CH638768A5 - Process for hot moulding of blocks of double-base propellants and device for its use - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un procédé de moulage à chaud de blocs de propergols à double base contenant de la nitrocellulose, de la nitroglycérine et des additifs divers, ainsi qu'un dispositif pour 15 la mise en œuvre de ce procédé. The present invention relates to a method for hot molding double-base propellant blocks containing nitrocellulose, nitroglycerin and various additives, as well as a device for carrying out this method.
Jusqu'à présent, la mise en forme des blocs de propergols de ce type est réalisée par extrusion à chaud à la presse à filer ou à la presse à vis. Up to now, the shaping of propellant blocks of this type has been carried out by hot extrusion using a spinning press or a screw press.
Toutefois, on ne peut fabriquer, par ce procédé, que des blocs 20 pleins ou à canaux centraux débouchant aux deux extrémités. However, it is only possible to manufacture, by this method, solid blocks or with central channels opening at both ends.
L'élaboration de tels blocs nécessite souvent de nombreux usinages pour obtenir des contours aux dimensions extérieures ou intérieures, non réalisables directement par le procédé d'extrusion. The development of such blocks often requires numerous machining operations to obtain contours with external or internal dimensions, which cannot be produced directly by the extrusion process.
On a déjà proposé, dans les brevets français Nos 1402342 et 25 1604957, un procédé de moulage à chaud de blocs de propergols à double base. Selon ce procédé, on cherche à atteindre l'état thermoplastique du propergol en maintenant celui-ci dans un moulage chauffé, dans lequel se déplace un piston de presse hydraulique jusqu'à ce que le propergol remplisse complètement le moule par 30 écoulement. French patent Nos. 1402342 and 1604957 have already proposed a hot molding process for double base propellant blocks. According to this method, it is sought to reach the thermoplastic state of the propellant by keeping it in a heated molding, in which a hydraulic press piston moves until the propellant completely fills the mold by flow.
Ensuite, ces blocs de propergols sont disposés dans un moule présentant un espace annulaire entre le bloc et la paroi intérieure du moule dans lequel on injecte un inhibiteur autour du bloc préconsti-tué. Then, these propellant blocks are placed in a mold having an annular space between the block and the interior wall of the mold in which an inhibitor is injected around the pre-killed block.
35 Toutefois, ce procédé nécessite deux opérations distinctes, à savoir la réalisation du bloc de propergol et son revêtement par un inhibiteur. However, this process requires two separate operations, namely the production of the propellant block and its coating with an inhibitor.
Le moulage de l'inhibiteur bloc par bloc demande, de ce fait, beaucoup de temps. Molding the inhibitor block by block therefore requires a great deal of time.
40 La présente invention a donc pour but de fournir un procédé de moulage à chaud de blocs et autres chargements propulsifs de propergols à double base permettant de réaliser, en une seule opération, le moulage du bloc et de l'inhibiteur. 40 The present invention therefore aims to provide a hot molding process for blocks and other propellant charges of double base propellants making it possible to carry out, in a single operation, the molding of the block and of the inhibitor.
En conséquence, le procédé, objet de cette invention visant à at-45 teindre le but précité, comporte le moulage par compression à partir d'une ébauche de propergol dans un moule fermé de manière étanche, dans lequel on fait le vide et que l'on porte à une température de thermoformage, et est caractérisé en ce que, préalablement à l'opération de moulage, on dispose dans la cavité de moulage une 50 gaine d'inhibition dans laquelle est moulé le bloc de propergol. Consequently, the process which is the object of this invention aiming at dyeing the above-mentioned object comprises compression molding from a blank of propellant in a tightly closed mold, in which a vacuum is produced and that the 'is brought to a thermoforming temperature, and is characterized in that, prior to the molding operation, there is placed in the molding cavity a 50 inhibition sheath in which the propellant block is molded.
Le procédé suivant l'invention permet de réaliser, en une seule opération, la formation du bloc et son inhibition, contrairement à la technique connue dans laquelle on injecte l'inhibiteur autour d'un bloc préconstitué. The method according to the invention makes it possible to carry out, in a single operation, the formation of the block and its inhibition, unlike the known technique in which the inhibitor is injected around a pre-constituted block.
55 Cela permet de réaliser les gaines d'inhibition à partir d'un tube d'inhibiteur obtenu par extrusion et tronçonné ensuite en éléments de gaine. 55 This allows the inhibition sheaths to be produced from an inhibitor tube obtained by extrusion and then cut into sheath elements.
Il en résulte une économie de temps et, par suite, une réduction du coût de fabrication. This results in a saving of time and, consequently, a reduction in the manufacturing cost.
60 Suivant une autre caractéristique de l'invention, le procédé comporte les opérations suivantes: According to another characteristic of the invention, the method comprises the following operations:
a) la mise en place d'une ébauche de propergol dans un moule comprenant une cavité de moulage présentant une partie de profil extérieur de la pièce à obtenir et un poinçon mobile possédant le a) placing a propellant blank in a mold comprising a molding cavity having a part of the external profile of the part to be obtained and a movable punch having the
65 profil géométrique complémentaire de la pièce à obtenir; 65 complementary geometric profile of the part to be obtained;
b) la fermeture du moule, la mise sous vide de la cavité de moulage, la mise en température du moule, du poinçon et de l'ébauche; b) closing the mold, evacuating the mold cavity, warming up the mold, the punch and the blank;
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c) le déplacement du poinçon dans ladite cavité de moulage pour comprimer et déformer l'ébauche à la forme de la pièce à obtenir, et d) l'extraction de la pièce ainsi moulée. c) moving the punch in said molding cavity to compress and deform the blank to the shape of the part to be obtained, and d) extracting the part thus molded.
Ainsi, après fermeture étanche du moule et avant la mise en action du poinçon, on procède à une opération de vidange de l'air 5 résiduel subsistant entre le moule et l'ébauche, on crée un vide poussé avantageusement, inférieur à 30 mbar et même égal ou inférieur à 10 mbar lorsque la pression exercée par le poinçon sur l'ébauche est supérieure à 150 bar. Préférentiellement, on maintient ce vide poussé pendant tout le déplacement du poinçon. 10 Thus, after leaktight closing of the mold and before the punch is actuated, an operation is carried out for emptying the residual air 5 remaining between the mold and the blank, a high vacuum is advantageously created, less than 30 mbar and even equal to or less than 10 mbar when the pressure exerted by the punch on the blank is greater than 150 bar. Preferably, this high vacuum is maintained during the entire movement of the punch. 10
En opérant sous vide et en moule étanche, on évite: By operating under vacuum and in a sealed mold, we avoid:
— d'une part, toute compression adiabatique dangereuse de l'air résiduel dans la cavité de moulage pendant la phase de compression (déplacement du poinçon) pouvant donner lieu au phénomène d'auto-inflammation du propergol, 15 - on the one hand, any dangerous adiabatic compression of the residual air in the molding cavity during the compression phase (displacement of the punch) which can give rise to the auto-ignition phenomenon of the propellant, 15
— d'autre part, l'introduction de bulles d'air dans la masse de propergol, et - on the other hand, the introduction of air bubbles into the propellant mass, and
— on peut également éliminer des gaz de décomposition qui pourraient apparaître durant le fluage à chaud du propergol, cet air occlus et ces gaz de décomposition pouvant donner lieu audit phé- 2o nomène d'auto-inflammation. - it is also possible to eliminate decomposition gases which could appear during the hot creep of the propellant, this occluded air and these decomposition gases being able to give rise to said self-ignition phenomenon.
L'ébauche est avantageusement obtenue sur une presse à extrader par extrusion à chaud d'un boudin de propergol et découpage de ce boudin en ébauches au poids et au volume de la pièce à réaliser. The blank is advantageously obtained on an extrusion press by hot extrusion of a propellant rod and cutting this rod into blanks by weight and volume of the part to be produced.
Le volume de l'ébauche peut être égal au volume résiduel de la 25 cavité de moulage ou supérieur à ce volume résiduel déterminé par l'enfoncement maximal du piston de presse hydraulique. The volume of the blank can be equal to the residual volume of the molding cavity or greater than this residual volume determined by the maximum depression of the hydraulic press piston.
