Vorrichtung zum Entwässern und Plastifizieren von Explosivstoffgemischen

Beschreibung

[0001] 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, einem ggf. aus axialen Abschnitten zusammengesetzten Gehäuse mit einer Füllöffnung für das wasserfeuchte Explosivstoffgemisch und einer in deren Bereich angeordneten, vom Innenraum des Schneckenextruders ausgehenden Ablauföffnung und einem daran anschließenden Ablaufkanal für das Wasser.

[0002] 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-B 28 25 567, DE-A 30 44 577), die nicht nur ein kontinuierliches Arbeiten ermöglichen, sondern durch Einsatz definierter Schneckengeometrien und eines definierten Temperaturverlaufs über die Länge des Schneckenextruders eine einwandfreie Verarbeitung ermöglichen. Dabei es es bekannte, 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.

[0003] Die größte Menge an Wasser fällt dabei in den ersten Abschnitten unmittelbar hinter der Füllöffnung des Schneckenextruders an und läuft in den rückwärtigen Bereich zurück.

[0004] Bei den bekannten Schneckenextrudern sammelt sich das Wasser im Einzugsbereich, wo das unverarbeitete Material zudosiert wird. Dies führt zu einer unerwünschten Aufschlämmung, in der sich gewisse Bestandteile solcher Explosivstoffgemische, wie beispielsweise Nitroglyzerin oder Nitroguanidin lösen, so daß die Rezeptur des plastifizierten 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 erstgenannte Nachteil kann bei der den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildenden bekannten Vorrichtung (zum Beispiel aus DE-A-2446021) dadurch behoben werden, daß im Bereich der Füllöffnung eine Absaugdüse zum Absaugen des Wassers angeordnet ist. Aufgrund des Unterdruckes können aber auch die anderen flüssigen Komponenten, z.B. Nitroglyzerin, ausgetragen werden, das dann zu einem unkontrollierten Sicherheitsrisiko wird. Zugleich tritt in einem solchen Fall eine Verfälschung der Rezeptur ein. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß im Einlaufbereich der Absaugdüse ein Sieb oder Filter angeordnet ist, um das Absaugen von Feststoffen, insbesondere der faserigen Nitrozellulose zu vermeiden. Diese Sieb wird während des Betriebs von den Feststoffen zwangsläufig verlegt, so daß es trotz der Absaugdüse zu einem Wasser-Rückstau und damit zu den vorgenannten Nachteilen, wie Bildung einer Aufschlämmung im Einzugsbereich, kommen kann.

[0005] 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.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ablauföffnung sich vom Innenraum zum Ablaufkanal hin erweitert und daß in diesem ein Förderer zum Abführen der im abgepreßten Wasser enthaltenen Feststoffe angeordnet ist.

[0007] Durch die Erweiterung der Ablauföffnung vom Innenraum zum Ablaufkanal wird der Verstopfungsgefahr im Bereich der Ablauföffnung vorgebeugt. Allenfalls in die Ablauföffnung gelangende Feststoffpartikel können sich aufgrund der Erweiterung nicht verfangen, sondern gelangen in den Ablaufkanal. Dort 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 zurückgenommen werden. 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 <1% im Ablaufwasser festgestellt werden.

[0008] In einer besonders einfachen Ausführung ist der Förderer als Schraubenwendel, z.B. aus einem dicken Stahldraht, ausgebildet, dadurch wird vermieden, daß auf die im Ablaufkanal befindlichen Feststoffpartikel 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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 im umgekehrter 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 Schnecken Extruders sichergestellt sind.

[0015] Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine erste Ausführungsform in teilweise geschnittener Seitenansicht und

Figur 2 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform.

[0016] In der Zeichnung ist lediglich der Einzugsbereich eines Schneckenextruders 1 gezeigt, der als Ein- oder Mehrwellenextruder ausgebildet sein kann. Der Schneckenextruder 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 11 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.

[0017] 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 Feststoffpartikeln nach hinten heraus.

[0018] Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist der Ablaufkanal 14von 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 Oel- oder Wasserstrahlpumpe erzeugt wird.

