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Perfectionnements apportés à la préparation d'éléments de cor- don combustible pour la pyrotechnie et d'autres usages.
Cette invention est relative à la préparation d'éléments de cordon combustible cohérents faits en poudre d'amorce, par exemple en poudre noire, succédanés de poudre noire ou leurs constituants, ces éléments pouvant être employés pour remplacer la toile imprégnée de poudre noire et des arti- cles semblables pour la pyrotechnie et des usages analogues, dans les travaux de mine et pour la préparation d'amorces de sûreté.
La présente invention a pour objet un procédé pour
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la fabrication d'éléments de cordon combustible suivant lequel on met en suspension sous une forme finement divisée une poudre d'amorce, par exemple de la poudre noire ou un mélange de ses ingrédients, dans un milieu aqueux saturé par rapport aux constituants solubles dans l'eau, et on l'agite avec une certaine proportion de liant cellulosique rendu fibrilleux, après quoi on draine la suspension pour constituer un feutre humide qu'on sèche et qu'on façonne ensuite. La proportion de liant cellulosique rendu fibrilleux est petite en compa- raison du poids de la poudre d'amorce ou des ingrédients de la poudre d'amorce.
Par le terme "liant cellulosique rendu fibrilleux", employé dans la présente description et dans les revendica- tions, on entend une matière fibreuse cellulosique qui a été battue ou écrasée dans un milieu aqueux de telle manière que les fibres ont acquis des caractéristiques de broyage ou d'écrasement propres au produit d'une opération de battage à l'aide d'instruments contondants. Une matière fibreuse non battue ou une matière qui a été battue au moyen de lames tranchantes de sorte que les différentes fibres ont été simplement coupées sans avoir été écrasées, ne possède habituellement pas de qualités feutrantes suffisamment bonnes pour justifier son emploi pour les fins de la présente inven- tion.
Le terme "poudre d'amorce", employé dans la présen- te description et dans les revendications, signifie une ma- tière qui, lorsqu'elle est à l'état finement divisé, est capable de propager sa propre combustion le long d'un cordon combustible. Pour les fins de l'invention on peut employer des succédanés de poudre noire, c'est-à-dire des mélanges com- bustibles non détonants qui sont propres à être produits sous
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forme granulaire ou pulvérulente et qu'on peut ranger dans la Classe 2 ou 4 de la Liste Britannique des Explosifs Autorisés, ainsi que les ingrédients de ces succédanés de poudre noire. Toutefois la poudre noire elle-même et les in- grédients de la poudre noire conviennent le plus fréquemment et on décrira l'invention ci-après en se référant à la poudre noire.
Il est avantageux que la solution aqueuse saturée du constituant de poudre noire soluble dans l'eau contienne une certaine proportion d'alcool, ou autre liquide organique miscible à l'eau, neutre et facilement évaporable, afin de diminuer la solubilité du constituant soluble dans l'eau. Le constituant soluble dans l'eau est généralement le nitrate de potassium, étant donné que des poudres noires produites à l'aide d'autres sels ne sont généralement pas employées dans la fabrication d'éléments de cordon combustible à cause de leur hygroscopicité.
Une concentration inadmissible- ment élevée de cet ingrédient dans la solution peut s'opposer à un feutrage correct des fibres ou peut produire un effet corrosif sur les parties métalliques de l'appareil ou d'au- tres effets indésirables, mais la présence d'une certaine proportion de liquide organique réduit,notablement la solu- bilité du nitrate de potassium.
Pour préparer le feutre, on mélange à fond les matières solides finement divisées et le liant cellulosique rendu fibrilleux et on les disperse dans le milieu de suspen- sion aqueux déjà saturé de constituant soluble dans l'eau, puis on met la matière sous la forme d'un feutre par filtra- tion, par tamisage ou en éliminant d'une autre manière la majeure partie de l'eau. On filtre avantageusement la matière sur un tamis de tissu ou de toile métallique. Une grosseur
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de maille appropriée pour la toile métallique est d'environ 8 à 40 par centimètre courant.
On peut alors éliminer une fraction de l'humidité restante par pression ou aspiration et transférer ensuite le feutre, sur un tamis transporteur ou dispositif analogue, dans une chambre de séchage où il sèche complètement à une température de l'ordre de 40 à 50 C en restant supporté par le tamis au moins jusqu'à ce que la teneur en humidité ait notablement diminué. Quant au façonna- ge ultérieur du feutre, on peut le découper ou le poinçonner en forme de rondelles, lanières ou formes analogues. De pré- férence, on y procède pendant que le feutre contient encore un peu d'humidité afin de prévenir la possibilité d'inflam- mation sous Inaction de l'outil de découpage.
D'autre part, la matière est très peu résistante tant qu'on n'en a pas en- levé une proportion très considérable de l'eau. Si on le dé- sire, on peut tordre légèrement des lanières de matière sen- siblement sèche pour constituer un élément analogue à un fil.
On peut produire le feutre au moyen de la machine- rie connue dans la technique de la papeterie, mais il peut être nécessaire de procurer des dispositifs supplémentaires pour agiter la suspension en vue d'empêcher un dépôt des particules non cellulosiques, relativement compactes et den- ses, sur le fond du réservoir d'où la suspension passe au tamis ou à la toile métallique. A cet effet conviennent un grand nombre de types et de variantes de machinerie, par exemple des machines à papier cylindriques ou des machines Foudrinier. On peut aussi employer des filtres rotatifs continus. Il est à noter que le rapport des liquides aux solides de la suspension doit être choisi en tenant compte du type de machine employé.
Des matières fibreuses cellulosiques propres
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à être employées suivant l'invention comprennent des filasses battues à l'aide d'instruments contondants, la pâte à papier "kraft", la pâte de sparte, de chiffons et de bois. Le feutre sensiblement sec préparé à l'aide de poudre noire, contenant environ 5 à 15% de son poids de cette fibre cellulosique, se distingue par sa tenacité et son utilité surprenantes. Outre l'avantage qu'on peut en faire très facilement des pièces façonnées par découpage ou par une opération analogue, ce qui simplifie la fabrication d'éléments de cordon combustible pour la pyrotechnie, il possède des qualités qui le rendent propre à la préparation d'une amorce de sûreté.
Pour la fabrication d'une amorce de sûreté, on emploie une lanière ou un fil de ce feutre de poudre noire comme âme autour de laquelle on guipe ou on dispose les fils de gaine ou un autre revêtement. Dans une machine à guiper du type usuel le mouvement du fil de guipage entraine l'âme vers l'avant, de sorte qu'il suffit d'amener en position l'extrémité de l'élément d'amorce.
Les éléments de cordon combustible préparés à l'aide de poudre noire pulvérulente conformément à l'inven- tion sont caractérisés par une vitesse de combustion plus faible que celle de la poudre noire granulaire ou pulvérulen- te, tandis que les éléments de cordon combustible préparés de manière analogue à l'aide des ingrédients non incorporés de la poudre noire ont une vitesse de combustion encore plus faible. Par suite, dans la fabrication d'amorces de sûreté lentes, on peut employer les ingrédients de la poudre noire sans supporter les frais des opérations usuelles d'incorpora- tion et de granulation qu'implique la fabrication de poudre noire.
Suivant la présente invention, on peut préparer
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des amorces de sûreté ayant une vitesse de combustion régu- lière plus lente que celle de toute autre amorce de sûreté connue de la demanderesse. Ainsi, on peut produire des amorces de sûreté ayant une vitesse de combustion régulière inférieure à une vitesse correspondant à 280 secondes par mètre ou même inférieure à celle correspondant à 330 secondes par mètre.
Toutefois, il n'est pas prétendu que l'amorce de sûreté pré- parée suivant l'invention ait la propriété de "cracher" comme une amorce de sûreté ordinaire, et quand on l'emploie il est habituellement nécessaire que le détonateur contienne en plus de la composition d'amorçage usuelle une charge non cohérente d'une substance très facile à. allumer, par exemple une charge de dinitrocrésolate de plomb ou de mélanges de sulfocyanate de plomb. Pour amorcer des nodules de poudre noire il est recommandable que l'amorce soit coiffée d'une capsure perforée contenant une charge d'allumage destinée à transmettre l'allumage de l'amorce à'la poudre noire. D'au- tres dispositions pour transférer l'allumage paraîtront évi- dents aux gens de métier.
La proportion de fibre cellulosique présente dans le feutre ne peut être accrue indéfiniment, étant donné que l'élément de cordon combustible deviendrait finalement in- certain quant à son aptitude à propager la combustion. La proportion maximum exacte qu'on peut employer dépend d'un cer- tain nombre de facteurs dont celui de la section transversale du cordon et celui de la capacité thermique de son ambiance.
Dans le cas d'amorces de sûreté, où l'élément est évidemment de petite section transversale et est entouré d'une notable quantité de matière absorbant la chaleur, une proportion appropriée de fibre cellulosique est d'environ 5 à 15 % du poids total, et il n'est guère possible de dépasser cette
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quantité sans produire un effet contrariant sur les qualités de combustion de l'amorce. Toutefois, quand on emploie une matière cellulosique rendue fibrilleuse, il est possible d'obtenir un feutre de résistance et de cohérence requises à l'aide de pareilles proportions de cellulose par rapport à la poudre d'amorce ou par rapport aux ingrédients de la poudre d'amorce.
Pour la fabrication d'éléments de cordon combusti- ble d'un autre genre il peut être pratique d'employer des proportions de matière cellulosique un peu plus élevées, par exemple 15 à 20 % en poids, si on le désire.
L'invention est illustrée ci-après par les exem- ples suivants où les parties indiquées sont en poids:
EXEMPLE 1
On sature de nitrate de potassium, par adjonction de 220 parties de nitrate, 2000 parties d'alcool aqueux de poids spécifique 0,9726 (obtenu en mélangeant de l'eau et des alcools industriels à 66 O.P. dans la proportion volumétrique de 3:1) et on dispose la solution saturée décantée dans la caisse d'une machine à papier à moule cylindrique pourvue de palettes pour empêcher l'obstruction.
On ajoute 150 par- ties en tout d'ingrédients solides employés dans la fabrica- tion de poudre ordinaire d'amorce à poudre noire, dans un état de division tel qu'ils traversent un tamis de 60 mailles (mesures anglaises, standard) et on ajoute aussi 180 parties de suspension de pâte à papier kraft battue au moyen d'ins- truments contondants, qui contient 18 parties de pâte à papier kraft sèche et 162 parties d'eau. On ajoute encore aux ingrédients de poudre d'amorce un supplément de 18 par- ties de nitrate de potassium pour saturer l'eau introduite dans le système à l'état de suspension de pâte à papier kraft.
On mélange bien la suspension et on sèche le feutre n
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humide, déposé sur le moule cylindrique, jusqu'à ce que la teneur en humidité tombe à 10 %, puis on découpe la feuille en parties pendant qu'elle contient encore cette proportion d'humidité. On la sèche ensuite davantage jusqu'à une teneur en humidité d'environ 1 %. L'épaisseur de la feuille est d'en- viron 2,25 millimètres.
On peut employer de longues lanières de cette ma- tière soit seules, soit tordues ensemble comme des amorces ou, à la place de l'âme de poudre habituelle d'une amorce de sûreté. Des rondelles, ou des flans de forme appropriée façonnés à l'emporte-pièce, conviennent pour empiler des char- ges dans la fabrication de dispositifs pyrotechniques et dispositifs analogues, et dans cette fabrication le pesage de charges non cohérentes est alors remplacé par le choix d'un nombre approprié de flans obtenus par poinçonnage ou pressa- ge d'une feuille de composition appropriée.
EXEMPLE 2.
Cet exemple illustre la fabrication d'une amorce de sûreté à partir d'une feuille préparée comme dans l'Exemple 1. On prend une âme de longueur appropriée, constituée par une lanière de 1,6 mm. de large qui a été découpée dans une feuille produite suivant l'Exemple 1, et on l'introduit au lieu de l'âme de poudre noire granulaire non cohérente dans une machine à fabriquer des amorces de sûreté dans laquelle on guide sur l'âme, de la manière usuelle, trois gaines textiles. On achève l'amorce comme cela se pratique habi- tuellement.
La vitesse de combustion d'une amorce fabriquée de cette façon correspond à 350 - 361 secondes par mètre.
A titre de comparaison, une amorce fabriquée de manière analogue à l'aide de poudre noire pulvérulente à la place
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de la lanière constituant l'âme suivant la présente invention, a une vitesse correspondant à 116 - 122 secondes par mètre.
L'amorce préparée suivant l'Exemple 2 convient pour être employée avec un détonateur pourvu d'une charge d'alluma- ge auxiliaire à sulfocyanate de plomb ou à dinitrocrésylate de plomb en plus de la charge primaire d'amorçage et de la charge secondaire usuelles.
EXEMPLE 3.
On exécute la préparation comme à l'Exemple 1, excepté qu'au lieu des ingrédients de 150 parties de poudre noire on emploie 150 parties de poudre noire pulvérulente traversant un tamis de 60 mailles (mesures anglaises, standard), Lorsqu'on en fait un succédané d'amorce de sûreté comme dé- crit dans l'Exemple 2, on constate que les amorces de sûreté ont une vitesse de combustion correspondant 116 - 122 secon- des par mètre.
EXEMPLE 4.
On ajoute 90 parties de poudre noire pulvérulente et 100 parties de pâte à papier kraft humide, contenant 10 % de son poids de pâte sèche, à un mélange de 80 parties d'eau et 20 parties d'alcool méthylique, préalablement saturé de nitrate de potassium et contenant suffisamment de nitrate de potassium non dissous pour saturer l'eau ajoutée sous for- me de pâte. On agite le mélange entier, on le tamise et on le sèche pour constituer des feuilles ayant.environ 1 mm. d'épaisseur. Avant que la feuille soit complètement séchée on la découpe en rondelles. Les déchets de l'opération de découpage retournent à la pâte agitée et on les retravaille.
On peut employer les rondelles comme décrit dans l'Exemple 1.