DE1646285C3 - Kontinuierliche Herstellung von Pulver ohne Lösungsmittel - Google Patents

Description

chen Herstellung von Pulver ohne Lösungsmittel vor, wobei die Pulver rohmasse und die üblichen Zusätze an Weichmachern, Stabilisatoren, Moderatoren usw., vorzugsweise nach an sich bekannter vorheriger Vermengung miteinander, fortlaufend in diese Vorrichtung eingebracht und in dieser zum fertigen Pulver verarbeitet wird.

Die Verwendung dieser in der Kautschuk- und Kunststoffinduatrie für Verdampfungsaufgaben eingesetzten Schneckenverdampfer für die Pulverherstellung ermöglicht es, sich in geradezu idealer Weise die Vorteile des bekannten diskontinuierlichen Walzwerksverfahrens und des ebenfalls bekannten kontinuierlichen Schneckenpressverfahrens zunutze zu machen, ohne dabei aber die Nachteile dieser Verfahren in Kauf nehmen zu müssen.

So kann beispielsweise im Gegensatz zum Extruder in dem Schneckenverdampfer der mit der Pulverrohmasse eingebrachte Wassergehalt von 25 und mehr % aus dem offenen Trog unschwer völlig verdampft werden, wobei mit der Abnahme 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 Einarbeitung der Zusätze, vor allem auch der Abbrandmoderatoren, erreicht wird wie auf dem Walzwerk. Ohne weiteres hat man es dabei in der Hand, durch entsprechende Ausbildung und Bemessung des Schneckenverdampfers eine mehr oder weniger lang andauernde harte Knetung des inzwischen vollkommen trockenen Materials durchzuführen.

Im Gegensatz zum Walzwerk arbeitet der Schnekkenvoi dämpfer kontinuierlich wie ein Extruder, wobei er gegenüber diesem jedoch wiederum den Vorteil hat, daß er durch seine Arbeitsweise mit offenem Trog bzw. Zylinder die gleiche Sicherheit gegen Explosionen bietet wie das Walzwerk.

Grundsätzlich lassen sich Schneckenverdampfer mit nur einer einzigen Schnecke verwenden. Vorteilhafter ist jedoch aie Verwendung vor Doppel- oder Mehrschnecker.-Maschinen, da sich mit diesen bei entsprechender Gestaltung besondere Effekte erzielen lassen. So können bei Zwei- und Mehrschnecken-Maschinen beispielsweise zwei bzw. je zwei nebcneinanderliegende Schncckenwellcn zueinander gegenläufig sein, so daß das im Trog befindliche Material ebenso gut wie im Walzwerk eingezogen und geknetet wird. Bei Verwendung von mindestens vier Schnecken können jeweils zwei miteinander gleichlaufend sein, womit zu dem bereits erwähnten Walzwerkseffekt noch eine gute Misch- und Schcrwirkung zwischen je den beiden Schnecken sowie zwischen den miteinader kämmenden Schnecken der beiden .Schneckenpaare 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 Dauerbetrieb für die Qualität des hergesiellten Produktes sehr bedeutungsvoll ist.

In zweckmäßiger weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Schneckenverdampfer an seinem austrittsseitigen F.nde mit einem geschlossenen Zylinderabschnitt auszubilden. Dieser geschlossene Zylinderabschnitt ermöglicht es, int Material einen Druck atif/.ubaui'fr, wodurch wie beim Extruder eine Formgebung zu Granulat oder auch zu fertigen Pulversträngen möglich wird. Dabei kann der geschlossenen Zylinderabschnitt jedoch sehr viel kürzer gehalten werden als dies sonst bei der Formgebung auf Extrudern möglich ist, weil ihm das Material bereits in heißem und durchgearbeitetem 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 Ausführungsbeispielen gezeigt und wird anhand dieser noch erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in einer Teildraufsicht und im Schnitt eine Zweischneckenmaschine und

F i g. 2 in gleicher Darstellung eine Vierschneckenmaschine.

Im Gehäuse 1 der F i g. 1 sind die beiden Schnecken 2 und 3 — wie durch Pfeile angedeutet — gegenläufig drehbar gelagert. Für die Zugabe des Materials 4 ist auf der Gehäureöffnung 5 der Einfülltrichter 6 angeordnet Des weiteren ist das Gehäuse 1 r.:,y der Öffnung 7 versehen. Mit 8 sind im Gehäuse ί und In i^Jen Schnecken 2 und 3 angeordnete Kanäle für eine Beheizung des Gehäuses und/oder der Schnecken bezeichnet

Das über den Trichter 6 zugegebene Material wird von der·. Schnecken 2 und 3 eingezogen und zwischen den miteinander einen verhältnismäßig engen Spalt 9 bildenden Schnecken sowie diesen und der Gehäuseinnenwand unter fortlaufender Knetung und Scherung verarbeitet und weitergefördert, wot^i die in dem Material vorhandene Feuchtigkeit über die Öffnung 7 freie Abdampfmöglichkeit hat. Da auf dem Wege vom Einfülltrichter 6 zum nicht gezeigten austrittseiligen Ende hin das Material infolge fortlaufender Abdampfung von Feuchtigkeit zunehmend trockener 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 austrittsscitigem 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 Strängen 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 und nicht miteinander kämmend angeordnet. Zu jeder der beiden Schnecken 2 und 3 sind im Gegensatz dazu die Schnecken IO bzw. 11 gleichläufig und kämmend angeordnet. Die weiteren Bezugsziffern entsprechen denb',i Fig. I eingeführten.

Die Arbeitsweise dieser Vierschneckenmaschine ist im Prinzip wieder lie gleiche wie bei der Zweischnekkenmaschine der Fig. 1. Auch hier wird in den unteren geschlossenen Spalten zwischen Schnecken und Gehäuse durch die bekennte scharfe Umlenkung um den Sattel zwischen je zwei benachbarten Schnecken sowie durch die stete Volumenänderung der Spalte, die ein Vor- und Zurückströmen des Materials bewirkt, das Material einer intensiven Knetung unterworfen, wobei nach jedem Knelvorgang ein Entspannen und Ausdampfen erfolgt, bei dem die Oberfläche wesentlich stärker aufgebrochen ist ais bei der Verarbeilung auf dem Wal/werk.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

aufweist, in dem die zu mischenden Bestandteile homoPatentansprüche: genisiert und gegebenenfalls auch noch zerkleinert

werden. An diesen oben offenen Mischerteil schließt

Ii. Verwendung eines Schneckenverdampfers mit sich der von einem Gehäuse umschlossene Kneterteil nach oben zumindest teilweise offenem Trog und 5 des Knetwolfs an, in dem unter Druck ein Druckkneten mindestens einer, vorzugsweise jedoch mehreren in und Vorverdichten der vorgemischten Masse erfolgt In diesem drehbar gelagerten Schnecken zur konti- der nachgeschalteten Schneckenpresse wird diese dann nuierlichen Herstellung von Pulver ohne Lösungs- unter Druck entwässert, wobei die ausgepreßtr Flüssigmittel, wobei die Pulverrohmasse und die üblichen keit z. B. zwischen den Seiherstäben der Schnecken-Zusätze an Weichmachern, Stabilisatoren, Modera- io presse austreten kann.

toren usw, vorzugsweise nach an sich bekannter Diese Maschinen gestatten nicht nur, das Wasserabvorheriger Vermengung miteinander, fortlaufend in pressen.das Homogenisieren und das Kneten des Pulvers den Schneckenverdampfer eingebracht und unter kontinuierlich durchzuführen, sondern sie lassen sich völliger Verdampfung des in der Pulvermasse ent- auch mit verhältnismäßig geringem Aufwand automatihaltenen Wassers aus dem offenen Trog hinaus in 15 sieren und fernbedienen und arbeiten somit wirtschaftdern Schneckenverdampfer zum fertigen Pulver lieher und gefahrloser. Andererseits haben diese Maschiverarbeitet werden. nen allerdings den Nachteil, daß sich die mit der

2'. Verwendung eines Schneckenverdampfers nach Pulverrohmasse eingebrachte Feuchtigkeit durch AbAnspruch 1, der an seinem austrittsseitigen Ende mit pressen nur bis auf einen Rest von nicht weniger als einer geschossenen Zone ausgebildet ist 20 etwa 3 % entfernen läßt Da sich die bei Kunststorfen

übliche Maßnahme, durch Enigasungsöffnungen im Extruder eine noch vorhandene Restfeuchtigkeit zu

beseitigen, bei Schießpulver wegen der mit den dazu

erforderlichen mit Kompressions- und Dekompres-25 sionszonen sowie Evakuierungseinrichtungen versehe-

Die Erfindung bezieht sich auf die kontinuierliche nen langen Zylindern verbundenen Gefahren nicht Herstellung von Pulver ohne Lösungsmittel, im durchführen läßt, ist man demzufolge aber dazu folgenden mit Pol-Pulver bezeichnet. gezwungen, die im Pulver noch vorhandenen Restfeuch-

Rauchlose Pol-Pulver bestehen üblicherweise aus te durch einen zusätzlichen Trocknungsprozeß zu einer vorgelatinierten Pulverrohmasse aus etwa 40 bis 30 beseitigen. Vor diesem zusätzlichen Aufwand abgese-70 % Nlitroceü'lose und etwa 60 bis 30 % Nitroglycerin, hen hat dieses Verfahren insbesondere den Nachteil, welcher in Größenordnungen von 0 bis 10% Weichma- daß die Zusätze, vor allem die Abbrandmoderatoren. eher, Moderatoren, Stabilisatoren usw. zugesetzt sind. nicht immer in zufriedenstellender Weise verteilt und

Die einzelnen Bestandteils werden zunächst mitein- eingearbeitet sind.

ander vermengt, wobei das vorgemischte Gemenge aus 35 Eingehende Untersuchungen führten zu der Erkenntder Puüverrohmasse, deren trockene Verarbeitung zu nis, daß das entscheidende Kriterium für eine einwandgefährliich wäre, mindestens etwa 25 %, bei Ansatz in freie Verteilung und Einarbeitung der Zusätze, insbewässriger Suspension sogar bis zu 100% und mehr sondere der Abbrandmoderatoren, wegen der damit Wasser enthält, und dann wird dieses Gemenge intensiv verbundenen besonders hohen Schi.rbeanspruchung in geknetet. 40 einer genügend langen intensiven Knetung des völlig

In bekannter Weise kann diese Weiterverarbeitung trockenen Materials zu sehen ist, wie sie zwar bei dem auf beheizten Walzwerken vorgenommen werden. Bsi erwähnten bekannten Walzwerksverfahren, nicht aber diesen erfolgt die Einarbeitung der Zusätze durch bei dem ebenfalls erwähnten bekannten Schneckenintensive Knetung und die Durchgelatinierung bei pressverfahren möglich und der Fall ist. gleichzeitiger Wasserabdampfung. Obwohl mit diesem 45 Bei letzterem könnte man sich wohl dadurch behelfen. Verfahren eine gute Verarbeitung erzielt wird, kann es daß das Material nacheinander durch mehrere Knetwegen der geringen Durchsatzleistung bei hohen oder Extrusionsschneckcn geschickt und so die Vcrar-Investierungskosten, wegen der diskontinuierlichen beitungsdauer verlängert wird. Entsprechend würde Arbeitsweise, wegen der mit einem entsprechend dann aber die Gesamtleistung niedriger oder aber es großen Personalaufwand verbundenen Handbedienung 50 müßten größere Maschineninvestitionen vorgenommen und der Gefährdung des Bedienungspersonales bei werden. Abgesehen davon, daß in der Explosivindustrie Walzenausbränden sowie wegen Verarbeitungsschwan- aus Sicherheitsgründen die automatische Verkettung kungen bei unsachgemäßer Walzwerksbedienung den- mehrerer Maschinen nur unter Zuhilfenahme sehr noch nicht zufriedenstellen, umsomehr als auch die aufwendiger Sicherheitseinrichtungen vorgenommen bisherigen Bemühungen, bei Walzwerken einen konti- 55 werden darf, haben diese Maschinen den Nachteil, daU nuierliclien Arbeitsablauf zu verwirklichen und auch in geschlossenen Gehäusen gearbeitet wird, was aber deren Fernbedienung zu ermöglichen, trotz großen eine sehr große Gefahr darstellt. Während nämlich bei Aufwandes keinen nennenswerten Erfolg hatten. einer etwa durch Fremdkörper verursachten Entzün-

Zur Vermeidung der Nachteile des vorstehend dung des Pulvers auf dem Walzwerk die Pulvermassc beschriebenen Walzwerksverfahrens wurden in neuerer 60 frei abbrennen kann und dabei meist nur geringfügiger Zeit kontinuierliche Verarbeitungsmaschinen einge- Schaden entsteht, ergäben sich bei Entzündung von führt, nämlich Scheibenknetschnecken und Extruder Pulver im Einschluß Explosionen mit u. U. schwerwieähnlich jenen, wie sie in der Kunststoff- und genden Folgen.

Kautschukindustrie gebräuchlich sind. Von der vorstehend erwähnten Erkenntnis ausgehend

Aus der DE-PS 1066467 ist es weiterhin bekannt, 65 schlägt die Erfindung die Verwendung einer Vorricheinen Knetwolf mit nachgeschalteter Schneckenpresse tung mit nach oben zumindest teilweise offenem Trog zu verwenden, wobei der Knetwolf an seinem eintritts· und mindestens einer, vorzugsweise jedoch mehreren in ieitigen Ende einen offenen drucklosen Mischerteil diesem drehbar gelagerten Schnecken zur kontinuierli-