发明的1个技术方案,所述多个分段分别通过向所述膨缩体的外侧供给工作流体而从所述开放状态向所述封闭状态切换所述工作状态,另一方面,通过从所述膨缩体的外侧排出所述工作流体而从所述封闭状态向所述开放状态切换所述工作状态。作为本发明的1个技术方案,所述多个分段分别通过从所述开放状态向所述封闭状态切换所述工作状态而在所述膨缩体的轴向上收缩,另一方面,通过从所述封闭状态向所述开放状态切换所述工作状态而在所述轴向上伸长。作为本发明的1个技术方案,所述混合物由液体和不溶解于该液体的固体构成。作为本发明的1个实施方式,所述固体为粉末。作为本发明的1个实施方式,所述混合物为火药。发明的效果根据本发明的捏合方法,能够有效地捏合混合物。附图说明图1是表示在本发明的第1实施方式的捏合方法中使用的捏合装置的纵剖视图。图2a是表示构成图1所示的捏合装置的多个分段中的1个分段的纵剖视图。图2b是表示图2a所示的分段的内筒和环的立体图。图2c是沿着图2a的a-a线的横剖视图。图3a是表示构成图1所示的捏合装置的多个分段中的1个分段的另一例的纵剖视图。图3b是沿着图3a的b-b线的横剖视图。图3c是图3a所示的分段的立体图。图4a是用于说明本发明的第1实施方式的捏合方法的捏合的要领的纵剖视图。图4b是表示从图4a的状态使压缩空间与混合物的一部分一起前进1分段距离时的状态的纵剖视图。图4c是表示从图4b的状态使压缩空间与混合物的一部分一起后退1分段距离时的状态的纵剖视图。图5a是用于说明本发明的第2实施方式的捏合方法的捏合的要领的纵剖视图。图5b是表示从图5a的状态使压缩空间与混合物的一部分一起后退1分段距离时的状态的纵剖视图。图6a是用于说明本发明的第3实施方式的捏合方法的捏合的要领的纵剖视图。图6b是表示从图6a的状态使压缩空间与混合物的一部分一起后退1分段距离时的状态的纵剖视图。图7a是用于说明本发明的第4实施方式的捏合方法的捏合的要领的纵剖视图。图7b是表示从图7a的状态使压缩空间与混合物的一部分一起后退1分段距离时的状态的纵剖视图。图8是表示本发明的实施例的从线料燃烧试验获得的各样品的燃烧速度特性的图表。具体实施方式以下,参照附图,详细地例示说明本发明的各种实施方式的捏合方法。此外,为了便于说明,将图4a~图7b中的从左向右的移动称为前进,将其相反的移动称为后退。另外,将图4a~图7b中的左侧的端称为一端,将右侧的端称为另一端。此外,在图4a~图7b中,省略膨缩体4a和凸缘7的厚度的图示。首先,参照图1~图4c,详细地例示说明本发明的第1实施方式的捏合方法。本实施方式的捏合方法是使用捏合装置1a来捏合混合物2(参照图4a等)的方法。在本实施方式中,混合物2由液体和不溶解于该液体的固体构成。更具体而言,固体为粉末。混合物2例如也可以是火箭的复合推进剂等火药。作为复合推进剂的混合物2例如能够由作为氧化剂的粉末、作为金属燃料的粉末以及作为黏合剂的液体构成。另外,能够适当少量添加增塑剂、固化剂等。混合物2也可以是水泥、制面用的面糊等,另外,不限定于此。本实施方式的捏合方法适用于由液体和不溶解于该液体的固体构成的固液混合物的捏合。另外,本实施方式的捏合方法所使用的捏合装置不容易产生静电等误生火源,因此特别适用于作为固液混合物的火药的捏合(捏和)。如图1所示,捏合装置1a具备连续的多个分段3a。多个分段3a分别具有筒状的膨缩体4a。另外,多个分段3a分别能够在封闭状态与开放状态之间切换工作状态,该封闭状态是膨缩体4a向内侧膨胀变形而使膨缩体4a的内侧在实质上封闭的状态,该开放状态是膨缩体4a与封闭状态相比向外侧发生了变形的状态。膨缩体4a的内侧“在实质上封闭”是指封闭至防止混合物2的通过封闭部的流动的程度。另外,后述的压缩空间s“在实质上被封锁”是指封锁至防止混合物2的通过封锁部的流动的程度。