DE2814217A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen eines explosivstoffs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen eines explosivstoffs

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DE2814217A1
DE2814217A1 DE19782814217 DE2814217A DE2814217A1 DE 2814217 A1 DE2814217 A1 DE 2814217A1 DE 19782814217 DE19782814217 DE 19782814217 DE 2814217 A DE2814217 A DE 2814217A DE 2814217 A1 DE2814217 A1 DE 2814217A1
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mixing
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saline solution
liquid
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Bent Aanonsen
Paul-Johny Odberg
Eirik Samuelsen
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Dyno Industrier AS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3121—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/311—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows for mixing more than two components; Devices specially adapted for generating foam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
    • C06B21/0008—Compounding the ingredient

Description

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Explosivstoffs
pie Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen j Herstellen eines Explosivstoffs durch Vermischen von zumindest zwei Flüssigkeits-Stromkomponenten, von denen, eine eine verdickte wäßrige Lösung von einem oder
j mehreren Sauerstoff abgebenden Salzen und die andere eine in der Salzlösung • unlösliche,, brennbare Flüssigkeit ist, wobei ein Mischrotor benutzt wird, der -; in der Salzlösung Scherkräfte und Turbulenzen erzeugt, die ausreichen, um das Ausbilden einer Emulsion der unlöslichen Komponente in der Salzlösung zu begründen. Hierbei handelt es sich um die Produktion eines breiartigen Explosiv» bzw. Sprengstoffs, der eine emulgierte, flüssige Komponente enthält.
j Die Hauptbestandteile des Explosivstoffs sind eine wäßrige Lösung von zur Abgabe von Sauerstoff befähigten Salzen (Salzlösung) und einer brennbaren j Flüssigkeit , die in der Salzlösung nicht lösbar ist.
; Bei der Herstellung einer als Brei bekannten Explosiv- bzw. Sprengstoffart ist j es üblich, verschiedene Salze, die Sauerstoff abgeben können, in Verbindung mit : verschiedenen Brennmaterialien zu benutzen. Die Salze, normalerweise Ammonium- : nitrat und andere Nitrate r liegen gänzlich oder teilweise als eine verdickte, wäßrige, normalerweise pumpfähige Lösung vor, und die brennbaren Stoffe können fest oder flüssig und in Wasser löslich oder unlöslich sein.
Es hat sich nunmehr durchgesetzt, diese breiartigen Explosivstoffe an Ort und ■ Stelle herzustellen, indem die Salzlösung ständig mit dem brennbaren Material gemischt und dann der so gebildete Explosiv- bzw. Sprengstoff in die Bohrlöcher gepumpt wird. Wenn das Brennmaterial ein Partikelstoff ist, muß der Mischvorgang in einem Mischer erfolgen, in dem das Material mechanisch bewegt wird. Wenn die Brennmaterialien pumpfähig sind, entweder als homogene Flüssigkeiten oder als Flüssigkeiten mit darin dispergiertem Partikelstoff, kann der Mischer eine als statischer Mischer bekannte Vorrichtung sein.
Bei Verwendung eines statischen Mischers gibt es grundsätzlich zwei wesentliche : Vorteile. Der erste besteht darin, daß der gemischte Explosivstoff keinerlei mechanischem Mischvorgang unterworfen wird, der bei verschiedenen Arten von anomalen Arbeitsbedingungen zu einer unerwünschten, unkontrollierten und nßg- ; licherweise gefährlichen Erwärmung des Explosivstoffs führen kann. Der zweite
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Vorteil besteht darin, daß die Produktionsausrüstung als ein vollständig geschlossenes System von den Komponentenpumpen zu dem Schlauch aufgebaut sein kann, der in das Bohrloch zum Beladen desselben abgesenkt wird. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit einer Pumpe für den gemischten Explosivstoff vermieden, und die Gefahr einer unkontrollierten Erwärmung sowie die Risiken, die sich aus der Anwesenheit eines Fremdkörpers ergeben, werden eliminiert.
Die Verwendung von Flüssigkeiten, die in der Salzlösung unlöslich sind, fällt in eine, spezielle Kategorie. Brennmaterial Öl ist die aktuellste dieser Flüssigkeiten. Obwohl diese Materialien in einem geschlossenen System leichter als Partikelstoff zugemessen bzw. dosiert werden können, ist es normalerweise unmöglich, eine passende Dispersion der Flüssigkeit in der Salzlösung in einem statischen Mischer zu erzielen.
Die Strömungsbedingungen der Flüssigkeit in einem statischen Mischer sind normalerweise laminar, und dieses ist dsr Ausbildung einer Emulsion , insbesondere in Salzlösungen mit einer relativ großen Viskosität , nicht förderlich. Eine ausgedehnte Beharrungszeit in dem Mischer und das Erzeugen eines großen Druckabfalls am Mischer sind bekannte Maßnahmen, um das Ausbilden einer Emulsion einer Flüssigkeit in einer anderen zu verbessern, doch diese Techniken nüssen bei der Erzeugung von Explosiv- bzw. Sprengstoffen der hier erörterten Art als unerwünscht oder ungeeignet angesehen werden.
Bis heute war es erforderlich, mechanisch angetriebene Mischmittel zu benutzen, auch wenn flüssige, brennbare Materialien verwendet werden. Dies führte dazu, daß die Nachteile, die oben im Zusammenhang mit einem Mischen von Partikelstoff enthaltenden Explosivstoffen erörtert wurden, auch für das Mischen von Explosivstoffen mit flüssigen Brennmaterialien zutreffen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Verfahrens der im Oberbegriff genannten Art sowie einer entsprechenden Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich das Verfahren der im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß dadurch aus, daß der Mischrotor allein durch die Energie angetrieben wird, die ihm durch die strömende Salzlösung erteilt wird.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird somit die kinetische und/oder Druckenergie, die in der Salzlösung vorhanden ist, ausgenutzt , um den Mischrotor
: anzutreiben, der seinerseits dazu benutzt wird, um eine Emulsion des unlösli-, chen, flüssigen Brennmaterials in der Salzlösung zu bilden.
■ Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens kann sich \ ein derartiger Mischrotor in einem Gehäuse frei drehen. Der Mischrotor ist mit Schaufeln bzw. Flügeln ausgerüstet, die von dem Strom der Salzlösung beaufschlagt werden, so daß sich der Rotor dreht. Der Mischrotor und das Gehäuse sind so geformt, daß ausreichende Scherkräfte und Turbulenzen in den Zonen erzeugt werden, wo die unlösliche Brennmaterialkomponente mit der Salzlösung
■ zusammengebracht wird. Durch diese Scherkräfte und Turbulenzen wird eine Emul-. sion gebildet. Auf diese Weise werden die gemischten, detonierbaren Explosivbzw. Sprengstoffe schnell und wirksam ohne irgendeine überflüssige Verharrungszeit in dem Mischer produziert, und außerdem in einem geschlossenen System, an dem ein Füllschlauch befestigt sein kann. Die fortgesetzte Rotation des Rotors hängt von dem Vorhandensein einerseits eines Salzlösungsstroms und andererseits auch von einem offenen Ablaßauslaß für den gemischten Explosivstoff ab. Wenn eine oder beide Bedingungen entfallen, wird die Drehung des Rotors wie auch das weitere Erzeugen von explosionsfähigera Sprengstoff beendet. Dieses stellt einen erheblichen Sicherheitsfaktor dar.
Unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen werden zwei Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Hieraus ergibt sich, daß die Erfindung mehr oder weniger relevante Einzelheiten bzw. Details in speziell bevorzugten Ausführurgs» formen enthalten kann, wenn sich dieses als wünschenswert oder vorteilhaft herausstellen sollte.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine dieser Ausführungsformen beschränkt, und sie kann grundsätzlich auch dann verwirklicht werden, wenn die Aufbaudetails beträchtlich von den dargestellten Einzelheiten abweichen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Querschnittsansicht eine Ausführungsform nach der vorliegenden
Erfindung,
Fig. 2a und 2b in Seiten- und Frontansichten einen Mischrotor der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform,
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Fig. 3 in einer Querschnittsansicht eine zweite vusführungsform nach der vorliegenden Erfindung und
Fig. 4a und 4b entsprechende Seiten- und Frontan: ichten des Mischrotors der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform.
In ihrer allgemeinen Form weist die Vorrichtung gemäß Fig. 1 einen Mischrotor, der ähnlich wie ein Turbinenschaufelrad geformt ist, und ein geeignet ausgebildetes Gehäuse 2 auf, in dem der Rotor durch den Strom einer Salzlösung in Drehung versetzt werden kann. Ferner ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß das unlösliche Brennmaterial mit der Salzlösung in einer oder mehreren Zonen zusammengebracht werden kann, wo die Scherkräfte und die Turbulenz in der Salzlösung ausreichen, um das unlösliche, flüssige Brennmaterial in der Salzlösung zu emulgieren. Die Konfiguration der Vorrichtung ist jedoch in keiner Weise auf diejenige beschränkt, die in Fig. 1 dargestellt ist. So kann das unlösliche, flüssige Brennmaterial in gleicher Weise durch Kanäle in dem Gehäuse 2, das den Rotor umgibt, oder durch einen zentralen Stator 3 eingeführt werden, der zum Abstützen bzw. Halten des Rotors erforderlich ist.
Eine mögliche Ausführungsform des Mischrotors ist eine Form, die im wesentlich®, derjenigen eines Radialturbinen-Schaufelrades entspricht, dessen größter Durchmesser beträchtlich größer als der Durchmesser des Einlasses ist, durch den die Salzlösung zur Vorderseite des Rotors strömt. Eine Vergrößerung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit wird durch entsprechende Formgebung der Schaufeln oder Flügel des Rotors und des Gehäuses erreicht, und zwar derart, daß der Querschnitt der zur Verfugung stehenden Strömungsfläche am Rotorauslaß beträchtlich kleiner als die Strömungsfläche am Rotoreingang ist. Dies ist zweckmäßig einerseits für die Funktion des Rotors als ein Turbinenschaufelrad und andererseits für die Bildung der Emulsion, was bei der vorliegenden Erfindung auftritt. Ein solcher Aufbau ist in Fig. 1 dargestellt, und der entsprechende Rotor ergibt sich aus den Fig. 2a und 2b.
Eine zweite Ausführungsform bezüglich des die Schaufeln tragenden Rotorteils ist in Fig. 3 und den Fig. 4a sowie 4b dargestellt. Die Formgebung bei dieser Ausführungsform entspricht derjenigen eines Axialturbinen-Schaufelrades. Diese Ausführungsform ist bevorzugt, wenn die Salzlösung verdickt ist, so daß sie eine relativ große Viskosität hat.
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Bei solchen Salzlösungen mit großer Viskosität hat es sich als zweckmäßig erwiesen , die Querschnittsfläche, c arch die die Salzlösung beim Strömen über den Rotor gelangt , zu reduzieren, so caß die Geschwindigkeit der Lösung beträchtlich ansteigt» Vorzugsweise wird o-sr Querschnitt zumindest um 80 % längs des Rotors reduziert ,was zu einer Geschwindigkeitszunahme der Lösung bis zum Fünffachen der Geschwindigkeit- am Eingang des Rotors führt.
Es ist auch bevorzugt, den Rotor hydrostatisch abzustützen bzw. zu halten, d.h. den Schub an der Rotoreinlaßseite durch einen hydraulischen Druck an der anderen Seite auszugleichen. Dies wird dadurch erzielt, daß der Rotor in Lagern in oder an einem Stator 3, der in dem Gehäuse 2 zentral angeordnet ist, drehbar gelagert wird und daß in dem Gehäuse Zufuhrkanäle 4 für das unlösliche, flüssige Brennmaterial in einer solchen Weise angeordnet werden, daß diese Komponente über alle Rotoroberflächen strömt, die nicht von der Salzlösung umgeben sind. Auf. diese Weise wird sichergestellt, daß der Rotor mit einem sehr kleinen Reibungswiderstand läuft und daß die Vorrichtung so lange wirkungsvoll arbeitet, wie die Dosiervorrichtung (metering device) für das unlösliche, flüssige Brennmaterial arbeitet. In den in den Figuren dargestellten Beispielen wird ein weiterer Vorteil erzielt, da der durch den Strom der Salzlösung über den Rotor erzeugte Druckabfall durch das unlösliche flüssige Brennmaterial hauptsächlich aufgenommen wird, wenn dieses zwischen dem Stator und dem Rotor ausfließt. Da die Schicht der unlöslichen Brennflüssigkeit sehr dünn ist, ergibt sich eine sehr große Geschwindigkeit , und es ist leichter, die erwünschte Emulsion zu erhalten.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Ausführungsform sichert die Bildung einer guten und vollständigen Emulsion des unlöslichen , flüssigen Brennmaterials bzw. der Brennflüssigkeit, die benutzt wird, um einen hydraulischen Ausgleich des Rotorschubes auf seine Lager zu erreichen. Bei dieser Ausführungsform wird ein Teil der Salzlösung axial durch einen runden Durchgang 16 geleitet, der relativ zum Stator 3' festgelegt und koaxial zum Rotor 1' angebracht ist. Der Durchgang 16 führt zu einer Kammer in dem Stator. Der durch diesen Durchgang strömende Teil der Salzlösung wird ferner durch eine Vielzahl von Kanälen 18 in Vorwärtsrichtung durch den Stator zu einer ringförmigen Mündungsöffnung 19 geleitet, die für ein Ablassen in die
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Mischzone der Flüssigkeiten nahe der Oberfläche sorgt, über die die unlösliche Brennflüssigkeit strömt. Auf diese Weise wird das unlösliche, flüssige Brennmaterial gegen den Teil des Mischrotors gedrückt, der Turbulenzen erzeugt. Hierdurch wird das Entstehen einer solchen Situation verhindert, bei der das unlösliche, flüssige Brennmaterial aus der Mischzone an der Statoroberfläche anhaftend längs derselben strömt, ohne daß ein Mischvorgang auftritt.
In vorteilhafter Weise kann gemäß der Darstellung in Fig. 3 ein Strömungsteiler 14 in Form eines Kegelstumpfes an der Vorderseite (d.h. stromaufwärts) des Rotors 1 angeordnet sein, wenn es sich bei dem Rotor um einen Axialturbinen-Schaufelradtyp handelt, und insbesondere bei der Ausführungsform, bei der in der oben beschriebenen Weise ein Teil der Salzlösung durch einen Durchgang zu der stromabwärts gelegenen Seite des Rotors geleitet wird. Der größere Durchmesser des Strömungsteilers sollte etwa gleich dem kleinsten Durchmesser des Rotors sein. Auf diese Weise wird ein günstiges Eintreten bzw. Auftreffen der Salzlösung auf den Rotor erzielt. Auch ergeben sich die bestmöglichen Druckbedingungen, um einen Teil der Salzlösung durch die zu der.ringförmigen Mündungsöffnung 19 führenden Durchgängen bzw. Kanälen 16, 18 zu drücken.
Für höchst viskose Salzlösungen ist es auch vorteilhaft, dafür zu sorgen, daß der Salzlosungsstrom über eine Anzahl von stationären Führungsschaufeln bzw. Leitflügeln 15 fließt, die gemäß Fig. 3 zwischen dem Strömungsteiler 14 und der Innenwandung des Gehäuses 2 angeordnet sind. Auf diese Weise wird die Drehzahl des Rotors etwas gesteigert, und dementsprechend ergeben sich in der Mischzone günstigere Bedingungen bezüglich eines Ausbildens einer Emulsion.
Andere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung enthalten andere Einzelheiten zum Vereinfachen und Intensivieren des Verfahrens zum Bilden der Emulsion. So wird bei einer Ausführungsform der Rotor an dem Umfangsflächenteil, wo sich die beiden Flüssigkeitsströme treffen, mit einer Vielzahl von Schlitzen oder Stiften versehen. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt, gemäß derer der Rotor mit einem stromabwärts gelegenen Kopf bzw. Kranz 5 von Schlitzen versehen ist, die unter einem Winkel zur Drehachse verlaufen.
Für die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform, bei der ein Teil der Salzlösung durch den Stator 3 zu der ringförmigen Mündungsöffnung 19 geleitet wird, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, einen stromabwärts gelegenen Teil des Mischrotors rand- bzw. rockartig auszubilden und mit einer
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großen Anzahl von abwechselnd inneren und äußeren Nuten 5' zu verseilen, die im wesentlichen parallel zur Achse des Rotors verlaufen. Eine entsprechende Anzahl von öffnungen 5" ist in dem Rand ausgebildet, um eine Strömungsverbindung der Flüssigkeitsströme an der Innenseite und der Außenseite des Randes zuzulassen. Wenn dieser Rand in dem Raum zwischen dem Gehäuse 2 und dem Stator 3 gedreht wird, wobei innerhalb und außerhalb des Randes Flüssigkeit zugeführt wird, erzeugen die Nuten ein höchst turbulentes Strömungsmuster in dem Flüssigkeitsstrom. Die Öffnungen 5" ermöglichen es, daß das unlösliche, flüssige Brennmaterial mit dem über die Turbinenschaufeln gelangenden Hauptstrom der Salzlösung und auch mit dem durch die ringförmige Öffnung 19 gelangenden kleineren Teil in Kontakt kommt.
Die Turbulenz in dieser Zone kann dadurch weiter vergrößert werden, daß die Innenwand des Gehäuses und die Außenseite des Stators mit Nuten (nicht dargestellt) versehen werden.
Ferner besteht ein vorteilhaftes Merkmal darin, den Flüssigkeitsstrom nach dem Passieren der Zone, in der die Emulsion gebildet werden soll, über eine relativ große Anzahl von Rippen oder Unterteilungswandungen 6 zu leiten. Diese dienen einerseits zum Abstützen des Stators 3 in dem Gehäuse 2 und andererseits zum Vergrößern der Scherkräfte und Turbulenz auf einen Pegel·, der größer als derjenige ist, welcher vorliegen würde, wenn die Mündung für die Flüssigkeiten unbegrenzter bzw. offener wäre.
Es gehört auch zur vorliegenden Erfindung, in die Vorrichtung Aufbaudetails einzuarbeiten, mittels derer die Vorrichtung insbesondere zum Herstellen von Explosiv- bzw. Sprengstoffen anwendbar wird, die zusätzlich zu einer Salzlösung und einem unlöslichen,flüssigen Brennmaterial bestimmte Komponenten enthalten.
In bekannter Weise ist es häufig erwünscht oder wesentlich, zum Spreng- bzw. Explosivstoff kleinere Mengen einer Lösung C hinzuzufügen, die ein Vernetzungsmittel für das Verdickungsmittel in der Salzlösung enthält. Dies wird durchgeführt, um die Wasserbeständigkeit des Explosivstoffs zu verbessern. In denselben oder anderen Fällen ist es auch erwünscht oder wesentlich, kleinere Mengen einer Lösung D hinzuzusetzen, die ein Begasungsmittel enthält. Dieses läßt in dem Explosivstoff den notwendigen Empfindlichkeitsgrad entstehen. Normalerweise müssen diese Mittel sofort zugesetzt werden, bevor der Explosivstoff in das Loch gepumpt wird.
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Es ist deshalb bevorzugt, die Vorrichtung so aufzubauen, daß sie die Funktionen eines Einmischens einer oder beider Lösungen der Mittel zu dem Hauptstrom des Explosivstoffs durchführen kann, und zwar zusätzlich zu dem von den oben beschriebenen Ausführungsformen erreichten Hauptzweck.
Es ist besonders zweckmäßig , in dem Gehäuse ein oder zwei Zufuhrkanäle 7, 8 auszubilden, die sich durch mehrere kleinere Öffnungen bzw. Mündungen 9, 10 in oder etwa in die Zone öffnen, wo die Scherkräfte und die Turbulenz am größten sind. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein beträchtliche1 Teil des Zufuhrkanals dadurch gebildet, daß das Gehäuse in einer zu seiner Achse rechtwinkligen Ebene in zwei Teile unterteilt wird, und zwar an dem Punkt, wo der Rotor seinen größten Durchmesser hat. Es werden ringförmige Nuten in einer oder beiden der so hergestellten ebenen Oberflächen ausgebildet. Eine Vielzahl von kleineren Mündungen, die sich in die turbulenten Zonen öffnen , wird zweckmäßigerweise dadurch gebildet, daß kleine Schlitze in der genannten Oberfläche hergestellt werden. Wenn zwei Versorgungskanäle erforderlich sind, wird eine ringförmige, ebene Unterteilungsplatte 11 zwischen den zwei Teilen des Gehäuses 2 angebracht. Mit einer solchen Ausführungsform der Erfindung wird ein besonders einfaches, schnelles und wirksames Mischen der entsprechenden Mittel in dem Explosivstoff erreicht.
Für spezielle Fälle wird es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht, bei der Herstellung von Explosivstoffen andere Komponenten als das unlösliche, flüssige Brennmaterial einzumischen, für das die Erfindung hauptsächlich bestimmt ist. Wenn diese anderen Komponenten in der Salzlösung lösliche Flüssigkeiten sind, können sie mit der Salzlösung an irgendeinem Punkt stromaufwärts vom Rotor der Vorrichtung zusammengebracht werden .Wenn jedoch das Brennmaterial aus einem Partikelstoff besteht, beispielsweise aus Aluminiumpulver oder einem anderen brennbaren Pulver, wurde für diesen Fall festgestellt, daß es nicht nur möglich , sondern auch zweckmäßig ist, diesen Stoff in Form einer relativ höchst viskosen Dispersion oder Paste zuzusetzen. Als Dispersionsmedium kann eine verdi-ckte Nitratlösung benutzt werden, und die Dispersion oder Paste muß dergestalt sein, daß sie unter Zuhilfenahme von Dosiervorrichtungen, wie Schnecken, Pumpen usw., zu einem Fließen in einem gleichförmigen Strom veranlaßt werden kann. Solche Dispersionen oder Pastenbzw. Breisubstanzen E großer Viskosität können in geeigneter Weise gemäß Fig.1 durch einen zentralen Einlaß. 13 axial zu dem Mischrotor geleitet werden, während die Salzlösung dann durch einen ringförmigen Einlaß 12 geleitet wird,
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für den Fall, bei dem der Rotor keinen axialen Durchgang hat.
Wenn der Rotor einen axialen Durchgang hat, wie den in Fig. 3 dar-gestellten Durchgang 16 ,,ist es bevorzugt, die Dispersion zuerst durch eine ringförmige Mündung 20 eintreten zu lessen, von wo die Dispersion durch eine ringförmige öffnung oder durch mehrere kleinere Öffnungen 21 gleichmäßig über die äußere Oberfläche der Lösung verteilt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die dispergierten Partikel nicht in den axialen Durchgang 16 im Rotor getragen werden, was zu einem Abblocken bzw. Verstopfen der Kammer 17 oder der Kanäle 18 in dem Stator führen könnte.
Die Darstellung der Erfindung in der obigen Beschreibung und den Zeichnungen ist allgemein und bezieht sich auf einige bevorzugte Ausführungsformen für spezielle Zwecke. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in den'Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können der Mischrotor 3, das Gehäuse 2 und das benutzte Verfahren zum Abstützen der Lager für den Rotor in vielfältiger Weise verändert werden. Die Kanäle bzw. Durchgänge oder Mündungen für die in dem Explosivstoff enthaltenen Komponenten , die nicht der Salzlösung und dem unlöslichen , flüssigen Brennmaterial entsprechen, können auch in anderer Weise geführt und geformt sein, als es in den Zeichnungen dargestellt ist. Auch können alle oder einige dieser Teile fortgelassen werden, wenn dieses erwünscht ist.
Während die Erfindung hauptsächlich für die Herstellung von Explosiv- bzw. Sprengstoff in einem geschlossenen System bestimmt ist, an dem ein Füllschlauch (loading hose) befestigt sein kann, ist es keine Vorbedingung, daß die Erfindung nur an dem Benutzungsort des Explosivstoffs und dort angewendet wird, wo der Sprengstoff direkt in das Bohrloch eingeleitet wird. Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise auch dort benutzt werden, wo der Sprengstoff in Kartuschen oder in Form anderer tragbarer Einheiten hergestellt wird.
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Claims (14)

  1. S/K FRANKFURT (MAIN), 31. März 1978
    Tollbugaten 22, Oslo 1, Norwegen
    Patentansprüche:
    Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Explosivstoffs durch Vermischen von zumindest zwei Flüssigkeitsstromkomponenten, von denen eine eine verdickte wäßrige Lösung von einem oder mehreren Sauerstoff abgebenden Salzen und die andere eine in der Salzlösung unlösliche, brennbare Flüssigkeit ist, wobei ein Mischrotor benutzt wird, der in der Salzlösung Scherkräfte und Turbulenzen erzeugt, die ausreichen, um das Ausbilden einer Emulsion der unlöslichen Komponente in der Salzlösung zu begründen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischrotor allein durch die Energie angetrieben wird, die ihm durch die strömende Salzlösung erteilt wird.
  2. 2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 zum kontinuierlichen Herstellen eines Explosivstoffs durch Vermischen von zumindest zwei Flüssigkeitsstromkomponenten, von denen eine eine verdickte wäßrige Lösung von einem oder mehreren Sauerstoff abgebenden Salzen und die andere eine in der Salzlösung unlösliche, brennbare Flüssigkeit sind, wobei ein Mischrotor in einem Gehäuse angeordnet ist, welches Einlaßkanäle für die Komponenten und einen Auslaß für den fertigen Explosivstoff hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischrotor (1, 11) in dem Gehäuse (2) frei drehbar gehalten und mit einem Flügelabschnitt versehen ist, der in Bezug auf den (die) Salzlösungseinlaß (Salzlösungseinlässe) so angeordnet ist, daß im Betrieb der Vorrichtung der Rotor durch den Einfluß der vorbeiströmenden Lösung zum Drehen veranlaßt wird.
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  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Einlaß zumindest für die Salzlösung und der Auslaß für den fertigen Explosivstoff an entgegengesetzten Enden des Gehäuses koaxial angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischrotor (1, 1") koaxial in einem Stator (3, 3') gehalten ist, der zentral in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Oberfläche des Stators (3, 3') und die innere Oberfläche des Gehäuses (2) einen ringförrr-igen ersten Teil des Auslasses von dem Rotor bestimmen, und daß der Flügelabschnitt des Rotors direkt dem Salzlösungseinlaß gegenüberliegend angeordnet ist.
  4. H. Vorrichtung nach Anspruch 3( dadurch gekennzeichnet, daß der Mischrctcr die allgemeine Form eines Radialturbinen-Schaufelrades hat.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischrotor die allgemeine Form eines Axialturbinen-Schaufelrades hat.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,- daß in dem Stator (3, 3') Versorgungskanäle (4) für die unlösliche,flüssige BrennmaterialKomponente (B) in einer solchen Weise ausgebildet sind, daß diese Komponente über alle Rotoroberflächen strömt, die sich nicht mit der strömenden Salzlösung in Kontakt befinden , wodurch eine hydrostatische Abstützung für den Mischrotor gebildet wird.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch H oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der stromabvärts gelegene Teil des Mischrotors als ein Rock- bzw. Randgebilde mit einer Vielzahl von inneren und äußeren axialen Nuten (5') und einer entsprechenden Anzahl von Öffnungen (5") ausgebildet ist, um ein Mischen der Flüssigkeitsströme innerhalb und außerhalb des Randgebildes zu ermöglichen.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch k oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innenseitigen Wandungen des Gehäuses (2) für die äußere Oberfläche des Stators (3, 3') in der Zone , in der sich die Salzlösung und die andere Komponente während des Betriebes der Vorrichtung mischen, mit im wesentlichen axialen Muten und Rücken bzw. Erhebungen ausgebildet sind, die während der Bewegungen des Rotors und der Flüssigkeit dazu dienen, die Schervorgänge und Turbulenzen in dem Flüssigkeitsstrom zu vergrößern.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der.
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    Strömungsbereich unmittelbar stromabwärts von dem Rotor Rippen oder Unterteil ungswandungen (6) ausgebildet werden, die auch zum Vergrößern der Schervorgänge und Turbulenzen in dem Flüssigkeitsstrom sorgen.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse ein oder zwei Zufuhrkanäle (7,8) ausgebildet sind, die sich durch eine Vielzahl von kleineren Öffnungen bzw. Mündungen (9, 10) in oder etwa in die Zonen öffnen, wo die Schervorgänge und Turbulenzen am größten sind, und die in geeigneter Weise als Nuten in einer oder beiden Oberflächen ausgebildet sein können, welche durch ein rechtwinklig zur Gehäuseachse erfolgendes Teilen des Gehäuses erzeugt werden, und daß für den Fall, wo zwei Kanäle erforderlich sind, eine ringförmige, ebene Unterteilungswandung (11) zwischen den zwei Gehäuseteilen angeordnet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß für die Salzlösung als ein äußerer Ringkanal (12 , Fig.1) axial zu der Vorderseite des Mischrotors verläuft, während ein kleinerer axialer Einlaßkanal (13, Fig. 1) nahe der Vorderseite des Rotors endet.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflaehe für den über den Flügelabschnitt des Rotors gelangenden Flüssigkeitsstrom um zumindest 80 % abnimmt.
  13. 13- Vorrichtung r.s.dc Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen stationären Strömungsteiler (14) an der stromaufwärts gelegenen Seite des Rotors, wobei der größte Durchmesser des Strömungsteilers (14) etwa dem kleinsten Durchmesser des Rotors entspricht und der , wenn es erwünscht ist , mit passend geformten Führungsschaufeln bzw. Leitflügeln (15) am Gehäuse (2) befestigt sein kann.
  14. 14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und I3, gekennzeichnet durch die Ausbildung eines durch den Mischrotor führenden statischen Kanals (16) zurr. Verbinden des Salzlösungseinlasses mit einer stromabwärts vom Rotor in dem Stator gelegenen Kammer und durch Ausbilden einer Vielzahl von Kanälen (18), die von dieser Kammer zu einer in dem Stator ausgebildeten, ringförmigen Mündung (19) führen, welche sich in der Nähe des Teils der Oberfläche des Stators öffnet, über die die unlösliche Komponente in die turbulente Mischzone ausströmt.
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    15· Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine ringförmige Mündung (20, Fig. 3) > die über eine ringförmige öffnung oder eine Vielzahl von kleineren Öffnungen (21) an der stromaufiarts gelegenen Seite des Rotors dazu dienen kann, einen Flüssigkeitsstrom, der Partikelstoff enthält, in einer solchen Weise zuzuführen, daß ein Hineintragen bzw. Hineingelangen des Partikelstoffs in den durch den Rotor geführten axialen Kanal (16) vermieden wird.
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DE19782814217 1977-04-04 1978-04-03 Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen eines explosivstoffs Withdrawn DE2814217A1 (de)

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