CH498060A - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von rauchlosem Pulver ohne Lösungsmittel - Google Patents

Description

      Verfahren    und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung  von rauchlosem Pulver ohne Lösungsmittel    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und  Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung rauchlo  ser Pulver ohne Lösungsmittel.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch     ge-          kennzeichnet,        dass        die        Pulverrohmasse        aus        40        bis        70%          Nitrocellulose    und 60 bis     30%    Nitroglycerin und bis     10%     betragende Zusätze, wie Weichmacher, Stabilisatoren  und Moderatoren, miteinander vermengt werden,

   danach  Wasser bis zu einem Wassergehalt von mindestens     25%     zugesetzt wird und dieses Gemenge unter Wärmeeinwir  kung fortlaufend intensiv gemischt und geknetet wird bis  zur völligen Trocknung durch freies Abdampfen des  Wassers.  



  In bekannter Weise kann diese Verarbeitung auf  beheizten Walzwerken vorgenommen werden. Bei diesen  erfolgt die Einarbeitung der Zusätze durch intensive       Knetung    und     Scherung    zwischen den Walzen und die       Durchgelatinierung    bei gleichzeitiger     Wasserabdampfung,     wobei die     Scherwirkung    mit zunehmendem     Trocknungs-          grad    immer wirkungsvoller wird.

   Obwohl mit diesem  Verfahren eine gute Verarbeitung erzielt wird, kann es  wegen der geringen     Durchsatzleistung    bei hohen Investie  rungskosten, wegen der diskontinuierlichen Arbeitswei  se, wegen der mit einem entsprechend grossen Personal  aufwand verbundenen Handbedienung und der Gefähr  dung des Bedienungspersonals bei     Walzenausbränden     sowie wegen Verarbeitungsschwankungen bei     unsachge-          mässer    Walzwerksbedienung dennoch nicht zufriedenstel  len, um so mehr, als auch die bisherigen Bemühungen, bei  Walzwerken einen kontinuierlichen Arbeitsablauf zu ver  wirklichen und auch deren Fernbedienung zu ermögli  chen, trotz zusätzlich grossen Aufwandes nicht überzeu  gen konnten.  



  Zur Vermeidung der Nachteile des vorstehend be  schriebenen     Walzwerkverfahrens    wurden in neuerer Zeit  kontinuierliche Verarbeitungsmaschinen eingeführt, näm  lich     Scheibenknetschnecken    und     Extruder    ähnlich jenen,  wie sie in der Kunststoff- und Kautschukindustrie ge-         bräuchlich    sind. Diese Maschinen gestatten nicht nur,  das     Wasserabpressen,    das Homogenisieren und das Kne  ten des Pulvers kontinuierlich durchzuführen, sondern sie  lassen sich auch mit verhältnismässig geringem Aufwand  automatisieren und fernbedienen und arbeiten deshalb  wirtschaftlicher und gefahrloser.

   Andererseits haben die  se Maschinen allerdings den Nachteil, dass sich die mit  der     Pulverrohmasse    eingebrachte Feuchtigkeit durch Ab  pressen nur bis auf einen Rest von nicht weniger als etwa       3%        entfernen    lässt.

   Da die bei Kunststoffen übliche  Massnahme, durch     Entgasungsöffnungen    im     Extruder     eine noch vorhandene Restfeuchtigkeit zu beseitigen,  wegen der mit den dazu erforderlichen mit     Kompres-          sions-    und     Dekompressionszonen    sowie     Evakuierungs-          einrichtungen    versehenen langen Zylinder bei     Schiesspul-          vern    zu grosse Gefahren birgt, ist man gezwungen, die im  Pulver noch vorhandene Restfeuchte durch einen zusätz  lichen     Trocknungsprozess    zu beseitigen.

   Von diesem  zusätzlichen Aufwand abgesehen, hat dieses Verfahren  insbesondere den Nachteil, dass die Zusätze, vor allem  die     Abbrandmoderatoren,    nicht immer in zufriedenstel  lender Weise     verteilt    und eingearbeitet werden.  



  Eingehende Untersuchungen führten nämlich zu der  Erkenntnis, dass das entscheidende Kriterium für eine  einwandfreie Verteilung und Einarbeitung der Zusätze,  insbesondere der     Abbrandmoderatoren,    wegen der da  mit verbundenen besonders hohen     Scherbeanspruchung     in einer genügend langen intensiven     Knetung    des völlig  trockenen Materials zu sehen ist, wie sie zwar bei dem  erwähnten bekannten     Walzwerkverfahren,    nicht aber bei  dem ebenfalls erwähnten - bekannten Schneckenpressen  verfahren möglich und der Fall ist.  



  Bei letzterem könnte man sich wohl dadurch behelfen,  dass das Material nacheinander durch mehrere     Knet-          oder        Extrusionsschnecken    geschickt und so die Verarbei  tungsdauer verlängert wird. Entsprechend würde dann  aber die Gesamtleistung niedriger bzw. die Maschinenin  vestitionen grösser und die kontinuierliche Arbeitsweise      würde wiederum erschwert, da in der     Explosivstoffindu-          strie    aus Sicherheitsgründen die automatische Verkettung  mehrerer Maschinen nur unter Zuhilfenahme sehr auf  wendiger Sicherheitseinrichtungen vorgenommen werden  kann.  



