Poudre balistique et procédé pour sa fabrication. La présente invention, due aux travaux de Messieurs Rausch, Blanchard, de Varine- Bohan, Fauveau et Pineault, a pour objet une poudre balistique, caractérisée en ce qu'elle est constituée par du fil de nitro-cellulose de section constante comme forme et comme di mensions.
Pour la fabrication de cette poudre, l'in vention prévoit un procédé suivant lequel on prépare une solution colloïdale de nitro- cellulosedans un solvant liquide, on malaxe le mélange, on le dégaze, on le filtre, on le file et on "améliore" le fil en lui faisant su bir, par exemple, un lissage ou autre opéra tion propre à réduire la vitesse de combus tion de la surface du fil ou à augmenter la densité de la Bouche superficielle.
Les fils de poudre ainsi obtenus se pré- tent bien à la confection de charges du fait q u 'ils sont réguliers, t longs et souples, et qu'on peut facilement les enrouler, torsader, tresser ou tisser. Au dessin annexé, à titre d'exemple: Les fig. 1 à 5 représentent des appareils pour la fabrication des fils de collodion; La fig. 1 est une élévation d'un dispositif de filtration et d'alimentation de la filière; Les fig. 2 et 3 sont des schémas de deux dispositifs de filage et de coagulation des fils; La fig. 4 est un schéma d'un dispositif de réglage de la tension des fils; La fig. 5 est un schéma d'un dispositif d'amélioration -des fils;
Les fig. 6 à 8 représentent .des filières destinées à la fabrication .de fils comportant des rainures longitudinales; Les fig. 6 et 7 sont respectivement une coupe longitudinale, et une vue en bout d'une filière; La fig. 8 est une vue, analogue à la fig. 7, d'une autre filière.
Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre de la façon ci-dessous décrite en se servant des appareils représentés. En pré- mier lieu, on prépare la solution colloïdale de nitro-cellulose par un procédé approprié quel conque. Une telle solution sera dans la suite appelée collodion.
Ce collodion doit posséder une fluidité et une concentration convenables, eu égard aux appareils de filage qui seront utilisés et au genre de poudre à fabriquer; de toute façon, la fluidité doit être suffisante pour permettre le filage à l'aide des pressions que l'on peut produire et des appareils dont on dispose, et, d'autre part, la concentration en nitrocellulose doit être suffisante pour que le fil puisse se former et être recueilli.
Les propriétés de la nitrocellulose utili sée, et, notamment, sa teneur en azote, seront choisies telles qu'elle soit complètement so luble, ou à peu près, dans le solvant choisi. On peut, dans certains cas, envisager l'élimi nation par filtration des parties insolubles.
On pourra, par exemple, utiliser, comme nitrocellulose, du coton-poudre, de la pâte de bois nitrée de caractéristiques convenables, etc., le choix de la nitrocellulose utilisée dé pendant naturellement de l'application pré vue, du mode opératoire et des appareils de filage mis en #uvre, de même que la nature du ou des solvants.
On peut ajouter au collodion des sub stances destinées soit à améliorer les pro priétés de la poudre (propriétés balistiques, stabilité, reprise d'humidité, densité, etc.), soit à permettre ou à favoriser les opérations de filage (par exemple: en diminuant la vis cosité du collodion) soit encore à améliorer les propriétés du fil. Ces substances auxi liaires peuvent être, par exemple, de la nitro glycérine; du di- ou trinitrotoluène, du dini- troglycol, des urées substituées, des esters, de la diphényl-amine, etc.
La nitrocellulose destinée à la fabrication du collodion peut être débarrassée de tout ou partie de son eau, soit par séchage (par exemple sous le vide) avec ou sans présence d'un gélatinisant ou solvant ou d'un corps avide d'eau, soit par mélange avec un sol vant ou gélatinisant et laminage à chaud soit par déshydratation à l'aide d'un corps approprié (par exemple: alcool butylique) à la presse, à l'essoreuse ou dans un autre ap pareil, soit par tout autre procédé approprié.
La nitroglycérine peut être introduite directement, ou être contenue soit dans des poudres ou balistites à retraiter que l'on utilise pour préparer le collodion, soit dans des plaques laminées de nitrocellulose + ni troglycérine, avec éventuellement un ou plu sieurs corps auxiliaires, ne contenant qu'un faible taux d'humidité, et que l'on utilise pour préparer le collodion.
Après fabrication, le collodion subit éven tuellement un mûrissage dans des conditions appropriées. Il est ensuite filtré et dégazé.
Le filtre employé doit être à mailles suf fisamment fines pour ne pas être traversé par les particules susceptibles .de boucher les filières. Il ne doit cependant pas être à mailles tellement fines qu'il soit colmaté par le collodion.
Sa nature sera également appro- p ri Ïée au collodion <B>à</B> filtrer- il pourra être en percale, soie, toiles métalliques (en nickel ou monel par exemple, ou encore en bronze, bronze phosphoreux, etc.).
Ce collodion est ensuite filé, et ce filage peut s'effectuer suivant plusieurs méthodes, dont les deux principales vont être décrites ci-après 10 Coagulation (en général par voie humide).
On fait passer le colloidon sous pression à travers une filière, et, @à la sortie -de celle-ci, dans un bain coagulant; un fil se forme et est enroulé mécaniquement sur des bobines.
Pour obtenir un fil de diamètre constant, il importe de prendre diverses précautions, et notamment d'assurer la constance du dé bit du collodion et de la tension .d'étirage .du fil ou de faire subir à ces deux quantités ,des variations corrélatives, et .d'assurer la .con- stance de la composition et de la température du bain de trempage.
De nombreux disposi tifs ont été mis en oeuvre dans l'industrie de 1a scié artificielle, pour réaliser ces condi- tions; ils sont également applicables au pré sent procédé. Dans le dispositif suivant la fig. 1, le collodion 1 passe d'abord dans un malaxeur à double enveloppe 2, dans lequel la tempéra ture voulue est maintenue s'il y a lieu, par circulation d'un fluide approprié dans cette double enveloppe.
Du malaxeur, le collodion passe dans un réservoir 3, également maintenu au besoin à la température voulue par circulation d'un fluide dans une double enveloppe 4.
A la base du réservoir 3 est disposée une pompe 5 qui envoie le collodion dans l'un ou l'autre de deux filtres 6, 6a montés en pa rallèle de telle façon qu'on puisse les utiliser alternativement, et nettoyer celui d'entre eux qui n'est pas en service (le filtre 6a dans la position représentée).
La pompe 5 est placée directement au fond du bac, sans l'intermédiaire d'aucune tuyauterie, étant donné les pertes de charges très élevées qui se produisent.
Le collodion filtré est envoyé, par un ro binet à trois voies 7, dans des réservoirs 8, 8a d'où il est repris par des pompes volumé triques 9, 9a, par exemple des pompes à en grenages, et envoyé dans une batterie de fil tres dits filtres de sûreté 10, 10a, à plusieurs toiles de finesse croissante, ces filtres étant préférablement disposés en parallèle comme les filtres 6, 6a.
Le collodion ainsi filtré une seconde fois passe dans un réservoir-relais 11, puis dans une boite à clapet 12, contenant une soupape tarée pour envoyer le collodion à la filière, par un conduit 13, sous une pression bien déterminée.
L'excès de collodion retourne aux réser voirs 10, 10a, par un conduit 14.
Des manomètres 15 indiquent la pression du collodion aux différents points de l'ins tallation. Celle-ci comporte encore des prises 16 assurant le dégazage du collodion.
Lorsque, comme il a été supposé, le filage s'effectue par coagulation par voie humide, le conduit 13 aboutit à une filière 17 placée dans un bain de coagulation 18 (fig. 2), le fil obtenu est enroulé, soit en faible épaisseur sur une bobine 19 de grand diamètre, soit en épaisseur notable sur une bobine dont la vi- tesse de rotation diminue quand l'épaisseur de fil enroulé croît (le produit de la lon gueur du cercle d'enroulement par la vitesse angulaire de rotation restant constant);
la composition et la température du bain sont maintenues constantes par un apport continu de liquide à température voulue, et un départ continu à l'extrémité opposée du bain avec chauffage éventuel du bain par double enve loppe. Tous autres -dispositifs appropriés peu vent d'ailleurs être employés.
