FR2706449A1 - Pyrotechnic composition for delay cords. - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une composition pyrotechnique destinée à laThe present invention relates to a pyrotechnic composition intended for the
fabrication de retards pyrotechniques et, plus particulièrement, de cordeaux retards. Les retards pyrotechniques sont bien connus de l'Homme de l'Art et on a déjà proposé des retards comprenant de la poudre de tungstène, du chromate de baryum, du perchlorate de potassium et de la silice (terre diatomée). Le rôle de cette dernière est de ralentir la combustion, en captant les calories, et de favoriser manufacture of pyrotechnic delays and, more particularly, delay cords. Pyrotechnic delays are well known to those skilled in the art and delays have already been proposed comprising tungsten powder, barium chromate, potassium perchlorate and silica (diatomaceous earth). The role of the latter is to slow down combustion, by capturing calories, and to favor
l'enrobage des différents grains. Ainsi, le Brevet US-A- the coating of the various grains. Thus, the US-A patent
4,144,814 décrit une composition de ce type utilisable sous forme de pastille comprimée renfermant 5 % en masse de silice. Cette composition peut être intéressante à utiliser lorsqu'il s'agit d'un détonateur dans lequel on veut introduire un certain retard en interposant une pastille comprimée comme c'est le cas du Brevet précité, mais ne convient pas lorsqu'il s'agit d'un cordeau retard. En effet, un cordeau retard est constitué d'une gaine de faible diamètre (inférieur à 4,1 mm) à l'intérieur de laquelle est placée la composition pyrotechnique présentant un ou plusieurs coudes. Les compositions décrites précédemment, bien que dénommées compositions sans CWnez d; Cnn AR y;s7 - nrnrAllî iqtnt- t-nltRI m$ms lin 1 'amr 3ci A cTfam e nr I n e-P 1 s Anm-l ^ n rt ab s, IT 4,144,814 describes a composition of this type which can be used in the form of a compressed tablet containing 5% by mass of silica. This composition can be advantageous to use when it is a detonator into which one wishes to introduce a certain delay by interposing a compressed tablet as is the case of the aforementioned patent, but is not suitable when it is a delay line. Indeed, a delay cord consists of a sheath of small diameter (less than 4.1 mm) inside which is placed the pyrotechnic composition having one or more elbows. The compositions described above, although called compositions without CWnez d; Cnn AR y; s7 - nrnrAllî iqtnt- t-nltRI m $ ms lin 1 'amr 3ci A cTfam e nr I n e-P 1 s Anm-l ^ n rt ab s, IT
l'extérieur de la gaine après éclatement de cette dernière. the outside of the sheath after the latter burst.
Le risque d'éclatement est encore accentué dans les zones de moindre résistance de la gaine telles que les courbures et entraîne généralement l'arrêt de la combustion. Cette composition ne convient également pas lorsqu'on recherche une vitesse de combustion très faible (inférieure à 2,5 mm/s), surtout lors de l'utilisation à des températures macromoléculaires comme la nitrocellulose. On modifie par cette addition essentiellement l'aspect granulométrique pour faciliter les manipulations et améliorer en particulier la fluidité de la poudre obtenue. Mais, cet apport de liant produit inévitablement un effet secondaire sur le phénomène réactionnel, car le mode de combustion est perturbé. De plus, en participant au phénomène pyrotechnique, ce liant constitue une source de produits gazeux (H20, C02...) qui s'ajoute au dégagement déjà existant. Les risques d'éclatement de la gaine du cordeau The risk of bursting is further accentuated in the zones of least resistance of the sheath such as bends and generally causes the combustion to stop. This composition is also not suitable when a very low combustion rate (less than 2.5 mm / s) is sought, especially when used at macromolecular temperatures such as nitrocellulose. This particle size essentially modifies this aspect to facilitate handling and in particular to improve the fluidity of the powder obtained. However, this addition of binder inevitably produces a secondary effect on the reaction phenomenon, since the combustion mode is disturbed. In addition, by participating in the pyrotechnic phenomenon, this binder constitutes a source of gaseous products (H20, C02, etc.) which is added to the already existing release. Risks of bursting of the cord sheath
sont donc augmentés et par suite les arrêts de combustion. are therefore increased and consequently the combustion stops.
