FI61864B - Saett att framstaella faerdigformat krut med laog vattenhalt och en sammansatt yttre utformning exempelvis i form av en straeng - Google Patents

Description

ESr^ [B] (11)KUULUTUSJULKAISU

ΉΒΓφ LJ ' } UTLÄGGNINGSSKRIFT Dl 004 c (4S) Patentti oyönnetty II 10 1932

Patent^nicdJe-lat (51) Kv.ik? /int.ci? e 06 B 21/00 £ U O M I — FINLAND (21) P»t«nttlh*k«mut — Patantantöknlng 2786/7^ (22) Htkamlspllv! — Anteknlngidag 2^.09-7^ (23) AlkupUvI — Glltlghatsdag 2^.09·7^+ (41) Tullut Julkiseksi— Bllvlt ©fientilg 27. 03.75

Patentti- ja rekUterihallltu. N»htMk.lp»on |. kuuL|ulk»iWn pvm. -

Patent· OCh reglsterttyrelsen ' Ainekin utligd och utl.*krlftin pgblicirad 30.06.82 (32)(33)(31) Pyyd«**y etuoikeus—Begird prlorltet 26.09.73

Ruotsi-Sverige(SE) 7313076-7 (71) AB Bofors, S-690 20 Bofors, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Bror Torsten Alexis Persson, Karlskoga, Mats Jvirgen Martin Olsson, Karlskoga, Ruotsi-Sverige(SE) (7M Berggren Oy Ab (5^) Tapa valmistaa valmiiksi muotoiltua ruutia, jolla on pieni vesipitoisuus ja yhtenäinen ulkomuoto, esimerkiksi tankomuoto - Sätt att framställa färdigformat krut med läg vattenhalt och en sammansatt yttre utfomming exempelvis i form av en sträng Tämä keksintö tarkoittaa tapaa valmistaa valmiiksi muotoiltua ruutia, jolla on pieni vesipitoisuus ja yhtenäinen ulkomuoto, esimerkiksi tankomuoto, vesipitoisesta ruutimassasta puristamalla ja poistamalla samalla ruuvipuristimesta se veden ja/tai liuottimen muodostama nesteylimäärä, joka ruutimassaa kokoon puristettaessa jatkuvasti erottuu siitä. Keksinnön mukainen tapa soveltuu erikoisen hyvin jatkuviin prosesseihin.

Tässä yhteydessä on aikaisemmin ehdotettu ruudin lopullisen ulkoisen muotoilun aikaansaamista jossain määrin eri tavoin ruuti-lajista riippuen, nimittäin joko lämpöplastista muotoilua, tai muotoiluahaihtuvien liuotinten avulla. Ruuti voidaan jakaa lajeihin useilla eri perusteilla; sen pääkomponenttien mukaan yksi-emäksiseksi, kaksiemäksiseksi ja kolme-emäksiseksi ruudiksi, apu-hyytelöimisaineiden mukaan liuotinpitoisiksi ja liuottimettomiksi ruudeiksi tai valmiin ruudin geometrisen muodon mukaan eri lajeiksi.

Yksiemäsruuti sisältää pääasiassa selluloosanitraattia, kun taas kaksiemäsruuti sitäpaitsi toisena pääkomponenttina sisältää glyse- 2 61864 riininitraattia. Kolme-emäksinen ruuti koostuu pääasiassa stvllu-loosanitraatista, glyseriininitraatista ja guanidiininitraatxsta.

