BE487647A - - Google Patents

Description

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  Perfectionnements aux propulseurs à réaction à échappement de gaz. 



   La présente invention concerne un propulseur perfectionné à réaction à échappement de gaz. 



   Elle a pour but de procurer un propulseur à réaction à échappement de gaz qui soit autonome, simple, sans danger et ef- ficace, contenant une charge solide de composition génératrice de gaz chaud pouvant être mise en réaction par voie thermique à l'intérieur d'une enveloppe munie d'un élément de paroi perforé qui constitue un évent vers l'extérieur, maintenant une pression interne et conservant ses dimensions prédéterminées jusqu'à ce que la charge soit consumée, à l'aide duquel on puisse propulser un jouet, modèle ou objet analogue auquel il est attaché. 



   Il est connu d'utiliser des fusées à des fins de propul- sion. Four la propulsion de jouets et modèles, cependant, les 

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 fusées ordinaires de feux d'artifices n'ont pas l'efficacité désirable parce qu'elles produisent une grande quantité de pro- duits de combustion solides provenant de poudre noire ou composi- tions analogues qui tendent à/obturer les orifices étroits, et à cause du taux élevé de l'indice de combustion et de la tendance qui en résulte pour ces compositions d'exploser lorsqu'on laisse les gaz atteindre une pression appréciable avant leur échappement. 



  Par conséquent, la poussée qu'il est possible de maintenir sur le jouet ou modèle est limitée de façon indésirable. Elles ne conviennent également pas pour l'emploi à l'intérieur de locaux. 



  Les flammes et étincelles émises par les fusées d'artifices or- dinaires et leur haute inflammabilité entraînent également pour l'opérateur un certain risque de se blesser, spécialement pour un jeune opérateur qui peut avoir en main plusieurs fusées à la fois dans le but de faire effectuer à son jouet ou modèle plu- sieurs trajets successifs. En outre, le caractère d'artifice des fusées ordinaires rend leurs emballage, conservation et transport en masse assez incommode et coûteux. 



   Suivant la présente invention, un propulseur perfectionné à réaction à échappement de gaz autonome pour jouet, modèle ou l'équivalent, comprend une enveloppe cylindrique en matière iso- lante de la chaleur fermée à une extrémité et munie d'une charge compacte comprimée comprenant un mélange de nitrate de guanidine et/ou de nitroguanidine et un sensibilisateur solide de décompo- sition thermique en quantité suffisante pour rendre le mélange capable de propager en lui-même une décomposition non-explosive exothermique produisant du gaz lorsqu'on applique localement une chaleur peu intense à la surface terminale de la charge à la pression atmosphérique, cette surface terminale étant séparée par un espace d'air d'un élément de paroi terminale en matière rigide résistant à la chaleur,

   perforé d'un ou plusieurs orifices d'échappement de gaz régulateurs de pression, ayant des dimensions prédéterminées.      

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   La charge compacte comprimée peut être formée sur place dans l'enveloppe cylindrique. Ou bien, elle peut consister en un comprimé moulé d'avance, ayant la largeur voulue pour s'adapter de façon étanche dans l'enveloppe cylindrique. 



   L'enveloppe cylindrique peut comprendre un tube unique susceptible d'être serti à chaque extrémité, ou bien elle peut comprendre deux tubes s'adaptant étroitement l'un dans l'autre et collés l'un à l'autre par de la colle, chaque tube étant serti à son extrémité libre. 



   Suivant une forme préférée de l'invention, une partie de la matière isolante de la paroi de l'enveloppe cylindrique qui n'est pas en contact avec la charge peut se déformer sous une pression prédéterminée dépassant la pression de marche désirée, afin d'établir un autre échappement de gaz vers l'extérieur au cas où la section effective de l'évent de gaz dans l'élément de paroi terminal se trouverait notablement réduite par obstruction. 



   Dans le cas de nitrate de guanidine, son sensibilisateur de décomposition thermique peut par exemple être un polynitrophénol ou un polynitrosophénol, par exemple du 2:4 dinitrorésorcinol,   2:4-dinitrosorésorcinol,     2:6-diiiitroparacrésol   en quantités compri- ses entre environ 8 et 20% du poids de nitrate de guanidine. Il est désirable d'y inclure de préférence au plus   1%   de pentoxyde de vanadium. Un acide aliphatique choisi dans le groupe comprenant les acides tartrique, citrique, fumarique et maléique peut remplacer partiellement, ou même complètement le polynitrophénol oupolynitrosophénol en quantités comprises entre environ 20 et 30%.

   La composition peut aussi avantageusement contenir au plus   1%   de fibres d'asbeste qui augmentent la puissance disponible en aidant la décomposition, et si on le désire également de préférence au plus 0,5% de nitrate de potassium qui augmente l'inflammabilité. Des charges à base de mélanges de nitrate de guanidine et de polynitrophénols ou polynitrosophénols sont revendiquées dans le brevet-belge n  485.236 du 9 Octobre 1948. 



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 D'autres sensibilisateurs, qui peuvent être utilisés dans le cas du nitrate de guanidine comprennent par exemple des chromates, bichromates et polychromates de métaux alcalins ou d'ammonium; de la nitrocellulose; du molybdate ammonique ou de l'acide molyb- dique avec de l'asbeste, ou du chlorure cuivreux ou de l'oxyde cuivrique en quantités comprises entre environ 3 et 12%. Dans le cas de la nitroguanidine, des chromates, bichromates ou polychroma- tes des métaux alcalins ou d'ammonium peuvent être employés. 



   Si on le désire, un moyen de chauffage local est introduit à travers un orifice de réglage du départ des gaz par l'opérateur, et peut consister par exemple en un bout de mèche ou de composi- tion d'allumage filiforme ou monté sur un fil, dont la partie dépassante est alors enflammée. Le moyen de chauffage local peut également prendre la forme d'un fil métallique ou objet analogue q" a été chauffé par exemple dans un feu domestique, une flamme de gaz ou même une flamme d'allumette. On peut remarquer que le dis- positif tel que mis sur le marché ne présente pas de mèche ou moyen d'allumage analogue exposé. Les gaz engendrés par la dé- composition de la composition de nitrate de guanidine ou nitrogua- nidine sensibilisée sont d'ordinaire accompagnés d'une flamme petite ou nulle lorsqu'ils s'échappent par un ou plusieurs évents.

   L'élément de paroi terminal peut être construit en métal résistant à la température, par exemple en fer-blanc, alliages d'alluminium, nickel, acier inoxydable, matières réfractaires non-poreuses telles que la silice, la porcelaine ou des feuilles d'asbeste comprimé. Comme les dispositifs tels que mis sur le marché ne comportent pas de mèche ou autre moyen d'allumage analogue exposé à l'extérieur, ils sont particulièrement sans dangers lorsqu'ils sont manipulés par des enfants. 



   La matière isolante de la paroi de l'enveloppe cylindri- que qui n'est pas en contact avec la charge peut comprendre une partie affaiblie qui lache lorsqu'une pression déterminée supé- A 

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 rieure à la pression de marche est atteinte, mais du fait que lorsqu'on fixe l'élément de paroi terminale à la matière isolante formant cette paroi, celle-ci peut être déformée, par exemple, en sertissant son extrémité sur Isolément de paroi terminal rigide, il est commode de faire la paroi de l'enveloppe cylin- drique en une matière telle que le sertissage se dessertisse lorsqu'une pression prédéterminée supérieure à la pression de marche désirée se forme à l'intérieur de l'appareil,

   cette pression prédéterminée étant suffisamment basse pour qu'on soit sûr qu'une sortie éventuelle de gaz d'échappement s'établisse avant qu'il n'y ait un danger quelconque que la charge ne se décompose de façon explosive. 



   Une réalisation de l'invention est représentée aux dessin: schématiques annexés, dans lesquels la Fig. 1 représente à échelle aggrandie une coupe axiale longitudinale et la Fig. 2 une vue en plan de l'extrémité d'un propulseur convenant à la propulsion d'un véhicule jouet. 



   Sur le dessin schématique 1, un cylindre de carton est serti sur un disque de carton épais 2 comme on le voit en 6; 8 est la charge principale produisant le gaz, ayant une composi- tion consistant par exemple en un mélange de : 
Nitrate de guanidine 91% en poids   2/4-dinitrorésorcinol   8% en poids 
Fibre d'asbeste 0,3% en poids 
Pentoxyde de vanadium 0,5% en poids 
Nitrate de potassium 0,2% en poids fortement comprimée dans le cylindre dont la base et les côtés sont maintenus dans une presse. 3 est une petite charge de com- position d'allumage consistant par exemple en 2:4 dinitrorésorcinol.      

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   A l'extrémité ouverte du récipient, un disque de fer blanc 4 percé d'un trou cylindrique 5 d'un diamètre approximativement égal au dixième de celui du disque, est légèrement enfoncé dans le cylindre, et l'extrémité de la pa.roi 1 dépassant le disque 4 est sertie comme on le voit en 7. Le diamètre intérieur du dispositif est de 
1,9 cm. et le poids de la charge 8 est de 8 grammes et celui de la charge 3 est de 0,1 gramme, leur longueur combinée étant d'environ 
2,1 cm. et l'espace compris entre l'extrémité de la charge et le disque terminal étant d'environ 0,75 cm. Le diamètre de l'orifice est de 0,19 cm. Le diamètre extérieur du dispositif est de 2,05 cms. et le sertissage à l'extrémité avant se dessertit lorsque la pression intérieure dépasse 5 atmosphères.

   Lorsqu'on a allumé la charge au moyen d'un fil chaud introduit par le trou 5, la pression constante dans l'espace compris entre la charge 8 et le disque 4 est de 3 atmosphères; et la poussée fournie lorsque le gaz s'échappe à travers le trou 5 est de 28 grammes et le temps pendant lequel elle se maintient est de 15 secondes. 



   Une autre réalisation de l'invention est représentée sur la Fig. 3 qui montre à échelle agrandie une coupe suivant l'axe longitudinal et la   Fig. 4   une vue en bout d'un propulseur convenant à la propulsion d'un véhicule jouet. 



   Sur ces figures, un cylindre de carton 9 est serti sur un disque de carton épais 10 comme on le voit en 11, et est introduit de façon télescopique et collé à l'intérieur d'un autre cylindre de carton 12 serti sur un disque de fer blanc 13 comme on le voit en   14.   Le disque 13 est supporté par l'extrémité 15 du cylindre en carton intérieur 9. Le disque en fer blanc 13 est percéd'un trou cylindrique 16 ayant un diamètre environ égal au dixième de celui du disque. Les cylindres intérieur et extérieur ont chacun   uhe   longueur de 3,8 cms. Le diamètre intérieur du cylindre intérieur 9 est de 1,9 cms. et le diamètre extérieur du cylindre extérieur 12 est de 2,05 cm. Le diamètre de l'orifice ¯ ,05 diam'tre 15orifices 

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 est de 0,19 cm.

   Un comprimé générateur de gaz moulé d'avance 17 s'adapte étroitement dans le cylindre intérieur 9, et a la même composition et le même poids que 8 sur la Fig. 1.18 est un morceau de tamis s'adaptant étroitement dans le cylindre intérieur et placé sur une mèche 19 dont une extrémité est repliée au dessus du tamis. La longueur combinée du comprimé 17, du tamis 18 et de la mèche 19 est d'environ 2,1 cms, et l'espace compris entre l'extrémité de la charge 17 et le disque terminal 13 est d'environ 0,75 cm. Le sertissage 14 se dessertit lorsque la pression intérieure dépasse 5 atmosphères. La partie repliée de la mèche 19 peut être allumée en introduisant une autre mèche par le trou 16 et enflammant la partie dépassante quand on le désire.

   La mèche enflammée 19 enflamme la charge 17 et une pres- sion de 3 atmosphères agissant constamment est atteinte dans l'espace compris entre la charge 17 et le disque 13. La poussée fournie lorsque le gaz s'échappe par l'orifice 16 est de 28 grammes et la durée pendant laquelle elle se maintient est de 15 secondes. 



   Le propulseur conforme à cette réalisation de l'inven- tion est facile à monter. Les cylindres 9 et 12 ont chacun une extrémité sertie,11 et   14   respectivement. Le disque de carton 10 est enfoncé dans le cylindre 9 contre l'extrémité sertie 11. 



  Le comprimé moulé d'avance 17 est enfoncé dans le cylindre 9 contre le disque de carton 10. On place alors la mèche 19 sur le comprimé 17 et le tamis métallique 18 sur la mèche 19, de manière qu'une partie de la mèche 19 soit repliée au-dessus du tamis 18. Le disque en fer-blanc 13 est inséré dans le cylindre 12, la surface extérieure du cylindre 9 est enduite de colle et le cylindre 9 est alors enfoncé dans le cylindre 12 de manière que son bord 15 pousse la plaque de fer blanc convenablement contre l'extrémité sertie 14 du cylindre extérieur 12. 



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Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1.- Propulseur autonome à réaction à échappement de gaz pour jouet, modèle ou l'équivalent, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe cylindrique de matière isolante de la cha- leur fermée à une extrémité et munie d'une charge compacte com- primée comprenant un mélange de nitrate de guanidine et/ou de nitro-guanidine et une quantité d'un sensibilisateur solide de la décomposition thermique de ces composés, suffisante pour rendre le mélange capable de propager dans sa masse une décomposition non-explosive exothermique produisant des gaz se propageant d'elle-même lorsqu'une chaleur peu intense est appliquée locale- ment à la surface terminale de la charge à la pression atmos- phérique, cette surface terminale étant séparée par un espace d'air d'un élément de paroi terminale en matière rigide résistant à la chaleur,

   percé d'un ou plusieurs orifices d'échappement de gaz ayant des dimensions déterminées d'avance pour régler la pression.

   2. - Propulseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la charge compacte comprimée est moulée sur place dans l'enveloppe cylindrique.

   3. - Propulseur suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que, dans le cas d'emploi de nitrate de guanidine, son sensibilisateur de décomposition thermique est un polynitro- phénol ou un polynitrosophénol.

   4.- Propulseur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le polynitrophénol est du 2:4 dinitrorésorcinol.

   5.- Propulseur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le polynitrosophénol est du 2:4 dinitrosorésorcinol. <Desc/Clms Page number 9>

   6. - Propulseur suivant l'une quelconque des revendication.: 3 à 5, caractérisé en ce qu'il contient de 8 à 20% d'un polyni- trophénol ou d'un polynitrosophénol, calculé sur le poids du ni- trate de guanidine.

   7. - Propulseur suivant les revendications 3 à 6, caracté- risé en ce qu'il contient au plus 1% de pentoxyde de vanadium.

   8.- Propulseur suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il contient un acide ali- phatique choisi dans le groupe consistant en acides tartrique, ci- trique et'maléique.

   9. - Propulseur suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il contient au plus 1% de fibres d'asbeste.

   10. - Propulseur suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il contient au plus 0,5% de nitrate de potassium.

   11.- Propulseur suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les compositions sont à base de mélanges de nitrate de guanidine et de polynitrophénols ou polynitrosophénols tels que revendiqués dans le brevet belge n 485.236 du 9 octobre 1948.

   12. - Propulseur suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que, pour du nitrate de guanidine, le sensibilisa- teur est un chromate, bichromate ou polychromate d'un métal alcalin ou d'ammonium.

   13. - Propulseur suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que, pour du nitrate de guanidine, le sensibilisa- teur est de la nitrocellulose.

   14.- Propulseur suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que, pour du nitrate de guanidine, le sensibilisateur est ou molybdate ammonique ou de l'acide molybdique avec de l'asbeste.

   @ <Desc/Clms Page number 10> 15. - Propulseur suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que, pour du nitrate de guanidine, le sensibilisa- teur est du chlorure cuivreux ou de l'oxyde cuivrique.

   16. - Propulseur suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que, pour de la nitroguanidine, le sensibilisateur est un chromate,un bichromate ou un polychromate des métaux alcalins ou d'ammonium.

   17. - Propulseur suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'élément de paroi terminale est fait en un métal résistant à la chaleur.

   18. - Propulseur suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la paroi de l'enveloppe cylindrique qui n'est pas en contact avec la charge peut se dé- former sous une pression déterminée d'avance et comporte une partie affaiblie qui lâche lorsqu'une pression prédéterminée, supérieure à la pression de marche, est atteinte.

   19. - Propulseur suivant la revendication 18,caractérisé en ce que la partie affaiblie consiste en un sertissage d'une ma- tière telle qu'elle se dessertisse d'elle-même lorsqu'une pression prédéterminée, supérieure à'la pression de marche désirée, s'établit à l'intérieur du dispositif.

   20. - Propulseur suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique comprend un tube unique pouvant être serti à chaque extrémité.

   21.- Propulseur suivant l'une quelconque des revendication 1-19, caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique comprend deux tubes emboîtés télescopiquement, s'adaptant étroitement l'un dans l'autre et collés ensemble, chaque tube étant serti à son extrémité libre.

   22. - Propulseur autonome perfectionné à réaction à échap- pement de gaz,en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins schématiques annexés.