On peut, par exemple, employer le mode de réception connu du fil, .dit "en centrifuge", qui consiste là faire passer le fil .sur un rou leau débiteur, et, de là, -dans un pot centri fuge tournant à grande vitesse (plusieurs milliers de tours-minutes, par exemple).
Le rôle du rouleau débiteur est, grâce à l'adhérence du fil,. de régler la vitesse li néaire -de délivrance de ce fil, et la tension qu'il subit. Le rôle .du pot centrifuge est -de donner une torsion au fil, et, dans le cas d'une filière à plusieurs trous, de torsader ensemble les brins élémentaires, de façon à former un cordonnet souple se prêtant bien aux opéra tions ultérieures.
On file généralement de bas en haut (fi lière tournée vers le haut) verticalement ou en oblique, mais on peut concevoir des dispo sitifs permettant de filer horizontalement ou verticalement .de haut en bas ou dans -des di rections ou sens intermédiaires; le fil peut suivre, du reste, un. trajet quelconque entre la filière et la bobine.
La nature, les :dimensions, la forme de la filière dépendent de la nature -du collodion traité et des propriétés demandées à la pou dre à fabriquer. Cette filière pourra, par exemple, être à orifice circulaire ou aplati (rainure) ou munie d'une broche centrale (pour tubes creux), ou de forme quelconque. Elle pourra être à un ou plusieurs orifices.
Pour faciliter l'inflammation de la poudre ainsi obtenue, il pourra y avoir avantage à donner à l'orifice - ou aux orifices - de la filière une forme .dentelée, étoilée, cannelée ou, plus généralement, telle que la surface d'inflammation du fil soit accrue dans toutes proportions désirées par rapport à celle des fils de forme lisse, ou comporte des bavures, rugosités, "poils" et autres irrégularités qui, au lieu d'être considérées comme des dé fauts et évitées, comme dans l'industrie dle la soie artificielle, pourront être systé matiquement recherchées.
Dans le même but de faciliter l'inflamma tion, on peut envisager de coaguler à l'aide d'un bain contenant un sel approprié en dis solution (par exemple du salpêtre), cette opé ration pouvant être suivie d'un trempage des tiné à éliminer le sel, de façon à créer des pores à la surface de la poudre; suivant les cas, ce trempage pourra être fait avant ou après séchage.
Outre les formes mentionnées ci-dessus, on peut encore, à titre indicatif, mentionner les formes en V, ou des formes courbes rap pelant celles des ménisques.
La filière pourra être faite en verre, nickel, métal précieux, alliage monel ou tout autre corps convenable selon le collodion à filer.
Le fil produit pourra être arrosé de bain coagulant pendant qu'il s'enroule.
On pourra enrouler plusieurs fils en semble ou chacun séparément.
On pourra, par exemple, préparer des écheveaux ou bobines par un quelconque des procédés utilisés dans l'industrie de la soie artificielle.
Enfin, d'une façon générale, on pourra mettre en #uvre tous appareils, modes opéra toires, etc., en usage dans l'industrie de la soie artificielle, dans la mesure où ces appa reils, modes opératoires et autres ne sont pas susceptibles de nuire aux qualités du fil ob tenu au point de vue de son emploi comme poudre.
Il en est de même pour la récupération du solvant ou des corps auxiliaires utilisés (soit dans le solvant, soit dans le bain coagulant) et que l'on peut extraire du liquide prove nant du bain de coagulation ou de 1'atmo- sphère qui entoure les appareils. Le procédé par voie humide est applica ble, en particulier, aux collodions à base d'alcool méthylique: dans ce cas, il faut dés hydrater à fond le coton-poudre, ou utiliser un solvant auxiliaire; le bain coagulant est alors de l'eau froide, tiède ou chaude, addi tionnée, ou non, d'alcool méthylique ou éthy lique ou d'autres corps organiques ou miné raux.
Le filtre pourra être en percale ou en toile de nickel.
2 Filage par évaporation (voie sèche): On fait passer le collodion sous pression à travers une filière 17a (fig. 3) placée dans une chambre 40, dans laquelle le fil est formé par évaporation du solvant. Cette évaporation peut être produite par la chaleur, le chauf fage étant, par exemple, assuré par une dou ble enveloppe 40c, ou par un courant gazeux entrant, par exemple, en 40a et sortant en 40b, ou encore par le vide (l'entrée 40a -étant dans ce -cas supprimée et la sortie 40b, reliée à- un appareil extracteur). On pourra aussi utiliser une combinaison appropriée quel- conque de deux -des moyens ci-dessus, ou dès trois à la fois.
Le fil formé est enroulé à la sortie .de la chambre 4, par exemple -de la même façon que dans la méthode par coagulation; sur un tambour 19.
Afin d'obtenir un fil de diamètre con stant, des précautions spéciales devront être prises .dans l'application -de ce procédé, pré- cautions. analogues à -celles que l'on emploie dans l'industrie -de la soie artificielle. Naturellement, tout ce qui a été dit - re lativement à l'emploi -de modes opératôires ou appareils quelconques en usage dans l'indus trie de la soie artificielle, à propos du filage par coagulation, s'applique également au fi lage par évaporation.
Le procédé par voie sèche est applicable, notamment, aux collodions acétoniques, -ce qui présente un intérêt tout particulier, du fait que l'acétone dissout totalement, ou pres que, une gamme très étendue de nitro cellulose, et notamment celle dite ,;coton poudre nf 1", La poudre est ensuite finie de la façon suivante: Les bobines et écheveaux de fils précé demment obtenus sont débarrassés de l'eau et des solvants ou corps en excès qu'elle con tient, par essorage, séchage, trempage, etc., puis mis sous une forme propre à leur emploi, par exemple par découpage et tamisage, et triage des brins anormaux.
En outre, on procède à une "amélioration" destinée, par exemple, à atténuer la vitesse de combustion et la force de la surface des fils de poudre, ou à modifier la densité gra- vimétrique de la poudre, ou encore à obtenir ces deux résultats à la fois. Cette améliora tion s'obtient, par exemple, par un lissage en tonne. On peut enfin colorer ou plombaginer la poudre.
Avant l'emploi, la poudre subit un sé- ehage final, puis on lui fait reprendre l'humi dité voulue.
Tous modes opératoires et appareils uti lisés pour effectuer les opérations de séchage et d'amélioration dans la fabrication de la poudre par les procédés ordinaires sont éga lement applicables au présent procédé.
Pour obtenir des fils réguliers, il importe de prendre un certain nombre de précautions: en particulier, l'essorage, le séchage et le trempage devront être effectués pour chaque brin dans des conditions identiques: tempéra ture, pression, tension du fil, durée de l'opé ration (pour chacune des trois opérations), de gré hygrométrique de l'atmosphère (pour l'essorage et le séchage), composition du bain et volume par rapport à la poudre (pour le trempage), etc.
Pendant ces opérations, on peut, à cet effet, tendre le fil sur des appareils assurant, par exemple au moyen d'un contrepoids, une tension déterminée et constante du brin.
La fig. 4 représente, par exemple, un ap pareil comportant deux montants verticaux 20, 21 réunis par deux barres horizontales 22, 23 en acier nickelé. Le montant 20 est fixe et le montant 21 est amovible.
La barre supérieure 22 est fixe: elle est, par exemple, assemblée à demeure avec le montant 20, et son extrémité opposée peut être fixée au montant 21, de façon appro priée quelconque.
La barre inférieure 23 peut coulisser ver ticalement entre les deux montants: Ses ex trémités sont à cet effet engagées dans des glissières 20a, 21a de ces montants.
L'appareil étant démonté, les écheveaux 24 sont enfilés sur les deux barres 22, 23, l'appareil est remonté, et on produit la ten sion désirée en accrochant à la barre 23 un poids 25 approprié au nombre d'écheveaux, et au nombre de brins de chaque écheveau. La barre 23 forme, à cet effet, à sa partie inférieure, un étrier 23a auquel le poids 25 est accroché.
L'"amélioration" peut être effectuée soit sur brins découpés, par exemple par les mé thodes usuelles (lissage ou autre), soit sur le fil non. découpé, en faisant passer ce fil dans un liquide jouant le rôle de ralentisseur, ou de solvant, ou de gélatinisant, .ou un mélange liquide ou gazeux de corps appropriés quel conques, -dont un ou plusieurs possèdent ces propriétés. On peut aussi ajouter un colorant au mélange.
On peut, par exemple, utiliser un dispo sitif du type représenté à la fig. 5.
Le fil 26, porté par une bobine 27 montée pivotante sur son axe, passe dans un bain d'amélioration 28, dans lequel un renvoi 29 l'oblige à baigner sur une longueur détermi née.
Le bain d'amélioration peut, par exemple, être .constitué par une solution de camphre, de centralite ou de phtalate d'éthyle dans l'al cool éthylique (plus ou moins dilué) ou dans le benzol.
A sa sortie du bain d'amélioration, le fil passe ,dans une armoire .de séchage et .de ré cupération 30, dans laquelle il pénètre par un orifice 30a qu'on peut munir .de brosses d'égouttage. A l'intérieur de .cette armoire, le fil passe sur une poulie de renvoi 31, sur une poulie de tension ,à chape 32, puis il s'en roule après séchage sur un tambour récep teur 33. La poulie 32 est lestée par un poids 32a qui donne au fil la tension désirée.
L'ensemble est réglé de telle façon que le séchage du fil est complètement achevé avant l'enroulement sur le tambour 33, afin d'éviter tout risque de collage desspires en tre elles sur ce tambour.
Les produits évaporés dans l'armoire 30 sont récupérés par un dispositif approprié quelconque (non représenté).
Le bain améliorant peut encore, suivant une disposition particulière de l'invention, être constitué par un collodion choisi pour donner, après coagulation, un enduit ayant une vitesse d'inflammation ou une "force", au sens donné à ce mot dans la technique des explosifs, moindre que celle du c#ur du fil.
On pourra utiliser, au lieu des appareils précédents, un appareil permettant 1a fabri cation en continu, c'est-à-dire assurant la fi lature, l'essorage, le séchage, le trempage, l'amélioration, le séchage final, la reprise d'humidité, et éventuellement le découpage ou la mise sous forme de charges telles que celles décrites plus loin. On peut même envi sager la fabrication du collodion en continu.
On peut encore donner à la poudre la forme d'un tube fendu longitudinalement, ou lui faire comporter une rainure longitudinale plus ou moins profonde, et de section appro priée quelconque.
Un tel tube peut encore comporter, au mo ment du filage, plus d'une fente longitudi nale, et, dans ce cas, il sera en réalité cons titué par des éléments indépendants -en nombre égal à celui des fentes - lesquels éléments pourront être, par la suite, soudés, par exemple par étirage et/ou torsion.
De tels fils pourront être aisément obte nus au moyen de filières appropriées.
Les fils 6 à 8 représentent, par exemple, des filières permettant d'obtenir un fil en forme de tube fendu, ou comportant une rai nure longitudinale.
La filière suivant les fig, 6, 7 comporte un corps 37, percé d'un trou de filage 37a; une broche 38 traverse le trou 37a, et com porte une nervure ou ergot 38a qui vient por- ter sur le bord du trou, ce qui donne au pro duit filé la forme ci-dessus décrite.
La broche 38 est montée sur un support 39 engagé dans le corps 37, et muni de trous 39a pour le passage du produit à filer et d'un rebord extérieur 39h qui porte sur le corps pour immobiliser la broche dans une position déterminée par rapport à ce corps.
Dans la variante suivant la fig. 8, la broche 38 est rapportée sur un support 40, sur lequel elle est figée, par exemple, par un écrou 41. Le support 40 est muni de trous 40a, et d'un rebord intérieur 40b qui porte sur le fond du corps 37.
Naturellement chaque filière pourra avoir plusieurs orifices comportant chacun une broche, de façon à faire un tube fendu par chaque orifice.
Selon la nature, les dimensions et la forme de la filière, la nature du produit filé et les dispositifs de filature adoptés, d'autres dis positifs de fixation ou mise en place des bro ches pourront être envisagés.