Gaserzeugende Ladung Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gaserzeugende Ladung und auf ihre Ver wendung zur Erzeugung von Gasdrücken zur Betätigung von mechanischen Einrichtungen mit sich bewegenden Teilen, z. B. von An lassern, insbesondere solchen mit hin und her gehenden Kolben.
Bei der Herstellung von rauchlosen Pul vern auf Nitrocellulose-Nitroglycerinbasis zum Verfeuern von Geschossen ist es erfor derlich, in der Mischung Stabilisatoren vor zusehen, um eine Verschlechterung der Mi schung zu verhindern, und je nach der Feuer waffe, in der sie verwendet werden sollen, kann eine grössere oder geringere Menge einer Hemmsubstanz zugegen sein, worunter man eine nicht explodierende, organische brenn bare Verbindung versteht, die auf die bei der sich selbst unterhaltenden Verbrennung der Mischung entstehenden Gase eine Kühl wirkung ausübt. Diese Hemmsubstanzen brauchen an sich keine Stabilisatoren zu sein, können es jedoch sein und sind gewöhnlich aromatische organische Verbindungen.
Die gewählten Hemmsubstanzen und Stabilisa toren wirken oft plastifizierend auf die Nitro- cellulose, wodurch die Gelatinierung der Nitrocellulose durch das Nitroglycerin er leichtert und die Herstellung von rauchlosem Pulver ohne Mitverwendung flüchtiger Lö sungsmittel unterstützt wird.
Die Bezeichnung rauchloses Pulver wurde geprägt, als die ersten auf gelatini- sierter Nitrocellulose basierenden Pulver an Stelle von Schwarzpulver eingeführt wurden, da sie viel weniger Rauch entwickelten, doch entsteht auch beim Abfeuern eines Schusses mit rauchlosem Pulver stets eine gewisse Menge Rauch. Je nach der verwendeten Feuerwaffe kann der Maximaldruck beim Abschuss eines Geschosses zwischen etwa 750 und 3000 Atmosphären liegen, und die Ver brennung des Pulvers erfolgt nahezu augen blicklich.
Die Korngrösse und der Kalorien wert des Pulvers müssen derart sein, dass die geforderte ballistische Leistung erreicht wird, und man hat dementsprechend einen Bedarf an Pulvern mit den verschiedensten Kalorien werten. Bei der Herstellung von rauchlosen Pulvern mit niedrigen Kalorienwerten, z. B.
etwa 750 Kalorien pro Gramm (flüssiges Wasser), wie sie in gewissen Geschützen Verwendung finden, wurde vorgeschlagen, einen Teil der üblichen aromatischen Hemm substanzen durch aliphatische Verbindungen wie Dialkyltartrat, Triacetin, Pentaerythrit- tetraacetat und dergleichen zu ersetzen, und es wurde ferner auch vorgeschlagen, an Stelle eines Teils der Nitrocellulose Celluloseacetat zu verwenden.
Beim Betrieb von pneumatisch betätigten mechanischen Einrichtungen mit relativ zu- einander beweglichen Teilen mittels bei der sich selbst unterhaltenden Verbrennung von rauchlosen Pulvermischungen entstehender Gase ist die Zeit, während welcher die sich bewegenden Teile der Einwirkung der heissen Gase ausgesetzt sind, im Vergleich zu der jenigen beim Abfeuern eines Geschosses, stets lang.
Demzufolge sind die bewegten Teile während beträchtlichen Zeitperioden den Verbrennungsgasen ausgesetzt, und es ist deshalb zur Vermeidung einer Beschädi gung dieser Teile durch Erosion oder Über hitzung notwendig, entweder die Gase vor ihrer Verwendung durch äussere Mittel zu kühlen, was gewöhnlich unzweckmässig ist, oder eine gasentwickelnde Mischung mit ver hältnismässig niedrigem Kalorienwert zu ver wenden.
Deshalb sollte im Falle von rauch losen Pulvermischungen auf Nitrocellulose- Nitroglycerinbasis der Kalorienwert in der Regel etwa 750 Kalorien pro Gramm (flüssi ges Wasser) nicht übersteigen, was etwa der untern Grenze des für Schiesszwecke erwünschten Bereiches entspricht. Um diese niedrigen Kalorienwerte zu erreichen, ist es erforderlich, dass die Mischung eine wesent liche Menge Hemmsubstanzen enthält.