Le risque d'accélération de la combustion existe également, les gaz chauds se propageant entre des fissures: le retard The risk of accelerating combustion also exists, hot gases propagating between cracks: the delay
n'est alors plus fiable.is no longer reliable.
Le but de la présente invention est de fournir une composition pyrotechnique utilisable dans les cordeaux retards de faible diamètre et procurant une faible vitesse de combustion, éliminant tout risque d'éclatement de la The object of the present invention is to provide a pyrotechnic composition which can be used in small diameter delay cords and which provides a low combustion speed, eliminating any risk of bursting of the
gaine et d'arrêt de la combustion.combustion sheath and stop.
L'invention a pour objet une composition pyrotechnique destinée à la réalisation de cordeaux retards, du type constitué d'un mélange de poudres de tungstène, de chromate de baryum et de perchlorate de potassium, caractérisé en ce qu'elle renferme une poudre de silice ultrafine dont les particules présentent un diamètre moyen compris entre 7 et 40 millimicrons, suivant un pourcentage en masse de l'ordre de 0,5 à 1,5 %, pour réaliser un enrobage des particules des poudres. Les particules de silice présentent un diamètre The subject of the invention is a pyrotechnic composition intended for producing delay cords, of the type consisting of a mixture of tungsten powders, barium chromate and potassium perchlorate, characterized in that it contains a silica powder. ultrafine, the particles of which have an average diameter of between 7 and 40 millimicrons, according to a percentage by mass of the order of 0.5 to 1.5%, in order to coat the particles of the powders. The silica particles have a diameter
moyen de 16 millimicrons.average of 16 millimicrons.
La composition peut comprendre 1 partie en masse de silice à un mélange renfermant en masse 33 % de tungstène, 60 % de chromate de baryum et 7 % de perchlorate de potassium.35 La composition peut comprendre 1 partie en masse de silice à un mélange renfermant en masse 32 % de tungstène, 58 % de chromate de baryum et 10 % de The composition can comprise 1 part by mass of silica with a mixture containing by mass 33% of tungsten, 60% of barium chromate and 7% of potassium perchlorate. The composition can comprise 1 part by mass of silica with a mixture containing by mass 32% tungsten, 58% barium chromate and 10%
perchlorate de potassium.potassium perchlorate.
La composition selon l'invention peut être appliquée à la réalisation de cordeaux retards de 3,1 mm de diamètre externe environ, présentant au moins un coude à 900. Un avantage de la présente invention réside dans l'absence de rupture de la gaine du cordeau, quelles The composition according to the invention can be applied to the production of delay cords of 3.1 mm external diameter approximately, having at least one bend at 900. An advantage of the present invention lies in the absence of rupture of the sheath of the cord, what
que soient les conditions d'utilisation. whatever the conditions of use.
Un autre avantage réside dans la conservation des propriétés retards dans un domaine de températures allant de - 50 C à + 60 C, et pour des vitesses de Another advantage lies in the conservation of the delay properties in a temperature range from -50 ° C. to + 60 ° C., and for speeds of
combustion extrêmement faibles de l'ordre de 2 à 2,5 mm/s. extremely low combustion of the order of 2 to 2.5 mm / s.
D'autres avantages apparaîtront à la lecture de Other advantages will appear on reading
complément de description donné à titre d'exemple. additional description given by way of example.
La composition selon l'invention comporte les mêmes constituants que la composition retard décrite dans le Brevet précédemment cité. Il s'agit de la poudre de tungstène, du perchlorate de potassium, du chromate de baryum et de la silice. Toutefois, pour obtenir les résultats de l'invention, on doit utiliser une silice ultrafine dont les particules présentent une taille moyenne de 7 à 40 millimicrons et selon un pourcentage en masse allant de 0,5 à 1,5 % de la composition totale. La silice ainsi utilisée joue le rôle d'une matière d'enrobage des autres composants, ce qui conduit à une diminution de confinement interne de la composition par une réduction de sa densité. C'est dans ces conditions que les résultats The composition according to the invention comprises the same constituents as the delay composition described in the aforementioned patent. These are tungsten powder, potassium perchlorate, barium chromate and silica. However, to obtain the results of the invention, an ultrafine silica must be used, the particles of which have an average size of 7 to 40 millimicrons and according to a percentage by mass ranging from 0.5 to 1.5% of the total composition. The silica thus used plays the role of a coating material for the other components, which leads to a reduction in internal confinement of the composition by a reduction in its density. It is under these conditions that the results
particulièrement surprenants sont atteints. particularly surprising are achieved.
L'utilisation de 1 % en masse de silice constituée de particules de taille moyenne de 16 millimicrons donne entière satisfaction. Grâce à cette extrême finesse, on réalise un parfait enrobage du mélange The use of 1% by mass of silica made up of particles of average size of 16 millimicrons gives complete satisfaction. Thanks to this extreme finesse, we achieve a perfect coating of the mixture
des substances pyrotechniques initiales. initial pyrotechnic substances.
La technique d'enrobage est connue en elle-même et est conduite de manière classique. Elle s'effectue par voie sèche par exemple dans un malaxeur vendu sous la The coating technique is known in itself and is carried out in a conventional manner. It is carried out dry, for example in a mixer sold under the
désignation commerciale "TURBULA".commercial designation "TURBULA".
L'application du mélange obtenu en cordeaux retards destinés à de longues temporisations permet d'effectuer des chargements moins confinés. Le dégazage au cours de la combustion est facilité, ce qui améliore la fiabilité de combustion même à basse température. En effet, les effets pyrotechniques principaux (vitesse de combustion et énergie de réaction) ne sont modifiés que de façon insignifiante, car la matière d'enrobage qui est un constituant minéral inerte et stable, est introduite dans la composition en très faible quantité. Il ne participe pas à la réaction de combustion et son faible taux d'emploi ne modifie pratiquement pas le potentiel énergétique de la The application of the mixture obtained in delay cords intended for long time delays makes it possible to carry out less confined loads. Degassing during combustion is facilitated, which improves combustion reliability even at low temperatures. In fact, the main pyrotechnic effects (combustion speed and reaction energy) are only modified insignificantly, since the coating material, which is an inert and stable mineral constituent, is introduced into the composition in very small quantities. It does not participate in the combustion reaction and its low employment rate practically does not modify the energy potential of the
composition.composition.
Sur le plan de la mise en oeuvre, on obtient un produit final particulièrement performant. En effet, les silices ultrafines sont principalemnt utilisées comme agents antimottants et leurs propriétés sont remarquables In terms of implementation, a particularly effective final product is obtained. Indeed, ultrafine silicas are mainly used as anti-caking agents and their properties are remarkable
pour améliorer la fluidité des produits pulvérulents. to improve the fluidity of powdered products.
Introduites sous forme de matière d'enrobage dans les compositions pyrotechniques, elles permettent d'effectuer des chargements en trémies automatiques sur des installations relativement simples. Les cadences industrielles de production deviennent alors très importantes. Le tableau I, donné ci-après, montre pour deux compositions connues et deux compositions selon l'invention, les énergies de réaction et les vitesses de combustion. Les pourcentages indiqués sont des pourcentages en masse. La silice utilisée est vendue dans le commerce sous la Introduced in the form of coating material in the pyrotechnic compositions, they make it possible to carry out loading in automatic hoppers on relatively simple installations. The industrial production rates then become very important. Table I, given below, shows for two known compositions and two compositions according to the invention, the reaction energies and the combustion rates. The percentages given are percentages by mass. The silica used is sold commercially under the
désignation '"AEROSIL".designation '"AEROSIL".
COMPOSITION A: 33 % de poudre de tungstène, % de chromate de baryum, COMPOSITION A: 33% tungsten powder,% barium chromate,
7 % de perchlorate de potassium.7% potassium perchlorate.
COMPOSITION B: Composition A + 1 partie de silice dont les particules ont une taille moyenne de COMPOSITION B: Composition A + 1 part of silica, the particles of which have an average size of
16 millimicrons.16 millimicrons.
COMPOSITION C: 32 % de poudre de tungstène 58 % de chromate de baryum, COMPOSITION C: 32% tungsten powder 58% barium chromate,
% de perchlorate de potassium.% of potassium perchlorate.
COMPOSITION D: Composition C + 1 partie de silice dont les particules ont une taille moyenne de COMPOSITION D: Composition C + 1 part of silica, the particles of which have an average size of
16 millimicrons.16 millimicrons.
TABLEAU ITABLE I
ENERGIE DE VITESSE DE COMBUSTIONCOMBUSTION SPEED ENERGY
COMPOSITIONS REACTION (mim/s) (cal/g) REACTION COMPOSITIONS (mim / s) (cal / g)
A 258 2,23 2,22A 258 2.23 2.22
B 248 2,25 2,22B 248 2.25 2.22
C 295 2,19 2,24C 295 2.19 2.24
D 291 2,20 2,23D 291 2.20 2.23
Ce tableau montre l'influence négligeable de la silice ultrafine sur les performances pyrotechniques des This table shows the negligible influence of ultrafine silica on the pyrotechnic performances of
compositions pyrotechniques B et D selon l'invention. pyrotechnic compositions B and D according to the invention.
Le tableau II, donné ci-après, montre pour des compositions connues et des compositions selon l'invention les effets sur la fiabilité en déterminant les éclatements Table II, given below, shows for known compositions and compositions according to the invention the effects on reliability by determining the bursts
et les arrêts de combustion.and combustion stoppages.
COMPOSITION E: Composition de base 33 % de poudre de tungstène, 62 % de chromate de baryum, % de perchlorate de potassium avec COMPOSITION E: Basic composition 33% tungsten powder, 62% barium chromate,% potassium perchlorate with
addition de 3 parties de nitrocellulose. addition of 3 parts of nitrocellulose.
COMPOSITION F: Composition de base 33,5 % de poudre de tungstène, 61,5 % de chromate de baryum, % de perchlorate de potassium avec addition de 3 parties de copolymère fluoré de désignation commerciale VITON A. Les essais sont réalisés à - 50 C, en cordeaux de 3,1 mm avec 2 coudes à 90 : COMPOSITION F: Basic composition 33.5% of tungsten powder, 61.5% of barium chromate,% of potassium perchlorate with addition of 3 parts of fluorinated copolymer of commercial designation VITON A. The tests are carried out at - 50 C, in 3.1 mm cords with 2 90 ° elbows:
TABLEAU IITABLE II
O% % VITESSE DEO%% SPEED OF
COMPOSITIONS D'ECLATE- ARRET DE COMBUSTION COMBUSTION SHUTDOWN COMPOSITIONS
MENT COMBUSTION (mm/s)COMBUSTION MENT (mm / s)
A 10 0 2,23A 10 0 2.23
B 0 0 2,25B 0 0 2.25
C 10 0 2,19C 10 0 2.19
D 0 0 2,20D 0 0 2.20
E 100 100 -E 100 100 -
F 40 10 3,09F 40 10 3.09
On voit que les pourcentages d'éclatement atteignent 10 % pour les compositions A et C connues alors qu'ils sont inexistants pour les compositions B et D selon l'invention, bien qu'il n'y ait pas d'arrêt de combustion It can be seen that the bursting percentages reach 10% for the known compositions A and C whereas they do not exist for the compositions B and D according to the invention, although there is no combustion stop
pour des vitesses de combustion voisines. for similar combustion speeds.
Les résultats de la composition E, qui présente un liant classiquement utilisé, sont très mauvais. Tous les The results of composition E, which has a conventionally used binder, are very poor. All
cordeaux éclatent avec arrêt de la combustion. cords burst with stopping combustion.
Les résultats de la composition F qui présente un liant classique montrent un pourcentage élevé d'éclatements, des arrêts de la combustion, et une vitesse The results of composition F which has a conventional binder show a high percentage of bursts, combustion stoppages, and a speed
de combustion relativement élevée. relatively high combustion.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |