DE651832C - Sicherheitspatrone - Google Patents

Sicherheitspatrone

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DE651832C
DE651832C DEI51209D DEI0051209D DE651832C DE 651832 C DE651832 C DE 651832C DE I51209 D DEI51209 D DE I51209D DE I0051209 D DEI0051209 D DE I0051209D DE 651832 C DE651832 C DE 651832C
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cartridge
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explosive
ammonium
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DEI51209D
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Imperial Chemical Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06DMEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
    • C06D5/00Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
    • C06D5/02Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by decompressing compressed, liquefied or solidified gases

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Description

  • Sicherheitspatrone Die Erfindung bezieht sich auf' Sprengpatronen mit einer Ladung, die bei Zündung Gas zu erzeugen vermag. Zusammen mit geeigneten Zündmitteln befindet sich die Ladung in einer druckfesten. Metallkapsel, welche die erzeugten Gase mit einem genügenden Druck austreten läßt, um im Bohrloch eine Sprengwirkung hervorzurufen. Zur Freigabe des Gases besitzt die Patrone vorzugsweise eine zerstörbare und auswechselbare Scheibe, jedoch kann man statt derselben auch ein passend eingestelltes Ventil benutzen.
  • Gemäß der Erfindung soll eine Sprengpatrone geschaffen werden, die eine möglichst geringe Splitterwirkung ausübt und sich besonders zur Kohlensprengung eignet, bei der dann die Ausbeute an Grobkohle hoch ist. Insbesondere soll sich die Sprengpatrone für Bergwerke mit Schlagwettergefahr eignen. Ihre Ladung soll selbst nicht explosiv sein und keine explosiven Bestandteile enthalten. Der Begriff explosiv gilt hier im üblichen Sinne, während natürlich die Sprengung der Patrone eine Explosion darstellt.
  • Sprengpatronen mit gleicher Bestimmung sind bekannt. Bei ihnen besteht die Ladung aus nicht explosivem Salz, z. B. Ammoniumnitrat, das durch Hitze zersetzbar ist und nicht entflammbare Zersetzungsgase liefert, zusammen mit einem Heizmittel, das aus einem selbstbrennenden Gemisch besteht, z. B. Schwarzpulver, aber nicht ausreicht, um durch seine eigene Verbrennung die Kapsel zu sprengen.
  • Bei diesen bekannten Sprengpatronen muß aber die Menge des Heizmittels, z. B. Schwarzpulver; so geregelt werden, daß sie genügend Wärme erzeugt, um die Zersetzung des gasbildenden Stoffes, z. B. Ammonsalpeter, sicherzustellen. Um die nötige Wärmeentwicklung zu liefern, ist hierzu eine derartige Menge an Heiz- oder Zündmitteln notwendig, daß mit einem Austreten der Explosionsflamme dieses Heizmittels an die Außenluft zu rechnen ist, so daß von der erstrebten Schlagwettersicherheit keine Rede sein kann und sieh die Benutzung derartiger Sprengpatronen in schlagwettergefährdeten Gruben verbietet.
  • Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Entdeckung, daß gewisse Salzgemische unter den- in Betracht kommenden Bedingungen durch das ganze Gemisch hindurch eine, sich selbst erhaltende Zersetzung unter Gasbildung erleiden können und daß die ganze Ladung bei geeigneter Zündung sich unter Gasentwicklung ohne Wärmezufuhr, etwa durch einen Heizmittelanteil der Ladung, zersetzt. Für den Zweck der Erfindung geeignete Salzmischungen sind solche, die bei Zündung unter gewöhnlichem Druck, beispielsweise durch örtliche und zeitweilige Berührung mit einem rotglühenden Kohlestift, ihre Zersetzung selbst aufrechterhalten. Gemäß der Erfindung enthält eine Sprengpatrone der erläuterten Art als Ladung ein im wesentlichen stöchiometrisch-äquivalentes Gemisch von einem Alkalimetallnitrit und einem oder mehreren Ammoniumsalzen derart, daß die Ladung eine sich selbst erhaltende gasbildende Zersetzung erleiden kann, wobei nicht nur die größte Kraftwirkung erreicht wird, sondern auch unschädliche Produkte entstehen, z. B. Stickstoff und Wasser zusammen mit einem Natriumsalz. Als Aminoniumsalze lassen sich anwenden: Ammoniumchlorid, -sulfat, -nitrat, -oxalat oder -thiocyanat oder Mono- oder Diammoniumphosphate oder Ferroammoniumsulfat. Hierbei ist die Verwendung von Ammoniumchlorid zu bevorzugen, da die anderen Ammoniumsalze an Mängeln leiden. So werden z. B. Mischungen mit Ammoniumnitrat zu feucht, und sie eignen sich wegen der schließlichen Entstehung von Natriumnitrat während der Reaktion nicht gut für Köhlesprengungen.
  • Mischunge$ mit Ammoniumsulfat sind beim Lagern nicht so beständig wie die mit Ammoniumchlorid. Benutzt man sie, so werden sie zweckmäßig stabilisiert, wie es angegeben werden wird.
  • Die der Erfindung entsprechenden Gemische können ungefähr o,5 % Feuchtigkeit enthalten, da sie dabei für -die- Zündung empfindlicher sind. Dieser Feuchtigkeitsgehalt vermindert allerdings die Lagerfähigkeit und sollte deshalb nichtvorhanden sein, falls die Mischung länge gelagert werden muß, selbst wenn sie Stabilisierungsmittel enthält. Derartige Mittel sind nicht nötig, wenn die Mischungen verhältnismäßig bald nach ihrer Herstellung, z. B. innerhalb einer Woche, in Gebrauch kommen. Da aber gewisse Lagerungszeiten üblich sind, setzt man zweckmäßig Stabilisierungsmittel zu. Geeignete Mittel sind alkalische Stoffe, wie z. B. Natrium- oder Ammoniumcarbonat. Sind, die Mischungen nicht zur Verwendung in schlagwettergefährdeten Gruben bestimmt, so kann man auch kleine Mengen - Mineralgallerte o. dgl. verwenden, um die Beständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit zu verbessern.
  • Gewünschtenfalls kann man eine kleine Menge Borax zusetzen, um die Reaktionsgeschwindigkeit nach der Zündung zu vergrößern.
  • Das Gemisch kann in Pulverform oder vorzugsweise in Kornform zur Anwendung kommen, da bei letzterer die Fortpflanzung der Zersetzung durch die ganze Ladung gleichmäßiger ist: Bei der Benutzung in Schlagwettergruben wird die Mischung zweckmäßig in ein feuerfestes Blatt o. dgl. eingewickelt und mit einer Sicherheitszündvorrichtung,zuverlässiger Bauart benutzt. Der Zünder und die Gasentwicklungsmasse können üewünschtenfalls in eine gewöhnliche feuerfeste Einschlaghülle eingeschlossen werden. Man kann die Zündung auch mittels eines elektrisch gezündeten Pulverzünders von etwa z g vbrnehmen, jedoch empfiehlt sich eine solche Zündvorrichtung. nicht in einer schlagwettergefährdeten Grube, wenn das Laden erst in der Grube stattfindet.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein ungefähr äquimölekulares Gemisch von Ammoniumchlorid und Natriumnitrit in Form von Pillen zur Erzeugung von Gasen zu benutzen; wobei diese Pillen in die Hohlräume von Bällen eingebracht werden und durch Wärmewirkung alsdann Stickstoff entwickelt und dem Ball die gewünschte Gasfüllung gegeben wird.
  • Bei dieser Benutzung der erwähnten Mischung wird lediglich von der gaserzeugenden Wirkung dieser Stoffe Gebrauch gemacht, die an sich bekannt ist, da ja bekanntlich eine Lösung derselben . Stoffe in Wasser unter Erwärmung zur Erzeugung von Stickstoff ii_n Laboratorium benutzt wird.
  • Bei der erstrebten Sprengwirkung handelt es sich aber darum, innerhalb einer sehr kurven Zeit Drücke von etwa iooo und mehr Atmosphären zum Zwecke einer Sprengwirkung zu erzeugen, während es sich beim Füllen von Gasbällen um eine allmähliche Entwicklung des betreffenden Gases unter geringem Überdruck handelt.
  • 'Es war überraschend, daß die für die langsame Entwicklung von Stickstoff bekannte Mischung unter starkem Einschluß und bei lediglich lokaler Zündung eine so - rasche selbsttätig weitergehende Umsetzung erleiden würde, daß diese Umsetzung zu der beabsichtigten Sprengwirkung benutzt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung beschrieben werden.
  • In das mit Gewinde versehene Ende eines starken Metallbehälters i ist ein Kopfstück a eingeschraubt, das gegen die Kapsel oder den Behälter i durch eine Scheibe 9 auch gegen hohe Drücke abgedichtet ist. Das Kopfstück z enthält Elektröden 7, 8, von denen die letztere mit dem Kopfstück 2 in leitender Verbindung steht, während die erstere gegen dasselbe isoliert ist, und zwar in solcher Weise, daß durch die Isolierung auch bei Drücken von ungefähr 394o kg/cm= kein Gas entweichen kann. -Für die Elektroden sind Klemmen io und i i vorgesehen, um die Zündung elektrisch vorzunehmen. Auf das Kopfstück z ist eine Stahlkappe 3 geschraubt, durch deren Öffnung 14 die zu den Klemmen führenden Drähte esteckt werden. Die Sprengladung 13 ist' in der erforderlichen Menge lose in die Kapsel i eingefüllt, und am entgegengesetzten Ende der Kapsel sitzt unter Einschaltung eines Dichtungsringes G die zerstörbare Scheibe 5, die bei einem vorher bestimmten Druck gesprengt werden soll. Sie wird durch einen Stopfen .I festgehalten, der Kanäle für den Gasaustritt besitzt. Ein Zünder 1z, z. B. ein elektrischer Zünder, Sicherheitszünder oder elektrischer Pulverzünder mit beispielsweise 2.- Schwarzpulver, wird zur Zündung benutzt, und ist durch Drähte mit den Elektroden verbunden. Er wird zweckmäßig so angeordnet, daß die Flamme gegen das Kopfstück :2 gerichtet ist, und liegt in dein dem Stopfen 4 benachbarten Teil der Ladung. Bei dieser Anordnung wird die Schwierigkeit vermieden, daß die Ladung, wenn sie Pulverform hat, pfropfenartig von der Scheibe 5 verdichtet wird. Zwecks Sprengens wird die Patrone mit dem Stopfen 4 so tief wie möglich in das Bohrloch geschoben, worauf man das Bohrloch verstopft und das Abfeuern durch elektrischen Strom vornimmt, In der Zeichnung ist die Sprengpatrone senkrecht dargestellt, jedoch mit der bei waagerechter Anordnung der Patrone eintretenden Lagerung der Ladung 13. Die Ben.utzung' derselben kann in jeder beliebigen Stellung erfolgen, wenn der Zünder 12 sich in wirksamer Berührung mit der Ladung 13 befindet.
  • Zwecks Erläuterung werden nachstehend einige Beispiele angegeben.
  • .Beispiel i Eine starre Sprengpatrone der beim Sprengen mit Kohlendioxyd gebräuchlichen Art von 370 ccm Fassung und einer Gasfreigabe bei 189o kg/cm= wird benutzt. Von einem innigen Gemisch aus Natriumnitrit und Ammoniumchlorid im Verhältnis 69 : 53 werden 220 g eingeführt, und es wird ein Sicherheitszünder eingesetzt.