[0019] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei entsprechender Länge und entsprechendem Aufbau der einzelnen Abschnitte der Schnecken als Extruder arbeiten, also zur unmittelbaren Erzeugung von ein oder mehr Stangprofilen 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.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Entwässern und Plastifizieren von wasserfeuchten Explosivstoffgemischen, z.B. Pulverrohmassen, mittels eines Schneckenextruders (1) mit ein oder mehr Schneckenwellen (6) mit Knet- und Förderelementen (8), einem ggfls. aus axialen Abschnitten zusammengesetzten Gehäuse (2) mit einer Füllöffnung (4) für das wasserfeuchte Explosivstoffgemisch und einer in deren Bereich angeordneten, vom Innenraum (7) des Schneckenextruders ausgehenden Ablauföffnung (12) und einem daran anschließenden Ablaufkanal (14) für das Wasser dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauföffnung (12) sich vom Innenraum (7) zum Ablaufkanal (14) hin erweitert und daß in diesem ein Förderer (15) zum Abführen der im abgepreßten Wasser enthaltenen Feststoffe angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer als Schraubenwendel (15) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufkanal (14) unter Unterdruck steht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an das Rohr (17) außerhalb des Gehäuses (2) ein Behälter (19') zur Aufnahme des Wasser-Feststoffgemischs angeschlossen ist.

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

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schneckenwellen (6) und der Antriebswelle (20) der Schraubenwendel (15) ein die Drehrichtung umkehrendes Getriebe (16) angeordnet ist.

Revendications

1. Dispositif pour déshydrater et plastifier les mélanges explosifs humides par exemple les masses de poudre brute, au moyen d'une extrudeuse à vis (1) comportant un ou plusieurs arbres à vis (6) pourvus d'éléments de transport et de malaxage (8), d'un corps constitué éventuellement de plusieurs sections axiales avec un orifice de remplissage (4) pour le mélange explosif humide et un orifice d'évacuation (12) disposé dans la même zone et partant de l'enceinte intérieure (7) de l'extrudeuse à vis ainsi qu'un canal d'évacuation (14) pour l'eau qui y est raccordé, caractérisé en ce que l'orifice d'évacuation (12) s'élargit depuis l'enceinte intérieure (7) vers le canal d'évacuation (14) et en ce qu'un transporteur (15) est disposé dans celui-ci pour évacuer les matières solides contenues dans l'eau, éliminée par compression.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transporteur est constitué d'une spire hélicoïdale (15).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le canal d'évacuation (1-4) est mis en dépression.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le canal d'évacuation (14) est disposé à peu près parallèlement à l'axe d'extrudeuse à vis (1) et débouche dans la face frontale postérieure (5) du corps (2).

5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal d'évacuation (14) est constitué d'un tube (17) ouvert à la périphérie vers l'orifice d'évacuation (12) et qui est inséré dans un alésage (18) du corps (2) parallèle à l'axe et qui reçoit dans son enceinte intérieure le transporteur (15).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que un récipient (19) destiné à collecter le mélange d'eau et de matière solide est raccordé au tube (17) en dehors du corps (2).

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la transmission du transporteur (15) est raccordée à la transmission (11) de l'arbre à vis (6) de l'extrudeuse (1).

8. Dispositif selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que une transmission (16) inversant le sens de rotation est disposée entre l'arbre à vis (6) et l'arbre de transmission (20) de la spire hélicoïdale (15).

Claims

1. Apparatus for dehydrating and plastifying water-moist explosive mixtures, e.g. raw powder materials, by means of a screw extruder (1) with one or more worm shafts (6) with kneading and feed elements (8), a casing (2) optionally comprising axial sections and having a filling opening (4) for the water-moist explosive mixture and a discharge opening (12) arranged in the vicinity thereof and emanating from the inner area (7) of the screw extruder and a discharge channel (14) for the water connected thereto, characterized in that the discharge opening (12) is extended from the inner area (7) to the discharge channel (14) and that in the latter is provided a conveyor (15) for removing the solids contained in the squeezed out water.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the conveyor is constructed as a helix (15).

3. Apparatus according to claims 1 or 2, characterized in that the discharge channel (14) is under vacuum.

4. Apparatus according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the discharge channel (14) is positioned roughly parallel to the axis of the screw extruder (1) and issues at the rear face (5) of casing (2).

5. Apparatus according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the discharge channel (14) is formed by a tube (17) open on the circumference-side towards the discharge opening (12), said tube being inserted in an axially parallel bore (18) of casing (2) and receives in its interior the conveyor (15).

6. Apparatus according to one of the claims 1 to 5, characterized in that a container (19') for receiving the water-solid mixture is connected to tube (17) outside casing (2).

7. Apparatus according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the drive of conveyor (15) is derived from the drive (11) of the worm shafts (6) of extruder (1).

8. Apparatus according to claims 2 and 7, characterized in that a rotation direction-reversing gear (16) is positioned between the worm shafts (6) and the drive shaft (20) of helix (15).

Zeichnung