DE3635296A1 - Verfahren zum herstellen von treibladungspulver - Google Patents
Verfahren zum herstellen von treibladungspulverInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
von Treibladungspulver, insbesondere von zweibasigem
POL-Pulver aus wasserfeuchter Pulverrohmasse, nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist üblich, die Pulverrohmasse zum Homogenisieren
und Gelatinieren mittels Kalanderwalzen zu kneten.
Dies ist jedoch nicht kontinuierlich, sondern nur char
genweise möglich. Auf einer der beiden Walzen des Kalan
ders entsteht ein Fell, das erst zu Ende geknetet und
dann vollständig abgenommen werden muß, bevor neue
Pulverrohmasse zugeführt werden kann.
Es ist auch bekannt, den Knetvorgang kontinuierlich
zu führen, und zwar mittels eines Extruders, der Knet
elemente enthält. Hierbei kann sich ggf. sogar inner
halb des gleichen Extruders der Preßvorgang nahtlos
anschließen. Die Pulverrohmasse wird also in einem
Zuge in Pulverstränge überführt. Es ist jedoch schwie
rig, den Extruder mit insbesondere wasserfeuchter Roh
masse in der richtigen Dosierung zu beschicken. Beson
ders kritisch ist es jedoch, daß die Pulvermasse beim
Kneten im Extruder in einem geschlossenen Raum hohen
thermischen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt
wird. Dies bedeutet ein erhebliches Sicherheitsrisiko.
Bei einer Selbstentzündung kommt es zwangsläufig zur
Explosion.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun
de, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben,
welches sich einerseits kontinuierlich, andererseits
aber in sehr betriebssicherer Weise durchführen läßt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit dem im Anspruch
1 und bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen in den
Unteransprüchen gekennzeichneten Verfahren gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Kneten eine
offene, als solche an sich bekannte Scherwalze verwen
det. Auf dieser läuft der Knetvorgang kontinuierlich
ab. Die Pulverrohmasse wird im Bereich des einen Stirn
endes der Scherwalze kontinuierlich zugegeben und dann
im Zuge der Knetung allmählich zum anderen Stirnende
der Scherwalze transportiert. Hierbei entsteht auf
der einen der beiden Walzen der Scherwalze ein Fell,
das am anderen Stirnende z.B. durch fortlaufendes Ab
schneiden eines Streifens kontinuierlich abgenommen
werden kann. Da die Scherwalze offen ist, kann es im
Falle einer Selbstentzündung der Pulvermasse höchstens
zum Abbrennen des Fells, nicht jedoch zur Explosion
kommen. Dosierungsschwierigkeiten beim Beschicken der
Scherwalze insbesondere mit wassserfeuchter Pulverroh
masse gibt es ebenfalls nicht. Der Knetvorgang läuft
trotzdem kontinuierlich ab. Dies ermöglicht eine Fern
bedienung und -beobachtung, was ebenfalls die Sicher
heit der Verarbeitung bedeutend erhöht. Schließlich
bereitet das Abführen des Wassers aus der in der Scher
walze gekneteten Rohmasse, im Gegensatz zu einer Kne
tung im geschlossenen Extruder, keinerlei Schwierig
keiten.
Vorzugsweise wird man gemäß Anspruch 2 den Granulier
vorgang unmittelbar an den Knetvorgang anschließen.
Dies kann z.B. in der Weise geschehen, daß mittels
eines Granulierkopfes am Abnahmeende der Scherwalze
unmittelbar aus dem dort ankommenden Fell Granulat
herausgestanzt und abtransportiert wird.
Zum Pressen des Granulats verwendet man in Verbindung
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise einen
Extruder. In diesem kann das entstehende Granulat fort
laufend eingegeben werden. Dann hat man eine Fertigung,
die von der Zugabe der Pulverrohmasse bis zum Entstehen
der Pulverstränge gänzlich kontinuierlich abläuft.
Da in dem für die Pressung verwendeten Extruder keine
Knetung mit ihrer hohen thermischen und mechanischen
Belastung der Pulvermasse stattzufinden braucht oder
auch nicht stattfinden sollte, gibt es auch hier keine
ungewöhnlichen Sicherheitsprobleme.
Es empfiehlt sich, insbesondere bei Verwendung eines
Extruders zum Pressen, das Verfahren an der Scherwalze
gemäß Anspruch 5 so zu führen, daß das gelatinierte
Fell beim Abnehmen von der Scherwalze praktisch trocken
ist. Dann ist nicht nur das Granulieren besonders ein
fach, sondern es gibt auch keine Probleme beim Beschik
ken des Extruders und mit dem Abführen von Wasser aus
dem Extruder.
Insgesamt läßt sich nach den Lehren der Erfindung,
Treibladungspulver in praktisch idealer Weise herstel
len. Das Verfahren kann vollständig kontinuierlich
ablaufen, läßt sich in der Durchführung fernsteuern und
beobachten, ist weit überdurchschnittlich sicher,
auch weil sich auf der Scherwalze jeweils immer nur
eine relativ kleine Produktmenge befindet, und führt
schließlich noch zu einer besonders hohen Pulverquali
tät, inbesondere hinsichtlich der Stabilität.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren mit
weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand einer Zeich
nung noch näher erläutert. Die einzige Figur der Zeich
nung zeigt schematisch eine Scherwalze bzw. ein Scher
walzen-Werk und einen nachgeschalteten Extruder zum
Herstellen von zweibasigem POL-Pulver.
