DE3225065C1

DE3225065C1 - Vorrichtung zum Entwaessern und Plastifizieren von Explosivstoffgemischen

Info

Publication number: DE3225065C1
Application number: DE3225065A
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7505 Ettlingen Kröhnert; Dietmar Dipl.-Chem. Dr. Müller; Hiltmar Dr.rer.nat. 7519 Walzbachtal Schubert
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1983-12-15
Also published as: EP0098371A3; US4493630A; DE3375388D1; EP0098371B1; ATE32056T1; EP0098371A2

Description

55

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwässern und Plastifizieren von wasserfeuchten Explosivstoffgemischen, z. B. Pulverrohmassen, mittels eines Schneckenextruders mit ein oder mehr Schneckenwellen mit Knet- und Förderelementen und einem gegebenenfalls aus axialen Abschnitten zusammengesetzten Gehäuse mit einer Füllöffnung für das wasserfeuchte Explosivstoffgemisch und mit einer Ablauföffnung für das abgepreßte Wasser.

Explosivstoffgemische, z. B. faserige Pulverrohmassen, die aus Nitrozellulose und Nitroglyzerin bestehen, aber auch peroxidhaltige Massen werden aus sicherheitstechnischen Gründen in wasserfeuchtem Zustand verarbeitet, z. B. plastifiziert. Das Entwässern und Plastifizieren erfolgt heute zumeist mit Schneckenextrudern (DE-PS 10 48 212, DE-AS 28 25 567, DE-OS 30 44 577), die nicht nur ein kontinuierliches Arbeiten ermöglichen, sondern durch Einsatz definierter Schnekkengeometrien und eines definierten Temperaturverlaufs über die Länge des Schneckenextruders eine einwandfreie Verarbeitung ermöglichen. Dabei ist es bekannt, mit Ein- oder Mehrwellenextrudern zu arbeiten. Die Schneckenwellen besitzen in axialer Richtung meist abwechselnd Förderabschnitte und Knetabschnitte, wobei das Wasser aus der Masse abgepreßt und das Feststoffmaterial zugleich plastifiziert wird. Die größte Menge an Wasser fällt dabei in den ersten Abschnitt unmittelbar hinter der Füllöffnung des Schneckenextruders an und läuft in den rückwärtigen Bereich zurück.

Bei den bekannten Schneckenextrudern kann sich das Wasser im Einzugsbereich, wo das unverarbeitete Material zudosiert wird sammeln, da es erst hinter der Einzugszone abgeleitet wird. Dies führt in der Einzugszone zu einer unerwünschten Aufschlämmung, in der sich gewisse Bestandteile solcher Explosivstoffgemische, wie beispielsweise Nitroglyzerin oder auch Nitroguanidin lösen, so daß die Rezeptur des plastizifizierten Materials verfälscht wird. In ganz ungünstigen Fällen kann die Aufschlämmung im Einzugsbereich auch auslaufen und aufgrund ihres Gehaltes an Nitroglyzerin zu einem sicherheitstechnischen Risiko werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schneckenextruder des eingangs geschilderten Aufbaus so auszubilden, daß es einerseits im Einzugsbereich nicht zu Aufschlämmungen kommt, andererseits die Rezeptur des plastifizierten Materials nicht verfälscht wird. ,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Füllöffung ein mit dem Innenraum des Schneckenextruders über die Ablauföffnung verbundener Ablauf kanal für das Wasser und in diesem ein Förderer zum Abführen der im abgepreßten Wasser enthaltenen Feststoffe angeordnet ist.

Um einen größeren Wasserstau im Einzugsbereich zu vermeiden, liegt es an sich nahe, dort entsprechende Ablauföffnungen vorzusehen. Damit läßt sich jedoch das geschilderte Problem nicht beheben, da sich solche Ablauföffnungen verlegen und nach kurzer Zeit wiederum zu einem Wasserstau führen. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung werden die wenn auch nur in geringen Mengen im Ablaufwasser enthaltenen Feststoffpartikel zusammen mit dem abgepreßten Wasser mittels des Förderers wegtransportiert, so daß sich, wie praktische Versuche gezeigt haben, im Einzugsbereich keine Aufschlämmungen mehr zeigen. Die im Ablauf enthaltenen Feststoffpartikel können selbstverständlich wiederverwendet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erweitert sich die Ablauföffnung zum Ablaufkanal hin. Hierdurch wird die Verstopfungsgefahr im Bereich der Ablauföffnung weiter vermindert. Der Feststoff-Austrag über die Ablauföffnung läßt sich durch eine entsprechende Schneckengeometrie im Extruder, z. B. durch eine konkave Schalengeometrie mit Dichtprofil auf einem Minimum halten. In der Praxis konnte ein Feststoffanteil von <l°/o im Ablaufwasser festgestellt werden.

