DE1035033B

DE1035033B - Heating mass to initiate the thermal decomposition of non-detonating safety explosive charges

Info

Publication number: DE1035033B
Application number: DEI12018A
Authority: DE
Inventors: William Maxwell
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1955-08-08
Filing date: 1956-08-01
Publication date: 1958-07-24

Description

Heizmasse zur Einleitung der thermischen Zersetzung von nicht detonierenden Sicherheitssprengladungen Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausbildung der Heizmassen nach dem Patent 953 506, die sich besonders zur Verwendung in Sprengvorrichtungen eignen, bei denen in einem druckbeständigen Behälter eine Sprengladung eingeschlossen ist, die für staubige oder schlagwetterhaltige Bergwerke brauchbar ist und eine sich selbst unterhaltende, flammenlose gaserzeugende thermische Zersetzung erfährt, wenn sie örtlich erhitzt wird. Der Behälter besteht dabei aus einem Metallrohr, das an einem Ende mit einem gasdichten Verschluß versehen bzw. verschlossen ist und am anderen Ende einen Ausblaskopf besitzt, der von dem Behälter durch eine dehnbare Bruchscheibe getrennt ist, welche unter einem vorbestimmten Druck nachgibt. Außerdem ist der Behälter mit elektrischen Kontakten ausgestattet, wodurch eine Heizvorrichtung betätigt werden kann.Heating mass to initiate the thermal decomposition of non-detonating Safety explosive charges The invention relates to a further development of the heating masses according to patent 953 506, which are particularly suitable for use in explosive devices where an explosive charge is enclosed in a pressure-resistant container that is useful for dusty or firedamp mines and one undergoes self-sustaining, flameless gas-generating thermal decomposition, if it is locally heated. The container consists of a metal tube, which is provided or closed at one end with a gas-tight seal and at the other end has a blow head which extends from the container by an expandable Breaking disc is separated, which yields under a predetermined pressure. aside from that the container is equipped with electrical contacts, creating a heating device can be operated.

Das Patent 953 506 betrifft unter anderem eine Heizmasse zur Einleitung der thermischen Zersetzung einer nicht detonierenden Sprengladung, bei welcher ein elektrisches Zündelement und eine Heizmasse in einem Behälter eingeschlossen sind, und kennzeichnet sich dadurch, daß die Heizmasse aus 66,0 bis 45,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 27,0 bis 45,0 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat und 6,0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid besteht und der Behälter so gebaut ist, daß das infolge der Einleitung der gaserzeugenden Reaktion in der Heizmasse gebildete Gas aus ihm entweichen kann.The patent 953 506 relates, among other things, to a heating mass for introduction the thermal decomposition of a non-detonating explosive charge, in which a electrical ignition element and a heating mass are enclosed in a container, and is characterized in that the heating mass from 66.0 to 45.0 percent by weight Guanidine nitrate, 27.0 to 45.0 percent by weight potassium persulfate and 6.0 to 10.0 percent by weight Cuprochloride exists and the container is built so that that as a result of the discharge the gas-generating reaction in the heating mass can escape from it.

Weiterhin betrifft das Hauptpatent unter anderem eine Heizmasse zur Verwendung in der Sicherheitssprengvorrichtung, welche aus 66,0 bis 45,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 27,0 bis 45,0 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat und 6,0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid besteht.Furthermore, the main patent concerns, among other things, a heating mass for Use in the safety detonator, which consists of 66.0 to 45.0 percent by weight Guanidine nitrate, 27.0 to 45.0 percent by weight potassium persulfate and 6.0 to 10.0 percent by weight Cuprous chloride is made.

