-
Einrichtung zur Kraftgaserzeugung Die Erfindung bezieht sich auf neue
bzw. ve-rbesserte Einrichtungen zur Kraftgaserzeugung, die dazu bestimmt sind, während
einer bestimmten Dauer unter einem bestimmten Druck einen Strom von Kraftgas zu
liefern, und zwar aus festen chemischen Produkten, die eines sich durch dieselben
ausbreitenden, ohne Explosion verlaufenden, sich selbst unterhaltenden exothermischen,
gaserzeugenden Zerf#alls fähig sind.
-
Zweck der Erfindung ist 'die Schaffung von Einrichtungen obiger Definition,
welche dazu be-
stimmt sind, während längerer Zeitabschnitte, d. h.
von Ader Größenordnung von Minuten, etwa von 1/4 Minute an aufwärts, einen solchen
Strom von Kraftgas zu liefern, und welche bequemer herzustellen und bzw. oder im
Betrieb vorteilhafter als -die bisher vorgeschlagenen Einrichtungen sind-.
-
Erfindungsgemäße Einrichtungen zur Kraftgaserzeugung sind beispielsweise
zum Antreiben von Kolbenmaschinen oder Turbinen oder zum Antrieb von Apparaten oder
Geschossen mit Düsenantrieb verwendbar.
-
Es ist nun festgestellt worden, daß die Möglichkeit besteht, Einrichtungen
der obengenannten Art herzustellen, welche gepreßte Ladungen aus Ammoniumnitrat
oder Guanidinnitrat oder Nitroguanidin oder Nitrocyan-diami;din oder Dicyandiamidinnitrat
oder Gemischen dieser Verbindungen enthalten, wobei diese Ladungen- mit einem geptilverten
Seensibilisator sensibilisiert sind, so
daß der thermische Zerfall
dieser Verbindungen die Form eines sich selbst unterhaltenden Zerfalls annimmt.
In diese Einrichtungen 'können beispielsweise mit einem Chromat oder BichTomat sensibillsierte
Ladungen aus Ammoniumnitrat eingeschlossen werden, welche beim thermischen Zerfall
des Ammoniumnitrats die Ausbreitung von in der Hauptsache aus Stickstoff, Dampf
und Stickoxyden bestehenden Gasen bewirken"deren Temperatur niedrig, d. h.
von der Größenordnung von 3oo bis 400' ist, sofern kein Brennstoff anwesend ist.
Durch Einschließen eines geeigneten Brennstoffes, derdazu bestimmt ist, mehr oder
weniger des verfügbiaren Sauerstoffes zu verbrauchen, beispielsweise eines oTganischen
Bestandteiles, kann die Zusammensetzung der Gase verändert und die Temperaturderselben
erhöht werden.
-
Nitroguanidin, Guanidinnitrat, l#Titrod#icyandiamin oder Dieyandiami-dinnitrat
enthaltende Gremische, die durch Einschluß eines Hypophosphites eines Alkalimetalls
oder des Ammoniums sensibilisiert werden, wie dies im englischen Patent
583 9,86 beschrieben ist, sind ebenfalls geeignet.
-
Gemäß,der Erfindung kennzeichnen sich die Einrichtun,gen zur Kraftgaserzeugung,
welche dazu bestimmt sind, während einer beistimmten Dauer der Größenordnung von
Minuten unter einem bestimmten Druck einen Strom von Kraftgaisen zu liefern, dadurch,
daß die Längsfläche eines gepreßten Stabes aus einem Gemisch, welches mindestens
ein Nitrat oder Nitroderivat einer Stickstoffbase, dessen thermische Zersetzung
-derart sensibilisi,ert werden kann, ;daß diese zu einer sich selbst unterhaltenden
Zersetzung wird, und einen gepulverteen Sensibilisator für die thermische Zersetzung
der genannten Verbindung enthält, sich in inniger Berührung mit der inneren. Oberfläche
einer Schutzeinrichtung befindet, die dazu bestimmt ist, zu verhindern, daß die
Zersetzung des sensibilisierten Gemisches längs der genannten Längsfläche mit einer
Geschwindigkeit fortschreitet, die größer ist als diejenige, mit welcher der Zerfa)11
an einer frei liegenden Ouerfläche durch den genannten Stab fortschreite7 Die erfindungsgemäßen
Einrichtungen können bequem mit Durchmessern, die einige Zentimeter Überschreiten,
hergestdIlt werden. Die thermische Zersetzung der gepreßten Ladungen kann dazugebracht
werden, bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen einzutreten. Die Ausbeute an Asche
kann klein gehalten werden. Es besteht keine Tendenz zu unregelmäßiger Zersetzung
während der fortschreitenden Zersetzung der gepreßten Ladungen-Die Zusammensetzung
der gepreßten Ladungen kann derart beschaffen sein, daß die theTmische Zersetzung
der gepreßten Ladungen. dazu gebracht werden kann, unter normalen atmosphärischen
Drücken einzusetzen, und die Temperatur der bei der thermischen Zersetzung -der
gepreßten Ladungen entwickeften Gase kann bel einem Punkt bis hinunter zu 3,Oo bims
400' liegen-Im Fall von Ammoniunmitratgemischen ist es vorzuziehen, den Gemischen
eine Verbindung einzuverleiben, welche,die bei 3:z' eintretende Volumenveränderung
wirkgamhemmt. Es kann auch zweckmäßig sein, einen Brennstoff einzuführen.