De préférence, les ébauches sont au préalable amenées à la température de thermoformage avant leur mise en place dans la cavité de moulage; une telle mise à température peut être obtenue par 30 stockage des ébauches, dans une enceinte chauffée à la température adéquate, dès que celles-ci sortent de la presse à extrader. Preferably, the blanks are brought beforehand to the thermoforming temperature before they are placed in the molding cavity; such a temperature setting can be obtained by storing the blanks, in an enclosure heated to the appropriate temperature, as soon as they leave the press to be extruded.
La cavité de moulage et le poinçon sont portés à une température comprise entre 50 et 120°C, avantageusement à une température supérieure à 87° C et, plus particulièrement, à une température 35 de 90 à 110CC pendant le thermoformage. The mold cavity and the punch are brought to a temperature between 50 and 120 ° C., advantageously at a temperature above 87 ° C. and, more particularly, at a temperature of 90 to 110 ° C. during thermoforming.
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La pression exercée par le poinçon sur l'ébauche est avantageusement comprise entre 150 et 1200 bar, de préférence comprise entre 250 et 1000 bar. The pressure exerted by the punch on the blank is advantageously between 150 and 1200 bar, preferably between 250 and 1000 bar.
Le propergol utilisé est avantageusement un propergol à double base (nitrocellulose/nitroglycérine) fabriqué par extrusion ou par laminage selon la technique dite sans solvant. The propellant used is advantageously a dual base propellant (nitrocellulose / nitroglycerine) manufactured by extrusion or by rolling according to the so-called solvent-free technique.
Des compositions de propergol à double base de ce type sont données ci-après, à titre d'exemples : Examples of such double base propellant compositions are given below, by way of example:
Composition N" 1 Composition N "1
Nitrocellulose . 58 parties en poids Nitrocellulose. 58 parts by weight
Nitroglycérine 42 parties en poids Nitroglycerin 42 parts by weight
Centralite 1 partie en poids Centrality 1 part by weight
Composition N° 2 Nitrocellulose Nitroglycérine Phtalate de diéthyle Ethylcentralite Composition No. 2 Nitrocellulose Nitroglycerin Diethyl phthalate Ethylcentralite
Composition N" 3 Composition N "3
Nitrocellulose 56 parties en poids Nitrocellulose 56 parts by weight
Nitroglycérine 37 parties en poids Nitroglycerin 37 parts by weight
Cryolithe de potassium 2 parties en poids Potassium cryolite 2 parts by weight
Centralite 2 parties en poids Centrality 2 parts by weight
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'ébauche de propergol est disposée dans une cavité de transfert portée à la température de travail et est extrudée à travers une filière dans le moule contenant la gaine d'inhibition et qui est à une température inférieure, compatible avec la nature de la gaine d'inhibition. According to another characteristic of the invention, the propellant blank is placed in a transfer cavity brought to the working temperature and is extruded through a die in the mold containing the inhibition sheath and which is at a lower temperature. , compatible with the nature of the inhibition sheath.
La cavité de transfert est portée à une température supérieure ou égale à 90° C, alors que la cavité du moule est portée à une température inférieure ou égale à 50° C. The transfer cavity is brought to a temperature greater than or equal to 90 ° C, while the mold cavity is brought to a temperature less than or equal to 50 ° C.
Des types d'inhibiteurs qui sont utilisables suivant les deux variantes du procédé sont donnés ci-après, à titre d'exemples non limitatifs. Types of inhibitors which can be used according to the two variants of the method are given below, by way of nonlimiting examples.
59 parties en poids 31 parties en poids 8 parties en poids 3 parties en poids 59 parts by weight 31 parts by weight 8 parts by weight 3 parts by weight
Inhibiteur Inhibitor
Moyen direct de thermoformage Direct means of thermoforming
Moyen de thermoformage par transfert Transfer thermoforming medium
Carton prétraité intérieurement Internally pretreated cardboard
Oui Yes
Oui Yes
Inhibiteurs cellulosiques Cellulose inhibitors
A base d'éthylcellulose ou Based on ethylcellulose or
d'acétate de cellulose cellulose acetate
Oui Yes
Polyamides Polyamides
Oui Yes
Oui Yes
Inhibiteurs thermoplastiques Thermoplastic inhibitors
Polyuréthanes linéaires Linear polyurethanes
Oui Yes
Chlorure de polyvinyle Polyvinyl chloride
Oui Yes
Inhibiteurs thermosoudables Heat sealable inhibitors
Résines phénoliques Phenolic resins
Oui Yes
Oui Yes
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront 55 torique d'étanchêité 3a et maintenu en appui contre un manchon 4 Other characteristics and advantages of the invention will be 55 toroidal seal 3a and held in abutment against a sleeve 4
mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plu- au moyen d'un écrou 5 vissé dans un taraudage 6 du manchon. better understood on reading the description which will follow more by means of a nut 5 screwed into a thread 6 of the sleeve.
sieurs modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés Le manchon 4 dans lequel est monté le moule ! est vissé sur une dans esquels. partie filetée 7 d'un corps de presse 8. several embodiments and with reference to the accompanying drawings The sleeve 4 in which the mold is mounted! is screwed on one in some. threaded part 7 of a press body 8.
la fig. I est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisa- fig. I is a view in longitudinal section of an embodiment
tion du dispositif de thermoformage direct pour la mise en œuvre du 60 Dans ''alésaSe 2 du moule 1 est monté< coulissant, un piston 9 tion of the direct thermoforming device for the implementation of the 60 In '' ream 2 of the mold 1 is mounted <sliding, a piston 9
procédé suivant l'invention et actionné par un vérin non représenté sur le dessin et muni, à son ex- process according to the invention and actuated by a jack not shown in the drawing and provided, at its ex-
la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de trémité< d'un Poin?on l0; ledit Piston délimitant, dans l'alésage 2 fig. 2 is a view in longitudinal section of another mode of end <of a Poin? On 10; said piston delimiting, in bore 2
réalisation du dispositif de thermoformage par transfert pour la mise avec 'e ^ond ^ une cav't® de moulage 2a d un bloc de propergol. realization of the transfer thermoforming device for putting with 'e ^ ond ^ a cav't® molding 2a of a propellant block.
en œuvre du procédé suivant l'invention. Dans l'alésage 2 débouche un conduit 11 qui est relié à une implementing the method according to the invention. In bore 2 opens a conduit 11 which is connected to a
A la fig. 1, on a représenté un mode de réalisation du dispositif 65 pompe à vide et qui est destiné à permettre l'évacuation de l'air se de thermoformage direct pour la mise en œuvre du procédé selon trouvant dans l'alésage 2, des joints d'étanchêité 12, 12a étant prévus l'invention et qui comprend un moule 1 présentant un alésage gêné- entre le moule 1 et le corps 8 et un joint d'étanchêité 13 étant prévu ralement cylindrique 2 fermé par un bouchon 3 muni d'un joint entre le piston 9 et le moule 1. In fig. 1, there is shown an embodiment of the device 65 vacuum pump and which is intended to allow the evacuation of air is direct thermoforming for the implementation of the method according to found in the bore 2, seals d sealing 12, 12a being provided for the invention and which comprises a mold 1 having a constrained bore between the mold 1 and the body 8 and a sealing joint 13 being provided in the real way cylindrical 2 closed by a plug 3 provided with a seal between piston 9 and mold 1.
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Autour du manchon 4 est disposée une enveloppe 14 dans laquelle circule un fluide de chauffage qui est destiné à réchauffer la cavité de moulage 2a, le piston 9 et le poinçon 10. Around the sleeve 4 is placed an envelope 14 in which a heating fluid circulates which is intended to heat the molding cavity 2a, the piston 9 and the punch 10.
Un thermostat 15 permettant de contrôler la température dans la cavité de moulage 2a est inséré dans le bouchon 3. A thermostat 15 making it possible to control the temperature in the molding cavity 2a is inserted in the plug 3.
En fonctionnement, le piston 9 étant complètement remonté en position haute, c'est-à-dire en dehors de l'alésage 2, on introduit dans la cavité de moulage 2a, conformément à l'invention, une gaine d'inhibition 16 et, à l'intérieur de celle-ci, une ébauche de proper-, gol 17. In operation, the piston 9 being completely raised to the high position, that is to say outside the bore 2, an inhibiting sheath 16 is introduced into the molding cavity 2a, and , inside it, a draft of proper-, gol 17.
