DE2643189B2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Propergolsträngen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von PropergolsträngenInfo
- Publication number
- DE2643189B2 DE2643189B2 DE2643189A DE2643189A DE2643189B2 DE 2643189 B2 DE2643189 B2 DE 2643189B2 DE 2643189 A DE2643189 A DE 2643189A DE 2643189 A DE2643189 A DE 2643189A DE 2643189 B2 DE2643189 B2 DE 2643189B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- composition
- screw
- main
- extruder
- gelatinized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
- B30B11/24—Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/256—Exchangeable extruder parts
- B29C48/2564—Screw parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/635—Eccentrically rotating screws; Screws revolving around an axis other than their central axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/76—Venting, drying means; Degassing means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
- C06B21/0033—Shaping the mixture
- C06B21/0075—Shaping the mixture by extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/76—Venting, drying means; Degassing means
- B29C48/762—Vapour stripping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Propergolsträngen
auf der Basis von mit einem Sprengöl gelatinierter Nitrocellulose, sowie auf einen Schneckenextruder zu
seiner Durchführung.
Propergole auf der Basis mit einem Sprengöl gelatinierter Nitrocellulose, insbesondere ohne Verwendung
von Lösungsmittel hergestellte Propergole, die sog. Propergole aus POL, werden aus den entsprechenden
Bestandteilen der Zusammensetzung hergestellt, die zumeist in einem Schaufelkneter gemischt werden.
Aus Sicherheitsgründen wird das Kneten der Bestandteile mit einem erhöhten Feuchtigkeitsgehsl» von etwa
25% vorgenommen, wobei die Agglomeration dieser Zusammensetzung durch allmähliches Verringern des
Feuchtigkeitsgehalts durch Erwärmen und Druck vorgenommen werden muß. Die Agglomeration der
Zusammensetzung resultiert aus der Gelatinierung der Nitrocellulose mit einem Sprengöl wie Nitroglycerin,
wobei die Propergolzusammensetzungen aus POL etwa 50-70% Nitrocellulose auf 30-50% Nitroglycerin
enthalten und Additive wie Weichmacher, Stabilisierungsmittel sowie Modifizierungsmittel der Verbrennung
in Mengen von etwa 5—10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Nitrocellulose und des Nitroglycerins
eingebracht sind. Die Agglomeration durch Erwärmen und Kompression, die von einem allmählichen
Absinken des Feuclitigkei'.sgehalts begleitet ist, erfolgt nach dem herkömmlichen Verfahren durch
sukzessives Durchlassen durch beheizte Walzwerke. Die Homogenisierung der Zusammensetzung, ihre
Gelatinierung sowie die Entwässerung resultieren aas
detn intensiven Knetvorgang und der inneren Scherbeanspruchung zwischen den Walzen des Walzwerks. Das
herkömmliche und sehr wirksame Verfahren ist allerdings aufgrund unvermeidlicher manueller Eingriffe
η nicht zufriedenstellend, wobei der Hauptnachteil in der
Gefährdung der damit befaßten Person beruht; aufgrund der infolgedessen zu treffenden Vorsichtsmaßnahmen
sind die Fabrikationszeit und insbesondere die Handarbeitszeiten sehr lang. Darüber hinaus ist das
Herstellungsverfahren nicht nur beim Walzen, sondern auch danach im wesentlich diskontinuierlich, da es
erforderlich ist, die Pulverplatten zum Einbringen in eine Extruderpresse zur Herstellung von Propergolsträngen
einzurollen, die anschließend zur Erzeugung von Propergolladungen auf bestimmte Längen geschnitten
werden.
Die Nachteile des herkömmlichen Verfahrens, das bisher das zur Herstellung von Propergolen aus POL
meistverwendete Verfahren darstellt, hatten ausgedehnte Untersuchungen im Hinblick auf eine Vermeidung
derartiger gefährlicher und diskontinuierlicher Verfahrensweisen zur Folge; seit etwa 20 Jahren
wurden verschiedene Herstellungsverfahren angegeben, bei denen Schraubenkneter und Schneckenextru-
jo der sowohl zur Verarbeitung von Propergolen jeder Art
wie auch zur Verarbeitung von Sprengstoffen eingesetzt wurden. Kneter und Extruder erlauben nicht nur
ein kontinuierliches Entwässern, Homogenisieren und Kneten der Zusammensetzung; die entsprechenden
Vorrichtungen können ferner unter relativ niedrigen Gestehungskosten automatisiert und fernbedient werden.
Sie arbeiten dementsprechend unter erheblich geringerer Gefährdung, wobei hinzukommt, daß die
Vorrichtung bei einem kontinuierlichen Verfahren weniger gefährliches Material enthält als bei diskontinuierlicher
Verfahrensweise; zugleich wird durch die Verwendung derartiger Vorrichtungen die Handarbeitszeit
bedeutend verringert.
Diese Vorrichtungen erlauben es allerdings nicht, alle Verfahrensschritte vom Verkneten der Bestandteile der Zusammensetzung bis zur Extrusion der Propergolstränge aus dieser Zusammensetzung durchzuführen, da die gegenwärtig bekannten Schraubenkneter und Schneckenextruder keine Senkung des Feuchtigkeitsgehalts der Zusammensetzung unter etwa 4% erlauben, was für die Mehrzahl der pyrotechnischen Zusammensetzungen und insbesondere für Propergole aus POL erheblich zu hoch ist, da diese notwendig einen Feuchtigkeitsgehalt unter 1% und wenn möglich von etwa 0,3% aufweisen müssen.
Diese Vorrichtungen erlauben es allerdings nicht, alle Verfahrensschritte vom Verkneten der Bestandteile der Zusammensetzung bis zur Extrusion der Propergolstränge aus dieser Zusammensetzung durchzuführen, da die gegenwärtig bekannten Schraubenkneter und Schneckenextruder keine Senkung des Feuchtigkeitsgehalts der Zusammensetzung unter etwa 4% erlauben, was für die Mehrzahl der pyrotechnischen Zusammensetzungen und insbesondere für Propergole aus POL erheblich zu hoch ist, da diese notwendig einen Feuchtigkeitsgehalt unter 1% und wenn möglich von etwa 0,3% aufweisen müssen.
