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MÉMOIRE - DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE . DE BREVET D'INVENTION la Société dite: IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIFS LIMITED Extincteurs d'incendie actionnés par pression de gaz, éjectant un liquide extincteur, et cartouches productrices de gaz y relatives. Deinande de brevet anglais du 5 Mars 1942 en sa faveur et en faveur de MM.E.JONES et J.S. FLANDERS.
La présente invention se rapporte à la fabrication de nouvelles cartouches perfectionnées servant à produire du gaz dans les extincteurs d'incendie où un liquide extincteur remplissant partiellement un récipient est éjecté avec force par la pression d'un gaz dégagé par une cartouche contenue dans le récipient; l'invention concerne aussi les extincteurs d'incendie perfec- tionnés ou modifiés, contenant des cartouches de ce genre.
Différents genres de dispositifs générateurs de gaz ont été employésdans le but d'établir une pression convenable dans un extincteur d'incendie pour en éjecter le liquide extincteur avec une force suffisante pour produire et maintenir pendant un temps déterminé d'avance un puissant jet de liquide que l'on ! puisse:' , diriger vers l'incendie tout en restant en sécurité à distance du feu, - par exemple des réservoirs d'acide conjoin- tement avec du bicarbonate de sodium, ou des récipients à pres- 'sion contenant de l'anhydride carbonique comprimé, garnis d'un organe susceptible d'être brisé facilement par l'opérateur de l'extérieur de l'extincteur.
De plus il a été proposé d'employer une cartouche conte- nant une composition déflagrante compacte dégageant des produits de combustion gazeux lorsqu'elle est brûlée au-dessus de la sur- face du liquide extincteur ; maisjusqu'à présent la chaleur in- tense produite par la combustion des compositions de ce genre a donné lieu à certains inconvénients qui ont empêché l'adoption générale de ce moyeu d'engendrer la pression de gaz requise.C'est ainsi par exemple que les cartouches de ce genre obligeraient à employer un revêtement calorifuge 'sur au moins une partie consi- dérable de la paroi de l'extincteur d'incendie, ou de construire ce dernier en un matériau résistant à la chaleur et de garnir d'un isolant thermique les parties à manier par l'opérateur.
De plus, l'augmentation de la température dans la partie de l'ap- pareil se trouvant au voisinage immédiat de la cartouche peut être tellement forte que, au lieu de continuer à brûler progres- sivement vers l'intérieur à partir de sa surface exposée ou dé- couverte, la composition déflagrante devienne si chaude que toute sa partie non brûlée s'enflamme spontanément pouvant causer une augmentation de pression violente et même dangereuse dans l'extincteur.
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Il a été trouvé suivant la présente invention que l'on peut éviter ces défauts et obtenir d'autres avantages en s'arran- geant pour que la combustion d'une composition génératrice de gaz compacte et combustible, dont la combustion s'entretient d'elle-même, ait lieu au-dessous de la surface du liquide ex- tlncteur après l'amorsage, de telle sorte aue la chaleur engendrée par la combustion de cette composition soit efficacement absorbée et dissipée par le liquide.
Suivant la présente invention une cartouche génératrice de pression destinée à être employée dans les extincteurs d'in- cendie du genre décrit comprend une partie postérieure ou culot contenant les moyens d'amorçage, et une partie éjectable formant la chambre de combustion, raccordée au culot et contenant une charge compacte d'une matière génératrice de gaz susceptible d'une combustion exothermique s'entretenant d'elle-même lors- qu'elle a été amorcée par les moyens d'amorçage,
cette partie éjectable étant agencée de manière à descendre au fond et à res- ter complètement submergée sous le liouide extincteur lorsnu'elle a été éjectée et aussi de manière à permettre à la combustion de la charge compacte de continuer après sa projection sous la sur- face du liquide, tout en permettant aux gaz chauds de s'en échapper à travers le liquide.
Lorsque la partie éjectable formant cham- bre de combustion est raccordée au culot de la cartouche la char- ge combustible compacte se trouve, à volonté, entièrement ou partiellement au-dessus du niveau du liquide et le joint et, si nécessaire, d'autres parties de la cartouche sont préférablement rendus ±tanches à l'eau de manière à empêcher toute possibilité d'une infiltration de liquide dans la cartouche jusqu'à ce oue la charge soit convenablement amorcée et que la partie forint cham- bre de combustion ait été éjectée dans le liquide.
Les moyens assurant la continuation de la combustion de la charge compacte de matière génératrice de gaz sous la sur- face du liouide en permettant en même temps aux gaz de s'échapper à travers le liquide vers l'espace situ au-dessus de lui peuvent avantageusement comporter à l'extrémité postérieure de la chambre de combustion, une paroi percée de lumières en nombre et de dimensions tels qu'elles n'offrent au'une fible résistance à la sortie des gaz de combustion mais empêchent l'entrée du li- quide extincteur dans la chambre de combustion, contre la pres- sion des gaz qui en sortent, un espace étant préférablement prévu en outre entre l'extrémité voisine de la charge et les dites luniéres.
Ces lumières peuvent être coupées ou séuarées du réci- 'pient par un joint à glissement entre la partie formant chambre de combustion éjectable et la partie formant le culot de la car- touche. Avantageusement, l'extrémité opposée de la chambre de combustion peut être lestée.
La charge productrice de gaz, compacte, à combustion s'entretenant d'elle-même,peut être constituée avantageusement par un bouchon de poudre genre poudre noire, préférablement d'un type à combustion lente, ou par une composition déflagrante modifiée du genre de la poudre noire, avantageusement d'un type dans lequel le soufre a été supprimécon remplacé par un autre in- grédient combustible. On peut employer aussi des compositions à base de poudre sans fumée rendue colloïdale, mais d'autres com- positions génératrices de gaz, capables d'une combustion progres- sive, avec ou sans flamme, peuvent être employées, la nature précise de la composition compacte génératrice de gaz ne constituant pas une caractéristique essentielle de la présente invention.
La surface de combustion de la charge compacte génératrice de gaz peut être restreinte par un fourreau étroitement ajusté, fait en une matière non conductrice et appliqué sur une partie de la surface de la charge. La charge compacte peut présenter des ca- ractéristiques de surface de combustion constante, ou elle peut
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avoir, si l'on désire, une forme conduisant à une surface de combustion quelque peu croissante, aussi longtemps qu'elle conserve sa structure compacte pendant la combustion, puisque le volume disponible à la détente des gaz au-dessus de la surface du liquide augmente continuellement au fur et à mesure de l'éjection du liquide, et on peut arriver ainsi à un moindre changement de la pression au fur et à mesure de l'éjection de l'eau.
Ces caractéristiaues de la surface de combustion peuvent être imposées utilement par l'application d'un fourreau non conducteur tel que mentionné plus haut et connu en soi.
L'extincteur d'incendie destiné à être employé en combinaison avec une cartouche constituée suivant la présente invention est muni de moyens servant à maintenir le culot de la cartouche, y compris au moins les moyens d'amorçage, au-dessus dit niveau du liquide extincteur, ainsi que de moyens coopérant avec les dits moyens d'amorçage et servant à provoquer l'amorçage de la combustion dès leur actionnement par l'opérateur. Ainsi par exemple, le culot de la cartouche peut comprendre une capsule à percuter et une mèche allant de celle-ci, à, travers une lumiere de passage de gaz, vers la charge dans la partie formant chambre de combustion, tandis que le corps de l'extincteur d'incendie peut être muni d'un percuteur agencé de manière à pouvoir percuter la capsule.
L'extincteur d'incendie est muni aussi préférablement d'un filtre servant à empêcher des particules solides d'obstruer le tube de sortie. Le corps de l'extincteur peut être en tôle ou en un autre matériau comparativement léger car il n'y a pas à craindre, avec la présente invention, des pointes de pression dangereuses.