Die Notwendigkeit einer Vermeidung der Beschädigung der beweglichen Teile begrenzt den Arbeitsdruck auf einen Wert, der be trächtlich unter demjenigen liegt, bei dem eine gelatinierte Nitrocellulose befriedigend von selbst abbrennt, und man muss deshalb oft Druckreduzierdüsen zwischen der Ladung und dem Arbeitsraum anordnen. Ehi Ver stopfen der Düsen ist zu vermeiden und dieselben sollten deshalb nicht zu eng sein.
Selbst bei Anwendung einer Druckreduzier- düse sind die Drücke, welche in der Ver brennungskammer bei der Verbrennung von rauchlosem Pulver zwecks Betätigung me chanischer Einrichtungen zulässig sind, viel niedriger als die Drücke beim Abschuss von Geschossen. Tatsächlich überschreiten die Drücke in den Verbrennungskammern selten 150 Atmosphären, obschon sie ausnahms weise das Doppelte dieses Wertes erreichen können.
Bei solchen im Vergleich zu Schuss- Waffen niedrigen Drücken verbrennen rauch lose Pulver mit passend niedrigem Kalorien wert, in denen die Hemmstoffe aus aroma tischen Verbindungen bestehen, jedoch we niger vollständig und entwickeln insbeson dere eine viel grössere Menge Kohlenstoff rauch, als dies bei den in Feuerwaffen und Geschützen auftretenden Drücken der Fall wäre, und dieser Kohlenstoffrauch kann sich an Stellen absetzen, wo er die Funktion der mechanischen Einrichtung nachteilig beein flussen kann, z. B. auf den Kolben, Ventil sitzen und engen Gasdurchlässen. Ferner kann er etwa verwendete Schmiermittel verschmutzen und die Atmosphäre verun reinigen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beschaffung einer gaserzeugenden Ladung, die Nitrocellulose und Nitroglycerin mitein ander gemischt in gelatinierter Form und mindestens eine Hemmsubstanz enthält und befähigt ist, bei einem Druck von weniger als 300 Atmosphären, vorzugsweise weniger als 150 Atmosphären, eine sich selbst unter haltende thermische Zersetzung ohne wesent liche Abscheidung von kohlenstoffhaltigem Material zu erleiden.
Gemäss der Erfindung ist diese Ladung dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Kalo rienwert von nicht mehr als 750 Kalorien pro Gramm (flüssiges Wasser) und nicht mehr als 2,50/, aromatische Bestandteile auf weist, und dass die Hemmsubstanz ein ge sättigtes aliphatisches Carbonsäurederivat ist, in dem die Zahl der Sauerstoffatome zu der Zahl der Kohlenstoffatome im Molekül min destens<B>2:3</B> ist.
Gewünschtenfalls kann die Ladung ge mäss der Erfindung bis zu 2,5% eines Stabili- sators aromatischer Natur und gegebenen falls auch bis zu 0,25% eines Schmier mittels fett- oder wachsartigen Charakters enthalten.
Die Natur des gesättigten aliphatischen CarbonsäLirederivates kann solcher Art sein, dass dasselbe einen Teil der gelatinierten Nitrocellulosephase der Mischung darstellt, und kann in diesem Falle entweder eine Ver- Bindung mit gelatinierender Wirkung auf die 'L\Iitrocellulose sein, wie z. B. Glvcerin- triacetat oder eine Verbindung, wie Cellulose- diacetat, die durch Nitroglycerin gelatiniert wird.
Die Verwendung solcher Verbindungen bietet Vorteile; da sie die Bildung thermo plastisch bearbeitbarer Mischungen ohne Anwendung flüchtiger Lösungsmittel be günstigt. Die Verwendung flüchtiger Lösungs mittel ist im allgemeinen bei Ladungen mit praktisch kleinsten Dimensionen, wie sie zweckmässig im vorliegenden Fall verwendet werden, nicht zulässig, da der fortlaufende Verlust an Lösungsmitteldampf eine Kon- stanthaltung der ballistischen Eigenschaften bei der Lagerung verunmöglicht.
Es ist jedoch auch möglich, Verbindungen zu verwenden, die in der gelatinierten Nitro zellulose unlöslich sind.
Es sind keine befriedigenden Stabilisa toren aliphatischer Natur verfügbar, und es ist deshalb nur schwer möglich, ganz von der Verwendung aromatischer Verbindungen ab zusehen, und obschon es in der Praxis er wünscht ist, einen Stabilisator zu verwenden, wurde gefunden, dass, wenn die Menge des aromatischen Stabilisators 2,5% nicht über steigt, die Mischung ohne übermässige Rauch abseheidung abbrennt, selbst wenn der Ka lorienwert derselben wesentlich unter 750 Kalorien pro Gramm, z. B. 480 Kalorien pro Gramm (flüssiges Wasser), liegt.
Zweckmässig hat die Ladung die Form eines zylindrischen Stabes oder Ringes oder eines vielfach durchbrochenen Zylinders, wobei, je nach den Erfordernissen, in be kannter Weise seine ganze gekrümmte Ober fläche den Flammengasen ausgesetzt oder teilweise gegen diese abgeschirmt sein kann, und auch eine oder beide seiner ebenen Oberflächen vor den Flammengasen geschützt sein können. Die Dicke der obenerwähnten geformten Ladung ist vorzugsweise im Be reich von 4,76 mm (3/""). Ihre Länge ist im Verhältnis zur Dicke gross.
Im folgenden Beispiel sind die Teile Ge wichtsteile. <I>Beispiel:</I> Aus Baumwöllinters hergestellte wasser feuchte Nitrocellulose mit 12,2% Stickstoff gehalt wird mit etwa der 11 fachen Gewichts menge Wasser aufgeschlämmt und dieser Aufschlämmung unter ständiger Bewegung auf je 55 Teile Nitrocellulose 17,5 Teile Nitroglycerin und 2 Teile Diäthyldiphenyl- harnstoff zugesetzt. Die Aufschlämmung ge langt auf ein Saugfilter mit endlosem Band und geht zwischen zwei mit Gummi über zogenen Walzen hindurch, um die Haupt menge des Wassers zu entfernen.
In diesem Zustand enthält die blattförmige Paste etwa 40 % Wasser und wird 3 Tage reifen gelassen. Dann bringt man sie in einen Werner-Pflei- derer-Mischapparat und mischt gründlich mit folgenden Bestandteilen: Triacetin 25,5 Teile und Mineralgelee (mineral jelly) 0,25 Teile für je 74,6 Teile der Paste, auf wasser freier Grundlage berechnet, sowie 1 Teil Kaliumnitrat pro Teil Wasser in der blatt- förmigen Paste.
Der grössere Teil des Kalium nitrats geht in einer späteren Stufe als wäss- rige Lösung verloren, und die zugesetzte Menge genügt, dass in der fertigen gelatinier ten Mischung die gewünschte Menge von etwa 2 % zurückbleibt.
Die aus der Mischstufe kommende Paste wird dann zwischen heissen rauhen Walzen hindurchgeführt, um teilweise gelatinierte Blätter mit einem Wassergehalt von etwa 9 % herzustellen, die im Ofen bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter 0,6% getrocknet werden. Die teilweise gelatinierten Blätter werden dann wiederholt zwischen heissen glatten Walzen hindurchgeführt, bis die Mi schung durchgelatiniert ist, wobei sie durch scheinend wird. Sie wird noch heiss mittels einer Presse durch eine Düse ausgepresst, die. eine lichte Weite von 21,59 mm und einen axial angeordneten Dorn von 3,3 mm Durch messer besitzt. Beim Austritt aus der Düse dehnt sich die Mischung um ein Geringes aus, so dass der äussere und innere Durchmesser 22,09 bzw. 3,2 mm beträgt.
Die ausgepresste Mischung wird noch heiss in Stücke von 9,65 cm Länge geschnitten, die j e etwa 55 g wiegen. Der Kalorienwert jeder Ladung, in einer Kalorimeterbombe bestimmt, ist 480 Kalorien pro Gramm (flüs siges Wasser).
Jede Ladung hat folgende Zusammensetzung Nitrocellulose (trocken) 55 Teile Nitroglycerin 17,5 Diäthyl-diphenylharnstoff 2,0 Triacetin 25,5 Kaliumnitrat 2,0 Mineralgelee 0,25 Jede Ladung wird zusammen mit einer Zündladung, bestehend aus zwei mit Schwarz pulver beladenen Battistscheiben in eine zylindrische Patronenhülse aus Karton ge bracht; diese besitzt einen Messingboden, der ein Perkussionszündhütchen trägt.
Die Ein führung erfolgt in der Weise, dass Battist- scheiben zwischen das Zündhütchen und das Ende der rohrförmigen Ladung kommen. Die Hülse wird dann mit einem Zelluloid hütchen verschlossen und das Kartonrohr, wie üblich, umgebördelt.
170 solcher Patronen, die die erfindungs gemässe gasentwickelnde Ladung enthielten, wurden nacheinander in einer Dauerprüfung in einem Vierzylinderkolbenanlasser, der neu und unabgenützt war und zum Anlassen eines Sechszylinderdieselmotors diente, ab gefeuert. Die Patronen wurden in einer mit zum Anlassermotor führenden Düse ver- sehenen Brennkammer abgebrannt. Die Pa tronen entwickelten einen konstanten Druck von etwa 49 kg/cm2 während einer Sekunde in der Kammer.
Durch die Düse wurde der Druck am Eintritt zu den Zylindern des Starters auf 21-24,5 kg/cm2 reduziert. Mit jeder der 170 Patronen sprang der Diesel motor an. Die Inspektion des Anlassmotors nach dem Versuch zeigte keine übermässige Abscheidung von kohlenstoffhaltigem Mate rial in irgendeinem Teil desselben.
Die Zylinderwände und Kolbenköpfe waren voll kommen frei von Abscheidungen, und folgende geringe Abscheidungen wurden in andern Teilen des Anlassers festgestellt: 1,1 g an den Wänden der Verteilerkammer, weniger als 1 g in der Auspuffsammelleitung und etwa 1 g im Auspuffrohr.
Das verwendete Schmieröl enthielt praktisch keine suspen dierten Feststoffe. Die Schmierung des An lassmotors, die durch Verspritzung von Öl durch die Kurbelwelle aus dem Sumpf an die arbeitenden Teile erfolgt, war immer noch ganz befriedigend, und das Öl hatte prak tisch die gleiche niedrige Viskosität wie zu Beginn des Versuchs. Bei einem Vergleichsversuch wurde der gleiche Anlasser gründlich gereinigt und der Sumpf mit frischem Öl beschickt.
Patronen mit Ladungen folgender Zusammensetzung, die nicht der erfindungsgemässen entspricht: Nitrocellulose (trocken) 55 Teile Nitroglycerin 2.1,5 Dibutylphthalat 11,5 Diäthyl-diphenylharnstoff 9 Kaliumnitrat 2 Mineralgelee 0,
25 (in welcher die gesättigte aliphatische Hemm substanz Triacetin durch das aromatische Dibutylphthalat ersetzt ist und die 9 Teile Diäthyldiphenylharnstoff an Stelle von 2,0 Teilen pro 102,25 Teile der Mischung enthält) in genau der gleichen Weise abgefeuert. Die Abbrenngeschwindigkeit dieser Mischung ist etwas kleiner als die der erfindungsgemässen Ladungen, weshalb eine grössere Anfangs fläche und kleinere Enddimensionen erfor derlich sind, um den gleichen Druck und die gleiche Abbrennzeit zu erhalten. Diese wurde erreicht, indem man den Durchmesser des axialen Kanals auf 5,08 mm vergrösserte.
Der in einem Bombenkalorimeter be stimmte Kalorienwert der Mischung war 530 Kalorien pro Gramm (flüssiges Wasser) und das Gewicht jeder Ladung ungefähr 50 g. Man verfeuerte 55 Patronen mit dieser Ladung bei einem Kammerdruck von 49 kg;em2 während einer Sekunde, und dieser Druck wurde durch die Düse auf einen Arbeitsdruck von 21-24,5 kg/ein' reduziert. Die 55. Patrone bewirkte ein Anfressen des Motors.
Die Inspektion desselben ergab folgendes: 1 g feste kohlenstoffhaltige Abscheidung an den Wänden der Verteilerkammer, g auf den Kolbenköpfen, 4 g auf den Zylinderbüchsen, 4 g in der Biegung des Auspuffrohres, 43 g in der Auspuffsammelleitung.
Im verwendeten Schmieröl fanden sich etwa 25% suspendiertes, kohlenstoffhaltiges festes Material.
Nach der Demontage des Anlassmotors waren die Zylinderwände trocken und die Schmierung der Zylinder demnach unter brochen. Infolge der Ansammlung der kohlen stoffhaltigen Produkte im Schmieröl hatte die Viskosität desselben dermassen zugenom men, dass es von der Kurbelwelle nicht mehr an die Zylinderwände gespritzt werden konnte. Die dadurch bedingte fehlende Schmierung der Zylinderwände hatte das Anfressen der Kolben zur Folge.
Die grossen Mengen kohlenstoffhaltiger Abscheidungen in der Auspuffsammelleitung verschloss teilweise die Gasauslässe der Zy linder, und es ist klar, dass, wenn man mit frischem Schmiermittel weitergefahren wäre, die Verwendung gleicher Patronen bald zu neuen Störungen geführt hätte, weil diese Abscheidungen ständig zugenommen hätten.
Gas generating charge The present invention relates to a gas generating charge and its use for generating gas pressures for the actuation of mechanical devices with moving parts, e.g. B. from to lassern, especially those with reciprocating pistons.
In the manufacture of smokeless nitrocellulose-nitroglycerin-based powders for firing bullets, it is necessary to include stabilizers in the mixture to prevent the mixture from deteriorating and, depending on the firearm in which they are to be used, A greater or lesser amount of an inhibiting substance can be present, which means a non-exploding, organic, combustible compound that has a cooling effect on the gases produced during the self-sustaining combustion of the mixture. These inhibiting substances need not be stabilizers per se, but they can be and are usually aromatic organic compounds.
The selected inhibiting substances and stabilizers often have a plasticizing effect on the nitrocellulose, whereby the gelatinization of the nitrocellulose by the nitroglycerin is facilitated and the production of smokeless powder without the use of volatile solvents is supported.
The term smokeless powder was coined when the first gelatinized nitrocellulose-based powders were introduced instead of black powder because they produced much less smoke, but there is always a certain amount of smoke when a shot is fired with smokeless powder. Depending on the firearm used, the maximum pressure when a projectile is fired can be between about 750 and 3000 atmospheres, and the powder is burned almost instantaneously.
The grain size and the caloric value of the powder must be such that the required ballistic performance is achieved, and there is accordingly a need for powders with a wide variety of calorie values. In the manufacture of low calorie smokeless powders, e.g. B.
about 750 calories per gram (liquid water), as used in certain guns, has been proposed to replace some of the usual aromatic inhibiting substances with aliphatic compounds such as dialkyl tartrate, triacetin, pentaerythritol tetraacetate and the like, and it has also been proposed to use cellulose acetate instead of part of the nitrocellulose.
When operating pneumatically operated mechanical devices with parts that move relative to one another by means of the gases produced during the self-sustaining combustion of smokeless powder mixtures, the time during which the moving parts are exposed to the action of the hot gases is compared to that at Firing a projectile, always long.
As a result, the moving parts are exposed to the combustion gases for considerable periods of time, and it is therefore necessary to avoid damage to these parts due to erosion or overheating, either to cool the gases by external means before their use, which is usually inexpedient, or to cool the gases Use a mixture with a relatively low caloric value.
Therefore, in the case of smokeless powder mixtures based on nitrocellulose-nitroglycerin, the calorie value should generally not exceed about 750 calories per gram (liquid water), which corresponds approximately to the lower limit of the range desired for shooting purposes. In order to achieve these low calorie levels it is necessary that the mixture contain a substantial amount of inhibiting substances.
The need to avoid damaging the moving parts limits the working pressure to a value that is considerably below that at which a gelatinized nitrocellulose burns off satisfactorily by itself, and pressure reducing nozzles must therefore often be placed between the load and the working space. Ehi clogging of the nozzles must be avoided and they should therefore not be too narrow.
Even when a pressure reducing nozzle is used, the pressures that are permissible in the combustion chamber when burning smokeless powder for the purpose of operating mechanical devices are much lower than the pressures when projectiles are fired. In fact, the pressures in the combustion chambers rarely exceed 150 atmospheres, although exceptionally they can double that value.
At such low pressures compared to firearms, smokeless powders with a suitably low calorie value, in which the inhibitors consist of aromatic compounds, burn less completely and in particular develop a much larger amount of carbon smoke than in the case of the in Firearms and guns occurring pressures would be the case, and this carbon smoke can settle in places where it can adversely affect the function of the mechanical device, z. B. sit on the piston, valve and narrow gas passages. It can also contaminate any lubricants used and purify the atmosphere.
The purpose of the present invention is to provide a gas-generating charge which contains nitrocellulose and nitroglycerin mixed with one another in gelatinized form and at least one inhibiting substance and which is capable of self-sustaining at a pressure of less than 300 atmospheres, preferably less than 150 atmospheres to suffer thermal decomposition without substantial deposition of carbonaceous material.
According to the invention, this charge is characterized in that it has a calorie value of not more than 750 calories per gram (liquid water) and not more than 2.50 / aromatic components, and that the inhibitor is a saturated aliphatic carboxylic acid derivative , in which the number of oxygen atoms to the number of carbon atoms in the molecule is at least <B> 2: 3 </B>.
If desired, the charge according to the invention can contain up to 2.5% of a stabilizer of aromatic nature and, if necessary, also up to 0.25% of a lubricant by means of a fat or waxy character.
The nature of the saturated aliphatic carboxylic acid derivative can be such that it forms part of the gelatinized nitrocellulose phase of the mixture, and in this case can either be a compound with a gelatinizing effect on the nitrocellulose, such as e.g. B. glycerine triacetate or a compound such as cellulose diacetate which is gelatinized by nitroglycerine.
There are advantages to using such compounds; since it favors the formation of thermoplastically workable mixtures without the use of volatile solvents. The use of volatile solvents is generally not permitted for loads with practically the smallest dimensions, as they are expediently used in the present case, since the continuous loss of solvent vapor makes it impossible to keep the ballistic properties constant during storage.
However, it is also possible to use compounds which are insoluble in the gelatinized nitro cellulose.
There are no satisfactory stabilizers aliphatic in nature available and it is therefore difficult to avoid the use of aromatic compounds entirely, and although in practice it is desirable to use a stabilizer, it has been found that if the amount of the aromatic stabilizer does not exceed 2.5%, the mixture burns off without excessive smoke, even if the calorie value of the same is significantly below 750 calories per gram, e.g. B. 480 calories per gram (liquid water).
Appropriately, the charge has the shape of a cylindrical rod or ring or a multi-perforated cylinder, whereby, depending on the requirements, its entire curved upper surface can be exposed to the flame gases in a known manner or partially shielded against them, and one or both of its flat surfaces can be protected from the flame gases. The thickness of the above-mentioned shaped charge is preferably on the order of 4.76 mm (3/4 ""). Their length is large in relation to their thickness.
In the following example, the parts are parts by weight. <I> Example: </I> water-moist nitrocellulose with 12.2% nitrogen content made from cotton lint is slurried with about 11 times the amount by weight of water and this slurry is added to 55 parts of nitrocellulose with 17.5 parts of nitroglycerin and 2 Parts of diethyldiphenylurea added. The slurry ge reached a suction filter with an endless belt and passes between two rubber-coated rollers to remove the main amount of water.
In this state, the sheet-like paste contains about 40% water and is left to mature for 3 days. Then you put it in a Werner Pfleiderer mixer and mix thoroughly with the following ingredients: triacetin 25.5 parts and mineral jelly 0.25 parts for 74.6 parts each of the paste, calculated on a water-free basis, as well as 1 part potassium nitrate per part water in the sheet-like paste.
The greater part of the potassium nitrate is lost in a later stage as an aqueous solution, and the amount added is sufficient to leave the desired amount of about 2% in the finished gelatinized mixture.
The paste coming from the mixing stage is then passed between hot rough rollers to produce partially gelatinized sheets with a water content of about 9%, which are dried in the oven to a moisture content below 0.6%. The partially gelatinized sheets are then repeatedly passed between hot smooth rollers until the mixture is gelatinized through, making it shimmering. It is pressed while still hot by means of a press through a nozzle that. has a clear width of 21.59 mm and an axially arranged mandrel of 3.3 mm diameter. As the mixture exits the nozzle, it expands slightly, so that the outer and inner diameter is 22.09 and 3.2 mm, respectively.
The pressed mixture is cut into pieces 9.65 cm long while hot, each weighing about 55 g. The caloric value of each load, measured in a calorimeter bomb, is 480 calories per gram (liquid water).
Each charge has the following composition Nitrocellulose (dry) 55 parts Nitroglycerin 17.5 Diethyl diphenylurea 2.0 Triacetin 25.5 Potassium nitrate 2.0 Mineral jelly 0.25 Each charge is supplied with an ignition charge consisting of two battist discs loaded with black powder a cylindrical cartridge case made of cardboard ge brought; this has a brass base with a percussion primer.
The introduction takes place in such a way that Battist disks come between the primer and the end of the tubular charge. The sleeve is then closed with a celluloid cap and the cardboard tube, as usual, flanged.
170 such cartridges, which contained the gas-generating charge according to the invention, were fired one after the other in an endurance test in a four-cylinder piston starter, which was new and unused and was used to start a six-cylinder diesel engine. The cartridges were burned in a combustion chamber with a nozzle leading to the starter motor. The cartridges developed a constant pressure of about 49 kg / cm2 for one second in the chamber.
The nozzle reduced the pressure at the inlet to the cylinders of the starter to 21-24.5 kg / cm2. The diesel engine started with each of the 170 cartridges. The inspection of the starter motor after the test showed no excessive deposition of carbonaceous material in any part thereof.
The cylinder walls and piston heads were completely free of deposits, and the following minor deposits were found in other parts of the starter: 1.1 g on the walls of the distribution chamber, less than 1 g in the exhaust manifold and about 1 g in the exhaust pipe.
The lubricating oil used contained virtually no suspended solids. The lubrication of the starting engine, which is done by spraying oil through the crankshaft from the sump to the working parts, was still quite satisfactory, and the oil had practically the same low viscosity as at the beginning of the experiment. In a comparative experiment, the same starter was thoroughly cleaned and the sump charged with fresh oil.
Cartridges with charges of the following composition which does not correspond to the one according to the invention: Nitrocellulose (dry) 55 parts nitroglycerin 2.1.5 Dibutyl phthalate 11.5 Diethyl diphenylurea 9 Potassium nitrate 2 Mineral jelly 0,
25 (in which the saturated aliphatic inhibitor substance triacetin is replaced by the aromatic dibutyl phthalate and which contains 9 parts diethyldiphenylurea instead of 2.0 parts per 102.25 parts of the mixture) fired in exactly the same manner. The burning rate of this mixture is somewhat slower than that of the charges according to the invention, which is why a larger initial area and smaller final dimensions are required in order to obtain the same pressure and the same burning time. This was achieved by increasing the diameter of the axial canal to 5.08 mm.
The caloric value of the mixture determined in a bomb calorimeter was 530 calories per gram (liquid water) and the weight of each load was approximately 50 grams. 55 cartridges were fired with this charge at a chamber pressure of 49 kg; em2 for one second, and this pressure was reduced through the nozzle to a working pressure of 21-24.5 kg / in. The 55th round caused the engine to gall.
The inspection of the same showed the following: 1 g of solid carbonaceous deposit on the walls of the distributor chamber, g on the piston heads, 4 g on the cylinder liners, 4 g in the bend of the exhaust pipe, 43 g in the exhaust manifold.
The lubricating oil used contained approximately 25% suspended, carbonaceous solid material.
After dismantling the starter engine, the cylinder walls were dry and the lubrication of the cylinders was therefore interrupted. As a result of the accumulation of the carbon-containing products in the lubricating oil, the viscosity of the oil had increased to such an extent that it could no longer be sprayed onto the cylinder walls by the crankshaft. The resulting lack of lubrication of the cylinder walls resulted in the pistons being seized.
The large amounts of carbon-containing deposits in the exhaust manifold partially blocked the gas outlets of the cylinders, and it is clear that if one had continued with fresh lubricant, the use of the same cartridges would soon have led to new problems, because these deposits would have increased constantly.