Die an sich bekannte Scherwalze bzw. das Scherwalzen
werk 1 umfaßt zwei horizontal nebeneinander angeord
nete Walzen 2 und 3, die gegenläufig in Richtung der
Pfeile 4 angetrieben werden. Jede Walze 2 und 3 hat
ihren eigenen Antrieb, der eine stufenlose Drehzahl
regelung erlaubt, so daß das Arbeit mit Friktion über
den gesamten Drehzahlbereich möglich ist. Es kommen
hydrostatische Antriebe für den explosionsgefährdeten
Bereich zum Einsatz.
Die in der Figur hintere Walze 2 wird hydraulisch gegen
die vordere Walze 3 angestellt. Der Walzenspalt ist
über die vordere Walze 3 auf eine Weite zwischen 0,5
und 5 mm einstellbar. Beide Walzen 2 und 3 können mit
tels eines Wärmeträgers von innen auf eine Temperatur
zwischen 20 und 120°C temperiert werden.
Die Walzen 2 und 3 sind mit spiralig verlaufenden Scher
nuten 5 versehen, die eine produktspezifische Geometrie
haben, die in Nutbreite, Nuttiefe, Steigungswinkel
und Anzahl der Schernuten zum Ausdruck kommt. Die Scher
nuten 5 sind so angelegt, daß das bearbeitete Produkt
kontinuierlich von dem in der Figur vorderen Stirnende,
dem Aufgabeende 6, zum hinteren Abgabeende 7 transpor
tiert wird.
Über dem Aufgabeende 6 ist ein Dosierwerk 8 angeordnet,
aus welchem wasserfeuchte Pulverrohmasse zur Herstel
lung von zweibasigem POL-Pulver, die eine Feuchte von
ca. 30% hat, auf die Scherwalze gegeben wird. Dort
wird die Pulverrohmasse im Walzenspalt geknetet. Es
bildet sich auf der vorderen Walze 3 ein Fell aus Pul
verrohmasse über die gesamte Walzenlänge. Mittels des
Wärmeträgers werden die beiden Walzen auf ca. 90° tem
periert. Über dem Walzenspalt sammelt sich ein geknete
ter Produktvorrat an, aus dem das Wasser herausgepreßt
wird. Aufgrund der intensiven Knet- und Transport-Wir
kung der Scherwalze 2, 3 zeigt sich schon nach dem
Durchwandern von etwa einem Drittel der Walzenlänge
der Beginn der Gelatinierung mit einer Grau-Weißfärbung
der Pulvermasse an. Nach zwei Drittel der Walzenlänge
hat sich das Massefell bereits in einen dunklen Grauton
verfärbt. Am Abgabeende 7 schließlich ist das Masse
fell durchgelatiniert und erscheint transparent
schwarz. Die Temperatur, die Spaltweite des Walzenspal
tes und damit auch der Spaltdruck und die Drehzahlen
der beiden Walzen 2 und 3 sind so gewählt, daß das
gelatinierte Pulverfell am Abgabeende noch eine Rest
feuchte von ca. 1% hat.
In der Figur nicht erkennbar befindet sich unterhalb
der beiden Walzen 2 und 3 am Abgabeende 7 ein Granulier
aggregat, mittels welchem die am Abgabeende 7 konti
nuierlich nachkommende, gelatinierte Pulvermasse in
einem Arbeitsgang kontinuierlich von der Walze 3 abge
nommen und im gleichen Arbeitsgang granuliert wird.
Das Granulat 8 fällt in den Aufnahmetrichter 11 eines
Extruders 10, in welchem das Granulat durch eine Matri
ze 12 zu Pulversträngen verpreßt wird. Der Extruder 10
hat im inneren nur eine Förderschnecke 13 und keine
Knetelemente. Der Extruder ist nur schematisch gezeigt;
in der Praxis kann es sich durchaus um einen Zweiwellen
extruder handeln. Die aus der Matrize bzw. Formgebungs
düse 12 kontinuierlich austretenden Pulverstränge wer
den in nicht weitergezeigter Weise per Laufband in
einen Schneidraum transportiert und dort kontinuierlich
zum eigentlichen Pulver geschnitten, das dann ggf.
noch einer Nachbehandlung unterzogen wird. Der Extruder
sollte eine Länge von mindestens 20 cm haben und heiz
sowie kühlbar sein.
Auf der Scherwalze 1 befinden sich immer nur 2-3 kg
Pulvermasse. Dies ist sehr günstig für die Sicherheit.
Außerdem sind die beiden Walzen 2 und 3 selbstreini
gend, so daß ein rascher Produktwechsel möglich ist.
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen von Treibladungspulver, insbe
sondere von zweibasigem POL-Pulver, bei welchem feuch
te, insbesondere wasserfeuchte Pulverrohmasse durch
Kneten bei erhöhter Temperatur homogenisiert und gela
tiniert wird, anschließend die gelatinierte Masse granu
liert und dann das Granulat durch Pressen in Pulver
stränge überführt wird, die durch Schneiden und ggf.
eine Endbehandlung zum fertigen Pulver verarbeitet
werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß man zum Kneten eine Scherwalze verwendet, der die
Pulverrohmasse kontinuierlich zugeführt und an deren
einen Stirnende die gelatinierte Masse kontinuierlich
abgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man die gelatinierte Masse beim Abnehmen kontinuier
lich granuliert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß man zum Pressen des Granulats einen ohne Knetwir
kung arbeitenden Extruder verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß man das entstehende Granulat unmittelbar dem Ex
truder zuführt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß man die Temperatur, die Spaltweite und/oder die
Drehzahlen der Scherwalze so einstellt, daß die gela
tinierte Masse beim Abnehmen einen Restwassergehalt
von weniger als 3%, vorzugsweise von ca. 1% hat.
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