Apuhyytelöimisaineen liuotinpitoisia ruuteja valmistettaessa käytetään tavallisesti eetteriä, väkiviinaa tai asetonia. Eetteriä ja väkiviinaa käytetään tavallisesti yksiemäsruudin valmistuksessa ja asetonia kaksi- ja kolme-emäsruudin valmistuksessa. Liuotinta lisätään selluloosanitraattiin hyytelöitymisen helpottamiseksi, niin että se voidaan ajaa läpi alemmissa lämpötiloissa ja alhaisemmassa muokkausasteessa. Tämän johdosta liuotinpitoisten ruutien valmistusta pidetään vähemmän vaarallisena kuin liuotti-mettomien ruutien valmistusta. Liuotinpitoisilla ruudeilla on kuitenkin se huono puoli, että niiden kuivatuksessa esiintyy vaikeuksia. Jos seinän paksuus on paksumpi kuin muutama mm, eetteri- tai väkiviinapitoisuutta voidaan kuitenkin alentaa kuivattamalla ja liuottamalla niin alhaisiin arvoihin, että ne eivät vaikuta ballistiseen stabiliteettiin. Asetonipitoisuutta on käytännössä vaikeampaa alentaa yhtä suuressa määrin, ja noin 0,5 - 1 % suuruiset liuotinjäännökset ovat tavallisia valmiissa ruudissa. Tämä tietää sitä, että asetonipitoinen ruuti ballistiseen stabiliteettiin nähden jää selvästi asetonitonta ruutia huonommaksi. Asetonipitoi-sen ruudin valmistus on sitä paitsi jonkin verran laajempaa sekä hetkellisesti että ajallisesti.

Yksiemäsr-uutia valmistettaessa vesi syrjäytetään kostutetusta selluloosanitraatista etanolilla. Tällöin käytetään esimerkiksi puristimia tai linkoja, ja saadaan selluloosanitraattia, joka sisältää noin 30 % etanolia. Tällaisena selluloosanitraatti siirretään vaivauslaitteisiin, ja vaivauksen aikana lisätään stabiloimis-aineita ja muita lisäaineita eetteriin liuotettuina. Vaivauksen jälkeen selluloosanitraatin pitemmälle nitrattu osa tulee olemaan kutakuinkin muuttumattomana sen hyytelön sisässä, jonka vähemmän nitrattu selluloosanitraatti on muodostanut. Tämän jälkeen ruuti suulakepuristetaan lopulliseen muotoonsa. Ruuti voidaan sitten esikuivata suurina vyyhtinä, jolloin suurin osa eetteristä haihtuu. Ruuti voidaan sen jälkeen leikata sen vielä ollessa pehmeää väkiviinapitoisuutensa johdosta, ja sitten seuloa, kuivattaa jne.

Kaksi- ja kolme-emäsruutia valmistetaan osaksi toisenlaisella tekniikalla. Selluloosanitraatti lietetään veteen. Sen jälkeen lisä- 61 864 3 tään glyseriininitraatti ja muut lisäaineet, jotka selluloosanit-raatti absorboi muuttamatta sen johdosta sen johdosta mainittavasti muotoaan vaan säilyttäen pääasiassa toisistaan erillisistä kuiduista koostuvan rakenteensa. Näin valmistettu ruutimassa lingo taan noin 30 % vesipitoisuuteen.

Esimerkiksi asetonitonta kaksi- ja kolmiemäsruutia valmistettaessa vaivauslaitteisiin lisätään ensiksi sellaiset lisäaineet, joita ei ole voitu sekoittaa mukaan märkäsekoitusvaiheessa, esim. nokea, voiteluainetta ja guanidiininitraattia. Tämän jälkeen seuraa, muokkaus kuumennettujen telojen välissä useina vaiheina, jolloin ruutimassa paineen ja lämmön vaikutuksesta hyytelöityy ja muuttuu kuituisesta, pehmeästä jauheesta yhtenäiseksi, homogeeniseksi matoksi. Tällöin tapahtuu samalla kuivuminen, ensiksi sen kautta, että ruutimassasta puristuu ulos vettä ja sitten haihtumalla kuumasta ruutimatosta.

Seuraavassa valmistusvaiheessa ruuti saa lopullisen, geometrisen muotonsa. Putkiruudin osalta tämä tapahtuu puristamalla se useiden rengassuulakkeiden läpi tangoiksi, jotka sitten leikataan pätkiksi; lehti- ja nauharuudin osalta valssaamalla levyksi, joka sitten leikataan. Valmiiksi muotoiltu ruuti konditionoidaan tavallisesti kuumassa ilmavirrassa määrättyyn kosteuspitoisuuteen.

Tämän tyyppisellä valmistuksella on monia varjopuolia. Jaksottainen työtapa vaatii paljon työvoimaa. Turvallisuussyistä muokataan pieniä määriä kerrallaan useissa valssilaitoksissa, mikä aiheuttaa vaikeuksia myös yhdenmukaisen tuotteen saamisessa. Suurtuotannossa kertyy suuria määriä kuivaa ruutia, mistä aiheutuu palovaara. Tulipalot valssilaitoksissa ovat tavallisia, ja sitäkin tapahtuu, että ruuti syttyy sitä puristettaessa.

On sitäpaitsi hyvin vaikeata saada aikaan hyväksyttäviä työolosuhteita ruutia tavanomaisen teknologian mukaan valmistettaessa. Glyseriininitraatti on tosin melko huonosti haihtuvaa, mutta se haihtuu kuitenkin niin paljon, että ilman glyseriininitraattipitoisuuden sallitut hygieeniset raja-arvot ylitetään, ellei työtiloja tuuleteta äärimmäisen hyvin. Ruutia vanhan menetelmän mukaan valmistettaessa ei sitäpaitsi voida välttää sitä, että henkilökunta joutuu käsineen välittömään kosketukseen lämpimän ruudin kanssa, jolloin glyseriininitraattiatunkeutuu ihon läpi ellei käytetä työntekoa haittaavia suojakäsineitä.

61 864 1|

Keksinnön mukaisen tavan ensisijaisena tarkoituksena on ratkaista edellä mainitut probleemat syöttämällä Tuutimassa puristimeen vesisuspensiona tai veden kanssa sekoitettuna granulaat-tina. Ruutimassaa puristimessa kokoon puristettaessa erottuu ylimääräneste ruutimassasta vetenä ja/tai liuottimena. Keksinnön mukaan tämä ylimääräneste sekä ruudin mukana puristimeen syötetty vapaa vesi imetään jatkuvasti pois lähellä puristimen tulopäätä sijaitsevien sihdillä varustettujen poistoaukkojen kautta. Ainoastaan kun puristin varustetaan poistoaukoilla ylimääränesteen ja vapaan veden aktiiviseksi poisimemiseksi, voidaan Tuutimassa syöttää ruuvipuristimeen yhdessä suuremman vesimäärän kanssa kuin mitä ruutimassa kykenee absorboimaan ja silti saada puristimen kapasiteetti tyydyttäväksi.

Tämä uusi tapa sopii jatkuvaan toimintaan samalla kun turvallisuutta työpaikalla voidaan parantaa toisaalta sen kautta, että käsiteltävänä on tuotantokykyyn nähden pieniä ruutimääriä, toisaalta sen kautta, että kyseessä olevan prosessin kauko-ohjaus on yksinkertaisesti suoritettavissa. Turvallisuus paranee olennaisesti myös sen kautta, että kaikki ruuti ja Tuutimassa käsittelyn aikana on veden alla, mikä pienentää tulipalon vaaraa valmistus-tiloissa. Keksinnön mukainen tapa aiheuttaa myös sen, että työvoiman tarve pienenee, samalla kun valmistusprosessi tulee työvoimalle miellyttävämmäksi sen kautta, että välitön kosketus kuumaan ruutiin vältetään. Vihdoin tämä uusi tapa antaa myös mahdollisuuden puristaa monimutkaisempia ruutimuotoja.

Muun muassa ranskalaisesta patenttijulkaisusta nro 1 596 363 on ennestään tunnettua käyttää ruuvipuristimia ruudin tankopuris-tuksen yhteydessä, mutta siinä mainituissa ruuvipuristimissa käytettyjen menettelytapojen yhteydessä ei ole havaittu niitä suuria etuja, jotka saavutetaan syöttämällä Tuutimassa kyseessä oleviin ruuvipuristimiin vesisuspensiona tai granulaattina yhdessä veden kanssa.

Ruotsalaisessa patentissa 202 079 esitettyä tyyppiä oleva laite, joka muodostuu ruuvipuristimesta, jossa on ylivirtauskanavat ylimääränesteen laskemiseksi pois itsestään juoksevana, selvinnee vain vaivoin ruutimassoista, jotka sisältävät enintään niin paljon vettä kuin ruuti itse voi absorboida, ja jos veden ylimäärä on 61 864 5 suurempi, ovat puristimen poistoaukot täysin riittämättömiä.

Toinen tapa valmistaa tankomaista ruutia lähtöaineesta, jolla on hyvin suuri nestepitoisuus, on esitetty US-patentissa 3 223 756, jolloin lähdetään ruutimassan liuoksesta vesiliuokoisessa alkoholissa ja ruiskutetaan tätä liuosta vesihauteeseen, jossa se hyytelöityy ja liuotin poistetaan pesemällä.

Eräs toinen samantapainen menetelmä, jonka mukaan ruutimassa muovataan suulakepuristimessa hyytelömäisessä olotilassa, on esitetty suomalaisessa patentissa 46 371.

Ruutia, joka vaatii paljon mekaanista työstämistä saadakseen oikean hyytelöimisasteen, voidaan keksinnön erään sovellutusmuo-don mukaan ruuvipuristaa vähintään kahdessa eri ruuvipuristimessa välillä suoritettunne kuivauksineen. Ruuti katkaistaan tällöin paloiksi kun se on poistunut ensimmäisestä puristimesta ja kuivataan, minkä jälkeen se uudelleen sekoitetaan veden kanssa ja uutena vesisuspensiona tai rakeina vedessä syötetään toiseen puristimeen, jossa suoritetaan uusi vedenpoisto ja siihen liittyvä lopullinen muotoilu.

Eräs ehdotettu sovellutusmuoto, jolla on keksinnölle ominaiset tunnusmerkit, selitetään seuraavassa oheisen piirustuksen yhteydessä, jossa kuvio 1 pystykuvantona esittää keksinnön mukaisen tavan yhteydessä käytetyn kaluston periaatteellista rakennetta, kuvio 2 esittää pystykuvantona kuvion 1 mukaista kalustoa täydentävän osan periaatetta ja kuvio 3 on osittain leikattu pystyku-vanto, joka esittää sopivaa ruuvipuristinta yksityiskohtaisemmin.

Kuviossa 1 viitenumerolla 1 on merkitty ruuvipuristinta, joka toisesta päästään on kiinnitetty jalustaan 2, joka puolestaan on kiinnitetty alustaan 3. Tähän alustaan on kiinnitetty myös ruuvi-puristimen käyttöelimet 4. Jalustan 2 yläosa kannattaa syöttösäi-liötä 5, joka sisäpuolelta on varustettu lähemmin esittämättömällä alassyöttökierukalla, jota käyttävät säiliön 5 yläosan päällä olevat käyttölaitteet 6.

6 61864 Säiliö 5 on pohjastaan syöttöputkella 7 yhdistetty ainakin yhteen ruuvipuristimen syöttöaukkoon 5.

Säiliöstä 8, joka on vain osaksi piirretty näkyviin, ruutimassaa ruiskutetaan vesisuspensiona tai vedellä sekoitettuna granulaat-tina syöttösäiliöön 5 johtoa 9 myöten suulakkeen 10 kautta. Mainittu vesisuspensio tai granulaatin ja veden seos joutuu siis syötetyksi ruuvipuristimeen välittömästi putken 7 ja puristimen syöttöaukkojen kautta.

Puristimen hyvän käynnin kannalta on edullista, jos raesuuruus vesisuspensiossa on jonkin verran suurempi kuin tavanomaisessa ruutimassassa. Tämä saadaan aikaan lämmittämällä suspensiota yhdessä selluloosanitraatin jonkin liuottimen kanssa, joka vain rajoitetusti liukenee veteen, esim. metyylietyyliketonin tai etyyliasetaatin kanssa. Tällöin kuidut kokkaroituvat rakeiksi, joiden sopivasti annetaan kasvaa noin 1 mm kokoisiksi. Tähän tarpeellinen liuotinpitoisuus ja lämmitysaika riippuu ruudin koostumuksesta ja on kussakin tapauksessa kokeellisesti etsittävä. Valmistettavasta ruutityypistä riippuen ruutimassassa oleva liuotin haihdutetaan kokonaan tai osaksi pois ennenkuin vesi-suspensio johdetaan syöttösäiliöön 5· Vesisuspensiota ei tällöin tarvitse lingota, vaan se voidaan siirtää syöttösäiliöön välittömästi jäähdytyksen jälkeen ilman välilinkoamista. Siinä tapauksessa, että edellä mainittu liuotin kokonaan poistetaan, tämä voidaan rakeiden huokoisen rakenteen ansiosta suorittaa 2-H tunnissa päätyen alle 0,1 % liuotinpitoisuuteen. Tuote tulee täten samanarvoiseksi tavanomaiseen tapaan valmistettujen liuottimettomien ruutien kanssa.

Alassyöttönopeuden lisäämiseksi ruuvipuristimessa tämä on sopivasti varustettu lähemmin esittämättömällä imusuulakkeella 11, johon kuuluu sihti, pääosan vedestä pois johtamista varten. Imuvaikutus saadaan aikaan pumpulla 12, jonka kautta pois imetty vesi palautetaan syöttösäiliöön johtoa 13 myöten.

Ruuvipuristimen vapaa pää on varustettu poistosuulakkeella, josta käsitelty ruuti poistuu tankojen 14 muodossa. Kuvion 1 mukaan tangot kulkevat erityisen ohjauselimen 15 kautta leikkuu- 61864 7 koneeseen 16. Kuljetus poistosuulakkeesta leikkukoneeseen tapahtuu tässä sovellutusesimerkissä lämpötilaltaan sopivassa vedessä, lähemmin esittämättömissä kouruissa. Leikkuukoneen tulokohtaan on sovitettu vedenerotin 17» jonka erottama vesi palautetaan suppilon 18 kautta sopivaan prosessikierron kohtaan. Leikkuuko-neessa tangon muotoinen ruuti leikataan halutun pituisiksi pätkiksi, minkä jälkeen ruuti voidaan kuivattaa kuumailmavirrassa.

Joissakin tapauksissa, joissa ruudin huokosettomuudelle asetetaan suuret vaatimukset, esim. rakettiruudin tapauksessa, voidaan käyttää useampia kuin yhtä, esim. kahta puristinta. Tällöin voidaan käyttää kahta samanlaista peräkkäin kytkettyä edellisen mukaista ruuvipuristinta. Ensimmäiseen ruuvipuristimeen syötetetään tällöin samoin kuin edellä, mainittu ruutiliete, ja se kytketään kuvion 2 mukaan poistosuulakkeestaan välittömästi pyörivillä terillä varustettuun leikkuukoneeseen 19, joka leikkaa ensimmäisestä ruuvipu-ristimesta tulevan ruudin pieniksi paloiksi, jotka siirretään ruudin syöttösäiliöön 20, joissa näihin pieniin ruutipalasiin sekoitetaan vettä, jota voidaan saada esim. johtoa 21 myöten.

Säiliön 20 sisältö voidaan sitten siirtää prosessiketjussa ensimmäisen ruuvipuristimen jälkeen kytketyn toisen ruuvipuristimen syöttösäiliöön 5· Tämä siirto käy johtoa 22 myöten. Toisesta ruuvipuristimesta saatu tangonmuotoinen ruuti voidaan sitten syöttää leikkuukoneeseen 16.

Yleisesti sanottuna ruudin syöttämisestä vedessä saavutetaan etuja sen kautta, että esimerkiksi glyseriininitraattiruudin tapauksessa, joka on leikattava ja sitten otettava käsiin, se tulee jäähdytetyksi, sekä selluloosanitraattiruudin tapauksessa, joka on leikattava välittömästi suulakkeen kohdalla, se parantaa turvallisuutta .

Yksityiskohtaisempi kuva ruuvipuristimesta, joka sopii käytettäväksi edellä selitetyn tavan yhteydessä, näkyy kuviossa 3· Ruuvi-puristimeen kuuluu ruuvi 23, joka on asennettu pyöriväksi sylin-tteriholkkiin 24, johon se toisesta päästään on laakeroitu pallo-laakereilla 25 ja toisesta päästään sijaitsee ruuvipuristimen poistosuulakkeen 26 vieressä.

8 61864

Ruuvia ja sen hoikkia voidaan pitää sopivassa lämpötilassa kiertoveden avulla. Tähän tarkoitetut jäähdytyskanavat ja niiden tulojohdot 27 ja poistojohdot 28 on myös esitetty kuviossa 3·

Painetta ja lämpötilaa mitataan useissa kohdissa pitkin ruuvipuris-tinta paine- ja lämpömittareilla, jotka mittarit voidaan kytkeä prosessin valvontajärjestelmään. Mittareita on merkitty numerolla 29 kuviossa 3·

Ruuvipuristin on varustettu kehälle sijoitetuilla suulakkeilla ja siinä on keskellä erityinen poistokohta toislaatuista, vesipitoi-sempaa ruutia varten. Kyseessä oleva vesi on kertynyt ruuville ja poistunut sen kärjestä keskellä ruutivirtaa olevana norosena. Tois-laatuinen ruuti tehdään uudelleen granulaatiksi ja palautetaan prosessiin taaemmaksi.

Asianomaiset komponentit, joita edellä ei ole lähemmin selitetty, saavat olla sinänsä tunnetunlaisia.

Keksintö ei ole rajoitettu edellä olevassa esimerkkinä esitettyyn sovellutusmuotoon, vaan siihen voidaan tehdä modifikaatioita oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (2)

9

1. Sätt att framställa färdigformat krut med läg vattenhalt oeh en sammansatt yttre utformning, exempelvis i form av en sträng, av en vattenhaltig krutmassa genom komprimering av krutmassan i en skruvpress under samtidig avledning fran skruvpressen av det vätske-överskott, bestaende av vatten och/eller lösningsmedel, som under krutmassans komprimering kontinuerligt frigöres ur densamma, k ä n -netecknat av att krutmassan tillföres skruvpressen i form av en vattensuspension, alternativt ett granulat uppblandat med vatten och att därvid tillfört fritt vatten jämte ur krutet vid dess komprimering utdriven vätska kontinuerligt avsuges genom silförsedda ut-lopp i närheten av pressens inloppsände.

1. Tapa valmistaa valmiiksi muotoiltua ruutia, jolla on pieni vesipitoisuus ja yhtenäinen ulkomuoto, esimerkiksi tankomuoto, vesipitoisesta ruutimassasta puristamalla ruutimassaa kokoon ruuvi-puristimessa ja poistamalla samalla ruuvipuristimesta se veden ja/ tai liuottimen muodostama nesteylimäärä, joka ruutimassaa kokoon puristettaessa jatkuvasti erottuu siitä, tunnettu siitä, että Tuutimassa syötetään puristimeen vesisuspensiona tai veden kanssa sekoitettuna granulaattina ja että tällöin syötetty vapaa vesi sekä ruudista sitä kokoon puristettaessa erottunut neste jatkuvasti imetään pois lähellä puristimen tulopäätä sijaitsevien sihdillä varustettujen poistoaukkojen kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, jolloin Tuutimassa ruuvi-puristetaan vähintään kahdessa eri ruuvipuristimessa välillä kuivaten, tunnettu siitä, että kun ruuti on kulkenut ensimmäisen puristimen läpi ja mahdollisesti on katkottu pienemmiksi palasiksi, se kuivataan ja välittömästi sen jälkeen siihen sekoitetaan vettä ja uutena vesisuspensiona tai veden kanssa sekoitettuina rakeina se syötetään toiseen puristimeen, jossa suoritetaan uusi vedenpoisto ja siihen liittyvä valmiiksi muotoilu.

2. Sätt enligt patentkravet 1, varvid krutmassan skruvpressas i minst tvä olika skruvpressar med en mellanliggande torkning, kännetecknat av att krutet sedan det passerat genom den första press en oeh eventuellt kapats upp i mindre bitar, torkas för att omedelbart därefter uppblandas med vatten och i form av en ny vattensuspension eller som granuler uppblandade med vatten tillföras den andra pressen, där det utsättes för en förnyad avvattning och där-med sammanhängande färdigformning.