  Ein weiterer grosser Nachteil und eine ausgesproche  ne Gefahr der Schneckenpressen ist, dass in geschlosse  nen Gehäusen gearbeitet wird. Während nämlich bei  einer etwa durch Fremdkörper verursachten Entzündung  des Pulvers auf dem Walzwerk die Pulvermasse frei  abbrennen kann und dabei meist nur geringfügiger  Schaden entsteht, ergeben sich bei Entzündungen von  Pulver im Einschluss Explosionen mit unter Umständen  schwerwiegenden Folgen.  



  Die     erfindungsgemässe    Vorrichtung ist gekennzeich  net durch einen nach oben zumindest teilweise offenen  Trog und mindestens eine in diesem drehbar gelagerte  Schnecke.  



  Hierzu können die bereits in der Kautschuk- und  Kunststoffindustrie für     Verdampfungsaufgaben    einge  setzten sogenannten     Verdampferschnecken    verwendet  werden. Während man dort aber ausschliesslich den  Vorteil nutzt, dass der offene Trog eine bessere Entga  sung als der geschlossene Zylinder eines     Extruders     ermöglicht, ergibt sich für die sogenannte     Pol-Pulver-          Herstellung    ein neuartiges Verfahren in bezug auf Verar  beitungsgüte, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit,

   das in  geradezu idealer Weise die Vorteile des bekannten  diskontinuierlichen     Walzwerkverfahrens    und des eben  falls bekannten kontinuierlichen     Schneckenpressenver-          fahrens    verbindet, ohne dabei aber die Nachteile dieser  Verfahren in Kauf nehmen zu müssen.  



  Im Gegensatz zum     Extruder    kann auf der     Verdamp-          ferschnecke    der mit der     Pulverrohmasse    eingebrachte  Wassergehalt von     25%    und mehr aus dem offenen Trog  unschwer völlig verdampft werden, wobei mit der Ab  nahme des Feuchtigkeitsgehaltes der Pulvermasse deren       Knetung    und     Scherung    zunehmend intensiver wird und  insbesondere in der letzten Zone, wo das Material  vollkommen trocken ist, dieselbe hervorragende Einar  beitung der Zusätze, vor allem auch der     Abbrandmode-          ratoren,    erreicht wird wie auf dem Walzwerk.

   Ohne  weiteres hat man es dabei in der Hand, durch entspre  chende Ausbildung und Bemessung der Verdampfer  schnecke eine mehr oder weniger lang andauernde harte       Knetung    des inzwischen vollkommen trockenen Mate  rials durchzuführen.  



  Im Gegensatz zum Walzwerk arbeitet die     Verdamp-          ferschnecke    kontinuierlich wie ein     Extruder,    wobei sie  gegenüber diesem jedoch wiederum den Vorteil hat, dass  sie durch ihre Arbeitsweise mit offenem Trog bzw.  Zylinder hohe Sicherheit gegen Explosionen bietet, ähn  lich wie das Walzwerk.  



  Grundsätzlich lassen sich     Verdampferschnecken    mit  nur einer einzigen Schnecke verwenden. Vorteilhafter ist  jedoch die Verwendung von Doppel- oder     Mehrschnek-          ken-Maschinen,    da sich mit diesen bei entsprechender  Gestaltung besondere Effekte erzielen lassen. So können  bei Zwei- und     MehrSChneckeil-Maschinen    beispielsweise  mindestens zwei     nebeneinanderliegende    Schneckenwellen  zueinander gegenläufig sein, so dass das im Trog befind  liche Material ebenso gut wie im Walzwerk eingezogen  und geknetet wird.

   Bei Verwendung von mindestens vier  Schnecken können ferner jeweils zwei miteinander gleich  laufend sein, womit zu dem bereits erwähnten Walz  werkseffekt zwischen dem gegenläufigen Schneckenpaar    noch eine gute Misch- und     Scherwirkung    zwischen den  beiden gleichlaufenden Schneckenpaaren hinzukommt.  



       Mehrschnecken-Maschinen    haben insbesondere auch  den Vorteil, dass sich bei einer solchen Anordnung und  Ausbildung, bei der die Schnecken miteinander kämmen,  deren Selbstreinigung erreichen lässt, was bei Dauerbe  trieb für die Qualität des hergestellten Produkts meist  bedeutungsvoll ist.  



  Bei einer weiteren Ausführungsform der     erfindungs-          gemässen    Vorrichtung ist der Trog an jedem     austrittssei-          tigen    Ende als geschlossener     Zylinderabschnitt    ausgebil  det. Dieser ermöglicht es, im Material einen Druck  aufzubauen, wodurch wie beim     Extruder    eine Formge  bung zu Granulat oder auch zu fertigen Pulversträngen  erfolgen kann. Dabei kann der geschlossene Zylinderab  schnitt jedoch sehr viel kürzer gehalten werden als dies  sonst bei der Formgebung auf     Extrudern    möglich ist,  weil ihm das Material bereits in heissem und durchgear  beitetem Zustand aus dem     Verdampfungsteil    zugeführt  wird.

   Entsprechend ist dadurch aber auch die Sicherheit  gegen Explosionen grösser als bei der Formgebung auf  dem     Extruder.     



  Die Erfindung ist in der Zeichnung in Ausführungs  beispielen gezeigt und wird anhand dieser noch erläutert.  Es zeigen:       Fig.    1 in einer Teildraufsicht und im Schnitt eine       Zweischneckenmaschine    und       Fig.    2 in gleicher Darstellung eine     Vierschneckenma-          schine.     



  Im Gehäuse 1 der     Fig.    1 sind die beiden Schnecken 2  und 3 - wie durch die Pfeile angedeutet - gegenläufig  drehbar     gelagert.     



  Für die Zugabe des Materials 4 ist auf der Gehäu  seöffnung 5 der     Einfülltrichter    6 angeordnet. Des weiteren  ist das Gehäuse 1 mit der Öffnung 7 versehen. Mit 8 sind  im Gehäuse 1 und in den Schnecken 2 und 3 angeordnete  Kanäle für eine     Beheizung    des Gehäuses und/oder der  Schnecken bezeichnet.  



  Das über den Trichter 6 in Komponenten oder       vorgemengt    zugegebene Material wird von den Schnecken  2 und 3 eingezogen und zwischen den miteinander einen  verhältnismässig engen Spalt 9 bildenden Schnecken  sowie diesen und der     Gehäuseinnenwand    unter fortlau  fender     Knetung    und     Scherung    verarbeitet und weiterge  fördert, wobei deutlich zu sehen ist, dass die in dem  Material vorhandene Feuchtigkeit über die grosse Öff  nung 7 freie     Abdampfmöglichkeit    hat.

   Da auf dem Wege  vom     Einfülltrichter    6 zum nicht gezeigten austrittsseitigen  Ende hin das Material infolge fortlaufender     Abdampfung     von Feuchtigkeit zunehmend trockner wird, wird in  gleicher Weise,     d.h.    parallellaufend mit der Verdampfung  der Feuchtigkeit, auch die     Knetung    des Materials immer  härter und intensiver, bis schliesslich bei entsprechender  Bemessung der Vorrichtung an deren austrittsseitigem  Ende das Material in völlig trockenem Zustand vorliegt,

    wo es in einem eventuell vorgesehenen ebenfalls nicht  gezeigten geschlossenen Zylinderabschnitt mit diesen  stirnseitig     abschliessendem    Mundstück mit entsprechend  geformter Austrittsöffnung gegebenenfalls noch zu Strän  gen geformt oder auch zu Granulat verarbeitet wird.  



  Die Anordnung bei der     Vierschneckenmaschine    der       Fig.    2 ist im wesentlichen die gleiche. Die beiden unteren  Schnecken 2 und 3 sind wieder gegenläufig angeordnet.  Zu jeder der beiden Schnecken 2 und 3 sind im  Gegensatz dazu die Schnecken 10     bw.    11 gleichläufig  angeordnet.      Die Arbeitsweise dieser     Vierschneckenmaschine    ist  im Prinzip wieder die gleiche wie bei der Zweischnecken  maschine der     Fig.    1, insbesondere ist die Arbeitsweise mit  offenem Trog und grosser     Abdampföffnung    gegeben.  



  Zusätzlich bewirken jedoch die miteinander gleichläu  figen Schneckenpaare 2 und 10 bzw. 3 und 11 den guten  Misch- und     Schereffekt,    welcher den gleichläufigen Dop  pelschneckenpressen eigen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von rauchlosem Pulver ohne Lösungsmittel, dadurch gekenn zeichnet, dass die Pulverrohmasse aus 40 bis 70 /a Nitrocellulose und 60 bis 30% Nitroglycerin und bis 10 0 betragende Zusätze miteinander vermengt werden, da nach Wasser bis zu einem Wassergehalt von mindestens 25 /o zugesetzt wird und dieses Gemenge unter Wärme einwirkung fortlaufend intensiv gemischt und geknetet wird bis zur völligen Trocknung durch freies Abdampfen des Wassers. 11.

   Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen nach oben zumindest teilweise offenen Trog und mindestens eine in diesem drehbar gelagerte Schnecke. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das trockene warme Pulver fortlau fend granuliert oder zu Pulversträngen verarbeitet wird. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch Il, dadurch ge kennzeichnet, dass bei Zwei- und Mehrschneckenmaschi- nen wenigstens zwei nebeneinanderliegende Schnecken wellen zueinander gegenläufig angeordnet sind. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass das austrittsseitige Ende des Troges als geschlossenes Gehäuse ausgebildet ist. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schnecken und der Trog beheizbar sind.