  • Beispiel a Eine starke Patrone der beschriebenen Art mit 68o ccm Fassung erhält eine Ladung von .Ioo g. Sie wird hergestellt durch Mischen von Natriumnitrit und Ammoniumchlorid im Verhältnis 69 : 53 zusammen mit z °/o Sodaasche (auf die Gesamtmenge berechnet) und durch Klassieren des Gemisches zwischen einem G- und io-Maschensieb.
  • Der Zünder ist entweder ein 2-g-Pulverzünder mit etwa 300 mm langen Drähten oder ein Detonator Nr.8 mit einer Ladung von 2 g eines Gemisches aus 8 Teilen Knallquecksilber und :2o Teilen Kaliumchlorat. Mit Sprengpatronen dieser Art wurden fünf Schüsse nacheinander in einem Stollen abgegeben, der ein Methan-Luft-Gemisch mit 9 % Methan enthielt; es trat keine Entzündung der Schlagwetter ein.
  • Dann wurde eine Reihe von fünf Schüssen abgegeben, bei denen etwa 3'/2 kg Kohlenstaub am 'Austrittsende des Rohres angehäuft waren, und auch dabei traten keine Entzündungen ein.
  • Eine. Ladung von aoo g der eben beschriebenen Mischung, welche in eine feuersichere Hülle eingewickelt war und einen Sicherheitszünder eingebettet enthielt, wurde in einem Stollen mit einem 9-1/,-Methan-Luft-Gemisch aufgehängt. Bei fünf Versuchen trat keine Entzündung ein.
  • Die beschriebene Sprengpatrone wurde in Kohlengruben mit befriedigendem Erfolg benutzt.
  • Beispiel 3 Eine Patrone der angegebenen Art von 68o ccm Fassung wurde mit 4509 geladen. Die Ladung wurde hergestellt durch Mischen von Natriurrinitrit und Ammoniumsulfat im Verhältnis von a Mol Natriumnitrit auf i Mol Ammoniumsulfat mit 2-,11, Sodaasche und durch Klassieren des Gemisches zwischen einem 8- und io-Maschensieb. Die Zündung wurde durch einen eingebetteten z-g-Schwarzpulverzlinder mit 3oo mm langen Drähten vorgenommen.
  • Die Sprengpatrone wurde mit befriedigenden Ergebnissen in Kohlengruben benutzt. Beispiel Die Patrone und die Ladungen waren wie in Beispiel z, jedoch mit dekn Unterschiede, daß die Ladung z o/o Ammoniumcarbonat statt der Sodaasche enthielt.
  • Beispiel 5 Eine Sprengpatrone der beschriebenen Art mit 68o ccm Fassung wurde finit 405 g eines Gemisches aus 58,5 Teilen Natriumnitrit, 43,5 Teilen Ammoniumchlorid, a Teilen Diammoniumwasserstoffphosphat und a Teilen Sodaasche geladen. , Die Sprengpatrone besaß eine Abscherscheibe für die Gasfreigabe bei 189o kg/cm2. Beim Feuern eines Schusses in einem Stollen mit einem 9 °/ä Methan-Luft-Gemisch fand keine Entzündung statt.

Claims (1)

  1. PATRN TANSPRÜCHR i-. Sicherheitspatrone mit Zündvorrich tung und einer bei ihrer Entzündung gas erzeugenden Ladung, wobei die Gase ers unter einem hohen Druck aus der Patron freigegeben werden, dadurch gekennzeich net, daß die Ladung aus einem im wesent lichen stöchiometrisch-äquivalenten Gemisch von einerseits einem Alkalimetallnitrit und andererseits einem Ammonsalz, z. B. Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat oder Ammoniumphosphat bzw. auch Gemischen dieser Salze, besteht. z. Sprengpatrone nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladung zwecks Erhöhung ihrer-, chemischen Beständigkeit kleine Mengen, beispielsweise r bis z %, entwässerter Soda oder anderer alkalischer Stoffe zugesetzt werden.
DEI51209D 1933-12-15 1934-12-12 Sicherheitspatrone Expired DE651832C (de)

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GB651832X 1933-12-15

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DEI51209D Expired DE651832C (de) 1933-12-15 1934-12-12 Sicherheitspatrone

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