DE2229463A1

DE2229463A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die foerderung von pulvermaterial

Info

Publication number: DE2229463A1
Application number: DE2229463A
Authority: DE
Inventors: Trevor John Turner
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1971-06-25
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1973-03-01
Also published as: DE2229463B2; SE393091B; FR2143444A1; ZA724153B; ZM10072A1; CA964749A; GB1345233A; BE785218A; CH548062A; IT961242B; NO130472C; AU4350272A; NO130472B; ES404238A1; AU457088B2; FR2143444B1

Description

PATE NTANWALTS BÜRO I HOMSEN ^π BlEDTKc " fcjÜHLING TEL (0811) 53 0211 TELEX: 5-24 303 topat

63 0212

PATENTANWÄLTE München: Frankfurt/M.:

Dipl.-Chem.Dr.D.Thomsen Dipl.-Ing. W. Weinkauff

Dipt.-Ing. H. Tledtke (Fuchthohl 71)

Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Chem. Dr. U. Eggers

8000 München 2

Kaleer-Ludwig-Platz 6 16 . Juni 197 2

Imperial Chemical Industries Limited London, Großbritannien

Verfahren und Vorrichtung für die Förderung von Pulvermaterial

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für das gesteuerte Fördern von pulverförmigem Material oder Pulvermaterial. Das Verfahren ist insbesondere vorteilhaft für das Fördern von sensitivem Sprengstoffpulver. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren für die Herstellung einer Zündschnur, bei dem das Material für den Kern der Zündschnur durch das erfindungsgemäße Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt wird.

Bei zahlreichen Herstellungsverfahren wird ein genau gesteuertes Fördern oder Zuführen von Pulvermaterial gefordert. Freilaufende Pulvermaterialien werden im allgemeinen mit Hilfe einer Schneckenfördereinrichtung zugemessen, oder aber durch

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Schwerkraftstrom durch eine Öffnung. Ersteres Vorgehen ist für das Fördern von sensitiven explosiven Pulvern, z.B. bei der Herstellung von SprengstoffZündschnüren ungeeignet, so daß für dieses Verfahren die letztere Arbeitsweise gewöhnlich angewendet wird. Diese Arbeitsweise ist jedoch nicht immer ausreichend genau genug, so daß sich Variationen in der Füllung pro Einheitslänge der Schnur ergeben, insbesondere zwischen unterschiedlichen Chargen aus explosivem Kernmaterial.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung für die Förderung von Pulvermaterial zu schaffen, wobei sensitive explosive Pulvermaterialien gleichförmiger zur Herstellung von Zündschnüren gefördert werden können. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren für die Herstellung einer explosiven Zündschnur zu schaffen.

Erfindungsgemäß besteht ein Verfahren für das gesteuerte Fördern eines Pulvermaterials darin, daß man das Material unter Schwerkraftmas3endurchflußbedingungen durch den Auslaß eines Durchflußtrichters für dieses Material fördert, Gas unter Druck dem Material oberhalb des Trichterauslaßes zuführt und den Gasdruck in Abhängigkeit von der Durchflußrate des Pulvermaterials durch den Trichterauslaß so einstellt, daß man die Durchflußrate an Pulvermaterial auf einem vorbestimmten Wert hält.

Ein Durchflußtrichter ist ein Trichter, bei dem der 309809/0709

Auslaß offen ist, sich der gesamte Inhalt in Bewegung befindet und kein stationäres Material vorliegt, wie dies bei Kerndurchflußtrichtern der Fall ist. Das Verfahren für die Ausbildung des Durchflußtrichters für ein gegebenes Material ist durch Jenike im Bulletin No. 123, Universität von Utah, Engineering Experiment Station, beschrieben.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Vorrichtung für die Förderung von Pulvermaterial vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen Durchflußtrichter für dieses Material, der nahe seinem Auslaß einen perforierten Wandabschnitt besitzt, durch eine Einrichtung für das Zuführen von Gas unter Druck durch den perforierten Wandabschnitt in das Innere des Trichters, durch eine Einrichtung für die überwachung des Durchflusses des Pulvermaterials durch den Auslaß des Trichters und durch" eine Drucksteuereinrichtung, die auf die Durchflußrate des Pulvermaterials anspricht und so ausgelegt ist, daß der Druck des durch den perforierten Wandabschnitt des Trichters geförderten Gases so variiert wird, daß der Durchfluß an Pulvermaterial auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.

Der perforierte Wandabschnitt des Trichters kann ein Trichterabschnitt sein, der ein oder mehrere Löcher besitzt, jedoch vorteilhaft aus einem porösen Material hergestellt ist, z.B. aus gesintertem Metall, wobei es ferner bevorzugt wird, daß die Perforationen ausreichend klein sind, um zu verhindern, daß das der Vorrichtung zugeführte Pulver in nachteiliger Weise durch den perforierten Wandabschnitt geht. Zur Erleichterung

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der Zuführung des Gases in den Trichter ist der perforierte Wandabschnitt zweckmäßig von einem Mantel oder einem Leitungssystem umschlossen, das an eine Gaszufuhreinrichtung angeschlossen ist. Die Einrichtung für das überwachen des Durchflusses an Pulvermaterial ist zweckmäßig ein beta-Strahlen-Monitor, während die Gasdrucksteuereinrichtung vorteilhaft ein elektro-pneumatischer Wandler ist, der den Gasdruck in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal des Monitors variiert.

Die Erfindung befaßt sich ferner mit einem Verfahren für das Herstellen einer explosiven Zündschnur, bei dem explosives Material in einer durch das erfindungsgemäße Verfahren gesteuerten Weise durch einen Durchflußtrichter gefördert ist, um den Kern einer Zündschnur zu bilden, wobei der Kern mit einem schützenden Hüllmaterial umwickelt ist.

Ferner gehört zur Erfindung eine Vorrichtung für die Herstellung einer explosiven Zündschnur, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch die vorgenannte Vorrichtung nach der Erfindung für das Fördern von Pulvermaterial sowie durch eine Einrichtung für das Wickeln von schützendem Hüllmaterial um einen Strom aus pulverförmiger!! explosivem Material nach dem Austritt des Pulvermaterials aus dem Durchflußtrichter. Bei einer bevorzugten Vorrichtung besitzt die Umhüllungseinrichtung eine Einrichtung für das Falten eines Bands zu einer schlauchförmigen Hülle rund um den Strom aus Pulver und eine Einrichtung für das Wickeln eines oder mehrer Verstärkungslagen aus gesponnenem Textilgarn rund um die rohrförmige Hülle, um dadurch das zu bilden, was gemeinhin als "Halbzündschnur"

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bezeichnet wird. Die Vorrichtung besitzt vorzugsweise ferner eine Extrudereinrichtung, mit der auf die Halbzündschnur eine äußere wasserdichte Schicht aus synthetischem Kunststoffmaterial aufbringbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert» die vereinfacht einen Querschnittsaufriß einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Herstellung einer Zündschnur verdeutlicht.

Die Vorrichtung besitzt einen verjüngten Durchflußtrichter 10 für Sprengstoffmaterial 11 mit einem perforierten Wandabschnitt 12 oberhalb des Trichterauslaßes 13. Der Trichter ist von einem Mantel Ik umgeben, in den Luft durch ein Einlaßrohr 15 geliefert werden kann. Ein verjüngtes Führungsrohr 16 umgibt den Mantel I¹I und ist so angeordnet, daß rund um den Mantel 14, ein Ringraum verbleibt, in den und durch den ein Band 17 gefördert und entlang seiner Längsachse unter dem Einfluß des Führungsrohrs 16 zu einer rohrförmigen Hülle rund um das aus dem Trichterauslaß 13 austretende Material gekrümmt werden kann. Eine Form oder Matrize 18 unterhalb des Auslasses ist so gestaltet und angeordnet, daß sie die schlauchförmige Hülle aufnimmt und deren explosiven Inhalt verfestigt, ohne daß dabei der Durchfluß des Materials aus dem Trichterauslaß 13 behindert wird.

Unterhalb der Form 18 und koaxial zu dieser befinden sich zwei im axialen Abstand stehende gegensinnig umlaufende Plattformen 19 und 20 mit zentralen Naben 21, 22 und zentralen

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Löchern 23» 2*1. Jede Plattform trägt mehrere frei drehbare Textilspulen 25, von denen Textilgarne 26 abgezogen und in einer kontinuierlichen schraubenförmigen Weise auf die Außenseite der kontinuierlich abwärts wandernden schlauchförmigen Hülle gewickelt werden können, um die Halbzündschnur zu bilden. Zwischen den Plattformen 19 und 20 befindet sich eine Preßform, die den explosiven Pulverkern weiter konsolidiert und zusammendrückt. Ein Extruder 27 extrudiert eine Außenlage aus synthetischem thermoplastischem Material 28 um die Textilumhüllung, um die fertige Zündschnur zu bilden. Zur Vereinfachung ist der Extruder bei der Vorrichtung für die Herateilung der Halbzündschnur gezeigt; im allgemeinen ist jedoch das Extrudieren der thermoplastischen Hülle ein getrennter Herstellungsschritt.

Zwischen den Plattformen 19 und 20 befindet sich ein beta-Strahlenmonitorj der kontinuierlich die Menge an pulverförmigem explosivem Material 11 im Kern der Zündschnur mißt. Der Monitor 29 ist elektrisch an einen elektro-pneumatischen Wandler 30 angeschlossen, der die Druckluftmenge von der Luftquelle 31 zum Rohr 15 steuert.

Bei dem Einsatz wird ein Mittelfaden 32 kontinuierlich durch den Trichter 10, die Form 18, das Loch 23, die Form 33 und die Öffnung 2Ί gezogen. Ein Papierband wird durch den Ringraum innerhalb des Führungsrohrs 16 gezogen, in dem es zu Rohrform gekrümmt wird, wobei es dann durch die Formen 18 und 33 eowie die Löcher 23 und 2*i gezogen wird. Der Trichter wird mit explosivem Pulver 11 gefüllt, z.B. mit Pentaerythrit- tetra-

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nitrat, und es wird Luft durch das Einlaßrohr 15 rund um das Pulver zugeführt. Das aus dem Trichter 10 austretende Pulver 11 wird von der aus dem Band 17 gebildeten schlauchförmigen oder rohrförmigen Hülle aufgenommen und bei seinem Durchgang durch die Form 18 zur Bildung des Kerns der Zündschnur konsolidiert und ferner weiterhin konsolidiert und zusammengedrückt in der Form 33. Die Textillagen werden kontinuierlich auf den Außenseite der kontinuierlich absteigenden rohrförmigen Hülle ai£ «rebracht, und zwar wird eine erste Spinnlage aus den Garnen der Spulen 25 der Plattform 19 und eine Gegenspinnlage von den Spulen der Plattform 20 aufgewickelt. Die Kernbeschickung wird durch den beta-Strahlenmonitor 29 überwacht und es wird der Druck der durch das Einlaßrohr 15 zugeführten Luft so eingestellt, daß der Durchfluß des Pulvers in einer erwünschten Rate aufrecht erhalten wird«,

Die Querschnittsfläche des Trichterauslasses wird zweckmäßig so gewählt, daß die angenäherte Beschickung ohne jegliche Luftzufuhr abgegeben wird, während der Perforationsgrad des perforierten Wandabschnitts 12 zweckmäßig so gewählt wird, daß geringe Luftdruckschwankungen einen erheblichen Einfluß auf den Materialdurchfluß haben. Ein kleiner anfänglicher Luftdruck führt zu einem starken Anstieg der Durchflußrate, während nach dem anfänglichen Anstieg eine weitere Zunahme des Luftdrucks zu einer allmählichen Abnahme des Durch· flusses führt, so daß es praktischer ist, die Vorrichtung so einzustellen, daß sich der erwünschte Materialdurchfluß in diesem letzten Bereich befindet.

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- 8 Beispiel

Bei diesem Beispiel wurde ein PETN-Pulver durch einen Durchflußtrichter 10 mit einem perforierten Wandabschnitt 12 neben dem Auslaß geführt, wobei durch den perforierten Wandabschnitt Luft unter Druck rund um das PETN in der vorbeschriebenen Weise zugeführt wurde.

Das PETN hatte die folgende Siebanalyse:

Durchgang bei Siebfernheit BSS IH - 100 %

" " " BSS 36 - 90 %

¹¹ " " BSS 52 - 77 %

" " " BSS 72 - 29 %

" " " BSS 100 - 6 %

Der Durchfluß durch den Trichterauslaß variierte mit dem Luftdruck im Mantel 1Ί, der den perforierten Wandabschnitt umgab, und zwar in der folgenden Weise:

Luftdruck	PETN-Durchfluß
(kg/cm²) χ o,o7	(Gramm/min.)
0,00	100
0,02	228
0,05	200
0,10	184
0,15	l60
0,20	IiJO

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0,30 116

0,40 100

0,50 88

0,70 76

Bei Verwendung eines beta-Strahlenmonitors für die überwachung des Pulverdurchflusses in Verbindung mit einem elektro-pneumatischen Wandler zur Steuerung des Luftdrucks konnte der Pulverdurchfluß in der Größenordnung von + 5 % des erwünschten Werts zumindest über den Bereich von 76 bis 200 g pro Minute gesteuert werden.

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Claims

- ίο - Patentansprüche

1. Verfahren für das gesteuerte Fördern eines Pulvermaterials, bei dem man das Material unter Schwerkraftdurchflußbedingungen durch den Auslaß eines Durchflußtrichters für dieses Material fördert, dadurch gekennzeichnet, daß Gas unter Druck dem Material oberhalb des Trichterauslasses zugeführt wird und daß der Gasdruck mit Hilfe einer auf die Durchflußrate des Pulvermaterials durch den Trichterauslaß ansprechende Einrichtung so eingestellt wird, daß die Durchflußrate des Pulvermaterials auf einem vorbestimmten Wert .gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung bei der Herstellung einer explosiven Zündschnur, bei der das Pulvermaterial den Kern einer Zündschnur bildet, wobei der Kern mit schützenden Hüllmaterialien umwickelt wird.

3.Vorrichtung,insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einein Durchflußtrichter für das Material ,dadurch qfikonn5:eichnct,daß der Durchflußtrichter (lo) einen perforierten Wandabschnitt (12) neben seinem Auslaß (13) aufweist sowie eine Einrichtung für das Zuführen von Gas unter Druck durch den perforierten Wandabschnitt zum Inneren des Trichters, und durch eine Einrichtung (29) für das überwachen des Pulvermaterialdurchflusses aus dem Auslaß des Trichters, und durch eine Gasdrucksteuereinrichtung (30), die auf die Durchflußrate des Pulvermaterials anspricht und den Druck des durch den perforierten Wandabschnitt des Trichters zugeführten

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Gases so variiert, daß die Pulvermaterialdurchflußrate auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der perforierte Wandabschnitt (12) des Trichters ein oder mehrere Löcher aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der perforierte Wandabschnitt (12) aus einem porösen Material hergestellt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß da3 poröse Material Sintermetall ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen des perforierten Wandabschnitts (12) des Trichters (10) so klein sind, daß sie Durchgang der der Vorrichtung zugeführten PuI-verteilchen verhindern.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der perforierte Wandabschnitt des Trichters von einem an eine Gaszufuhreinrichtung angeschlossenen Mantel (16) oder Leitungseinrichtung umschlossen ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Einrichtung (29) für das Messen des Durchflusses an Pulvermaterial ein beta-Strahlenmonitor ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdrucksteuereinrichtung (30) einen elektro-pneumatischen Wandler aufweist, der den Gasdruck in Abhängigkeit von einem Signal vom Monitor (29) variiert.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 10 für die Herstellung einer explosiven Zündschnur, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (19, 20) für das Hüllen eines schützenden Hüllmaterials um einen Strom aus pulverförmigem explosivem Material nach dem Austritt des Pulvermaterials aus dem Durchflußtrichter.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülleinrichtung eine Einrichtung für das Falten eines Bands (17) zu einer rohrförmigen Hülle um den Pulverstrom aufweist sowie eine Einrichtung (19, 20, 25) für das Wickeln ein oder mehrerer Verstärkungslagen aus gesponnenem Textilgarn um die rohrförmige Hülle.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Extrudereinrichtung (27) für das Aufbringen einer äußeren wasserfesten Schicht aus synthetischem Kunststoffmaterial.

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