In einer besonders einfachen Ausführung ist der Förderer als Schraubenwendel, z. B. aus einem dicken Stahldraht, ausgebildet, dadurch wird vermieden, daß

aur die im Ablaufkanal befindlichen Feststoffpartikei auch dann, wenn sie sich in größeren Mengen ansammeln, ein nennenswerter Druck ausgeübt wird. Zudem ist aufgrund der großen freien Querschnitte der Schraubenwendel ein Verstopfen des Ablaufkanals praktisch unmöglich.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können noch dadurch unterstützt werden, daß der Ablaufkanal unter Unterdruck steht, womit zugleich sichergestellt ist, daß die ablaufende Masse nicht aufgrund eventuell vorhandener Undichtigkeiten austreten kann.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Ablaufkanal etwa parallel zur Achse des Schneckenextruders angeordnet ist und an der rückwärtigen Stirnseite des Gehäuses ausmündet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß eventuell vorhandene Heizkanäle, die gleichfalls im allgemeinen achsparallel verlaufen, in ihrer Anordnung durch den Ablaufkanal nicht gestört werden. .

Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Ablaufkanal von einem umfangsseitig zur Ablauföffnung offenen Rohr gebildet ist, das in eine achsparallele Bohrung des Gehäuses eingeschoben ist und in seinem Innenraum den Förderer aufnimmt.

Damit ist es einerseits möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung jederzeit nachträglich an einem vorhandenen Schneckenextruder anzubringen, indem lediglich die Bohrung und die Ablauföffnung eingebracht werden muß. Auch läßt sich die Vorrichtung leicht entnehmen, sofern es einmal zu Funktionsstörungen kommt. Schließlich ist auch eine einfachere Abdichtung insbesondere bei Unterdruckbetrieb möglich, indem die gesamte Vorrichtung gekapselt werden kann und nachträglich eingeschoben wird.

Zweckmäßigerweise ist an das Rohr außerhalb des Gehäuses ein Behälter zur Aufnahme des Wasser-Feststoffgemischs angeschlossen. Der Behälter kann gegebenenfalls zugleich zur Abscheidung der Feststoffpartikel dienen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Antrieb des Förderers von dem Antrieb der Schneckenwellen abgeleitet. Handelt es sich bei dem Förderer beispielsweise um eine Schraubenwendel, so ist zwischen deren Antriebswelle und den Schneckenwellen ein die Drehrichtung umkehrendes Getriebeglied angeordnet. Während die Schnecken des Extruders also in der einen Richtung arbeiten, fördert die Schraubenwelle das Ablaufmaterial in umkehrter Richtung zur rückwärtigen Stirnseite des Gehäuses zurück. Die Ableitung des Antriebs vom Antrieb des Schneckenextruders hat den Vorteil, daß keine besonderen Explosionsschutzmaßnahmen für den Antrieb der Schraubenwendel notwendig, diese vielmehr durch den ohnehin notwendigen Explosionsschutz des Antriebs des Schneckenextruders sichergestellt sind.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform in teilweise geschnittener Seitenansicht und

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform.

In der Zeichnung ist lediglich der Einzugsbereich eines Schneckenextruders 1 gezeigt, der als Ein- oder Mehrwellenextruder ausgebildet sein kann. Der Schnekkenextruder 1 weist ein Gehäuse 2, das gegebenenfalls aus mehreren axialen Abschnitten aufgebaut ist, von denen die Zeichnung den in Förderrichtung ersten Abschnitt 3 im Einzugsbereich des Schneckenextruders zeigt.

In diesem Einzugsbereich ist eine sich radial erstreckende Füllöffnung 4 angeordnet. Durch die rückwärtige Stirnseite 5 des Gehäuses ist die Antriebswelle 6 in den Innenraum 7 hineingeführt. Sie weist dort einen Förderabschnitt in Form einer Schnecke 8 auf, der eine nur geringe Preßwirkung auf das zudosierte Material ausübt. Der Scheitel 9 des Schneckengangs ist als Dichtprofil ausgebildet, während der Schneckengrund 10 eine konkave Schalenform besitzt. Die Schneckenwelle 6 wird von einem nicht näher dargestellten, explosionsgeschützten Antrieb ti angetrieben. Vorzugsweise handelt es sich um einen Doppelwellen-Extruder, wobei die zweite Welle vor bzw. hinter der Schneckenwelle 6 liegt. Dabei kann es sich um einen Gleich- oder Gegenläufer handeln.