Die DE-PS 10 48 212 bezieht sich auf eine Vorrichtung für ein derartiges Herstellungsverfahren für
Propergole und Sprengstoffe; danach wird die Pulvermischung während des Durchlaufens der Schneckenpresse
abwechselnd einer drucklosen und einer Druckzone zugeführt, wobei zugleich eine Entwässerung
erfolgt; aus dieser Druckschrift geht die verfahrensmäßige Notwendigkeit hervor, die Zusammensetzung
in einem Absaugrohr vor der Endextrusion des Propergolstranges zu entwässern, was eine Zwischenstufe
der Extrusion von Spänen oder Bändern erforderlich macht, die sich zur leichten Entfernung der
Feuchtigkeit eignen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Strangpressen
pyrotechnischer Zusammensetzungen anzugeben, mit denen die Herstellungsbedingungen der Extrudate von
Zusammensetzungen auf der Basis mit einem Sprengöl 5 wie Nitroglycerin gelatinierter Nitrocellulose und
besonders von Propergolen aus POL in der Weise verbesert werden können, daß sämtliche zur Kompaktierung,
Gelatinierung, Trocknung und Extrusion der pyrotechnischen Zusammensetzungen erforderlichen
Verfahrensschritte innerhalb eines einzigen Schneckenextruders zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorgenommen werden können, wobei der erfindungsgemäße Schneckenextruder derart aus verschiedenen
Extruderschraubenelementen aufgebaut ist, daß ein Feuchtigkeitsgehalt von 0,8% nach einer ersten,
vereinfachten Ausführungsform und ein Feuchtigkeitsgehalt von etwa 0,3% nach einer zweiten Ausführungsform zugänglich sind, bei der zwei bestimmte Anordnungen
verschiedener Extruderschneckenelemente hintereinander herangezogen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Extrudaten aus Zusammensetzungen
auf der Basis gelatinierter Nitrocellulose, bei dem das Kneten und Trocknen zumindest teilweise mit Hilfe
einer sich in einem Gehäuse drehenden Schnecke bewirkt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Schritte des Knetens und der Trocknung in einem Schneckenextruder vorgenommen werden, der in
Strömungsrichtung von oben nach unten mindestens jo eine Abfolge der Gesamtheit folgender Haupt-Verfahrensschritte
durchzuführen erlaubt:
- Kneten und Scherbeanspruchung der vordosierten Zusammensetzung,
- Zurückhalten der gekneteten Zusammensetzung in J
einer Drosselzone des Strömungsquerschnitts der Zusammensetzung
sowie
- Trocknung der gelatinierten Zusammensetzung durch Vakuumverdampfung aus der unter Unterdruck
befindlichen Zusammensetzung.
Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich im einzelnen auf die kontinuierliche Herstellung von
Propergolsträngen auf der Basis von mit einem Sprengöl wie Nitroglycerin gelatinierter Nitrocellulose
durch Extrusion einer Zusammensetzung, deren Gelatinierung zumindest teilweise mit Hilfe einer sich in einem
Gehäuse drehenden Knetschnecke bewirkt wird,
wobei die verschiedenen Bestandteile der Zusammen- w Setzung zuvor dosiert und in einem herkömmlichen Mischer vorgeknetet werden, und die Mischung abwechselnd drucklose und Druckzonen durchläuft, und ist dadurch gekennzeichnet,
wobei die verschiedenen Bestandteile der Zusammen- w Setzung zuvor dosiert und in einem herkömmlichen Mischer vorgeknetet werden, und die Mischung abwechselnd drucklose und Druckzonen durchläuft, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß sämtliche zur Kompaktierung, Gelatinierung, Trocknung und Extrusion der Zusammensetzung
erforderlichen Verfahrensschritte in einem Schneckenextruder vorgenommen werden, der in Strömungsrichtung
von oben nach unten folgende Verfahrensschritte nacheinander durchzuführen erlaubt: w)
(1) Vorgeschaltete Verfahrensschritte:
- Kontaktieren der am oberen Ende der Schnecke eingeführten Bestandteile,
- Zurückhalten der kompakticrten Zusammensetzung in einer Drosselzone des Strömungs- <i5
querschnitts der Zusammensetzung
sowie
- Trocknung der kompaktiertcn Zusammenset-
zung durch Austritt des Kompaktierungswas sers,
(2) zumindest eine Abfolge der Gesamtheit folgendei Haupt-Verfahrensschritte:
— Gelatinierung unter Druck durch Kneten unc Scherbeanspruchung der kompaktierten unc
getrockneten Zusammensetzung,
— Zurückhalten der gelatinierten Zusammenset zung in einer Drosselzone des Strömungsquer
Schnitts der Zusammensetzung
sowie
— Trocknung der gelatinierten Zusammensetzung durch Vakuumverdampfung der unter Unter
druck befindlichen Zusammensetzung,
(3) nachgeschaltete Verfahrensschritte:
fortschreitendes Unterdrucksetzen der gelati nierten Zusammensetzung und Extrusion dei
gelatinierten Zusammensetzung in Strömungs richtung von oben nach unten mit einei
Kalibrierdüse, durch die der Durchmesser de; erzeugten Propergolstrangs bestimmt wird.
Der erste Haupt-Verfahrensschritt der oben genann ten Abfolge wird vorzugsweise mit einem Extruder mi mindestens zwei Schnecken mit parallelen Achser vorgenommen, die ohne Reibung ineinandergreifen wobei jede Schnecke eine Gruppe exzentrischei Scheiben aufweist, die gegeneinander winkelversetz sine, um ein wirksames Verkneten der Zusammenset zu.ig zu ermöglichen. Aufgrund der Exzentrizität dei Scheiben ist die Tangentialgeschwindigkeit der einzel nen Scheibenumfänge unterschiedlich, wodurch in Betrieb Scherspannungen auf die Zusammensetzung einwirken, die in ihr ein relatives Abgleiten bzw Abscheren hervorrufen, das eine sehr gute Homogeni sierung ermöglicht. Der zweite der Hauptverfahrens schritte verbessert die Wirksamkeit des ersten Verfah rensschritts insofern erheblich, als das in diesem zweiter Schritt erfolgende Zurückhalten der gekneteten Zusam mensetzung die Knetdauer beträchtlich erhöht, was siel zusätzlich durch einen entsprechend erhöhten Drud auswirkt. Die Drosselzone des Strömungsquerschnitt! der Zusammensetzung wird vorzugsweise durch eir Schraubenelement vorgenommen, daß entgegengesetz ten Gang aufweist und einem Vorrücken der Zusam mensetzung von oben nach unten entsprechenc entgegenwirkt, wobei dieses Element nur zum Tei Schraubengang aufweist, um den Strömungswiderstanc der Zusammensetzung nicht zu sehr zu erhöhen insbesondere, wenn sich der Schraubengang über mehl als l'/2 Umdrehungen dieses Elements erstreckt. Die Drosselzone kann ferner auch aus einer Reihe zu der Schrauben konzentrischer Scheiben bestehen, die etwa! kleineren Durchmesser als die Bohrung aufweisen, ii der sich die Schnecken befinden, wobei die Scheiber jeder Schnecke in der Weise axial versetzt sind, daß si< sich mit den Scheiben der anderen Schnecke überlap pen.
Der erste Haupt-Verfahrensschritt der oben genann ten Abfolge wird vorzugsweise mit einem Extruder mi mindestens zwei Schnecken mit parallelen Achser vorgenommen, die ohne Reibung ineinandergreifen wobei jede Schnecke eine Gruppe exzentrischei Scheiben aufweist, die gegeneinander winkelversetz sine, um ein wirksames Verkneten der Zusammenset zu.ig zu ermöglichen. Aufgrund der Exzentrizität dei Scheiben ist die Tangentialgeschwindigkeit der einzel nen Scheibenumfänge unterschiedlich, wodurch in Betrieb Scherspannungen auf die Zusammensetzung einwirken, die in ihr ein relatives Abgleiten bzw Abscheren hervorrufen, das eine sehr gute Homogeni sierung ermöglicht. Der zweite der Hauptverfahrens schritte verbessert die Wirksamkeit des ersten Verfah rensschritts insofern erheblich, als das in diesem zweiter Schritt erfolgende Zurückhalten der gekneteten Zusam mensetzung die Knetdauer beträchtlich erhöht, was siel zusätzlich durch einen entsprechend erhöhten Drud auswirkt. Die Drosselzone des Strömungsquerschnitt! der Zusammensetzung wird vorzugsweise durch eir Schraubenelement vorgenommen, daß entgegengesetz ten Gang aufweist und einem Vorrücken der Zusam mensetzung von oben nach unten entsprechenc entgegenwirkt, wobei dieses Element nur zum Tei Schraubengang aufweist, um den Strömungswiderstanc der Zusammensetzung nicht zu sehr zu erhöhen insbesondere, wenn sich der Schraubengang über mehl als l'/2 Umdrehungen dieses Elements erstreckt. Die Drosselzone kann ferner auch aus einer Reihe zu der Schrauben konzentrischer Scheiben bestehen, die etwa! kleineren Durchmesser als die Bohrung aufweisen, ii der sich die Schnecken befinden, wobei die Scheiber jeder Schnecke in der Weise axial versetzt sind, daß si< sich mit den Scheiben der anderen Schnecke überlap pen.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung umfaßt dai erfindungsgemäße Verfahren zwei Abfolgen der Ge
samtheit der Haupl-Verfahrensschritte insbesonden dann, wenn der Gehalt an zu verdampfender Flüssigkei
25 Gew.-% der anfänglich nach diesem Verfahrer behandelten Zusammensetzung beträgt, die extrudierti
Zusammensetzung einen Gehalt an verdampfbarei Flüssigkeit unter 0,8% aufweisen muß oder wenn ein«
hinreichende Temperaturerhöhung nicht möglich ist.
Im einzelnen erfolgt jeder Vakuumverdampfungs schritt bei einem Druck unte 267 mbar; wenn dai
Verfahren unter Anwendung von zwei Abfolgen der Gesamtheit der Haupt-Verfahrensschritte durchgeführt
wird, wird der zweite Vakuumverdampfungsschritt vorteilhaft bei einem Druck unter 80 mbar durchgeführt.
Nach einer besonderen erfindungsgemäßen Ausführungsform drehen sich die Extruderschnecken, vorzugsweise
die beiden Schnecken, im gleichen Drehsinn.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Propergolen auf der Basis von
mit einem Sprengöl gelatinierter Nitrocellulose herangezogen wird, können die vorgeschalteten Verfahrensschritte im wesentlichen bei Raumtemperatur vorgenommen
werden, während die Haupt- und nachgeschalteten Verfahrensschritte bei einer erhöhten Temperatur
über 800C durchgeführt werden müssen.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist zumindest eine Abfolge
der Haupt-Verfahrensschritte einen vierten Verfahrensschritt auf, der in der Rekompression der zuvor
entspannten Zusammensetzung besteht, um eine Trocknung während des dritten Verfahrensschritts zu
ermöglichen. Die Vornahme dieses zusätzlichen vierten Verfahrensschritts ist insbesondere dann wünschenswert,
wenn das angewandte Verfahren mindestens zwei Abfolgen der Haupt-Verfahrensschritte umfaßt, wodurch
die Wirksamkeit des ersten Verfahrensschritts der zweiten Abfolge der Verfahrensschritte erhöht
wird, wobei die Zusammensetzung in wirksamerer Weise in der Zone gehalten wird, wo dieser erste
Verfahrensschritt stattfindet, der die Knetung und Scherbeanspruchung umfaßt.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner, insbesondere wenn die verarbeiteten
Zusammensetzungen zusätzliche Explosions- bzw. Entzündungsrisiken mit sich bringen, durch eine Herstellungsvariante
vervollständigt werden, die darauf beruht, daß in drei aufeinanderfolgenden Phasen gearbeitet
wird, während denen der Extruder wie folgt beschickt wird:
— Während der Inbetriebnahme des Extruders mit Inertmaterial, um eine Zentrierung der Schnecken
zum Gehäuse zu ermöglichen,
— mit den Bestandteilen der Propergolzusammensetzung
während der eigentlichen Produktionsdauer des Extruders sowie
— mit Inertmaterial vor dem Abstellen des Extruders, um die Zentrierung der Schnecken gegenüber dem
Gehäuse aufrechtzuerhalten, bis die gesamte Zusammensetzung daraus extrudiert ist.
Als Inertmaterial wird vorteilhaft ein Material auf der Basis nichtnitrierter Cellulosefasern verwendet, wobei
diese Cellulose Additive zur Erzielung einer pyrotechnisch inerten Zusammensetzung enthält und einen
Widerstand gegen das Vorrücken im Extruder aufweist, der etwa gleich dem Widerstand gegen das Vorrücken
der zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Zusammensetzung ist.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Schneckenextruder zum Kneten und zur Trocknung von f>o
Zusammensetzungen auf der Basis von mit einem Sprengöl wie Nitroglycerin gelatinierter Nitrocellulose,
dessen Schnecken sich in einem Gehäuse drehen, das eine stromauf gelegene Öffnung zur Einführung der
Bestandteile der Zusammensetzung und eine stromab *5
gelegene Öffnung zum Ausstoß der gekneteten und getrockneten Zusammensetzung aufweist,
der dadurch gekennzeichnet ist,
der dadurch gekennzeichnet ist,
40
45
so daß die Schnecken in Strömungsrichtung von oben nach unten mindestens eine Abfolge von Einheiten folgender
drei Hauptelemente aufweisen:
— einer Haupteinheit mit exzentrischen und winkelversetzt angeordneten Scheiben zum Kneten der
Zusammensetzung,
— einem Haupt-Schraubenelement mit teilweisem und entgegengesetztem Gewindegang zum Zurückhalten
der Zusammensetzung sowie
— einem Haupt-Schraubenelement zur Mitnahme und Entspannung der gekneteten Zusammensetzung,
wobei in dem in Höhe dieses Elements gelegenen Bereich des Gehäuses eine Absaugöffnung vorgesehen ist.
wobei in dem in Höhe dieses Elements gelegenen Bereich des Gehäuses eine Absaugöffnung vorgesehen ist.
Im einzelnen besitzt der erfindungsgemäße Schnekkenextruder zum Kneten und zur Trocknung von
Zusammensetzungen auf der Basis von mit einem Sprengöl wie Nitroglycerin gelatinierter Nitrocellulose
Schnecken, die sich in einem Gehäuse drehen, das eine stromauf gelegene Öffnung zur Einführung der Bestandteile
der Zusammensetzung und eine stromab gelegene Öffnung zur Extrusion der gelatinierten und getrockneten
Zusammensetzung aufweist, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Schnecken in Strömungsrichtung von oben nach unten folgenden Aufbau besitzen:
(1) Vorgeschaltete Elemente:
— eine vorgeschaltete Einheit winkelversetzt angeordneter exzentrischer Scheiben, vor der
ein Schraubenelement mit sehr großem Gang zur Mitnahme und zum fortschreitenden Unterdrucksetzen
der Bestandteile der Zusammensetzungvorgesehen ist,
— ein vorgeschaltetes Schraubenelement mit teilweisem und entgegengesetztem Gewindegang
zum Zurückhalten der Zusammensetzung sowie
— ein vorgeschaltetes Schraubenelement mit sehr großem Gang zur Mitnahme und zur
Entspannung der kompaktierten Zusammensetzung,
wobei im unteren, in Höhe dieses Elements gelegenen Teil des Gehäuses eine Öffnung
vorgesehen ist;
(2) mindestens eine Abfolge von Einheiten aus folgenden drei Hauptelementen:
— einer Haupteinheit winkelversetzt angeordneter
exzentrischer Scheiben zur Gelatinierung der Zusammensetzung,
— einem Haupt-Schraubenelement mit teilweisem und entgegengesetztem Gewindegang zum
Zurückhalten der Zusammensetzung und
— einem Haupt-Schraubenelement mit sehr großem Gang zur Mitnahme und zur Entspannung
der gelatinierten Zusammensetzung,
wobei in dem in Höhe dieses Elements gelegenen Bereich des Gehäuses eine Öffnung
vorgesehen ist,
und
und
(3) nachgeschaltete Elemente aus
— einem Schraubenelement mit kleinem Gang zum fortschreitenden Unterdrucksetzen der
gelatinierten Zusammensetzung und
— einem im wesentlichen konischen Übergangselement.
Der erfindungsgemäße Schneckenextruder weist vorzugsweise zwei Abfolgen von Hauptelementen auf.
809 542/414
Nach einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die ersten Elemente der Abfolgen der Hauptelemente aus
Haupteinheiten winkelversetzt angeordneter exzentrischer Scheiben, die mindestens fünf Scheiben aufweisen,
deren am weitesten von der Drehachse entfernte Mantellinien zur Ausbildung eines Schraubengangs im
Sinn der Fortbewegung der Zusammensetzung schraubenartig angeordnet sind, wodurch ein zweites Hauptelement
mit entgegengesetztem und teilweisem Gang verwendet werden kann, mit dessen Hilfe ein wirksameres
Zurückhalten der Zusammensetzung in der Knetzone unter gleichzeitig ausreichend hohem Durchsatz
ermöglicht wird.
Bei der obigen bevorzugten Ausführungsform umfaßt die vorgeschaltete Einheit aus winkelversetzt angeordneten
exzentrischen Scheiben vorteilhaft mindestens drei Scheiben, deren am weitesten von der Drehachse
entfernte Mantellinien ebenfalls zur Erzielung eines Schraubengangs im Sinn der Fortbewegung der
Zusammensetzung schraubenartig angeordnet sind.
Nach einer besonders einfachen und zugleich wirksamen Ausführungsform umfaßt der erfindungsgemäße
Extruder zwei sich im gleichen Drehsinn drehende Schnecken, wobei sämtliche Schraubenelemente der
Schnecken im wesentlichen gleichen Außendurchmesser aufweisen, so daß die beiden Bohrungen des die
beiden Schnecken aufnehmenden Gehäuses über die Gesamtlänge jeweils zylindrische Bohrungen darstellen,
wobei die Durchmesser längs der Schraubenelemente 21 auch verschieden sein können.
Da der erfindungsgemäße Extruder zur Extrusion von Zusammensetzungen vorgesehen ist, die im allgemeinen
gegen jede Temperaturerhöhung empfindlich sind, ist es wesentlich, eine besonders wirksame Temperaturregelung
vorzusehen; da die Schnecken ferner eine Kontaktfläche mit der Zusammensetzung aufweisen, die
etwa das Dreifache der Kontaktfläche zwischen Gehäuse und Zusammensetzung beträgt, ist es besonders
vorteilhaft. Schnecken mit Temperaturregelung zu verwenden. Da die Extrusion der Zusammensetzung am
unteren Ende des Extruders bei hohem Druck erfolgt, der im allgemeinen über 100 bar liegt, ist es erforderlich,
eine besonders wirksame Temperaturregelung der nachgeschalteten Schraubenelemente vorzusehen, bei
denen die Zusammensetzung unter Druck gesetzt wird. Jede Extruderschnecke weist deshalb zwei Temperaturregelungskreisläufe
auf, einen ersten, äußeren Kreis zur Temperaturregelung der vorgeschalteten sowie der
Hauptelemente und einen zweiten Kreis in der Nähe der Schneckenachsen zur Temperaturregelung der nachgeschalteten
Elemente und insbesondere des Übergangselements.
Nach einer bevorzugten Ausführungslorm weist mindestens eine Abfolge der Hauptelemente ein viertes
Schraubenelement zur Rekompression der Zusammen-Setzung
auf, die zuvor in Höhe des dritten Hauptelements zur Trocknung der Zusammensetzung durch
Vakuumverdampfung mit Hilfe einer Vakuumpumpe entspannt wurde, die in dem in der Nähe des dritten
Elements gelegenen Gehäusebereich vorgesehen ist.
Der erfindungsgemäße Extruder umfaßt in Strömungsrichtung
von oben nach unten folgende wesentlichen Bestandteile:
1) Vorgeschaltete Elemente zur Kompaktierung und Trocknung der vorgekneteten Bestandteile,
2) mindestens eine Abfolge von Einheiten aus folgenden drei Hauptelementen:
— einer HauDteinheit mit exzentrischen und winkelversetzt angeordneten Scheiben zur
Gelatinierung der Zusammensetzung,
— einem Haupt-Schraubenelement mit entgegengesetztem und teilweisem Gewindegang zum
Zurückhalten der Zusammensetzung und
- einem Haupt-Schraubenelement zur Entspannung der Zusammensetzung zur Vakuumtrocknung
sowie
3) nachgeschaltete Elemente zur Extrusion der Zusammensetzung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens sowie des zu seiner Durchführung vorgesehenen erfindungsgemäßen Extruders unter
Bezug auf die Zeichnung näher erläutert, wobei sämtliche Angaben lediglich beispielhaft sind; es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Schraubenachse einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Extruders,
Fig.2 ein Funktionsschema zu den verschiedenen
Verfahrensschritten des erfindungsgemäß bevorzugten Verfahrens, wobei die angegebenen Schritte den
Abschnitten des in F i g. 1 dargestellten Extruders entsprechen, sowie
F i g. 3 einen teilweisen axialen Längsschnitt einer Abfolge von Elementen mit den drei erfindungsgemäßen
Hauptelementen.
Der Extruder von F i g. 1 unfaßt ein Gehäuse 1 mit einer großdimensionierten oberen öffnung 2 und einer
unteren öffnung 3, auf die eine entsprechende Extruderdüse paßt, mit der der Querschnitt des
extrudierten Propergolstrangs variiert werden kann. Das Gehäuse, das vorteilhaft aus mehreren, dicht
miteinander verbundenen Teilen besteht, weist einen internen Temperaturregelungskreislauf auf, der in der
Nähe der beiden kosekanten Bohrungen verläuft, die jeweils eine der beiden Schnecken 4 aufnehmen. Die
Schnecken sind dabei völlig identisch und in derselben Winkelstellung, was ihr Ineinandergreifen ohne irgendeinen
Kontakt miteinander oder in ihrem aktiven Teil mit dem Gehäuse während der eigentlichen Produktionsphase
des Extruders ermöglicht. Jede Schnecke besteht dabei aus einem Kern 5, der die Temperaturregelungskreisläufe
enthält und auf dem die die Bearbeitung der Propergolzusammensetzung ermöglichenden
Rohrelemente befestigt sind. Diese Elemente entsprechen in Strömungsrichtung von oben nach unten:
— einem Schraubenelement mit hohem, variablem, degressivem Gang 6 zum Transport der Bestandteile
der Zusammensetzung, die zuvor in einen herkömmlichen Schaufelkneter eindosiert und
darauf über eine Zuführungsvorrichtung mit konstantem Durchsatz eingeführt wurden, die an
der Öffnung 2 des Gehäuses angebracht ist. Die (nicht dargestellte) Zuführungsvorrichtung enthält
zwei Vorratsbehälter, deren einer die während der eigentlichen Produktionsphase verwendeten Bestandteile
und der andere ein inertes Gemisch auf der Basis nichtnitrierter Nitrocellulosefasern enthält,
das bei der Inbetriebnahme des Extruders sowie beim Außerbetriebsetzen herangezogen
wird;
— einer Einheit aus drei exzentrischen Scheiben 7 gleichen Durchmessers, die um 120° versetzt
angeordnet sind, um eine Schraube im Sinn des Vorrückens der Zusammensetzung zu erzeugen,
die die Kompaktierung der Bestandteile, insbesondere
der Nitrocelluloseflocken, gewährleistet, die zuvor bereits durch das Schraubenelement 6
zusammengepreßt wurden. Die durch die Scheiben erzielte Knetwirkung führt zum Beginn der
Gelatinierung der Nitrocellulose und senkt die Viskosität der Zusammensetzung;
— einem Schraubenelement 8 mit entgegengesetztem Gang und gegenüber dem Gewindegang des
Schraubenelements 6 kleinerer Länge, dessen Gewindegänge mit entgegengesetztem Schraubensinn
zur Erzeugung von Aussparungen unterbrochen sind, die das Vorrücken der Zusammensetzung
ermöglichen, wodurch einerseits ein Widerstand gegen das Vorrücken zum Zurückhalten der
Zusammensetzung in der Kompaktierungs- und Knetzone der Scheibeneinheit 7 und andererseits
ein Vermischen und eine Verteilung der Zusammensetzung gewährleistet wird, die dieses zum
Zurückhalten dienende Element 8 durchläuft, und
— einem Schraubenelement mit sehr großem Gang 9, das zur Mitnahme der kompaktierten und vorgelatinierten
Zusammensetzung und ihrer Entspannung dient, wobei eine Konzentrierierung des Komp?ktierungswassers
im unteren Teil des Gehäuses ermöglicht wird, das eine öffnung 10 aufweist,
durch die dieses Kompaktierungswasser ablaufen kann.
Die Einheit dieser vier Elemente entspricht den M
vorgeschalteten Verfahrensschritten, denen zwei Abfolgen der Gesamtheit der Haupt-Verfahrensschritte
folgen, bei denen folgende Elemente vorgesehen sind:
— eine Haupteinheit aus fünf exzentrischen Scheiben
11 gleichen Durchmessers, die winkelversetzt angeordnet sind, um eine Schraube im Sinn des
Vorrückens der Zusammensetzung zu erzielen. Aufgrund des Rückhalteelements 12 erlauben diese
Scheiben die Gelatinierung der Nitrocellulose durch Kneten und Scherwirkung unter Druck der in
7 kompaktierten und in 8 getrockneten Zusammensetzung;
— ein Schraubenelement 12 mit entgegengesetztem Gang, das mit dem Schraubenelement 8 identisch
ist und entsprechend gleiche Funktion aufweist,
— ein Schraubenelement mit sehr großem Gang 13 (Entspannungselement), das zur Mitnahme der
gelatinierten Zusammensetzung und in ihrer Entspannung zum Anlegen von Vakuum an die
Zusammensetzung dient, wobei eine öffnung 14 im so oberen Teil des Gehäuses vorgesehen ist, die mit
einer Saugpumpe großen Durchsatzes verbunden ist, die einen Druck von etwa 120 mbar aufrechterhält
und den Wasserdampf absaugt;
— ein Schraubenelement mit mittlerem Gang 15 zur Rekompression der Zusammensetzung nach dem
Durchtritt durch das Entspannungb.'lement 13;
— eine Haupteinheit aus acht exzentrischen Scheiben 16 gleichen Durchmessers, die zur Erzeugung einer
Schraube im Sinn des Vorrückens der Zusammen-Setzung winkelversetzt angeordnet sind. Diese
Scheiben gewährleisten eine sehr beschleunigte Gelatinierung der Nitrocellulose sowie eine vollständige
Homogenisierung der Zusammensetzung;
— ein Schraubenclement 17 mit entgegengesetztem
Gang, das identisch mit den Schraubenelcmenten 8 und 12 ist und auch entsprechend gleiche Funktion
aufweist, wobei der Knetdruck der Zusammensetzung durch die Scheiben 16 einerseits von dem
stromauf vorgesehenen Schraubenelement 17 und andererseits vom stromab befindlichen Schraubenelement
15 herrührt;
- ein Schraubenelement mit sehr großem Gang 18, das mit dem Schraubenelement 13 identisch ist und
auch dieselbe Funktion wie dieses aufweist, wobei eine öffnung 19 im oberen Teil des Gehäuses
vorgesehen ist, die mit einer Saugpumpe verbunden ist, mit der ein höheres Vakuum von etwa 27 mbar
angelegt werden kann, und
— ein Schraubenelement mit mittlerem Gang 20, das
mit dem Schraubenelement 15 identisch ist und eine leichte Rekompression der Zusammensetzung nach
dem Durchtritt durch das Entspannungselement 18 ermöglicht.
Den oben genannten Hauptelementen sind folgende Elemente nachgeschaltet:
— ein Schraubenelement 21 mit kleinem Gang, mit dem die gelatinierte Zusammensetzung fortschreitend
unter Druck gesetzt werden kann, da ein erhöhter Druck zur Extrusion der Zusammensetzung
erforderlich ist, und
— ein im wesentlichen konisches Übergangselement 22 im konisch zulaufenden Teil des Gehäuses 1 des
Extruders.
Die im Verlauf des Extrusionsprozesses ablaufenden verschiedenen Verfahrensschritte sind in der Fig. 2
angeführt, die den Abschnitten der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung entspricht; dabei sind folgende
Abkürzungen verwendet:
T: Transport der Bestandteile,
Mi: Kompaktierungund Vorkneten der Bestandteile,
R\: erstes Zurückhalten in einer Drosselzone, Di: erste Entspannung, die die Trocknung ermöglicht,
M2: zweites Kneten, unter Druck, zur Gelatinierung,
/?2: zweites Zurückhalten in einer Drosselzone,
D>: zweite Entspannung, die Vakuumverdampfung ermöglicht,
Pa: Unterdrucksetzen zwischen den beiden Abfolgen der Hauptverfahrensschritte M>, Ri, D>
und Mi, R1, Di,
My. drittes Kneten, unter Druck, zur Gelatinierung, Ry. drittes Zurückhalten in einer Drosselzone,
Di: dritte Entspannung, die Vakuumverdampfung ermöglicht,
Pb: Unterdrucksetzen zwischen dem letzten Haupt-Verfahrensschritt
und dem ersten der nachgeschalteten Verfahrensschritle, HP: Hochdruckbereich, in dem die Zusammensetzung
unter hohen Druck gesetzt wird, E: Übergang zur Extrusion.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die entsprechende Vorrichtung, die oben beschrieben wurden,
wurden zur kontinuierlichen Herstellung verschiedener pyrotechnischer Zusammensetzungen herangezogen,
wobei die schlüssigsten Versuchsergebnisse bei der Herstellung von zweibasigen Propergolen ohne Lösungsmittel-(Propergole
aus POL) erhalten wurden.
So wurde beispielsweise ein Propergol aus POL folgender Zusammensetzung:
Gelatinierte Nitrocellulose
66% Nitrocellulose und
34% Nitroglycerin 90Teile
Gelatinierte Nitrocellulose
66% Nitrocellulose und
34% Nitroglycerin 90Teile
Centralit 3 Teile
verschiedene Additive lOTeile
erhalten, das dieselben Eigenschaften wie ein nach dem
herkömmlichen Verfahren untc- Verwendung von Walzwerken und Extruderpressen hergestelltes Propergul
aus POL aufwies.
Die der Einführung der Bestandteile in den erfindungsgemäßen
Extruder vorgeschalteten Verfahrensschritte waren dabei die gleichen wie die vor dem
nachfolgenden Walzen beim herkömmlichen Verfahren durchgeführten Verfahrensschritte:
Trocknen der reinen gelatinierten Nitrocellulose zur Senkung des Feuchtigkeitsgehalts, der zur
Lagerung oder zum Transport der mit Nitroglycerin imprägnierten Nitrocellulose aufrechterhalten
werden muß, sowie
Kneten in einem Schaufelkneter unter Einbringen der übrigen Bestandteile.
Der Feuchtigkeitsgehalt der zur Einführung in den Extruder fertigen Bestandteile betrug entsprechend
2\ 0Jo, die apparenie Dichte der Bestandteile lag bei etwa
0,3.
Da die Zusammensetzung Centralit enthält, muß die effektive Verarbeitungstemperatur über 72°C, der
Schmelztemperatur des Centralits, liegen; aufgrund der Viskosität der plastifizierten Zusammensetzung muß
allerdings bei einer Temperatur über 80° C bereits in der Zone verarbeitet werden, wo die teilweise Gelatinierung
der Nitrocellulose erfolgt.
Die Temperaturregelungskreisläufe ermöglichen die Beheizung des gesamten Extruders vor der Inbetriebsetzung
des eigentlichen Produktionsabschnitts des Extruders sowie einerseits eine Beheizung der vorgeschalteten
Elemente, die die Bestandteile bei Raumtemperatur aufnehmen, und der Entspannungselemente, bei
denen die kontinuierliche Verdampfung eintritt, und andererseits die Kühlung der unter Druck stehenden
Bearbeitungselemente. Bei den Temperaturregelungskreisläufen der beiden Schnecken wird Wasser verwendet,
wobei (vgl. F i g. 1) ein erster, äußerer Kreislauf mit einem Einlaß 22 und einem davon unabhängigen Auslaß
23 vorgesehen ist, bei dem spiralig zirkulierendes Wasser von 800C verwendet wird, während ein zweiter,
axial konzentrischer Kreislauf vorgesehen ist, der ebenfalls einen Einlaß 24 und einen davon unabhängigen
Auslaß 25 aufweist und bei dem Wasser von 6O0C verwendet wird, das zur Kühlung der nachgeschalteten
Elemente 21 und 22 dient, die aufgrund des Druckanstiegs stärker erhitzt werden.
In Fig. 3 ist die zweite Abfolge der im Extruder der
Fig. 1 verwendeten Hauptelemente genauer angegeben, wobei die Einheit 16 aus acht exzentrischen
Scheiben eine Knetzonc von 120 mm Länge vorgibt und
ein Schraubenelemcnl mit umgekehrtem Gang 17 vor 20 mm Ganghöhe und ein Schraubenelement (Entspannungselement)
18 mit sehr großem Gang von 40 mm diese Abfolge vervollständigen und ein nachgeschaltetes
Schraubenelement 21 mit engem Gang von 15 mn" zur Erzeugung des Extrusionsdrucks dient.
Mit dieser Dimensionierung des Extruders ist eine kontinuierliche Erzeugung eines Propergolstrangs vor
30 mm Durchmesser und einem Durchsatz in dei Größenordnung von etwa 20 kg/h möglich, wobei dai
Propergol, dessen Zusammensetzung oben angegeber ist, eine Restfeuchtigkeit von etwa 0,3% aufweist; die
fortschreitende Absenkung des Feuchtigkeitsgehalts irr Verlauf des Verfahrens kann aufgrund der an dei
Versuchseinrichtung erhaltenen Ergebnisse etwa fol gendermaßen dargestellt werden:
8-12% am Ende der ersten Knetzone M\, die der drei exzentrischen Scheiben 7 entspricht;
5-8% am Ende der ersten Entspannungszone D\ die dem Schraubenelement 9 entspricht;
2-4% am Ende der zweiten Knetzone M2, die der
fünf exzentrischen Scheiben 11 entspricht;
1 — 1,5% am Lnde der zweiten Entspannungszone
Di, die dem Schraubenelement 13 entspricht;
0,7 - 1% am Ende der dritten Knetzone Mz, die der acht exzentrischen Scheiben 16 entspricht;
0,4-0,5% am Ende der dritten Entspannungszone Dz, die dem Schraubenelement 18 entspricht, sowie
0,3% am Ausgang der an der stromab gelegener
Öffnung des Gehäuses 1 des Extruders liegender Düse.
Der im konisch zulaufenden Extrusionsteil de: Gehäuses herrschende Druck liegt zwischen 200 unc
250 bar; die Drehzahl der Schnecken liegt in dei Größenordnung von 12 U/min zur Erzielung eine;
Durchsatzes von 18 kg Propergol/h.
Die Erfindung ist insbesondere zur kontinuierlicher Herstellung von Propergolen auf Nitrocellulosebasi:
geeignet, da hierdurch sämtliche manuellen Stufer eingespart werden können, die sehr aufwendige unc
gefährliche Installationen erfordern; sie werden erfin dungsgemäß durch eine Reihe von Verfahrensschritter
ersetzt, die sämtlich im Inneren eines Schneckenextru ders ablaufen.
Die Erfindung bringt ferner auch einen bedeutender technischen Fortschritt bei der Herstellung anderei
pyrotechnischer Zusammensetzungen auf der Basi; plastifizierter Nitrocellulose wie etwa von Leuchtkör
perzusammensetzungen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Propergolsträngen auf der Basis von mit einem s
Sprengöl wie Nitroglycerin gelatinierter Nitrocellulose durch Extrusion einer Zusammensetzung, deren
Gelatinierung zumindest teilweise mit Hilfe einer sich in einem Gehäuse drehenden Knetschnecke
bewirkt wird, wobei die verschiedenen Bestandteile der Zusammensetzung zuvor dosiert und in einem
herkömmlichen Mischer vorgeknetet werden, und die Mischung abwechselnd drucklose und Druckzonen
durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche zur Kompaktierung, Gelatinierung,
Trocknung und Extrusion der Zusammensetzung erforderlichen Verfahrensschritte innerhalb eines
Schneckenextruders vorgenommen werden, der in Strömungsrichtung von oben nach unten folgende
Verfahrensschritte nacheinander durchzuführen erlaubt:
1. Vorgeschaltete Verfahrensschritte:
- Kompaktieren der am oberen Ende der
Schnecke eingeführten Bestandteile,
- Zurückhalten der kompaktierten Zusammensetzung
in einer Drosselzone des Strömungsquerschnitts der Zusammensetzung
sowie
- Trocknung der kompaktierten Zusammen-Setzung
durch Austritt des Kompaktierungswassers,
2. mindestens eine Abfolge der Gesamtheit folgender Haupt-Verfahrensschritte:
- Gelatinierung unter Druck durch Kneten und Scherbeanspruchung der kompaktierten
und getrockneten Zusammensetzung,
- Zurückhalten der gelatinierten Zusammensetzung in einer Drosselzone des Strömungsquerschnitts
der Zusammensetzung sowie
- Trocknung der gelatinierten Zusammensetzung durch Vakuumverdampfung der unter
Unterdruck befindlichen Zusammensetzung sowie
3. nachgeschaltete Verfahrensschritte:
- fortschreitendes Unterdrucksetzen der gelatinierten Zusammensetzung und
- Extrusion der gelatinierten Zusammensetzung am unteren Teil der Schnecken mit
einer Kalibrierdüse, durch die der Querschnitt des erzeugten Propergolstrangs bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Abfolgen der Gesamtheit der
Haupt-Verfahrensschritte durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschalteten Verfahrensschritte
im wesentlichen bei Raumtemperatur durchgeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Verfahrensschritte
sowie die nachgeschalteten Verfahrensschritte bei einer Temperatur über 80° C durchgeführt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vakuumverdampfungsschritt
bei einem Druck unter 267 mbar durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Vakuumverdampfungsschritt
bei einem Druck unter 80mb£ir
durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Abfolge der
Haupt-Verfahrensschritte einen vierten Verfahrsnsschritt umfaßt, in dem die zuvor zur Trocknung
entspannte Zusammensetzung rekomprimiert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren
in drei aufeinanderfolgenden Abschnitten durchgeführt wird, bei denen folgende Materialien in
den Extruder eingeführt werden:
bei der Inbetriebnahme des Extruders inertes Material zur Zentrierung der Schnecken gegenüber
dem Gehäuse,
während der eigentlichen Produktionsphase des Extruders in an sich bekannter Weise die
Bestandteile der Propergolzusammensetzung sowie
vor dem Außerbetriebsetzen des Extruders inertes Material zur Aufrechterhaltung der
Zentrierung der Schnecken gegenüber dem Gehäuse, bis die gesamte Zusammensetzung
extrudiert ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Material ein Material auf
der Basis nichtnitrierter Cellulosefasern verwendet wird.
10. Schneckenextruder zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit
Schnecken, die sich in einem Gehäuse drehen, das eine stromauf gelegene Öffnung zur Einführung der
Bestandteile der Zusammensetzung und eine stromab gelegene Öffnung zur Extrusion der
gelatinierten und getrockneten Zusammensetzung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er 2,3 oder 4
Schnecken (4) besitzt, die in Strömungsrichtung von oben nach unten folgenden Aufbau aufweisen:
t. Vorgeschaltete Elemente:
— eine vorgeschaltete Einheit winkelversetzt angeordneter exzentrischer Scheiben (7),
vor der ein Schraubenelement (6) mit sehr großem Gang zur Mitnahme und zum
fortschreitenden Unterdrucksetzen der Bestandteile der Zusammensetzung vorgesehen
ist,
— ein vorgeschaltetes Schraubenelement (8) mit entgegengesetztem, teilweisem Gewindegang
zum Zurückhalten der Zusammensetzung
sowie
— ein vorgeschaltetes Schraubenelement mit sehr großem Gang (9) zur Mitnahme und zur
Entspannung der kompaktierten Zusammensetzung, wobei im unteren, in Höhe dieses Elements (9) gelegenen Teil des
Gehäuses eine Öffnung (10) vorgesehen ist;
2. mindestens eine Abfolge von Einheiten aus folgenden drei Hauptelementen:
— einer Haupteinheit winkelversetzt angeordneter
exzentrischer Scheiben (11 bzw. 16) zur Gelatinierung der Zusammensetzung;
— einem Haupt-Schraubenelement (12 bzw. 17) mit entgegengesetztem, teilweisem Gewindegang
zum Zurückhalten der Zusam-
mensetzung und
— einem Haupt-Schraubenelement mit sehr großem Gang (13 bzw. 18) zur Mitnahme
und zur Entspannung der gelatinierten Zusammensetzung;
wobei in dem in Höhe des Elements (13 bzw. 18) gelegenen Bereich des Gehäuses (1) eine
öffnung (14 bzw. 19) vorgesehen ist,
sowie
3. nachgeschaltete Elemente:
sowie
3. nachgeschaltete Elemente:
— ein Schraubenelement mit kleinem Gang (21) zum fortschreitenden Unterdrucksetzen
der gelatinierten Zusammensetzung
und
— ein im wesentlichen konisches Übergangselement (22).
11. Schneckenextruder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken zwei Abfolgen
der Hauptelemente aufweisen.
12. Schneckenextruder nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß er zwei Schnecken aufweist, die sich im gleichen Drehsinn drehen.
13. Schneckenextruder nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede
Schnecke (4) zwei Temperaturregelungskreisläufe (22, 23; 24, 25) aufweist, wobei der erste, äußere
Kreislauf (22, 23) zur Temperaturregelung der vorgeschalteten und der Hauptelemente und der
zweite Kreislauf (24, 25) in der Nähe der Schneckenachse zur Temperaturregelung der nachgeschalteten
Elemente und insbesondere des Übergangselements dient.
14. Schneckenextruder nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine Abfolge der Hauptelemente ein viertes Schraubenelement (15; 20) zur Rekompression der
zuvor entspannten Zusammensetzung aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7529338A FR2325491A1 (fr) | 1975-09-25 | 1975-09-25 | Procede de boudinage des compositions pyrotechniques, et boudineuse a vis |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2643189A1 DE2643189A1 (de) | 1977-04-14 |
DE2643189B2 true DE2643189B2 (de) | 1978-10-19 |
DE2643189C3 DE2643189C3 (de) | 1984-03-08 |
Family
ID=9160413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2643189A Expired DE2643189C3 (de) | 1975-09-25 | 1976-09-24 | Verfahren und Verwendung einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Propergolsträngen |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4120920A (de) |
BE (1) | BE846593A (de) |
CA (1) | CA1084272A (de) |
DE (1) | DE2643189C3 (de) |
FR (1) | FR2325491A1 (de) |
GB (1) | GB1519745A (de) |
IT (1) | IT1069109B (de) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2924317C2 (de) * | 1979-06-15 | 1984-07-19 | Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover | Zweistufige Strangpreßvorrichtung für thermoplastische Formmassen, insbesondere für pulverförmige Kunststoffe |
DE3042697C2 (de) * | 1980-11-12 | 1986-02-20 | WNC-Nitrochemie GmbH, 8261 Aschau | Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen einbasiger Pulver |
DE3134479C2 (de) * | 1981-09-01 | 1988-12-22 | Josef A. 7144 Asperg Blach | Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufschmelzen und Mischen von Kunststoffen |
DE3412410C2 (de) * | 1984-04-03 | 1987-01-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Verfahren zur Herstellung kunststoffgebundener Treibladungspulver und Sprengstoffe |
BR8405016A (pt) * | 1984-10-04 | 1986-05-13 | Charles Helle | Processo para a preparacao de polvoras propelentes |
DE3635296C2 (de) * | 1986-10-16 | 1995-12-21 | Nitrochemie Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Treibladungspulver |
US5129304A (en) * | 1988-08-29 | 1992-07-14 | Apv Chemical Machinery Inc. | Method and apparatus for processing potentially explosive and sensitive materials for forming longitudinally perforated extrudate strands |
US4945807A (en) * | 1988-08-29 | 1990-08-07 | Apv Chemical Machinery, Inc. | Method and apparatus for processing potentially explosive and sensitive materials for forming longitudinally perforated extrudate strands |
DE3913603C1 (de) * | 1989-04-25 | 1990-03-29 | Wnc-Nitrochemie Gmbh, 8261 Aschau, De | |
US5251531A (en) * | 1989-04-25 | 1993-10-12 | Wnc-Nitrochemie Gmbh | Method and apparatus to prepare monobasic propellant charge powders with alcohol and ether as solvents |
FR2693400B1 (fr) * | 1992-07-10 | 1994-09-02 | Scamia | Ensemble de plastification et de filtration en continu pour des matières telles que des polymères à l'état pâteux, visqueux ou fondu, produits visco élastiques, produits protéoléagineux. |
US5487851A (en) * | 1993-12-20 | 1996-01-30 | Thiokol Corporation | Composite gun propellant processing technique |
IT1303885B1 (it) * | 1998-11-30 | 2001-03-01 | Techint Spa | Rotore per macchine di mescolazione di elastomeri e simili con angolod'ingresso nella mescola variato lungo lo sviluppo di almeno una delle |
DE19909230A1 (de) * | 1999-03-03 | 2000-09-07 | Wolff Walsrode Ag | Verfahren zur Herstellung verdichteter rieselfähiger Lackrohstoffe |
US6620269B1 (en) * | 2000-09-26 | 2003-09-16 | Breed Automotive Technology, Inc. | Autoignition for gas generators |
US7063810B1 (en) * | 2002-11-27 | 2006-06-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Co-extrusion of energetic materials using multiple twin screw extruders |
EP1583648A1 (de) * | 2002-12-30 | 2005-10-12 | Apx Ag | Verfahren und extrusionsvorrichtung zur verarbeitung einer mischung aus naturfasern und kunststoffen |
DE102004052055B4 (de) * | 2004-10-26 | 2014-11-20 | Blach Verwaltung Gmbh & Co.Kg | Extruder |
FR2888233B1 (fr) * | 2005-07-06 | 2008-04-25 | Snpe Materiaux Energetiques Sa | Procede et dispositif de fabrication en continu d'un projet pyrotechnique |
RU2442765C1 (ru) * | 2010-08-02 | 2012-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Способ изготовления баллиститного пороха непрерывным методом |
US9539752B2 (en) * | 2013-08-09 | 2017-01-10 | General Dynamics Ordnance and Tactical Systems—Canada Valleyfield, Inc. | Continuous celluloid twin screw extrusion process |
US11780141B1 (en) * | 2018-12-04 | 2023-10-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Continuous process for producing foamable celluloid |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1066476B (de) * | 1959-10-01 | Kreßbronn Paul Gerhard Klar (Bodensee) | Verfahren und Einrichtung zum lichtelektrischen Registerregeln | |
US2926386A (en) * | 1955-03-07 | 1960-03-01 | Phillips Petroleum Co | Manufacture of propellants |
DE1048212B (de) * | 1957-08-09 | 1958-12-31 | Dynamit Nobel Ag | Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Schiesspulvern und Treibsaetzen |
US3155749A (en) * | 1960-05-03 | 1964-11-03 | Atlantic Res Corp | Extrusion process for making propellant grains |
US3296043A (en) * | 1961-10-26 | 1967-01-03 | Aerojet General Co | Continuous mixing process for solid resin base propellants |
DE1571244C2 (de) * | 1966-01-25 | 1974-03-28 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von festen Spreng- und Treibstoffen aus feuchtigkeitshaltigen Ausgangsmischungen |
DE1646285C3 (de) * | 1968-01-02 | 1979-01-25 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Kontinuierliche Herstellung von Pulver ohne Lösungsmittel |
DE2316538C3 (de) * | 1973-04-03 | 1982-05-06 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Verfahren zur Herstellung von Gudol- Pulver |
-
1975
- 1975-09-25 FR FR7529338A patent/FR2325491A1/fr active Granted
-
1976
- 1976-09-17 GB GB38708/76A patent/GB1519745A/en not_active Expired
- 1976-09-20 CA CA261,601A patent/CA1084272A/en not_active Expired
- 1976-09-20 US US05/725,044 patent/US4120920A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-09-24 BE BE170946A patent/BE846593A/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-09-24 DE DE2643189A patent/DE2643189C3/de not_active Expired
- 1976-09-24 IT IT69305/76A patent/IT1069109B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1069109B (it) | 1985-03-25 |
US4120920A (en) | 1978-10-17 |
FR2325491A1 (fr) | 1977-04-22 |
FR2325491B1 (de) | 1979-06-15 |
DE2643189A1 (de) | 1977-04-14 |
CA1084272A (en) | 1980-08-26 |
BE846593A (fr) | 1977-03-24 |
DE2643189C3 (de) | 1984-03-08 |
GB1519745A (en) | 1978-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2643189C3 (de) | Verfahren und Verwendung einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Propergolsträngen | |
EP0288505B2 (de) | Verfahren zum herstellen von treibladungspulver | |
DE2633041C2 (de) | Vorrichtung zum Zerfasern von pflanzlichen Rohstoffen | |
EP1324869B1 (de) | Mehrwellen-extruder und verfahren zur aufbereitung und/oder verarbeitung von mit füllstoff versetzten elastomeren | |
CH630285A5 (de) | Vorrichtung zum kontinuierlichen mischen fliessfaehiger materialien. | |
DE2461646C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Treibladungspulvern | |
DE2217632A1 (de) | Vorrichtung zum Vorschieben und Verarbeiten von Thermoplaststoffen sowie Verfahren zu deren Betrieb | |
DE2548490A1 (de) | Schneckenextruder | |
DE2415896A1 (de) | Schneckenpresse | |
DE69010790T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Explosivstoffen. | |
EP3558628A1 (de) | Einwellenextruder und verwendung eines einwellenextruders sowie verfahren zum ändern einer morphologie eines superabsorbierenden polymers, nämlich eines sap-polymergels, mit einem einwellenextruder | |
EP0113402A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung ein- oder mehrbasiger Treibladungspulver | |
DE2461543C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Zuckermasse für Confiseriezwecke | |
DE3412410A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung kunststoffgebundener treibladungspulver und sprengstoffe | |
DE69011680T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Teigwaren durch Extrusion und Einrichtung dafür. | |
DE2316538C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Gudol- Pulver | |
DE1729145B2 (de) | Schneckenstrangpresse für Kunst stoff | |
EP0052797B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Treibladungspulver | |
EP1027836A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zwischenprodukten und Mischfutterprodukten für Tiere | |
DE1646285C3 (de) | Kontinuierliche Herstellung von Pulver ohne Lösungsmittel | |
DE3344297A1 (de) | Vorrichtung zum extrudieren von kunstharzen | |
DE3433830A1 (de) | Rotations-verarbeitungsvorrichtungen und verfahren zur befreiung des materials von fluechtigen bestandteilen | |
DE19913514C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zwischenprodukten und Mischfutterfertigprodukten für Tiere | |
EP0036985B1 (de) | Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus mindestens einem zerdrückbaren stückigen Feststoff und mindestens einem flüssigen Bestandteil | |
DE2446021C2 (de) | Verfahren zum Formen von Pulver, insbesondere von Schieß- oder explosiven Pulver |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: COUGOUL, PIERRE SAUNIER, MARC, SAINT MEDARD-EN-JALLES, FR TRANCHANT, JEAN LUCIEN ERNEST, VERT-LE-PETIT, FR |
|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |