Allumeur de sûreté pour cartouches ou charges de mine.
Cette invention est relative aux allumeurs pour cartouches ou charges de mine et, en particulier, aux allumeurs convenant pour les charges ou cartouches non détonantes chargées de compositions non détonantes, ces charges étant destinées à être employées dans les mines grisouteuses. L'invention a pour but de procurer des allumeurs de sûreté qui, lorsqu'on les actionne dans une atmosphère chargée de méthane, ne provoquent pas d'inflammation.
On connaît des cartouches ou charges de mine non détonantes qui, lorsqu'on les allume en atmosphère grisouteuse, ne provoquent pas l'inflammation du gaz. Toutefois les disposi-
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tifs d'allumage ordinaires tels que têtes d'allumage électriques ou amorces de sûreté sont eux-mêmes susceptibles de provoquer l'inflammation de gaz et par conséquent ces dispositifs d'allumage montés sur la face active de la charge de mine ne sont
pas exempts de danger.
Suivant la présente invention, un allumeur de sûreté pour cartouches ou charges de mine de sécurité comprend un récipient, une charge de matière réagissant à basse température, un dispositif pour amorcer cette charge et un écran interceptant les produits de combustion de la tête d'allumage mais ne s'opposant pas à l'éjection des produits de combustion de la charge.
L'écran a pour fonction d'empêcher les produits de combustion du dispositif d'amorçage, qui de préférence est une tête d'allumage sensiblement exempte de gaz, de s'échapper du récipient avant qu'ils soient refroidis dans une mesure suffisante pour être incapables d'enflammer une atmosphère grisouteuse, Les produits de combustion de la matière réagissant à basse température s'échappent librement durant ou après leur formation
et après le refroidissement des produits de combustion de
la tête d'allumage.
Le récipient peut avantageusement avoir la forme
d'un tube métallique comportant une tête d'allumage, enfermée hermétiquement dans une de ses extrémités, qui est en contact d'allumage avec la charge de matière réagissant à basse température, et cette charge est percée d'un passage longitudinal communiquant avec une ouverture de l'autre extrémité du tube pour permettre de lâcher les produits de combustion de la charge. La charge est de préférence disposée annulairement pour laisser un conduit ou passage étroit.
Si on le désire, l'écran peut être constitué par une exemple en papier paraffiné ignifugé, qui recouvre l'ouverture du récipient et est suffisamment résistante pour empêcher l'échappement des produits de combustion de la tête d'allumage, mais qui est brisée par la combustion de la charge. Toutefois, pour éviter le risque d'un endommagement de l'écran il est préférable de le loger à l'intérieur du récipient, et quand on emploie une charge percée d'un passage, disposée entre la tête d'allumage et l'ouverture du récipient, on peut avantageusement loger l'écran entre la tête d'allumage et la charge. Un écran ainsi disposé peut être agencé non seulement pour intercepter les produits de combustion de la tête d'allumage, mais encore pour transmettre de celle-ci l'allumage à la charge. Ainsi,
par exemple, l'écran peut être constitué par une mince pellicule conductrice de la chaleur, par exemple une pellicule métallique, mais on préfère employer une couche cohérente de matière réagissant à basse température d'une nature semblable à celle de la charge. Si on le désire, on peut employer un écran supplémentaire, par exemple en papier paraffiné, disposé sur l'ouverture du récipient, et dans ce cas il n'est pas essentiel que l'écran situé entre la tête d'allumage et la charge ne contienne que
des ingrédients incombustibles ou réagissant à basse température.
De préférence, le récipient est fait en un métal dit de sûreté, par exemple en cuivre, et il doit être suffisamment résistant pour ne pas se déformer quand on actionne le dispositif. La tête d'allumage employée est de préférence exempte de gaz,
par exemple elle est du type décrit dans la demande de brevet anglais N[deg.] 32.464/33, (non déposée en Belgique), et elle est logée et enfermée hermétiquement dans le récipient de la manière connue, par exemple comme dans la fabrication de détonateurs électriques.
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réaction -exothermique à une température relativement peu élevée telle que.lias produits de combustion ou de réaction, s'échappant du tube, scient suffisamment chauds pour assurer l'allumage
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comprendre un mélange d'un ou de plusieurs sels très oxydants et de substances combustibles, avec ou sans addition d'agents refroidisseurs et flegmateurs. Ainsi, par exemple, on peut
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suivantes:-
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2)(Des mélanges de nitrite de sodium et de chlorure ou sulfate d�ammonium. A ces mélanges on peut ajouter de petites quantités de substances stabilisantes, par exemple de carbonate de sodium. Les charges de cette nature, décrites dans le brevet N[deg.] 406.576 de: la demanderesse, conviennent particulièrement aux fins de la présente invention.
3) Des mélanges de charbon de bois avec des sels oxydants tels que le nitrate d'ammonium et/ou d'autres nitrates et avec des sels refroidisseurs tels que les chlorures ou nitrates alcalins ou autres sels d'ammonium. On prépare convenablement ces mélanges en broyant ensemble les ingrédients secs finement divisés, employés de préférence dans des proportions telles que le produit soit une composition combustible équilibrée. La proportion de sels refroidisseurs ne doit pas excéder
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ajouter de petites quantités de matières inertes, par exemple de kaolin ou de craie pour tailleurs.
4) Des mélanges d'un sel oxydant tel que le chlorate ou le nitrate de potassium avec des matières résineuses, des charges telles que le verre pilé, des oxydes.métalliques et un agent liant, par exemple de la glu. On peut avantageusement produire ces mélanges sous la forme d'une masse compacte uniforme par incorporation en présence d'eau et séchage subséquent.
5) Des mélanges de poudre noire avec un agent liant tel que la gomme-laque et, éventuellement, des sels refroidisseurs, par exemple le borax. On peut constituer des charges uniformes et compactes en dissolvant la gomme-laque dans de l'alcool et en incorporant à la solution la poudre noire et les sels refroidisseurs jusqu'à ce qu'on obtienne un produit uniforme après séchage.
6) L'un ou l'autre des mélanges cités sous les rubriques précédentes 3, 4 et 5, comprenant en outre une certaine quantité d'un métal finement divisé comme la limaille de fer. Les métaux réagissant très exothermiquement, par exemple le magnésium, le zirconium ou l'aluminium, ne conviennent pas aux fins de la présente invention.
Quand on emploie comme ingrédient le charbon de bois, on peut rendre celui-ci moins susceptible de brûler avec une flamme, en l'imprégnant de solutions de sels ignifuges tels
que le sulfate ou le phosphate d'ammonium ou leurs mélanges,
et en le séchant ensuite.
De préférence, on emploie un mélange de poudre noire, de charbon de bois, de limaille de fer et d'une cire liante, flegmateuse et refroidissante, de préférence ne s'inflammant pas facilement, par exemple du tétrachloronaphtalène.
Quand on destine l'allumeur à être employé dans des conditions telles qu'il puisse ne pas être en contact direct avec la charge de mine, ou lorsqu'il est relativement difficile d'allumer la charge, il est avantageux d'incorporer de grandes quantités de limaille de fer à la composition réagissant à basse température, car on produit ainsi une projection énergique de particules d'oxyde de fer chaud, assurant l'amorçage de la charge explosive sur une surface considérable. Des conditions telles que spécifiées ci-dessus peuvent exister quand on emploie l'allumeur conjointement avec une cartouche de mine du type
à bonde dont la chambre contenant la charge n'est pas complète-
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406.576 de la demanderesse. Toutefois, quand la charge de mine s'allume assez facilement et possède une rapidité de propagation relativement grande, par exemple dans le cas d'une cartouche
de poudre noire, on peut diminuer la proportion de limaille de fer ou même l'omettre complètement.
On décrira ci-après une forme d'exécution préférée
de l'invention en se référant au dessin annexé qui représente
en coupe longitudinale un allumeur construit conformément
à l'invention.
Un tube de cuivre 1 est percé à sa base d'une ouverture 2 et contient une charge 3 constituée par une composition réagissant à basse température, bien tassée et percée d'un conduit axial 4. Au-dessus de la charge est disposé un écran 5 qui est cons-titué par un disque moulé sous pression, fait en
une matière analogue à celle de la charge principale. Une tête d'allumage sans gaz 6 et des fils d'entrée 10 sont logés de manière connue dans un tube 8 en papier ignifugé rempli de cire polychloronaphtalénique 9. Le dispositif à tête d'allumage
est engagé dans le tube 1 au-dessus du disque 5 et est maintenu en place par sertissage de la paroi 7 du tube. L'ouverture de l'extrémité de sortie de l'allumeur est hermétiquement fermée, par exemple au moyen d'une cire telle que le tétrachloronaphtalè-
<EMI ID=13.1> lique ou de papier ignifugé.
L'allumeur fonctionne de la manière suivante:
Quand on met à feu la tête d'allumage 6, le premier crachement est arrêté par le disque 5 qui toutefois s'allume au contact des produits de combustion de la tête d'allumage et se brise, de sorte que l'inflammation se transmet à la charge principale. Le disque 5 empêche ainsi la sortie de tous produits de combustion de la tête d'allumage tant que ceux-ci sont encore assez chauds pour allumer une atmosphère grisouteuse, même en l'absence d'une obturation de l'ouverture inférieure 2. La pression engendrée par la combustion de la charge 3 brise toute obturation de l'ouverture 2 et les produits de combustion de
la charge principale peuvent alors s'échapper librement du tube. Pendant que la combustion de la charge continue, il se produit une projection énergique qui est capable d'allumer la charge
de mine mais incapable d'enflammer une atmosphère grisouteuse.
L'invention est encore illustrée par les exemples suivants:
EXEMPLE 1
Cet exemple a trait à un allumeur applicable aux cartouches du type à bonde, décrites et revendiquées, par exemple, dans les brevets Nos. 406.576, 406.598 et 408.227 de la demanderesse.
On dissout dans du tétrachlorure de carbone huit parties en poids de cire de chloro-naphtalène exempte d'acide,
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vement dans la solution, en remuant, vingt parties de poudre noire moulue, une partie de charbon de bois écrasé et deux parties de bicarbonate de potassium en poudre, jusqu'à ce qu'on obtienne une composition uniforme. Finalement, on incorpore quinze parties de limaille de fer. On sèche soigneusement le mélange à une température appropriée pour éliminer le tétrachlorure de carbone, et on le pulvérise ensuite.
Puis on constitue l'allumeur de la façon décrite cidessus avec référence au dessin annexé. On emploie un tube de cuivre long de 55 mm. et ayant un diamètre intérieur de 8 mm., la matière de ce tube et son épaisseur étant de préférence celles des tubes employés pour les détonateurs N[deg.] 8, et on perce le tube à sa base d'un trou de 3 mm. de diamètre; puis on le charge sous pression, jusqu'à une hauteur de 35 mm. depuis la base, d'environ 4 grs. de la composition précitée, en formant en même temps dans la charge, pendant cette opération, un conduit axial de 2 mm. de diamètre.
On prépare une composition pour l'écran en dissolvant par le procédé décrit ci-dessus 20 parties en poids de poudre
à canon moulue, 6 parties de cire de chloro-naphtalène et 5 parties de charbon de bois. On place dans le tube au-dessus
de la charge un disque moulé sous pression, ayant une épaisseur de 1 mm. On achève cette construction de l'allumeur en sertissant de la manière connue une tête d'allumage sans gaz dans l'extrémité supérieure du tube.
Des allumeurs construits de la manière décrite furent essayés dans une galerie contenant 9% de méthane mélangé à l'air. Aucune inflammation ne se produisit au cours de six essais.
EXEMPLE 2.
Cet exemple a trait à un allumeur qu'on peut employer avantageusement avec un explosif de sûreté non détonant, par exemple avec une cartouche de poudre noire telle que décrite
et revendiquée dans le brevet N[deg.] 404.344 de la demanderesse.
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est constituée de 0,45 gr. d'un mélange préparé de la manière décrite au moyen de 20 parties en poids de poudre à canon moulue, de 8 parties de cire de chloro-naphtalène, de 3 parties de charbon de bois et de 10 parties de limaille de fer. Le
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d'épaisseur et a la même composition que le disque employé
dans l'Exemple 1.
REVENDICATIONS
1) Allumeur de sûreté pour cartouches ou charges
de mine de sûreté, comprenant un récipient, une charge de matière réagissant à basse température, un dispositif pour amorcer cette charge, et un écran interceptant les produits de combustion de la tête d'allumage mais ne s'opposant pas à l'éjection des produits de combustion de la charge.
2) Allumeur de sûreté pour cartouches ou charges de mine de sûreté, comprenant un tube qui contient une tête d'allumage sensiblement exempte de gaz et, en contact d'allumage avec celle-ci, une charge de matière réactive auto-combustible
à basse température, incapable d'allumer des mélanges d'air
et de méthane, cette charge comportant un passage longitudinal pour l'échappement des produits de sa combustion, ainsi qu'un écran interceptant les premiers produits de combustion de la tête d'allumage mais n'opposant en raison de sa disposition
et de sa nature aucune résistance efficace à l'éjection des produits de combustion de la charge.