On abaisse le piston 9 jusqu'à.ce qu'il s'engage dans l'alésage 2 du moule I et avant qu'il ne parvienne à l'orifice 11 relié à la pompe à vide. The piston 9 is lowered until it engages in the bore 2 of the mold I and before it reaches the orifice 11 connected to the vacuum pump.
On met en route le dispositif de chauffage 14 et on met en service la pompe à vide jusqu'à ce qu'une température du moule du piston et du poinçon de 95 ± 5 C soit atteinte et qu'une pression résiduelle de 10 mbar soit établie dans la cavité de moulage 2a. The heating device 14 is started up and the vacuum pump is put into service until a temperature of the mold of the piston and of the punch of 95 ± 5 C is reached and a residual pressure of 10 mbar is established in the mold cavity 2a.
On commande alors le piston 9 et le poinçon 10 pour abaisser ceux-ci dans une position moyenne A pour laquelle le poinçon 10 est appliqué sur l'ébauche 17 et on abaisse complètement le piston 9 et le poinçon 10 dans la position B pour comprimer le propergol ramolli sous une pression de 250 à 300 bar qui remplit l'espace à l'intérieur de la gaine d'inhibition 16. La pompe à vide est maintenue en fonctionnement pendant toute la durée du thermoformage. The piston 9 and the punch 10 are then controlled to lower them into a medium position A for which the punch 10 is applied to the blank 17 and the piston 9 and the punch 10 are completely lowered in the position B to compress the propellant softened under a pressure of 250 to 300 bar which fills the space inside the inhibition sheath 16. The vacuum pump is kept in operation throughout the duration of the thermoforming.
A la fin de l'opération, on casse le vide, on refroidit le moule et l'on procède au retrait du poinçon et du bloc moulé, entouré de la gaine d'inhibition 16. At the end of the operation, the vacuum is broken, the mold is cooled and the punch and the molded block are removed, surrounded by the inhibition sheath 16.
A la fig. 2, on a représenté un autre mode de réalisation d'un dis-5 positif de thermoformage par extrusion comportant un corps 18 présentant un alésage 19 fermé à l'une de ses extrémités par un bouchon 20 rendu solidaire du corps par un organe de fixation 21. Le bouchon 20 constitue le fond d'une cavité de moulage 22 qui est délimitée du côté opposé au fond par une filière 23 présentant des 10 orifices d'extrusion 24, ladite filière séparant la cavité 22 d'une cavité de transfert 25 fermée par un piston 26 monté coulissant dans l'alésage 19 et actionné par un organe moteur non représenté sur le dessin. In fig. 2, there is shown another embodiment of a device for thermoforming by extrusion comprising a body 18 having a bore 19 closed at one of its ends by a plug 20 made integral with the body by a fixing member. 21. The plug 20 constitutes the bottom of a molding cavity 22 which is delimited on the side opposite the bottom by a die 23 having 10 extrusion orifices 24, said die separating the cavity 22 from a closed transfer cavity 25 by a piston 26 slidably mounted in the bore 19 and actuated by a drive member not shown in the drawing.
Conformément à l'invention, une gaine d'inhibition 27 est disposée préalablement dans la cavité de moulage 22 et une ébauche 28 est disposée dans la cavité de transfert 25. According to the invention, an inhibition sheath 27 is previously disposed in the molding cavity 22 and a blank 28 is disposed in the transfer cavity 25.
On procède alors au chauffage de la cavité de transfert à une température de travail d'environ 90° C et de la cavité de moulage à 20 une température inférieure d'environ 50° C. En repoussant le piston 26 en direction de la filière 23, on comprime l'ébauche de propergol 28 qui a été ramollie et qui est extrudée par les orifices 24 de la filière dans la gaine d'inhibition 27, afin de remplir l'espace intérieur de celle-ci. The transfer cavity is then heated to a working temperature of approximately 90 ° C and the molding cavity to a lower temperature of approximately 50 ° C. By pushing the piston 26 towards the die 23 , the propellant blank 28 which has been softened and which is extruded through the orifices 24 of the die in the inhibition sheath 27 is compressed in order to fill the interior space thereof.
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |