DE3042662A1 - Zweiwellige schneckenpresse fuer die explosivstoff-herstellung - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Zweiwellige Schneckenpresse für die Explosivstoff-Herstellung.
• Die Erfindung betrifft eine zweiwellige Schneckenpresse für das Mischen, Gelatinieren und Formgeben von Explosivstoffen, insbesonderen von einbasigem Pulver, in einem kontinuierlichen Arbeitsgang, bei welcher am Austragsende axial hinter den beiden einseitig gelagerten Schnecken der Schneckenpresse eine gelochte Matritze vorgesehen ist.
• Eine derartige Schneckenpresse ist aus der DE-PS 1 048 212 bekannt. Entsprechend dem üblichen Aufbau von Schneckenpressen enden die beiden Schnecken in einem Abstand vor der Matrize, so daß zwischen den Enden der Schnecken und der Matrize ein Totraum gebildet ist, in welchem sich das gelatinierte Explosivstoff-Gemisch ansammelt, bevor es unter Druck durch die formgebende Matritze bzw. Lochplatte in Strangform austritt.
• Beim Arbeiten mit der bekannten Schneckenpresse, insbesondere beim Herstellen von einbasigem Pulver aus lösemittelhatiger Nitrozellulose unter Zusatz von weiterem Lösemittel in der Schneckenpresse, hat es sich gezeigt, daß die Pulverstränge nicht in der gewünschten und für die Qualität des fertigen Pulvers notwendigen Gleichförmigkeit erhalten werden. Es tritt eine starke und durch äußere Kühlung praktisch nicht zu beherrschende Erwärmung an den Schneckenenden auf, die entweder zu starker Blasenbildung in den austretenden Strängen durch Verdampfen des Lösungsmittel oder zu diskontinuierlichem Austritt von übermäßig trockener, schon poröser Pulvermasse führt. Diese nachteiligen Erscheinungen können zwar in einem gewissen Maß durch Herabsetzen der Schnecken-Drehzahlen vermindert, aber nicht vollständig beseitigt werden, weil es für die Drehzahlen eine untere, von der Durchsatzleistung her bestimmte wirtschaftliche Grenze gibt.
• Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Schneckenpresse der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auch bei Einhaltung üblicher Schnecken-Drehzahlen von beispielsweise 50 Umdrehungen pro Minute ein gleichmäßiger Produktaustrag in Form von Strängen gleichförmiger Konsistenz erzielt wird.
• Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Matritze mit möglichst geringem Abstand von den freien Enden der Schnecken angeordnet ist, also sich zwischen den Schnecken-Enden und der Matrize nur ein geringer Totraum befindet.
• Bei der erfindungsgemäßen Schneckenpresse gelangt das bearbeitete Gemisch, im Gegensatz zur üblichen Verfahrensweise beim Extrudieren, vom Ende der Schnecken unmittelbar, ohne Verweilzeit zur Matrize und tritt ohne weiteren Aufenthalt in der Schnecken presse aus dieser aus. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch die bei der bekannten Schneckenpresse beobachtete besondere Erwärmung der Schnecken-Enden vermieden werden kann, wohl weil sich zwischen den Schneckenenden und der Matrize ein geringerer Druck als bei der bekannten Schneckenpresse aufbaut. Außerdem verhindert das Fehlen des Totraumes die Ansammlung zu trocken und dadurch fest gewordener Masse, die einerseits zu einer weiteren unerwünschten Druckerhöhung führt und andererseits, wenn sie schließlich austritt, von ihrer Konsistenz her gesehen eine Fehlstelle in den erzeugten Strängen darstellt. Dementsprechend werden mit der erfindungsgemäßen Schneckenpresse bei hoher Durchsatzleistung Explosivstoff-Stränge in hochwertiger, gleichförmiger Qualität erhalten, die ein ausgezeichnetes Endprodukt ergeben.
• Die Gleichmäßigkeit der Strangbildung wird noch dadurch verbessert, daß sich zwischen den Enden der Schnecken und der Matrize eine Siebplatten-Anordnung befindet, die vorzugsweise in Arbeitsrichtung hintereinander ein plattenförmiges Feinsieb und ein plattenförmiges Grobsieb umfaßt, wobei das Feinsieb, das Grobsieb und die Matrize am besten bündig aneinander liegen.
• Die Siebplatten-Anordnung soll möglichst flach bauen, damit nicht innerhalb derselben wieder unerwünschter Totraum entsteht. Insgesamt ist dementsprechend unter der Lehre, die Matrize mit möglichst geringem Abstand von den Enden der Schnecken anzuordnen, zu verstehen, daß die Matrize, ggf. unter Zwischenfügung der möglichst flach bauenden Siebplatten-Anordnung, einen Abstand von den Schneckenenden einhalten soll, dessen Untergrenze nur von den konstruktiven Möglichkeiten, insbesondere dem nicht vermeidbaren Axialspiel der Schnecken bestimmt ist.
• Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch eine zweiwellige Schneckenpresse mit Zusatzaggregaten, Figur 2 einen Längsschnitt des Austragsendes der Schneckenpresse nach Figur t mit Siebplatten-Anordnung und Matrize, Figur 3 eine Stirnansicht der Matrize nach Figur 2, Figur 4 eine Stirnansicht des Grobsiebes der Siebplatten-Anordnung nach Figur 2.
• Gemäß den Figuren 1 und 2 umfaßt eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen einbasiger Pulver als Hauptaggregat eine zweiwellige Schnecken presse 1 einer im Prinzip bekannten Bauart, bei der sich zwei nebeneinander liegende Misch- und Knetschnecken 2 (in den Figuren ist nur eine der beiden gezeigt) gleichsinnig in einem im Querschnitt achtförmigen Schneckengehäuse 3 drehen, das zu Temnperierzwecken einen Doppelmantel hat. Die beiden Misch- und Knetschnecken 2 sind in einer bestimmten, dem Herstellung-Verfahren angepaßten Konfiguration aus Schraubenelementen 4 mit Kastenprofil, aus Schneckenelementen 5 mit gerundetem Profil und aus scheibenförmige Knetelementen 6 zusammengesetzt, welche auf zwei Schneckenwellen 7 aufgezogen sind. Über dem Anfangsabschnitt der Misch- und Knetschnecken 2 weist das Schneckengehäuse 3 eine große Einfüllöffnung 8 auf. Am Austragsende der Schneckenpresse ist das Schneckengehäuse stirnseitig durch eine in Figur 1 nur schematisch angedeutete Matrizen-Anordnung 9 abgeschlossen.
• Im Bereich der Einfüllöffnung 8 sitzen auf den Schneckenwellen 7 die Schraubenelemente 4 mit Kastenprofil. Sie definieren dort eine durch die Einfüllöffnung offene Einzugszone E der Schneckenpresse. In Arbeitsrichtung unmittelbar anschließend an die Schraubenelemente 4 bzw. die Einzugszone E sitzen auf den Schneckenwellen Schneckenelemente 5, die dort eine erste Mischzone Me der Schneckenpresse definieren. Hieran anschließend folgen Knetelemente 6 auf den Schneckenwellen, die eine erste Knetzone Ke definieren. Hieran schließen sich in abwechselnder Folge weitere, im Vergleich zu erster Mischzone Me allerdings deutlich kürzere Mischzonen Mi und weitere Knetzonen Ki an, die durch Schneckenelemente 5 bzw. Knetelemente 6 definiert sind. Auf die letzte Knetzone folgt eine vergleichsweise lange, ebenfalls durch Schneckenelemente 5 definierte Druckzone D, die bis vor die Matritzen-Anordnung 9 reicht.
• Der Einfüllöffnung 7 ist eine Dosiervorrichtung 10 für Nitrozellulose zugeordnet. Diese umfaßt einen Aufgabetrichter 11 , an den sich eine Dosierschnecke 12 anschließt, welche ihrerseits in einen senkrechten, bis in die Einfüllöffnung 7 reichenden Fallschacht 13 mündet.
• Ferner ist eine Dosiervorrichtung 20 für Lösemittel vorgesehen, welche einen Vorratsbehälter 21 und eine daran angeschlossene Dosierpumpe 22 umfaßt. Eine von der Dosierpumpe wegführende Leitung 23 endet im Bereich der ersten Mischzone Me im Inneren des Schneckengehäuses 3.
• Einzelheiten der Matrizen-Anordnung 9 gehen aus den Figuren 2 bis 4 hervor. Die Matrizen-Anordnung 9 umfaßt die eigentliche, plattenförmige Matrize 31, vgl. Figur 3 und eine Siebplatten-Anordnung 32, die aus einem flachen Feinsieb 33 und einer Grobsieb- bzw. Strainerplatte, vgl. Figur 4, besteht. Das Feinsieb 33, die Grobsiebplatte 34 und die Matrize 31 liegen sämtlich bündig einander, wobei in Arbeitsrichtung der Schneckenpresse die Grobsiebplatte auf das Fein sieb und auf die Grobsiebplatte die Matrize folgt. Das Paket dieser drei Bauteile ist mittels Befestigungschrauben 35 unter Einfügung einer Distanzplatte 36 vor die stirnseitige Öffnung des Schneckengehäuses 3 geschraubt. Die Dicke der Distanzplatte 36 ist dabei so gewählt, daß zwischen den freien Enden 29 der Misch- und Knetschnecken 2 und der Matrizen-Anordnung 9 bzw. dem Feinsieb 33 nur ein kleiner lichter Abstand verbleibt, der unter Berücksichtigung des axialen Spiels der Schnecken eine Berührung derselben mit dem Feinsieb gerade verhindert.
• Das Fein sieb 33 ist insgesamt aus Maschendraht gebildet und besitzt am Umfang eine Verstärkung 37. Die in Figur 4 gezeigte Grobsiebplatte 34 weist eine Vielzahl von Sieblöchern 38 auf, die entsprechend dem achtförmigen Querschnitt des Schneckengehäuses 3 verteilt sind und einen Durchmesser haben, der größer als die Maschenweite des Feinsiebes, aber kleiner als der Strangloch-Durchmesser der Matrize ist. Die in Figur 3 gezeigte plattenförmige Matrize 31 besitzt - im Ausführungsbeispiel - insgesamt sechs mit gleichförmigem Querschnitt durchgehende Strangöffnungen 39, deren Lage mit den mittleren Sieblöchern 38 korrespondiert. Sowohl in der Matrize als auch in der Grobsiebplatte sind Durchtrittslöcher 40 bzw. 41 für die Befestigungsschrauben 35 und Aufnahme löcher 42 bzw. 43 für in Figur 2 nicht sichtbare Paßstifte vorgesehen, welche die genaue gegenseitige Justierung sicherstellen.
• Zur Herstellung von einbasigem Pulver wird der Aufgabetrichter 11 mit lösemittelfeuchter Nitrozellulose beaufschlagt, z.B. mit sogenannter pressenverdrängter Nitrozellulose, deren Wassergehalt in der Presse durch Lösemittel ersetzt wurde. Der Vorratsbehälter 21 wird mit Lösemittel, z.B. Aceton gefüllt. Aus dem Aufgabetrichter 11 wird die Nitrozellulose mittels der Dosierschnecke 12 in dosierter Menge abgezogen und über den Fallschacht 13 in die Einzugszone E der Schneckenpresse eingegeben. Diese arbeitet typischerweise mit einer Schnecken-Drehzahl von ca. 50 min . Die Schraubenelemente 4 im Bereich der Einzugszone E fördern die hereingefallene Nitrozellulose zur anschließenden ersten Mischzone Me. In dieser wird der Nitrozellulose das mittels der Dosierpumpe 22 kontinuierlich unter Druck zugeführte Lösemittel zugegeben und mit der Nitrozellulose bei Förderung derselben in Axialrichtung vermischt. Dieses nunmehr stark lösemittelfeuchte Gemisch gelangt in die erste Knetzone Ke, wird dort unter Scherbeanspruchung geknetet und wandert weiter durch die anschließenden Misch- und Knetzonen Mi bzw.
• Ki dem Austragsende der Schneckenpresse zu, wobei eine Gelatinierung des Gemisches erfolgt. Mittels der Schneckenelemente in der Druckzone D am Ende wird das gelatinierte Gemisch praktisch ohne Verweilzeit zwischen dem Verlassen der Schnecken-Enden 29 und dem Erreichen der Matritzen-Anordnung 9 durch das Feinsieb 33, das Grobsieb 34 und die Matrize 31 gepreßt, d.h. in Strangform extrudiert. Die extrudierten Stränge können dann in bekannter Weise durch Schneiden, Trocknen und ggf. Nachbearbeitung zum fertigen Pulver verarbeitet werden.
• Beispiel: Auf einer Vorrichtung gemäß obiger Beschreibung wurden 100 Kilogramm (Trockengewicht) pressenverdrängter Nitrozellulose verarbeitet, die 32 Kilogramm Alkohol enthielt. Der alkoholfeuchten Nitrozellulose wurden in der Schneckenpresse als Lösemittel 44 Kilogramm Aceton dosiert zugesetzt, wobei im Aceton 1 Gew.-% Stabilisatoren gelöst waren. Die in der Schneckenpresse gelatinierte Nitrozellulose-Masse wurde durch eine entsprechende Matrize in Form von 51 Strängen extrudiert, die jeweils einen Außendurchmesser von 1 mm und ein Innendurchmesser von 0,2 mm hatten. Während der Verarbeitung mit einer Schneckendrehzahl von ca. 50 min -1 kam es nirgends in. der Schneckenpresse zu einer Verstopfung oder einem Festsetzen von Material. Die austretenden Stränge hatten eine gleichförmige Struktur und Dichte. Nach dem wie üblich durchgeführten Trocknen, Schneiden und Oberflächenbehandeln der Stränge ergab sich ein Endprodukt, das gegenüber einem solchen aus in klassischer Weise hergestellten Strängen keinerlei nachteilige Eigenschaften zeigte.

Claims (4)

1. Ansprüche li Zweiwellige Schneckenpresse für das Mischen, Gelatinieren und Formgeben von Explosivstoffen, insbesondere von einbasigem Pulver, in einem kontinuierlichen Arbeitsgang, bei welcher am Austragsende axial hinter den beiden einseitig gelagerten Schnecken (2) der Schneckenpresse eine gelochte Matrize (31) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (31) mit möglichst geringem Abstand von den freien Enden (29) der Schnecken (2) angeordnet ist.
2. 2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Enden (29) der Schnecken (2) und der Matrize (31) eine Siebplatten-Anordnung (32) befindet.
3. 3. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebplatten-Anordnung (32) in Arbeitsrichtung hintereinander ein flaches Feinsieb (33) und ein plattenförmiges Grobsieb (34) umfaßt.
4. 4. Schneckenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinsieb (33), das Grobsieb (34) und die Matrize (31) bündig aneinander liegen.