Es hat sich nun herausgestellt, daß man ebenso befriedigende Ergebnisse erhält, wenn man in den Heizmassen nach dem Hauptpatent das Kaliumpersulfat durch Natriumpersulfat ersetzt, und daß man in diesem Falle mit 0 bis 10,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0 bis 6,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid auskommt, wenn man als elektrisches Zündelement einen Draht von hohem elektrischem Widerstand verwendet, der entweder nur durch elektrischen Strom oder durch elektrischen Strom in Verbindung mit einer geringen Menge einer abbrennenden Masse geheizt wird, beispielsweise in Form eines elektrischen Zündkopfes oder in Form eines Sicherheitszünders nach der britischen Patentschrift 430 750, und daß ferner das elektrische Zündelement bei diesen Natriumpersulfat enthaltenden Heizmassen die Form eines elektrischen Niederspannungszündkopfes besitzen kann, wenn die Menge des Cuprochlorids 6,0 bis 10,0 Gewichtsprozent beträgt. Die Sicherheitsvorrichtung zur Einleitung der thermischen Zersetzung einer nicht detonierenden Sicherheitssprengladung nach der Erfindung, wobei ein elektrisches Zündelement und eine Heizmasse in einem Behälter eingeschlossen sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmasse aus 66,0 bis 45,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 27,0 bis 45,0 Gewichtsprozent Natriumpersulfat und 0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid besteht und der Behälter so gebaut ist, daß das durch Einleitung der gaserzeugenden Reaktion in der Heizmasse entstehende Gas aus ihm entweichen kann.It has now been found that one can get equally satisfactory results obtained if the potassium persulphate is used in the heating masses according to the main patent Sodium persulfate replaced, and that in this case with 0 to 10.0 percent by weight, preferably 0 to 6.0 percent by weight of cuprous chloride, if you use it as an electrical Ignition element uses a wire of high electrical resistance that is either only by electric current or by electric current in connection with a small amount of a burning mass is heated, for example in the form of a electric ignition head or in the form of a safety detonator according to the British Patent specification 430 750, and that also the electrical ignition element in these sodium persulfate containing heating masses have the form of an electrical low-voltage igniter head when the amount of the cuprous chloride is 6.0 to 10.0 percent by weight. the Safety device for initiating the thermal decomposition of a non-detonating Safety explosive charge according to the invention, wherein an electrical ignition element and a heating mass are enclosed in a container, is characterized by that the heating mass consists of 66.0 to 45.0 percent by weight of guanidine nitrate, 27.0 to 45.0 Weight percent sodium persulfate and 0 to 10.0 weight percent cuprous chloride and the container is constructed to do so by initiating the gas generating reaction Gas that arises in the heating mass can escape from it.

Die Erfindung betrifft ferner eine Heizmasse, die aus 66,0 bis 45,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 27,0 bis 45,0 Gewichtsprozent Natriumpersulfat und 0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid sowie gegebenenfalls bis zu 1,0 Gewichtsprozent Petrolatum besteht.The invention also relates to a heating mass consisting of 66.0 to 45.0 Weight percent guanidine nitrate, 27.0 to 45.0 weight percent sodium persulfate and 0 to 10.0 percent by weight of cuprous chloride and optionally up to 1.0 percent by weight Petrolatum is made up.

Die bevorzugte Heizmasse besteht aus 62,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 34,0 Gewichtsprozent Natriumpersulfat, 3,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid und 1,0 Gewichtsprozent Petrolatum.The preferred heating mass consists of 62.0 percent by weight of guanidine nitrate, 34.0 percent by weight Sodium persulfate, 3.0 weight percent cuprous chloride and 1.0 weight percent petrolatum.

Gewünschtenfalls kann die Heizmasse auch bis zu etwa 1 Gewichtsprozent eines anderen sauerstoffnegativen organischen Brennstoffes als Petrolatum enthalten, wie z. B. Rizinusöl oder Leinöl.If desired, the heating mass can also be up to about 1 percent by weight contain an oxygen-negative organic fuel other than petrolatum, such as B. castor oil or linseed oil.

Für diejenigen Heizmassen nach der Erfindung, die 0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cuprochlorit enthalten, kann als elektrisches Zündelement ein Draht von hohem elektrischem Widerstand dienen, der entweder nur durch elektrischen Strom oder durch elektrischen Strom in Verbindung mit einer geringen Menge einer abbrennenden Masse geheizt wird, beispielsweise in Form eines elektrischen Zündkopfes oder in Form eines Sicherheitszünders nach der britischen Patentschrift 430 750. Für diejenigen Heizmassen nach der Erfindung, die 6,0 bis 10,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid enthalten, kann man einen elektrischen Niederspannungszündkopf verwenden, da die Zündung eines solchen Zündkopfes durch ein elektrisches Speisungssystem der Art erfolgen kann, wie es zur Zündung in gashaltigen Bergwerken zugelassen ist und welches nur einen Strom von kurzer Dauer liefert. Ein solcher Strom reicht nicht aus, um den Draht von hohem elektrischem Widerstand auf eine Temperatur aufzuheizen, wie sie zur Zündung dieser Heizmassen erforderlich wäre.For those heating masses according to the invention, the 0 to 10.0 percent by weight Containing cuprochlorite, a wire of high electrical strength can be used as an electrical ignition element Serve resistance either only by electric current or by electric Electricity is heated in connection with a small amount of a burning mass, for example in the form of an electric ignition head or in the form of a safety igniter according to British patent specification 430 750. For those heating masses according to the invention, which contain 6.0 to 10.0 percent by weight of cuprous chloride, one can use an electric Use a low-voltage igniter head, as the ignition of such an igniter head is carried out an electrical supply system of the kind that can be used for ignition in gaseous Mines is approved and which only supplies a current of short duration. Such a current is insufficient to make the wire of high electrical resistance to be heated to a temperature as required to ignite these heating masses were.

Ein @lethan-Luft-Gemisch mit einem Methangehalt von 9,0 @'olumprozent wird durch die Heizmassen nach der Erfindung nicht entzündet, wenn die Zersetzung der Massen in einer Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung in derartigen Gemischen eingeleitet wird. Daher eignen sich Heizvorrichtungen, die mit derartigen Massen geladen sind, zur Zündung mittels eines Sicherheitszünders nach der britischen Patentschrift 430 750 und sind außerordentlich geeignet für unterirdische Ladung in Sprengvorrichtungen der obenerwähnteri Art.A @lethane-air mixture with a methane content of 9.0 @ 'ole percent is not ignited by the heating masses according to the invention when the decomposition of the masses in a safety device according to the invention in such mixtures is initiated. Therefore, heating devices with such masses are suitable are charged, for ignition by means of a safety detonator according to the British patent 430 750 and are extremely suitable for underground charges in explosive devices of the above-mentioned Art.

Der Behälter besteht vorzugsweise aus einem beliebigen, nicht brennbaren und nicht glimmenden Material, wie z. B. Blech oder feuersicher imprägnierter Pappe, kann jedoch auch aus brennbaren Stoffen hergestellt sein, vorausgesetzt, daß die Verbrennung derselben nicht durch die Heizmasse eingeleitet werden kann. Der Behälter soll außerdem einen abgeschlossenen Teil besitzen, der sich bereits durch einen schwachen Druckanstieg öffnet, einen Druckanstieg, der für sich allein nicht ausreicht, die Bruchscheibe der Sprengvorrichtung zum Bersten zu bringen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Heizvorrichtung nach der Erfindung besteht der Behälter aus einem feuersicher imprägnierten Pappzylinder, der an einem Ende mit einem Holzstopfen verschlossen ist, durch den zwei an einen elektrischen Niederspannungszündkopf angeschlossene Leitungsdrähte hindurchlaufen, und der am anderen Ende durch einen Korkstopfen verschlossen ist, der nach der Zündung bei der Entstehung eines geringen Überdruckes hinausfliegt.The container is preferably made of any non-combustible material and non-smoldering material, such as B. sheet metal or fire-proof impregnated cardboard, however, can also be made of combustible materials, provided that the Combustion of the same cannot be initiated by the heating mass. The container should also have a completed part that is already through a a slight increase in pressure opens, an increase in pressure that is not sufficient on its own, to burst the rupture disk of the explosive device. With a preferred Embodiment of the heating device according to the invention consists of the container a fireproof impregnated cardboard cylinder with a wooden plug at one end is closed by the two connected to an electrical low-voltage detonator head Lead wires run through, and the other end is closed by a cork stopper which flies out after ignition when a slight overpressure is created.

Die Sicherheitsheizvorrichtungen nach Erfindung können in Sprengvorrichtungen der allgemein üblichen, erwähnten Art benutzt werden, bei denen die Hauptladung aus einer Masse besteht, die, wenn sie örtlich erhitzt wird, eine flammenlose exotherme gaserzeugende Zersetzung erfährt; größere Vorteile bieten sie jedoch in Verbindung mit Hauptladungen, welche zur Auslösung ihrer Reaktion einen überatmosphärischen Druck erfordern. Geeignete Hauptladungen dieser Art sind- z. B. stabilisierte Gemische aus Ammonchlorid und Natriumnitrit sowie Arnmonnitratmassen, wie beispielsweise Mischungen auf Grundlage von Ammonnitrat und 'Magnesiumnitrat-Hexahydrat oder Aluminiumnitrat-Nonahydrat.The safety heating devices according to the invention can be used in explosive devices of the generally usual type mentioned, in which the main charge consists of a mass which, when locally heated, produces a flameless exotherm undergoes gas generating decomposition; however, they offer greater advantages in combination with main charges, which trigger their reaction to a superatmospheric one Require pressure. Suitable main charges of this type are e.g. B. Stabilized Mixtures from ammonium chloride and sodium nitrite as well as ammonium nitrate masses, such as, for example Mixtures based on ammonium nitrate and magnesium nitrate hexahydrate or aluminum nitrate nonahydrate.

Die Menge der in Sicherheitsheizvorrichtungen für Sprengvorrichtungen der oben beschriebenen Art zu verwendenden Heizmassen nach der Erfindung kann von 1 g aufwärts variieren, beträgt jedoch vorzugsweise 5 bis 120 g. Die Verzögerung zwischen Zündung und Bersten der Bruchscheibe richtet sich nach der Menge und der Natur der verwendeten Heizmasse. So trat bei einer Sprengvorrichtung, die mit einer Flußstahlbruchscheibe von 2,78 mm Dicke ausgestattet und mit einer Hauptladung von 380 g eines äquimolekularen Gemisches von Ammonchlorid und Natriumnitrit mit einem Gehalt von 1,5 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd sowie mit einer Heizladung aus 62 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 34 Gewichtsprozent Natriumpersulfat, 3 Gewichtsprozent Cuprochlorid und 1 Gewichtsprozent Petrolatum geladen war, ein Bersten der Bruchscheibe 28, 12, 6, 2 bzw. 1 Sekunde nach der Zündung ein, wenn das Gewicht der Heizladung 1, 5, 10, 20, 40 bzw. 120 g betrug.The amount used in safety heaters for explosive devices of the type described above to be used heating masses according to the invention can of Vary upwards of 1 g, but is preferably 5 to 120 g. The delay between ignition and bursting of the rupture disc depends on the amount and the Nature of the heating mass used. For example, an explosive device that was equipped with a Mild steel breaking disc 2.78 mm thick and equipped with a main charge of 380 g of an equimolecular mixture of ammonium chloride and sodium nitrite with one Content of 1.5 percent by weight magnesium oxide and 62 percent by weight with a heating charge Guanidine nitrate, 34 weight percent sodium persulfate, 3 weight percent cuprous chloride and 1 percent by weight petrolatum was loaded, a rupture of the break disk 28, 12, 6, 2 or 1 second after ignition if the weight of the heating charge 1, 5, Was 10, 20, 40 and 120 g, respectively.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to illustrate the invention.

Beispiel 1 Eine Sprengvorrichtung der beschriebenen Art mit einer Flußstahlbruchscheibe von 2,78 mm Dicke wird mit einer Hauptladung aus 140 g eines Gemisches von 49,0 Gewichtsprozent Ammonnitrat, 34,0 Gewichtsprozent Magnesiumnitrat-Hexahydrat und 17,0 Gewichtsprozent Holzmehl und mit einer Heizvorrichtung geladen, die aus einem mit 40 g eines Gemisches von 61,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 32,5 Gewichtsprozent Natriumpersulfat, 6,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid und 0,5 Gewichtsprozent Rizinusöl gefüllten, feuersicher imprägnierten Pappbehälter mit einem Sicherheitszünder nach der britischen Patentschrift 430 750 besteht. Die Zeitspanne zwischen Zündung und Bruch der Scheibe beträgt 3 Sekunden.Example 1 An explosive device of the type described with a Mild steel breaking disc 2.78 mm thick is made with a main load of 140 g of a Mixture of 49.0 percent by weight of ammonium nitrate, 34.0 percent by weight of magnesium nitrate hexahydrate and 17.0 weight percent wood flour and loaded with a heater that consists of one with 40 g of a mixture of 61.0 weight percent guanidine nitrate, 32.5 weight percent Sodium persulfate, 6.0 percent by weight cuprous chloride and 0.5 percent by weight castor oil filled, fire-proof impregnated cardboard container with a safety igniter British patent specification 430 750 exists. The time between ignition and Break of the disc is 3 seconds.

Beispiel 2 Man arbeitet nach Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß die Masse in der Heizvorrichtung aus einem Gemisch von 62,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 34,0 Gewichtsprozent Natriumpersulfat, 3,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid und 1,0 Gewichtsprozent Rizinusöl besteht. Die Verzögerung beträgt 7 Sekunden.Example 2 The procedure is as in Example 1, with the difference that the mass in the heating device from a mixture of 62.0 percent by weight of guanidine nitrate, 34.0 percent by weight sodium persulfate, 3.0 percent by weight cuprous chloride and 1.0 Percentage by weight of castor oil. The delay is 7 seconds.

Beispiel 3 Man arbeitet nach Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß die Masse in der Heizvorrichtung aus einem Gemisch von 63,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 34,5 Gewichtsprozent Natriumpersulfat, 2,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid und 0,5 Gewichtsprozent Rizinusöl besteht. Die Verzögerung beträgt 10 Sekunden.Example 3 The procedure is as in Example 1, with the difference that the mass in the heating device from a mixture of 63.0 percent by weight guanidine nitrate, 34.5 percent by weight sodium persulfate, 2.0 percent by weight cuprous chloride and 0.5 Percentage by weight of castor oil. The delay is 10 seconds.

Beispiel 4 Man arbeitet nach Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß die Masse in der Heizvorrichtung aus einem Gemisch von 64,5 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 34,0 Gewichtsprozent Natriumpersulfat, 1,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid und 0,5 Gewichtsprozent Rizinusöl besteht. Die Verzögerung beträgt 13 Sekunden.Example 4 Example 1 is followed, with the difference that the mass in the heating device from a mixture of 64.5 percent by weight guanidine nitrate, 34.0 percent by weight sodium persulfate, 1.0 percent by weight cuprous chloride and 0.5 Percentage by weight of castor oil. The delay is 13 seconds.

Beispiel 5 Man arbeitet nach Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß die Masse in der Heizvorrichtung aus einem Gemisch von 65,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 34,0 Gewichtsprozent Natriumpersulfat und 0,5 Gewichtsprozent Rizinusöl besteht. Die Verzögerung beträgt 21 Sekunden.Example 5 Example 1 is followed, with the difference that the mass in the heating device from a mixture of 65.0 percent by weight guanidine nitrate, 34.0 Weight percent sodium persulfate and 0.5 weight percent castor oil. the Delay is 21 seconds.

Beispiel 6 Man arbeitet nach Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß die Masse in der Heizvorrichtung aus einem Gemisch von 60,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 31.5 Gewichtsprozent N atriumpersulfat, 8,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid und 0,5 Gewichtsprozent Petrolatum besteht und als elektrisches Zündelement ein elektrischer Niederspannungszündkopf verwendet wird. Die Verzögerung beträgt 4 Sekunden.Example 6 Example 1 is followed, with the difference that the mass in the heating device from a mixture of 60.0 percent by weight guanidine nitrate, 31.5 percent by weight sodium persulfate, 8.0 percent by weight cuprous chloride and 0.5 Percent by weight of petrolatum and an electric ignition element as an electrical ignition element Low voltage igniter head is used. The delay is 4 seconds.

Beispiel ? Man arbeitet nach Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß die Masse in der Heizvorrichtung aus einem Gemisch von 59,0 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 30,5 Gewichtsprozent N atriumpersulfat, 10,0 Gewichtsprozent Cuprochlorid und 0,5 Gewichtsprozent Petrolatum besteht und als elektrisches Zündelement ein elektrischer N iederspannungszündkopf verwendet wird. Die Verzögerung beträgt 4 Sekunden.Example ? You work according to Example 1, with the difference that the mass in the heating device from a mixture of 59.0 percent by weight guanidine nitrate, 30.5 percent by weight sodium persulfate, 10.0 percent by weight cuprous chloride and 0.5 Percent by weight of petrolatum and an electric ignition element as an electrical ignition element Low voltage detonator head is used. The delay is 4 seconds.

Claims

Claim: Heating material for the initiation of thermal decomposition of a non-detonating safety explosive charge, wherein an electrical ignition element and the heating material are enclosed in a container which consists of a fireproof cardboard cylinder, which is closed at one end by a wooden plug through which the two wires of the electrical Ignition head are passed, and which is closed at the other end by a cork, which is ejected when a slight overpressure is created after ignition, according to Patent 953 506, characterized in that the potassium persulphate is replaced by 27 to 45 percent by weight sodium persulphate, wherein the cuprous chloride is present in an amount from 0 to 10 percent by weight.