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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET.D'INVENTION "PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AUX CARTOUCHES DE SAUTAGE"
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux compositions de chauffage destinées à être uit- lisées dans des cartouches de sautage du type dans lequel une charge de matière comprimée (du bioxyde de carbone, par exem ple) susceptible de produire,lorsqu'elle est échauffée, une pression élevés, est enfermé hermétiquement à l'aide d'un dispositif obturateur étanche destiné à être crevé par la dite pression.
Jusqu'à présent, on utilisait, comme mélange de chauffage, un mélange à base d'un perchlorate du type à combustion rapide.
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Toutefois, il a été constaté qu'un mélange auto-combustible à combustion relativement lente, cornue celui utilisé parfois dans les feux d'artifice, et qui n'est pas susceptible de détonation, donne des résultats satisfaisants.
Partant de ce fàit, la présente invention consiste à prévoir, dans une cartouche de sautage du genre décrit ci dessus, la combinaison:d'un récipient résistant à la pression et pourvu d'un dispositif obturateur crevable ; moyens (une quantité de bioxyde de carbone comprimé, par'exemple) prévus à l'intérieur du dit récipient et destinés à produire des gaz sous une pression suffisante pour crever, après échauffement, le dit dispositif obturateur; et d'un mélange de chauffage consistant et un sel contenant de l'oxygène (du perchlorate de potasse, par exemple) et un combustible organique cris- tallin.
Des mélanges de sels contenant de l'oxygène et des com- bustibles organiques cristallins tels que du sucre, sont d'un . usage commun dans les feux d'artifice. Ils se caractérisent par une combustion lente et uniforme à la pression atmos- phérique.
L'acide salicylique, lequel est un acide organique, est un des combustibles qui ont été trouvés propres à être utili- ses suivant la présente invention. D'autres acides organiques cristallins stables, agissant comme combustibles, peuvent éga- lement être utilisés, comme par exemple l'acide benzoïque.
Toutefois, les acides organiques ou autres combustibles, ins- tables ou susceptibles de réagir avec les autres constituants du mélange, ou bien connus pour la rapidité de leur combustion ou détonation, ne se prêtent pas à l'usage visé par la présente invention. Ainsi, par exemple, l'acide picrique n'est pas ap- proprié à cet usage. De plus, le combustible ne doit pas être
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soluble dans du bioxyde de carbone liquide,- au cas où ce dernier serait employé dans le récipient destiné à être crevé,- et, de préférence, ne doit pas être hygroscopique.
Il a été constaté au cours des expériences relatives à la présente in- vention, qu'un mélange de perchlorate de potasse et d'acide picrique, bien qu'étant à combustion lente à l'air libre, brûle assez rapidement lorsqu'il est plongé dans du bioxyde de car- bone sous pression, et agit ainsi comme élément de chauffage efficace pour les charges de sautage du type en question.
Un autre genre de combustible pouvant être utilisé consis- te en un hydrate de carbone cristallin, tel que le sucre de canne. Dans certains cas, cn peut employer un mélange d'acide salicylique ou analogue et de sucre.
Dans des éléments de chauffage pour cartouches de sautage du genre décrit ci-dessus, il importe beaucoup d'obtenir une vitesse de combustion pouvant être déterminée d'avance, et un des avantages résultant de l'emploi, comme élément de chauffa- ge, d'un mélange d'un combustible organique cristallin et d'un sel contenant de l'oxygène, réside dans le fait que de tels mélanges peuvent être facilement préparés dans une machine à mélanger ordinaire et chargés dans des récipients en papier sous une pression déterminée d'avance. Chaque mélange cris- tallin est caractérisé par une densité naturelle à laquelle il peut s'entasser lorsqu'il est 'simplement chargé dans les ré- cipients et fortement tassé dans ceux-ci.
Par contre, lorsque le chargement se.fait sous pression et à l'aide d'une machine de remplissage, les cristaux peuvent être écrasés de manière à permettre d'obtenir une densité plus élevée. Ceci fournit un moyen facile pour déterminer exactement la vitesse de com- bustion, à savoir, en réglant le degré de compression de la charge. Jusqu'à présent, on utilisait dans certains cas des combustibles résineux comme mélange de chauffage. Toutefois,
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de tels combustibles, bien que fournissant parfois des charges à combustion relativement lente, ne permettent pas un contrôle aussi facile de la vitesse de la combustion ou du degré de mé- lange des divers ingrédients, que dans le cas des mélanges cristallins proposés par la présente invention.
Il a également été constaté que le mélange final établi suivant l'invention est insensible aux chocs et aux frottements:; par conséquent, il peut être fabriqué en assez grandes quan- tités avec un degré de sécurité élevé. Ceci constitue un avan- tage par rapport aux autres mélanges employés dans les dispo sitifs de sautage à bioxyde de carbone, dans lesquels l'alumi- nium sec constitue un des ingrédients, et qui sont sensibles aussi bien aux chocs qu'aux frottements.
La poudre fabriquée suivant l'invention représente une composition stable, peut être manipulée avec sécurité et, grâce aux propriétés non-hygroscopiques de ces ingrédients, n'est pas affectée par les variations climatériques et ne s'altère pas pendant l'emmagasinage.
Il a été constaté que l'addition d'une faible quantité d'une huile végétale non siccative, telle que l'huile de ricin,p.ex donne des résultats avantageux, en ce sens qu'elle améliore l'uniformité du mélange de chauffage et facilite le contrôle de la vitesse de combustion ou de déflagration de celui-ci.
Jusqu'à présent, l'emploi d'une telle substance a été décon- seillé sous prétexte que le bioxyde de carbone agissait sur l'huila de ricin. Toutefois, il a été constaté que le bioxyde de carbone restait neutre vis-à-vis de l'huile de ricin lors- que celle-ci était utilisée en combinaison avec la composition de chauffage du type perchlorate xxxxxxxx acide salicylique.
Il a été constaté que là où - en cas d'emploi de sucre - le mélange de chauffage brûle trop lentement ou est susceptible
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d'une combustion incomplète, il est avantageux d'ajouter à ce mélange une faible quantité d'un oxyde métallique (par exemple de l'oxyde de plomb). L'oxyde de plomb agit également dans une certaine mesure comme lubrifiant dans le mélange de chauffage.
Ci-après, quelques exemples spécifiques des modes de réalisation de l'invention.
EXEMPLE I.
EMI5.1
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Parties <SEP> de <SEP> poids <SEP> en <SEP> %
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<tb> Perchlorate <SEP> de <SEP> potasse <SEP> 58,7
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<tb> Sucre <SEP> de <SEP> canne <SEP> 38,3
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<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> plomb <SEP> (Pb3 <SEP> O4) <SEP> 3 <SEP> , <SEP> 0 <SEP>
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Ces ingrédients sont employés sous une forme cristalline finement pulvérisée et d'une grosseur de grain pouvant passer par un tamis ayant 80 mailles au pouce linéaire, et sont mé- langés dans une machine à mélanger ordinaire, telle qu'utili- sée pour la poudre de guerre ou analogue. Le mélange ainsi obtenu est ensuite chargé dans des récipients en papier au moyen d'une machine à remplir comportant une vis sans fin rotative tournant sur un arbre vertical.
Au fur et à mesure que le mélange cristallin, venant d'une trémie, est pressé par la vis de remplissage dans le récipient, ce dernier se trouve forcé vers le bas, la disposition étant telle qu'un contrepoids agissant sur la table assure au mélange un degré de compression déterminé d'avance. Cette méthode de chargement de poudre dans des récipients est bien connue dans l'industrie des explosifs. Le degré de compression appliqué sera de pré- férence tel que les récipients dont l'espace utile a un diamè- tre d'un demi-pouce et une longueur de 9 3/4 de pouce, puis- sent recevoir 41-45 grammes de mélange de chauffage.
Ceci cor-
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EMI6.1
<tb> respond <SEP> à <SEP> une <SEP> densité <SEP> globale <SEP> du <SEP> mélange <SEP> cristallin <SEP> d'environ
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<tb> 1,24 <SEP> à <SEP> 1,33. <SEP> Ce <SEP> mélange <SEP> peut <SEP> être <SEP> allumé <SEP> à <SEP> l'aide <SEP> d'une <SEP> amorce
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<tb> de <SEP> poudre <SEP> à <SEP> basse <SEP> tension <SEP> de <SEP> 0,3225 <SEP> grammes.
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Un <SEP> mélange <SEP> tel <SEP> que <SEP> spécifié <SEP> dans <SEP> le <SEP> présent <SEP> exemple,
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<tb> après <SEP> avoir <SEP> été <SEP> chargé <SEP> dans <SEP> des <SEP> récipients <SEP> ayant <SEP> un <SEP> diamètre
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<tb> intérieur <SEP> d'un <SEP> demi-pouce, <SEP> comme <SEP> décrit <SEP> ci-dessus <SEP> et <SEP> pouvant
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<tb> contenir <SEP> 45 <SEP> grammes <SEP> du <SEP> mélange, <SEP> peut <SEP> être <SEP> utilisé <SEP> dans <SEP> une
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<tb> cartouche <SEP> au <SEP> bioxyde <SEP> de <SEP> carbone <SEP> ayant <SEP> un <SEP> diamètre <SEP> extérieur <SEP> de
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<tb> 1 <SEP> 3/4-de <SEP> pouce <SEP> et <SEP> une <SEP> longueur <SEP> de <SEP> 36 <SEP> pouces.
<SEP> Une <SEP> telle <SEP> car-
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<tb> touche <SEP> contient <SEP> 1 <SEP> livre <SEP> anglaise <SEP> et <SEP> 2 <SEP> onces <SEP> de <SEP> bioxyde <SEP> de
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<tb> carbone <SEP> comprimé <SEP> 'et <SEP> est <SEP> obturée <SEP> au <SEP> moyen <SEP> d'un <SEP> disque <SEP> ayant <SEP> une
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<tb> épaisseur <SEP> de <SEP> 7/64 <SEP> de <SEP> pouce.
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Au <SEP> lieu <SEP> de <SEP> l'oxyde <SEP> de <SEP> plomb, <SEP> on <SEP> peut <SEP> ajouter <SEP> au <SEP> mélange
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<tb> de <SEP> chauffage, <SEP> des <SEP> oxydes <SEP> d'autres <SEP> métaux, <SEP> tel <SEP> que <SEP> l'oxyde <SEP> de
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<tb> fer <SEP> ou <SEP> de <SEP> cuivre, <SEP> ceci <SEP> notamment <SEP> dans <SEP> les <SEP> cas <SEP> où <SEP> le <SEP> pourcen-
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<tb> tage <SEP> de <SEP> perchlorate <SEP> de <SEP> potasse <SEP> choisi <SEP> est <SEP> faible, <SEP> étant <SEP> donné
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<tb> que <SEP> ces <SEP> derniers <SEP> oxydes <SEP> fournissent <SEP> à <SEP> la <SEP> charge <SEP> de <SEP> chauffage
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<tb> une <SEP> certaine <SEP> quantité <SEP> d'oxygène.
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EXEMPLE <SEP> II.
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EMI6.2
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Parties <SEP> de <SEP> poids <SEP> en <SEP> %
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<tb> Perchlorate <SEP> de <SEP> potasse <SEP> 62,2
<tb>
<tb> Sucre <SEP> de <SEP> canne <SEP> 11,1
<tb>
<tb> Acide <SEP> salicylique <SEP> cristallin <SEP> 26,7
<tb>
On mélange ces ingrédients et on les charge dans une cartouche de la manière décrite dans l'exemple I. Lorsqu'il est employé dans les mêmes quantités que dans celui-ci, le mélange de chauffage donne des résultats analogues.
EXEMPLE III.
EMI6.3
<tb>
Parties <SEP> de <SEP> poids <SEP> en <SEP> %
<tb>
<tb> Perchlorate <SEP> de <SEP> potasse <SEP> 71,5
<tb>
<tb> Acide <SEP> salicylique <SEP> cristallin <SEP> 28,5
<tb>
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Ce mélange est charge et utilisé de la manière décrite dans l'exemple I.
EXEMPLE IV.
Du perchlorate de potasse moulu jusqu'à une finesse de grain telle que le tout puisse passer à travers un tamis ayant 100 mailles au pouce linéaire, est mélangé avec de l'acide salicylique ayant la même finesse de grain, après quoi on ajoute de l'huile de ricin, ceci dans les proportions suivan- tes :
EMI7.1
<tb> Parties <SEP> de-poids <SEP> en <SEP> %
<tb>
<tb> Perchlorate <SEP> de <SEP> potasse <SEP> 79 <SEP> à <SEP> 71%
<tb>
<tb>
<tb> Acide <SEP> salicylique <SEP> 19 <SEP> à <SEP> 27%
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> ricin <SEP> 2%
<tb>
Ces ingrédients sont mélangés dans une machine à mélanger ordinaire comportant un tambour pourvu de lames rotatives.
La composition ainsi préparée, et qui peut être comparée à de la farine de grain ne produisant pas de poussière, est ensuite chargée mécaniquement dans des tubes en papier d'un 1/2 pouce de diamètre, lesquelles sont équipées d'une amorce à poudre à basse tension. Le poids de la quantité de mélange utilisée dans chaque tube peut être par exemple de 43 à 45 grammes, et sa densité, de préférence de 1,36 à 1,44.
L'élément de chauffage complet est alors introduit de la manière connue dans un récipient contenant du bioxyde de car- bone, l'amorce étant connectée électriquement au dit élément.
EXEMPLE V.
Les compositions ci-après ont été trouvées efficaces et peuvent être employées au besoin comme variantes.
EMI7.2
<tb>
Parties <SEP> de <SEP> poids <SEP> en <SEP> %.
<tb>
<tb>
Perchlorate <SEP> de <SEP> potasse <SEP> 79-71%
<tb>
<tb> Acide <SEP> salicylique <SEP> 14-23%
<tb>
<tb> Sucre <SEP> de <SEP> canne <SEP> 4%
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> ricin <SEP> 2%
<tb>