L'invention est illustrée par le dessin annexé, dont la figure 1 représente en coupe verticale axiale la disposition générale de l'extincteur d'incendie contenant une cartouche exécutée suivant l'invention,tandis que la figure 2 représente à plus grande échelle, en coupe verticale axiale, un exemple d'exécution de la cartouche faisant l'objet de la présente invention.
Sur la figure 1, 1 désigne la paroi de l'extincteur d'incendie qui peut être en tôle, en résine synthétique, ou en matière analogue. 2 est un col fileté et 3 un chapeau fileté.
5 est une plaque métallique munie d'une perforation centrale et maintenue entre l'épaulement 6 du col fileté 2 et une rondelle en caoutchouc 4 lorsque le chapeau 3 est vissé sur le col 2. 7 désigne une tête de percuteur dans laquelle est vissée un percuteur 8 retenu par une goupille 9 prenant appui sur une rondelle d'obturation hermétique 10 sous la pression d'un ressort 11. 12 est un filtre en toile métallique protégeant l'extrémité intérieure 13 du tube de sortie contre l'irruption de matières solides provenant de la cartouche. En 14 est représenté l'ajutage prévu à l'extrémité extérieure du tube de sortie, à travers lequel est éjecté le liquide extincteur.
Dans les figures 1 et 2, 16 désigne le fond métallique à bourrelet et 17 la paroi cylindrique en carton ou en métal de la partie postérieure ou culot de la cartouche, dont l'exécution peut être similaire à celle des douilles vides des cartouches à plombs ou des cartouches très légères. 18 est une bourre de fond, 19 la cha.mbre d'amorce, 20 la capsule à percuter, 21 la composition de la capsule et 22 l'enclume. 23 est une mèche allant de la chambre d'amorce 19 à la charge 27 contenue dans la partie éjectable de la cartouche.
La mèche 23 est constituée avantageusement par un tube contenant un filament central constitué par une matière inflammable, telle qu'un fil de fulmi-coton, un cordeau, du cambric imprégné d'une substance d'amorçage, ou leur équivalent. 24 est la paroi cylindrique de la partie éjectable de la cartouche, cette paroi pouvant être en métal ou autre matériau résistant à l'action du liquide extincteur et s'emboitant à glissement dans la paroi cylindrique 17. ?5 est un plomb
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de lest fixé par un joint soudé 26,étanche à l'eau, de manière à constituer la paroi d'extrémité opposée de cette partie de la cartouche.
La charge constituée par la matière génératrice de gaz dont la combustion s'entretient d'elle-même est constituée dans le cas envisagé par quatre bouchons cylindrioues solides superposé*!, d'une composition comprimée genre poudre noire 27, 27'
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2,7.2$1 27-"', ayant chacun sa surface cylindri ue¯entour6e de couches fermement adhérentes 28, 28', 28'', 28''' d'une matière calorifuge qui protège la surface cylindriaue contre l'inflammation, ce qui oblige les bouchons à brûler dans un sens dirigé d'une extrémité à l'autre.
Ces couches calorifuges peuvent être constituées avantageusement par les spires se recouvrant les unes les autres d'un rubant isolant, une continuation de ce fourreau autour de l'extrémité terminale du bouchon 27''' 'tant repré- sentée en 29. 30 est un chapeau terminal ayant plusieurs perforations à travers lesquelles les gaz s'achoppent de ls partie éjectable de la cartouche lorsque celle-ci a été immergée dans le liquide.
Dans certains cas on peut se passer d'un fourreau en matière isolante, par exemple si la composition est comprimée directement dans un tube en matière mauvaise conductrice, le tube pouvant être protégé dans ce cas contre l'action du liquide extincteur ou être en une matière capable de résister à cette action de manière à servir de matériau constitutif de la partie éjectable de la cartouche. Dans certains cas il peut être néces- saire de prévoir, outre la mèche 23, une faible quantité d'une matière additionnelle qui facilite l'amorçage de la charge constituée par la composition génératrice de gaz, mais usuellement ce n'est pas nécessaire si la composition est du genre poudre noire.
La charge compacte disposée comme décrit dans l'exemple ci-dessus se caractérise par une surface de combustion constante, mais il est souvent désirable d'employer des formes compactes à surface de combustion croissante; par exemple les bouchons de poudre peuvent avoir des diamètres successivement croissants; où elles peuvent avoir individuellement un dipmètre progressivement croissant. Des formes à canal longitudinal ou longitudinalement cannelées peuvent également être employées.
Le caractère progressif du dégagement du gaz pu fur et à mesure de l'augmentation de l'espace occupa par le gaz par suite de l'expulsion du liquide extincteur et le petit volume occupé par la cartouche comparativement à la quantité de gaz qu'elle dégage peut qu'un avantage de l'invention rpside en ce qu'un extincteur d'incendie d'un volume donné peut être rempli plus com lètement ou peut être d'une construction plus légère que ne le sont ordinairement les extincteurs d'incendie connus actionnés par un apport intérieur de pression de gaz, sans augmenter le risque d'explosion de l'extincteur.
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R E V E N D I C A T I 0 N S
1) Extincteur d'incendie comprenant, en combinaison, un récipient partiellement rempli d'un liauide extincteur et muni d'une sortie à travers laquelle le liauide peut être éjecté avec force par une pression de gaz engendrée à l'intérieur, dans ce récipient une cartouche génératrice de gaz contenant une composition compacte dont la combustion exothermique engendre du gaz et s'entretient d'elle-même) et des moyens d'amorçage servant à amorcer la combustion de cette composition, la dite cartouche étant agencée de manière à assurer que la combustion ultérieur de la composition compacte ait lieu sous la surface du liquide extincteur et que les gaz de combustion passent à travers ce liquide.
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MEMORY - DESCRIPTION
FILED IN SUPPORT OF A REQUEST. The Company called: IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIFS LIMITED Gas pressure-operated fire extinguishers ejecting liquid extinguisher, and gas-producing cartridges therefor. English patent request of March 5, 1942 in his favor and in favor of Messrs. E. Jones and J.S. Flanders.
The present invention relates to the manufacture of new and improved cartridges for producing gas in fire extinguishers where an extinguishing liquid partially filling a container is forcefully ejected by the pressure of a gas given off by a cartridge contained in the container. ; the invention also relates to improved or modified fire extinguishers containing cartridges of this kind.
Different kinds of gas-generating devices have been employed in order to establish a suitable pressure in a fire extinguisher to eject the extinguisher liquid therefrom with sufficient force to produce and maintain for a predetermined time a powerful jet of liquid. that one! can: ', direct towards the fire while keeping a safe distance from the fire, - for example acid tanks together with sodium bicarbonate, or pressure vessels containing carbon dioxide compressed, lined with a member capable of being easily broken by the operator from outside the extinguisher.
In addition, it has been proposed to employ a cartridge containing a compact explosive composition releasing gaseous combustion products when burnt above the surface of the extinguishing liquid; but so far the intense heat produced by the combustion of compositions of this kind has given rise to certain drawbacks which have prevented the general adoption of this hub from generating the required gas pressure. Thus, for example, cartridges of this kind would require the use of a heat-insulating coating on at least a considerable part of the wall of the fire extinguisher, or the construction of the latter of heat-resistant material and lined with insulation. thermal parts to be handled by the operator.
In addition, the increase in temperature in the part of the apparatus in the immediate vicinity of the cartridge may be so great that, instead of continuing to burn progressively inward from its surface exposed or discovered, the explosive composition becomes so hot that all of its unburned part ignites spontaneously, which can cause a violent and even dangerous increase in pressure in the extinguisher.
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It has been found according to the present invention that these shortcomings can be avoided and other advantages obtained by arranging for the combustion of a compact and combustible gas-generating composition, the combustion of which is sustained. itself, takes place below the surface of the external liquid after priming, so that the heat generated by the combustion of this composition is efficiently absorbed and dissipated by the liquid.
According to the present invention, a pressure-generating cartridge intended for use in fire extinguishers of the type described comprises a rear part or base containing the priming means, and an ejectable part forming the combustion chamber, connected to the base. and containing a compact charge of a self-sustaining exothermic combustion gas-generating material when it has been initiated by the initiation means,
this ejectable part being arranged in such a way as to descend to the bottom and to remain completely submerged under the extinguisher liquid when it has been ejected and also in such a way as to allow the combustion of the compact charge to continue after its projection under the sur- face. face of the liquid, while allowing hot gases to escape through the liquid.
When the ejectable part forming the combustion chamber is connected to the base of the cartridge, the compact fuel load is, at will, entirely or partially above the level of the liquid and the seal and, if necessary, other parts of the cartridge are preferably made watertight so as to prevent any possibility of liquid entering the cartridge until the charge is properly initiated and the forint part of the combustion chamber has been ejected into the liquid.
The means for ensuring the continued combustion of the compact charge of gas-generating material beneath the liquid surface while at the same time allowing the gases to escape through the liquid to the space above it can advantageously comprise at the rear end of the combustion chamber, a wall pierced with openings in number and dimensions such that they do not offer a low resistance to the exit of the combustion gases but prevent the entry of the gas. quid extinguisher in the combustion chamber, against the pressure of the gases which come out therefrom, a space preferably being furthermore provided between the neighboring end of the charge and said luniéres.
These lumens can be cut or separated from the container by a slip seal between the ejectable combustion chamber portion and the cartridge base portion. Advantageously, the opposite end of the combustion chamber can be ballasted.
The compact, self-sustaining combustion gas-producing charge may advantageously consist of a plug of black powder type powder, preferably of a slow combustion type, or of a modified blasting composition of the type. black powder, preferably of a type in which the sulfur has been removed or replaced by another combustible ingredient. Compositions based on smokeless powder rendered colloidal can also be used, but other gas-generating compositions capable of progressive combustion, with or without flame, can be used, depending on the precise nature of the composition. compact gas generator not constituting an essential characteristic of the present invention.
The combustion area of the compact gas-generating charge may be constrained by a tight fitting sleeve made of a non-conductive material and applied to a portion of the surface of the charge. The compact charge may have constant combustion surface characteristics, or it may
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have, if desired, a shape leading to a somewhat increasing combustion surface, as long as it maintains its compact structure during combustion, since the volume available for expansion of the gases above the surface of the liquid increases continuously as the liquid is ejected, and a less change in pressure can thus be obtained as the water is ejected.
These characteristics of the combustion surface can usefully be imposed by the application of a non-conductive sheath as mentioned above and known per se.
The fire extinguisher intended to be used in combination with a cartridge constituted according to the present invention is provided with means serving to maintain the base of the cartridge, including at least the priming means, above said liquid level. extinguisher, as well as means cooperating with said priming means and serving to cause the ignition of combustion as soon as they are actuated by the operator. Thus, for example, the base of the cartridge may comprise a capsule to be struck and a wick extending therefrom, through a gas passage lumiere, to the charge in the part forming the combustion chamber, while the body of the cartridge. The fire extinguisher may be fitted with a striker arranged so as to be able to strike the capsule.
The fire extinguisher is also preferably provided with a filter to prevent solid particles from clogging the outlet tube. The body of the extinguisher may be of sheet metal or other comparatively light material since there is no fear with the present invention of dangerous pressure peaks.
The invention is illustrated by the accompanying drawing, in which FIG. 1 represents in axial vertical section the general arrangement of the fire extinguisher containing a cartridge made according to the invention, while FIG. 2 represents on a larger scale, in axial vertical section, an exemplary embodiment of the cartridge which is the subject of the present invention.
In Figure 1, 1 denotes the wall of the fire extinguisher which can be made of sheet metal, synthetic resin, or the like. 2 is a threaded collar and 3 is a threaded hat.
5 is a metal plate provided with a central perforation and held between the shoulder 6 of the threaded neck 2 and a rubber washer 4 when the cap 3 is screwed onto the neck 2. 7 designates a striker head in which is screwed a striker 8 retained by a pin 9 bearing on a hermetic sealing washer 10 under the pressure of a spring 11. 12 is a wire mesh filter protecting the inner end 13 of the outlet tube against the ingress of solid matter from the cartridge. At 14 is shown the nozzle provided at the outer end of the outlet tube, through which the extinguishant liquid is ejected.
In Figures 1 and 2, 16 designates the metal bottom with bead and 17 the cylindrical cardboard or metal wall of the rear part or base of the cartridge, the execution of which may be similar to that of the empty casings of pellet cartridges. or very light cartridges. 18 is a bottom wad, 19 the primer chamber, 20 the impact capsule, 21 the composition of the capsule and 22 the anvil. 23 is a wick going from the priming chamber 19 to the charge 27 contained in the ejectable part of the cartridge.
The wick 23 is advantageously constituted by a tube containing a central filament constituted by a flammable material, such as a fulmi-cotton thread, a cord, cambric impregnated with a starting substance, or their equivalent. 24 is the cylindrical wall of the ejectable part of the cartridge, this wall possibly being made of metal or other material resistant to the action of the extinguishing liquid and slidingly fitting into the cylindrical wall 17.? 5 is a lead
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ballast fixed by a welded joint 26, watertight, so as to constitute the opposite end wall of this part of the cartridge.
The charge constituted by the gas-generating material whose combustion is self-sustaining is constituted in the case considered by four solid cylindrical plugs superimposed * !, of a compressed composition like black powder 27, 27 '
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2,7.2 $ 1 27- "', each having its cylindrical surface surrounded by firmly adherent layers 28, 28', 28 '', 28 '' 'of a heat-insulating material which protects the cylindrical surface against ignition, which which causes the plugs to burn in one direction from one end to the other.
These heat-insulating layers can advantageously be formed by the turns covering each other with an insulating tape, a continuation of this sheath around the terminal end of the plug 27 '' '' as shown at 29. 30 is a terminal cap having several perforations through which the gases get stuck from the ejectable part of the cartridge when the latter has been immersed in the liquid.
In some cases it is possible to do without a sheath of insulating material, for example if the composition is compressed directly in a tube of poor conductive material, the tube being able to be protected in this case against the action of the extinguishant liquid or to be in material capable of withstanding this action so as to serve as constituent material of the ejectable part of the cartridge. In certain cases it may be necessary to provide, in addition to the wick 23, a small quantity of an additional material which facilitates the initiation of the charge constituted by the gas-generating composition, but usually this is not necessary if. the composition is of the black powder type.
The compact charge arranged as described in the example above is characterized by a constant combustion area, but it is often desirable to employ compact shapes with increasing combustion area; for example, the powder plugs can have successively increasing diameters; where they can individually have a progressively increasing dipmeter. Longitudinal or longitudinally fluted channel shapes can also be used.
The gradual nature of the release of the pu gas as the space occupied by the gas increases as a result of the expulsion of the extinguishing liquid and the small volume occupied by the cartridge compared to the quantity of gas it It may be that an advantage of the invention consists in that a fire extinguisher of a given volume can be filled more completely or can be of a lighter construction than is usually the case with fire extinguishers. known actuated by an internal supply of gas pressure, without increasing the risk of explosion of the extinguisher.
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R E V E N D I C A T I 0 N S
1) Fire extinguisher comprising, in combination, a container partially filled with an extinguisher medium and provided with an outlet through which the medium can be ejected with force by a gas pressure generated inside, in this container a gas-generating cartridge containing a compact composition whose exothermic combustion generates gas and is self-sustaining) and initiation means serving to initiate combustion of this composition, said cartridge being arranged so as to ensure that the subsequent combustion of the compact composition takes place below the surface of the extinguishing liquid and that the combustion gases pass through this liquid.