SE501223C2 - Sätt och anordning för att framställa pyrotekniska satser genom valsning - Google Patents

Description

501 223 pyrotekniska satser innebär dessutom oftast kravet på malning eller finfördelning av en eller flera lättantändliga substanser.

Dessutom innehåller de pyrotekniska satserna som regel små mängder bindemedel. Detta sammantaget innebär att de pyrotekniska satserna av säkerhetsskäl som regel hittills endast kunnat tillverkas satsvis i begränsade mängder. Vanligtvis har därvid kollergångar eller motsvarande anordningar kommit till användning. I kollergången utsättes de tillförda kompo-nenterna för en omblandning och en samtidig malning och komprimering som om en filmbildande komponent finns närvarande ger upphov till en agglomeratuppbyggnad som ger nya partiklar innehållande de olika komponenterna i finfördelad form. Den filmbildande komponenten kan vara ett lösningsmedel såsom vatten, alkohol, klorerade kolväten eller motsvarande som ger en åtminstone lokal upplösning av någon av de ingående fasta komponenterna alternativt en av de fasta komponenterna som åtminstone punktvis smälter då de komprimeras med ett tillräckligt högt tryck och friktion som i så fall måste överskridas.

Föreliggande uppfinning har nu till uppgift att presentera en ny generell metod för framställning av pyrotekniska satser. Denna metod innebär användningen av en i och för sig känd anordning ett s k bland- och skjuvvalsverk (Misch- und Scherwalzwerk, ty) för detta ändamål. Denna typ av anordning kan användas för malning, blandning, homogenisering avdrivning av lösnings- medel och granulering av plastiska massor.

Genom att man vid bland- och skjuvvalsverket har en större kontroll över den kompression som behandlingsgodset utsättes för kan kompression ökas och därmed ökar även möjligheterna att ersätta större eller mindre delar av tidigare nödvändigt lösnings- eller bindemedel som filmbildande substans med en vid sin kompression smältbar fast substans. Eftersom ett lösnings- medels effekt därvid även successivt kan ersättas av en vid sin kompression smältbar fast substans samtidigt med att lös- ningsmedlet avdrives så kan denna anordning användas för 501 223 framställning av pyrotekniska satser med lägre lösnings- medelshalter än vad som tidigare varit möjligt att framställa under säkra och kontrollerade former.

Bland- och skjuvvalsverket består av minst två på ett reglerbart avstånd från varandra och parallellt med varandra anordnade fö- reträdesvis med olika hastigheter mot varandra roterbara mal- ningsvalsar som är försedda med spiralskurna skarpkantade spår som bildar en vinkel om 5-45° med respektive valsaxel och som är så vinklade relativt varandra att de då valsarna roterar ger intryck av att kontinuerligt röra sig mot valssystemets ena ände. I motsats till ett normalt valsverk är det nu det V-formade valsnypet som bildas mellan valsarnas motroterande överytor och ej den minsta valsspalten mellan valsarna som i första hand utnyttjas för bearbetning av dit tillfört material. Om en högviskös finpartiklig substans tillförs nämnda valsnyp i den ände mot vilken räffelspåren synbart rör sig så kommer substansen successivt att förskjutas i motsatt riktning mot räffelspårens synbara rörelseriktning. För att fungera på ovan antytt sätt krävs att valsarna är anordnade på ett i förhållande till den aktuella substansens viskositet anpassat avstånd från varandra. Om så är fallet bildas nämligen en film av substansen ifråga på den snab- bast roterande valsens ytterperiferi samtidigt som substansen alltså successivt förflyttas i ovan nämnd riktning.

Genom reglering av valsspalten och valsarnas hastigheter både i sig och relativt varandra kan den huvudsakliga bearbetningen av till valsnypet tillfört material ställas om mellan malning, bland- ning, transport, kompaktering och/eller avfuktning och torkning.

Anordningen är således mycket mångsidig men det finns idag endast begränsade erfarenheter om hur olika material skall be- arbetas på densamma.

Den nu aktuella anordningen finns närmare beskriven i 501 223 EP-A-0 148 966 (85 116 647.0) där man bland annat hävdar att anordningen är speciellt lämplig för transport, blandning och homogenisering av gummi och olika plastmaterial.

Användningen av den nu aktuella anordningen i explosivämnes- sammanhang är inte heller den helt ny eftersom man i DE-OS- 36 35 296 föreslår användningen av bland- och skjuvvalsverk för framställning av sk pol-krut. Därvid utnyttjar man dock an- ordningens egenskaper främst för gelatinering av krutet och av- drivning av det vatten som ingår i den vattenfuktade krutmassa som användes som utgångsmaterial.

Ytterligare en användning för bland- och skjuvvalsverket inom explosivämnesindustrien finns beskrivet i SE-A-4654 572 där det föreslås för blandning, bearbetning och homogenisering av bindemedelshaltiga gjutbara alternativt pressbara sprängämnen med hög viskositet och innefattande kristallina och/eller parti- kelformiga komponenter i form av sekundärsprängämnen och eller metallpulver. I denna patentskrift finns även beskrivet hur man granulerar den erhållna slutprodukten i höjd med valsver- kets utloppsända.

Den nu aktuella typen av anordning har alltså redan tidigare fö- reslagits för framställning av två mer eller mindre specifika ty- per av explosivämnen nämligen en mycket speciell kruttyp och en definierad grupp av sprängämnen med mycket hög visko- sitet. Den senare även innefattande militära sprängämnen av typ sprängdeg. Mot bakgrund av detta skulle den som endast har ytliga kunskaper om explosivämnestillverkning kunna tänkas anse att det borde ligga nära till hands för fackmannen att dra den slutsatsen att anordningen ifråga borde vara speciellt lämplig för varje typ av explosivämnestillverkning.

Så enkelt är det emellertid inte eftersom varje typ av explosiv- ämne och då kanske främst pyrosatserna idag tillverkas med sin speciella teknik utarbetad genom erfarenheter vunna under en J' 501 223 lång följd av år. I detta sammanhang kan man alltså aldrig ta nå- got för helt givet.

Nu har vi emellertid delvis till vår egen förvåning kunna konstatera att bland- och skjuvvalsverket faktiskt även är lämpligt för framställning av pyrotekniska satser i en kontinuer- lig process.

Vid framställning av pyrotekniska satser är det ett antal kriterier som är av speciell vikt och då kanske först säkerhetsaspekten.

Som tidigare antytts är de pyrotekniska satserna som regel be- tydligt mer lättantändliga än de flesta krut och sprängämnes-ty- perna. På bland- och skjuvvalsverket finns endast begränsade mängder tillgängliga i en och samma tidpunkt trots att processen som sådan kan drivas kontinuerligt. Detta tillsammans med att den bearbetade satsen ligger helt öppet innebär att endast be- gränsade bränder kan bli aktuella i den på valsverket befintliga mängden bearbetat material.

Pyrotekniska satser består vidare som regel av ett flertal olika komponenter som kan kräva olika lång och/eller intensiv bear- betning och detta kan vid valsverket lösas genom att dessa kom- ponenter tillförs vid olika punkter längs med valsnypet. En ytterligare fördel med bland- och skjuvvalsverket är att den bearbetade substansen successivt förskjutes längs valsnypet. Den därvid erhållna bearbetningen och kompressionen kan därför kompletteras med olika värmebehandlingar antingen åstadkommen genom att valsarna ges olika temperaturer eller genom att valsarna delas upp i olika temperaturzoner vilka i sin tur genom värmning eller kylning ges sin speciella temperatur.

Detta kan t ex utnyttjas för att genom kylning kvarhålla en önskbar förångbar substans alternativt genom upphettning avdriva en dylik icke önskbar substans.

Ett annat väsentligt drag vid framställningen av pyrotekniska 501 223 satser att de ingående komponenterna ofta måste kompakte- ras och granuleras i flera steg. Vid det hittills vanligaste sättet att framställa pyrotekniska satser nämligen med hjälp av en koller- gång har man i flertypsprocesserna varit tvungen att sikta av de allt för finpartíkliga delarna av utgångssubstanserna. Om man istället utnyttjar det nu aktuella valsverket för bearbetning av substansen ifråga så kan man genom en lämplig tillförsel av lös- ningsmedel och eller bindemedel tillse att huvuddelen eller före- trädesvis allt finmaterial binds i det på den snabbast roterande valsen bildade skiktet. Skulle så inte ske så kommer Överskotts- materialet att falla genom valsnypet där det kan tillvaratas och eventuellt återföras till valsnypet tillsammans med lösningsme- del, bindemedel eller dylikt vid valsens inmatningsända. Detta innebär att man vid framställningen av pyrotekniska satser bland- och skjuvvalsverket ofta måste räkna med att man kan vara tvungen att öka mängden filmbildande substans i form av bindemedel, lösningsmedel och/eller fast smältbar substans något jämfört med de mängder som normalt användes vid framställning av samma pyrotekniska satser i en kollergång. Så länge det rör sig om lösningsmedel är detta dock inget problem eftersom bland- och skjuvvalsverket även kan utnyttjas för avdrivning av lösningsmedel såväl genom urkramning eller urpressning som genom ren torkning.

Som exempel på i sammanhanget tänkbara bindemedel kan anges nedan uppräknade alternativ. De flesta tidigare kända som bindemedel i explosivämnessammanhang. I förekommande fall krävs även lösningsmedelstillsatser. De aktuella bindemedlen är: l. Akrylat, som lösningsmedelspolymer och dispersion. 2. Polyuretaner, två eller flerkomponent, eller dispersion. 3. Cellulosaderevat såsom lösningsmedelslösliga och vattenlösliga. 501 223 4. PVC, Polyvinylklorid som lösningsmedelslösliga eller som dispersioner. 5. Polyvinylacetat som lösningsmedelslösliga eller som dispersioner. 6. Polyisobutadiener som lösningsmedelslösliga med molvikten 200-2000. 7. Klorkautchuk som lösningsmedelslösligt bindemedel. 8. Olika typer av vaxer, nativa och icke nativa. 9. Energetiska bindemedel såsom glycidyl- azidpolymerer (GAP). 10. Polymeriserbara nitroaromater.

I sammanhanget lämpliga lösningsmedel är främst vatten och med de ingående komponenterna kompatibla alkoholer eller klorerade kolväten.

De pyrotekniska satserna innehåller som regel ett flertal olika partikelformiga komponenter av vilka flera kan vara mycket lättantändliga och detta sammantaget gör dessa material mycket besvärliga att bearbeta. Trots detta har de nu visat sig vara för- vånansvärt lätta att bearbeta på ett bland- och skjuvvalsverk.

Föreliggande uppfinning kan alltså rent generellt sägas inbegripa ett sätt att framställa pyrotekniska satser innefattande två eller flera företrädesvis fasta komponenter samt lösningsmedel såsom vatten alkohol eller dylikt och/eller ett bindemedel genom blandning, malning, komprimering och granulering av aktuella komponenter i ett eller flera steg på en i och för sig känd anord- ning av typen bland- och skjuvvalsverk.

Sättet enligt uppfinningen kan sålunda inbegripa tillförsel av aktuella komponenter till valsverket vid en eller flera punkter längs detsamma, malning och kompaktering av nämnda kompo- nenter i valsnypet mellan valsarna samt formning av ett skikt av därvid erhållen blandning som under kontinuerlig bearbetning 501 223 förskjutes längs valsen och vid dess' slutända brytes upp och gra- nuleras till önskad partikelstorlek om så behövs återföras till valsverket för en ny bearbetning, eventuellt under tillsats av ytterligare material.

I all korthet är sålunda föreliggande uppfinning detsamma som insikten om att det s k bland- och skjuvvalsverket är en utom- ordentlig anordning för framställning av pyrotekniska satser där valsverkets unika egenskaper verkligen kommer till sin rätt.

Avslutningsvis kan som exempel på pyrotekniska satser lämpliga att framställas i enlighet med föreliggande uppfinning nämnas produkter av den typ som beskrivs i den internationella patent- ansökan PCT/EP90/OO887 (WO 90/15788) och som utgörs av en finfördelad blandning av ascorbinsyra och ett nitratinnehållande oxidationsmedel såsom kaliumnitrat.

Claims (9)

501 223 PATENTKRAV

1. Sätt att framställa pyrotekniska satser genom malning, bearbetning, kompaktering och eventuell granulering av däri ingående komponenter vid närvaro av en eller flera filmbildande substanser som under bearbetningens gång ger upphov till nya partiklar innehållande de olika komponenterna i finfördelad form k ä n n e t e c k n a t därav att förfarandet genomföres på ett s k bland- och skjuvvalsverk av i och för sig känd typ.

2. Sättenligtkrav 1 kännetecknatdärav att som filmbildande substans utnyttjas minst en vid massans komprimering åtminstone punktvis smältbar i sig själv fast komponent.

3. Sättenligtkrav l kännetecknatdärav att som filmbildande substans tillföres ett bindemedel alternativt ett lösningsmedel som kan lösa åtminstone en av de i den färdiga pyrotekniska satsen ingående fasta komponenterna.

4. Sättenligtkrav3kännetecknatdärav attsom lösningsmedel tillföres ett eller flera lösningsmedel valda ur en grupp bestående av vatten, alkohol eller klorerade kolväteföreningar.

5. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-4 k ä n n e t e c k n a t därav att malningen, bearbetningen, kompakteringen och den eventuella granuleringen genomföres på och i valsnypet mellan valsarna i en bland- och skjuvvalsverk av i och för sig känd typ vars valsar dock dessutom är uppdelade i olika sektioner som kan ges olika temperaturer beroende av den önskade pyrotekniska satsens sammansättning och önskade egenskaper.

6. Sätt enligt krav 1 att minska den slutgiltiga mängden lösnings- alternativt bindemdel i en explosiv substans såsom företrädesvis en pyroteknisk sats k ä n n e t e c k n a t därav att nämnda substans slutbearbetas på ett bland- och skjuvvalsverk av i och för sig känd typ där tidigare nödvändigt lösnings- och bindemedels inverkan på substansens viskositet åtminstone delvis ersatts av en genom en kompression åstadkommen lokal smältning av en eller flera däri ingående fasta komponenter. /0 501 223

7. Anordning för framställning av explosiva substanser med hög viskositet och då i första hand pyrotekniska satser i enlighet med sättet enligt krav 6 i form av ett s k bland- och skjuvvalsverk av i och för sig känd allmän typ k ä n n e t e c k n a d därav att den innfattar flera temperaturzoner som separat tillförts kyl- respektive värmemedium för att ges en förutbestämd temperatur.

8. Anordning enligt krav 7 k ä n n e t e c k n a d därav att de två i bland- och skjuvvalsverket ingående valsarna utgör var sin temperaturzon.

9. Anordning enligt krav 8 k ä n n e t e c k n a d därav att de bägge i bland- och skjuvvalsverket ingående valsarna var för sig uppdelats i separata temperaturzoner som var och en tillförs värme- respektive kylmedium i enlighet med ett förutbestämt schema.