在本实施方式中,构成为多个分段3a分别通过向膨缩体4a的外侧供给工作流体5(参照图2a)而从开放状态向封闭状态切换工作状态,另一方面,通过从膨缩体4a的外侧排出工作流体5而从封闭状态向开放状态切换工作状态。工作流体5例如可以是空气或二氧化碳等气体,或者水或油等液体。在本实施方式中,多个分段3a分别具有图2a~图2c所示那样的结构。即,在本实施方式中,多个分段3a分别由膨缩体4a、配置于膨缩体4a的外侧的筒状的外筒6a、分别配置于分段3a的轴向的两端的圆环板状的凸缘7以及安装于膨缩体4a的外表面的环8构成。外筒6a、凸缘7以及环8在本实施方式中由刚体构成。此外,分段3a的轴向是指沿着膨缩体4a的中心轴线o的方向(即,膨缩体4a的轴向)。另外,将包含膨缩体4a的中心轴线o的截面称为纵截面,将与膨缩体4a的中心轴线o正交的截面称为横截面。膨缩体4a的轴向的两端分别通过适当的接合方式气密且液密地固定于凸缘7的内周缘。外筒6a的轴向的两端分别通过适当的接合方式气密且液密地固定于凸缘7的外周缘。因而,利用膨缩体4a、外筒6a以及一对凸缘7,划分用于工作流体5的腔室9。捏合装置1a所具备的流体供排装置10连接于腔室9。能够利用流体供排装置10向腔室9供给工作流体5。另外,能够利用流体供排装置10从腔室9排出工作流体5。流体供排装置10能够针对多个分段3a的腔室9单独地控制工作流体5的供给和排出。流体供排装置10也可以针对多个分段3a中的几个分段统一地进行工作流体5的供给和排出。流体供排装置10例如能够由空气压缩机、减压阀、开关阀以及处理器(微型计算机等)等构成。如图2b所示,环8具有供膨缩体4a插入的星形状的开口8a。膨缩体4a由橡胶或高弹体等弹性体形成为圆筒状。膨缩体4a插入环8的星形状的开口8a,从而膨缩体4a在与环8的开口8a的周缘部接触的部分处成为星形状的横截面形状。由此,对于膨缩体4a而言,如在图2c中双点划线所示,在向腔室9供给工作流体5时,能够在横截面中从4个方向朝向内侧稳定地膨胀变形。这样,膨缩体4a至少在混合物2未进入膨缩体4a的内侧时能够从开放状态向封闭状态切换工作状态。环8的开口8a的形状不限于星形状,例如也可以是三角形状等非圆形状。在该情况下也是,对于膨缩体4a而言,在向腔室9供给工作流体5时,能够在横截面中从与开口8a的形状对应的方向朝向内侧稳定地膨胀变形。但是,也可以设为不设置环8的结构。在该情况下,膨缩体4a既可以形成为圆筒状以外的筒状,也可以形成为圆筒状。在将膨缩体4a形成为圆筒状的情况下,为了使膨缩体4a向内侧膨胀变形时的横截面形状稳定,例如,也可以在周向的多个位置设置沿着轴向延伸的槽。在该情况下也是,膨缩体4a至少在混合物2未进入膨缩体4a的内侧时能够从开放状态向封闭状态切换工作状态。对于多个分段3a而言,相邻的分段3a的凸缘7彼此通过适当的接合方式气密且液密地固定。因而,当所有的分段3a处于开放状态时,在多个分段3a整体的膨缩体4a的内侧形成在多个分段3a整体的长度方向的范围延伸的内侧空间。在本实施方式中,内侧空间在多个分段3a整体的长度方向的两端向外部开放。因而,能够从内侧空间的一端导入混合物2,在使混合物2朝向内侧空间的另一端移动的同时进行捏合,从内侧空间的另一端取出捏合后的混合物2。这样,根据本实施方式的捏合装置1a,能够同时实现混合物2的捏合和输送。分段3a的结构不限于图2a~图2c所示的结构,例如,也可以是图3a~图3c所示那样的结构。图3a~图3c所示的分段3b由膨缩体4b和配置于膨缩体4b的外侧的筒状的外筒6b构成。外筒6b在本实施方式中由刚体构成。膨缩体4b的轴向的两端通过适当的接合方式气密且液密地固定于外筒6b。在外筒6b的内表面的整周的范围设有连续的周槽11。流体供排装置10连接于周槽11。能够利用流体供排装置10经由周槽11向膨缩体4b的外表面与外筒6b的内表面之间供给工作流体5。另外,能够利用流体供排装置10经由周槽11从膨缩体4b的外表面与外筒6b的内表面之间排出工作流体5。流体供排装置10能够针对多个分段3b单独地控制工作流体5的供给和排出。流体供排装置10也可以针对多个分段3b中的几个分段统一地进行工作流体5的供给和排出。此外,也可以不设置周槽11而对膨缩体4b的外表面与外筒6b的内表面之间直接进行工作流体5的供给和排出。外筒6b在轴向的范围成为星形状的横截面形状。膨缩体4b由橡胶或高弹体等弹性体形成为圆筒状。膨缩体4b的外表面与星形状的外筒6b的内表面固定或接触,从而膨缩体4b在轴向的范围成为星形状的横截面形状。由此,对于膨缩体4b而言,如在图3b中双点划线所示,在向周槽11供给工作流体5时,能够在横截面中从4个方向朝向内侧膨胀变形。外筒6b的横截面形状不限于星形状,例如既可以是三角形状等非圆形状,也可以是圆形状。另外,膨缩体4b也可以形成为圆筒状以外的筒状。对于多个分段3b而言,相邻的分段3b的外筒6b彼此和膨缩体4b彼此通过适当的接合方式气密且液密地固定。因而,当所有的分段3b处于开放状态时,在多个分段3b整体的膨缩体4b的内侧形成在多个分段3b整体的长度方向的范围延伸的内侧空间。此外,相邻的分段3b的外筒6b彼此和/或膨缩体4b彼此也可以一体地形成。在本实施方式中,使用这样的捏合装置1a,通过使多个分段3a的各个工作状态的组合发生变化来反复形成压缩空间s(参照图4a),从而捏合混合物2,该压缩空间s至少由开放状态的分段3a的膨缩体4a和与该分段3a相邻的封闭状态的分段3a的膨缩体4a(更具体而言,由开放状态的至少1个分段3a和该至少1个分段3a的两侧相邻的封闭状态的分段3a)形成,该压缩空间s在实质上被封锁且由通过被膨缩体4a按压而成为压缩状态的混合物2填满。即,在本实施方式的捏合方法中,能够调整向在多个分段3a整体的长度方向的范围延伸的内侧空间投入的混合物2的投入量(即,混合物2的体积相对于该内侧空间的容积的比率)以形成这样的在实质上被封锁且由通过被膨缩体4a按压而成为压缩状态的混合物2填满的压缩空间s。在将混合物2投入该内侧空间时,例如,可以分别地投入液体成分和粉末成分,可以投入利用任意的捏合装置预先捏合上述成分而获得的浆料,可以分别地投入浆料和液体成分,可以分别地投入浆料和粉末成分,可以分别地投入预定成分的浆料和其他成分的浆料。另外,在本实施方式的捏合方法中,使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起在多个分段3a之间移动,从而反复形成压缩空间s。即,如图4b所示,本实施方式的捏合方法包括如下工序:使多个分段3a的各个工作状态的组合发生变化以使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起在多个分段3a之间移动。例如,如图4a~图4b所示,该工序能够通过使开放状态的1个分段3a成为封闭状态而另一方面使位于该分段3a的另一端的分段3a从封闭状态成为开放状态来进行。即,通过使一侧的分段3a的压缩空间s的开放状态的膨缩体4a向内侧膨胀变形来按压混合物2,此时,使另一侧的分段3a的膨缩体4a从封闭状态向外侧变形,从而以从一侧向另一侧压入混合物2的方式使其流动,当在另一侧的分段3a形成有由膨缩体4a包围的空间的状态下,该空间由压缩状态的混合物2填满。另外,本实施方式的捏合方法包括如下工序:使多个分段3a的各个工作状态的组合发生变化以使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起从多个分段3a整体的长度方向的一端移动至另一端。根据本实施方式,通过至少由开放状态的分段3a的膨缩体4a和与该分段3a相邻的封闭状态的分段3a的膨缩体4a形成在实质上被封锁且由压缩状态的混合物2填满的压缩空间s(参照图4a),能够同时获得由混合物2的流动产生的捏合效果和由混合物2的压缩产生的捏合效果。这样,不仅通过混合物2的流动来进行捏合,还通过压缩来进行捏合,从而能够使构成混合物2的液体有效地浸透至构成混合物2的固体(粉末)的干燥部分。因而,根据本实施方式的捏合方法,即使在混合物2为粉末相对于液体的配合比率较高的高粉末配合比的混合物2的情况下,也能够通过由混合物2的流动和压缩实现的捏合而使该混合物变化为液体包裹粉末粒子的均质的可塑性物质或浆料。另外,根据本实施方式的捏合方法,例如与使用行星混合机的捏合方法相比,由于能够减小对混合物2施加的剪切力,因此在捏合时不易产生粉末的破坏。因而,能够稳定地获得通过捏合而应当使其体现的混合物2的性质。另外,根据本实施方式的捏合方法,通过使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起在多个分段3a之间移动,能够提高前述的由混合物2的流动产生的捏合效果。另外,根据本实施方式的捏合方法,通过使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起从多个分段3a整体的长度方向的一端移动至另一端,能够同时实现混合物2的捏合和输送。在本实施方式的捏合方法中,也可以通过使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起在多个分段3a之间往复来反复形成压缩空间s。即,如图4c所示,本实施方式的捏合方法也可以包括如下工序:使多个分段3a的各个工作状态的组合发生变化以使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起在多个分段3a之间往复。根据这样的工序,能够通过谐振运动来促进混合物2的流动,因此能够提高由混合物2的流动产生的捏合效果。接着,参照图5a~图5b,详细地例示说明本发明的第2实施方式的捏合方法。在本实施方式中使用的捏合装置1b在多个分段3a整体的长度方向的另一端设有封闭壁12,除此以外具有与在第1实施方式中使用的捏合装置1a同样的结构。在本实施方式中,如图5a~图5b所示,捏合装置1b具备连续的多个分段3a。并且,在多个分段3a整体的长度方向的另一端通过适当的接合方式气密且液密地固定有圆板状的封闭壁12。因而,在多个分段3a整体的膨缩体4a的内侧形成的内侧空间在长度方向的另一端由封闭壁12封闭。根据这样的捏合装置1b,能够从内侧空间的一端导入混合物2,在使混合物2在内侧空间移动的同时进行捏合,从内侧空间的一端取出捏合后的混合物2。分段3a的结构与第1实施方式的情况同样,能够进行各种变更。在使用这样的捏合装置1b的本实施方式的捏合方法中,如图5a所示,至少由开放状态的分段3a的膨缩体4a和与该分段3a相邻的封闭状态的分段3a的膨缩体4a(更具体而言,由开放状态的至少1个分段3a、与该至少1个分段3a的一端相邻的封闭状态的分段3a以及配置于该至少1个分段3a的另一端的封闭壁12)形成压缩空间s。另外,本实施方式的捏合方法包括如下工序:使多个分段3a的各个工作状态的组合发生变化以在使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起从多个分段3a整体的长度方向的一端移动至另一端之后如图5b所示那样从该另一端移动至该一端。根据本实施方式的捏合方法,与第1实施方式的情况同样,能够同时获得由混合物2的流动产生的捏合效果和由混合物2的压缩产生的捏合效果。本实施方式的捏合方法也可以包括如下工序:在使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起从多个分段3a整体的长度方向的一端移动至另一端时,使多个分段3a的各个工作状态的组合发生变化以使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起在多个分段3a之间往复。另外,本实施方式的捏合方法也可以包括如下工序:在使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起从多个分段3a整体的长度方向的另一端移动至一端时,使多个分段3a的各个工作状态的组合发生变化以使压缩空间s与混合物2的至少一部分一起在多个分段3a之间往复。接着,参照图6a~图6b,详细地例示说明本发明的第3实施方式的捏合方法。在本实施方式中使用的捏合装置1c仅具有两个分段3a,在两个分段3a整体的两端分别设有封闭壁12,除此以外具有与在第2实施方式中使用的捏合装置1b同样的结构。在本实施方式中,如图6a~图6b所示,捏合装置1c仅具备连续的两个分段3a。并且,在两个分段3a整体的长度方向的两端分别通过适当的接合方式气密且液密地固定有圆板状的封闭壁12。因而,在两个分段3a整体的膨缩体4a的内侧形成的内侧空间在长度方向的两端由封闭壁12封闭。在本实施方式中,也可以是,在两个封闭壁12中的一者设置能够开闭的用于向内侧空间导入混合物2的导入通路,在两个封闭壁12中的另一者设置能够开闭的用于从内侧空间排出混合物2的排出通路。另外,能够将这样的导入通路和/或排出通路例如设于图2a所示的凸缘7。导入通路和排出通路也可以由开关阀和处理器(微型计算机等)等进行开闭控制。根据这样的捏合装置1c,能够向内侧空间导入混合物2,在使混合物2在内侧空间移动的同时进行捏合,从内侧空间取出捏合后的混合物2。分段3a的结构与第1实施方式的情况同样,能够进行各种变更。使用这样的捏合装置1c的本实施方式的捏合方法包括使多个分段3a的各个工作状态的组合发生变化以交替地反复进行第1工序和第2工序的工序,如图6a所示,该第1工序是由开放状态的分段3a、与该开放状态的分段3a的一端相邻的封闭状态的分段3a以及配置于该开放状态的分段3a的另一端的封闭壁12形成压缩空间s的工序,如图6b所示,该第2工序是由开放状态的分段3a、与该开放状态的分段3a的另一端相邻的封闭状态的分段3a以及配置于该开放状态的分段3a的一端的封闭壁12形成压缩空间s的工序。根据本实施方式的捏合方法,与第1实施方式的情况同样,能够同时获得由混合物2的流动产生的捏合效果和由混合物2的压缩产生的捏合效果。另外,根据本实施方式的捏合方法,能够通过谐振运动的反复来促进混合物2的流动,因此能够提高由混合物2的流动产生的捏合效果。接着,参照图7a~图7b,详细地例示说明本发明的第4实施方式的捏合方法。在本实施方式中使用的捏合装置1d构成为多个(在附图的例子中为两个)分段3c分别通过从开放状态向封闭状态切换工作状态而在轴向上收缩,另一方面,通过从封闭状态向开放状态切换工作状态而在轴向上伸长,除此以外具有与在第3实施方式中使用的捏合装置1c同样的结构。在本实施方式中,如图7a~图7b所示,捏合装置1d仅具备连续的两个分段3c。并且,在两个分段3c整体的长度方向的两端分别通过适当的接合方式气密且液密地固定有圆板状的封闭壁12。因而,在两个分段3c整体的膨缩体4c的内侧形成的内侧空间在长度方向的两端由封闭壁12封闭。分段3c的结构与第1实施方式的情况同样,能够进行各种变更。并且,在本实施方式中,两个分段3c各自的外筒6c分别由埋设有沿着轴向延伸的多个纤维帘线的轴向纤维强化型的弹性筒状体构成,膨缩体4c与第1~第3实施方式的情况同样地由未埋设纤维帘线的弹性筒状体构成。但是,例如,也可以由轴向纤维强化型的弹性筒状体构成外筒6c和膨缩体4c这两者。根据这样的结构,两个分段3c分别能够通过从开放状态向封闭状态切换工作状态而在轴向上收缩,另一方面,通过从封闭状态向开放状态切换工作状态而在轴向上伸长。此外,也可以代替这样的轴向纤维强化型的弹性筒状体而由弹性筒状体的外侧被呈套筒状编织的纤维帘线覆盖而成的所谓的气动人工肌肉那样的套筒状纤维强化型的弹性筒状体构成外筒6c。使用这样的捏合装置1d的本实施方式的捏合方法包括使多个分段3c的各个工作状态的组合发生变化以交替地反复进行第1工序和第2工序的工序,如图7a所示,该第1工序是由开放状态的分段3c、与该开放状态的分段3c的一端相邻的封闭状态的分段3c以及配置于该开放状态的分段3c的另一端的封闭壁12形成压缩空间s的工序,如图7b所示,该第2工序是由开放状态的分段3c、与该开放状态的分段3c的另一端相邻的封闭状态的分段3c以及配置于该开放状态的分段3c的一端的封闭壁12形成压缩空间s的工序。根据本实施方式的捏合方法,与第1实施方式的情况同样,能够同时获得由混合物2的流动产生的捏合效果和由混合物2的压缩产生的捏合效果。另外,根据本实施方式的捏合方法,能够通过谐振运动的反复来促进混合物2的流动,因此能够提高由混合物2的流动产生的捏合效果。另外,根据本实施方式的捏合方法,当开放状态的分段3c向封闭状态切换时,该分段3c的膨缩体4c在向内侧膨胀变形的同时在轴向上收缩,因此能够将混合物2在轴向上强力地挤出。因而,能够促进混合物2的流动而提高捏合效果。此外,在前述的第1~第3实施方式中也是,也可以如本实施方式这样构成为通过使多个分段3a的全部或一部分分别从开放状态向封闭状态切换工作状态而在轴向上收缩,另一方面,从封闭状态向开放状态切换工作状态而在轴向上伸长。前述的说明只不过示出了本发明的实施方式的一例,只要不脱离发明的主旨,就能够进行各种变更。例如,在第1~第4实施方式中,也可以在封闭壁和/或凸缘等设置空气排出通路,该空气排出通路用于将随着混合物2的捏合的进行而从粉末间的微小间隙向混合物的外侧逐渐逸出的少量空气向捏合装置的外部排出。实施例作为本发明的实施例,制作与在前述的第4实施方式中使用的捏合装置1d同样的结构的捏合装置,进行复合推进剂的捏和,评价捏和后的复合推进剂的性能。作为捏和的对象的混合物采用火箭的复合推进剂。其成分采用作为氧化剂的ap粉末(ammoniumperchlorate,高氯酸铵)、作为金属燃料的a1粉末(aluminium,铝)、作为液体状黏合剂的htpb(hydroxylterminatedpolybutadiene,端羟基聚丁二烯)、作为液体状增塑剂的doa(dioctyladipate,己二酸二辛酯)以及作为液体状固化剂的ipdi(isophoronediisocyanate,异佛尔酮二异氰酸酯)。另外,其配合比率(质量比)设为ap:a1:htpb:doa:ipdi=68:18:12:1:1。ap粉末使用日本carlit制的粒径400μm、200μm、50μm的混合物。a1粉末使用东洋铝业制的tfh-a05p(中值粒径5μm)。htpb使用jsr制的p-41。a1粉末、htpb、doa、ipdi在混合ap粉末之前利用行星混合机进行预先捏和。在制作的捏合装置中,将膨缩体的轴向的长度设为90mm,将膨缩体的内径设为φ60mm。在两个分段之间夹持具备预先捏和浆料和ap粉末的投入口的丙烯酸树脂制的环状的盘(厚度10mm)。使80℃的热水流过分段的凸缘(厚度10mm)而对内部进行加热。在捏合装置中,将压缩空气从供给口通过调节器·电磁阀而向膨缩体的外侧供给。