Das Gehäuse 2 ist in seinem rückwärtigen Abschnitt 3 mit einer Ablauföffnung 12 versehen, die der Füllöffnung 4 in deren vorderem Bereich etwa gegenüberliegt. Die Ablauföffnung 12 weist eine sich nach außen konisch erweiternde Wandung 13 auf und mündet in einen zylindrischen Ablaufkanal 14, der achsparallel zu den Schneckenwellen 6 verläuft und von der rückwärtigen Stirnseite 5 des Gehäuseabschnittes 3 ausgeht. Innerhalb des Ablaufkanals 14 ist ein Förderorgan 15 in Form einer Schraubenwendel angeordnet, die an ihrem äußeren Ende über ein Getriebeglied 16 von dem Antrieb 11 der Schneckenwellen in einer der Drehrichtung der Schnecke entgegengesetzten Richtung angetrieben wird, d. h. die Schraubenwendel 15 fördert das über die Ablauföffnung 12 in den Ablaufkanal 14 gelangende Wasser mit den Festtoffpartikeln nach hinten heraus.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.2 ist der Ablaufkanal 14 von einem Rohr 17 gebildet, das in eine achsparallele Bohrung 18 des Gehäuseabschnittes 3 eingeschoben ist. Innerhalb des Rohres ist wiederum der Förderer 15 in Form einer Schraubenwendel angeordnet. Das Rohr 17 weist an seinem im Gehäuse befindlichen Ende eine umfangsseitige Öffnung 19 auf, die im eingeschobenen Zustand etwa unterhalb der Ablauföffnung 12 liegt. Das Rohr 17 ist außerhalb des Gehäuses 2 des Schneckenextruders 1 an einen Auffangbehälter 19 dicht angeschlossen, durch den die Antriebswelle 20 der Schraubenwendel hindurchgeführt ist. Der Auffangbehälter 19 kann gegebenenfalls unter Unterdruck stehen, der beispielsweise von einer Öl- oder Wasserstrahlpumpe erzeugt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei entsprechender Länge und entsprechendem Aufbau der einzelnen Abschnitte der Schnecken als Extruder arbeiten, also zur unmittelbaren Erzeugung von einer oder mehr Strangprofilen aus der wasserfeuchten Masse dienen, oder aber bei kurzer Verfahrenslänge nur als Schneckenpresse arbeiten, wobei das entwässerte und plastifizierte Produkt in anschließenden Verfahrensstufen weiter verarbeitet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entwässern und Plastifizieren von wasserfeuchten Explosivstoffgemischen, z. B. Pulverrohmassen, mittels eines Schneckenextruders mit ein oder mehr Schneckenwellen mit Knet- und Förderelementen und einem gegebenenfalls aus axialen Abschnitten zusammengesetzten Gehäuse mit einer Füllöffnung für das wasserfeuchte Explosivstoffgemisch und mit einer Ablauföffnung für das abgepreßte Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Füllöffnung (4) ein mit dem Innenraum (7). des Schneckenextruders (1) über die Ablauföffnung (12) verbundener Ablaufkanal (14) für das Wasser und in diesem ein Förderer (15) zum Abführen der im abgepreßten Wasser enthaltenen Feststoffe angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ablauföffnung (12) vom Innenraum (7) zum Ablaufkanal (14) hin erweitert.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer als Schraubenwendel (15) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufkanal (14) unter Unterdruck steht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufkanal (14) etwa parallel zur Achse des Schneckenextruders (1) angeordnet ist und an der rückwärtigen Stirnseite (5) des Gehäuses (2) ausmündet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufkanal (14) von einem umfangsseitig zur Ablauföffnung (12) offenen Rohr (17) gebildet ist, das in eine achsparallele Bohrung (18) des Gehäuses (2) eingeschoben ist und in seinem Innenraum den Förderer (15) aufnimmt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an das Rohr (17) außerhalb des Gehäuses (2) ein Behälter (19) zur Aufnahme des Wasser-Feststoffgemischs angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Förderers (15) von dem Antrieb (11) der Schneckenwellen (6) des Extruders (1) abgeleitet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schneckenwellen (6) und der Antriebswelle (20) der Schraubenwendel

(15) ein die Drehrichtung umkehrendes Getriebe

(16) angeordnet ist.