同时切换两个分段的工作状态(即,在将工作流体向一分段供给的同时使其从另一分段排出),其工作间隔设为2秒。施加压缩空气压力设为60kpa。并且,为了探求相对于捏合装置的内侧空间的容积而捏合效果最佳的混合物的投入量(填入量),将填入量作为参数并从500g起以50g阶梯设定3个水平。在设定的3个填入量(500g、550g、600g)中的任一情况下均是,首先,将预先捏和浆料投入至捏合装置内,使捏合装置工作5分钟而使预先捏和浆料分散于装置内部。接着,投入ap粉末,使装置按照设定的捏和时间(30分钟、40分钟、60分钟、80分钟)进行工作。获得的推进剂浆料在注塑成型后减压1小时左右的状态下进行脱泡,在常压的60℃气氛的恒温槽内固化1周时间。固化后的推进剂在通过x射线无损检测而确认到内部之后,进行线料燃烧试验。在线料燃烧试验中,将该固化后的推进剂切成7mm×7mm×40mm的棱柱形,对表面利用环氧树脂进行限燃处理,在氮气加压下使其燃烧。根据图像分析计算推进剂中央部20mm的燃烧速度。进行以试样填入量为参数进行60分钟捏和而得到的推进剂样品的比较。在填入量为500g的情况下,确认到在x射线透射图像中存在多个空隙。存在捏和不充分的可能性。在填入量为600g的情况下,视觉确认到捏和后的混合不充分的状态。另外,针对各填入量分别对9个样品在3~7mpa的范围进行线料燃烧试验。在表1中示出以填入量为参数的样品燃烧速度的压力指数n和相关系数r2。在填入量为550g的情况下,确认到压力指数n和相关系数r2没有问题。根据这些结果,可以判断在该装置的规模下填入量适合设为550g而不适合设为500g和600g。在实验所使用的装置中,在计算上确认到当填入量超过约540g时形成“在实质上被封锁且由通过被膨缩体按压而成为压缩状态的混合物填满的压缩空间”,这与上述的实验结果匹配。在填入量为500g的情况下,推测在开放状态的分段切换到封闭状态时形成的封闭空间未被混合物填满,因此由于介于膨缩体与混合物之间的空气,无法充分地获得由膨缩体的按压产生的混合物的压缩效果。另外,在填入量为600g的情况下,推测开放状态的分段不能向封闭状态切换,不能获得混合物的充分的流动。[表1]填入量(g)压力指数n相关系数r25000.540.745500.440.986000.510.97接着,在将填入量设为550g并以捏和时间为参数的情况下,仅在捏和时间30分钟的试样的x射线透射图像中确认到多个空隙。另外,在捏和时间为80分钟的情况下,捏和后已经进行固化,确认到浆料的流动性降低。在图8中示出从线料燃烧试验获得的各样品的燃烧速度特性。此外,在图8中,作为近似直线,以实线示出30分钟和60分钟的近似直线,以虚线示出40分钟和80分钟的近似直线。各样品与近似直线的相关系数r2和5mpa下的换算燃烧速度如表2所示。在捏和时间40分钟、60分钟的情况下均是,相关系数r2和换算燃烧速度相等且捏和充分。[表2]捏和时间(分钟)相关系数r2换算燃烧速度300.946.07400.985.86600.985.83800.916.18在这样选出的捏合装置的使用条件(填入量550g,捏和时间40分钟)下捏和推进剂,试制φ80mm固体火箭发动机用药柱。在实施燃烧试验之后,确认到在平均内压5.48mpa下燃烧。附图标记说明1a、1b、1c、1d、捏合装置;2、混合物;3a、3b、3c、分段;4a、4b、4c、膨缩体;5、工作流体;6a、6b、6c、外筒;7、凸缘;8、环;8a、开口;9、腔室;10、流体供排装置;11、周槽;12、封闭壁;o、中心轴线;s、压缩空间。当前第1页12
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