-
Der Stab aus dem gepulverten Gemisch muß unter einem Druck- gepreßt
werden, der größer ist als der Druck, unter welchem das Gas erzeugt wer-den soll,
und zwar vorzugsweise etwa zehnmal größer als dieser letztgenannte Druck.
-
Die innere Fläche der obengenannten Schutzeinrichtung besteht vorzugsweise
aus einer Schicht eines wärmeisolierenden Materials und ist derart beschaffen, daß
sich die Längsfläche des gepreßten Stabes -aus dem gepulverten Gemisch mit der genannt-en
Schicht des wärme-isolierenden Materials in, Berührung befindet.
-
Ciewünschtenfalls kann das Schutzorgan aiuch eine quer angeordnete
Schicht aus wärmeisolierendem Material oder einem anderen Schutzmaterial aufweisen,
gegen welche Schicht. das eine Ende des aus Odem sensibilisierten Gemisch bestehenden
Stabes gepreßt wird, beispielsweise um die NuIetallteile der Einrichtung vor der
chemischen Korrosion -durch das sensibilisierte Gemisch zu bewahren, oder um zu
verhindern, daß die Zersetzung des Stabes an diesem Ende einsetzt. Gewünschtenfalls
kann die genannte, quer angeordnete Schicht aus wärmeisolierendem Material oder
einem anderen Schutzmaterial am genannten Ende des aus dem sensibilisierten Gemisch
bestehenden Stabes an-haften.
-
Das Schutzorgan umfaßt außer der Schicht oder ,den Schichten aus wärmeisolierendem
Material, die sich in unmittelbarer Berührung mit dem aus dem sensibilisierten Gemisch
bestehenden Stab be-
finden, e#ine äußere Verstärkung aus zäheni"starrem Material,
beispielsweise oinen Metaollbthälter, welche Verstärkung das Herausnehmen der Einrichtung
aus der Presse erleichtert und die VeT-wendung von durch Druck deformierbaren Materialien
für die isolierende Schicht bzw. die isolieren-den Schichten ermöglicht. Diese Verstärkung
verleiht dem Schutzorgan einen mechanischen Schutz.
-
Die lineare Geschwindigkeit der Zersetzung des geschützten Stabes
unter einem gegebenen Druck kann reguliert werden, indern dem Gemisch, verschiedene
Mengen inerter Bestandteile-, wie z. B. Kaliumchlorid, -Kaolin, Kiesielgur, zugrisetzt
werden oder indem ein Stab von abgestufter Zusammense-tzung durch Pressen aufeinanderfolgender,
aus verschiedenen individuellen Gemischen erzeugter, die Länge des Stabes ergebender
Teilstücke hergestellt wird oder indem die geometrische Form des Stabes verändert
wird. Nimmt beispielsweise der Stab die Form eines kompakten Zylinders ein, so wird
er eine unveränderliche brennende Fläche aufweisen. Ist :der Stab jedoch mit einem
koaxialen Kanal versehen, so daß er die Form eines Ringes annimmt, wobei nur dessen
äußere Zylinderoberfläche geschützt ist, so wird sich die frei liegende Oberfläche
mit fortschreitender Reaktion in ihrer Flächenaxtsdehnung fortwährend verändern.
Durch Anwendung solcher Hilfsmittel
kann ein gewünschter Druck aufrechterhalten
werden, wenn der Verbrauch der Gase in der Apparatur im Verlauf der Betriebszeit
zu- oder abnimmt.
-
Als isolierendes Material, welches mit dem gepulverten Gemisch zusammengepreßt
wird, kann irgendein geeignetes Material verwendet -,verden, welches die Funktion
auszuüben vermag, die darin besteht, zu verhindern, daß die Zersetzung längs der
peripheren Fläche des Stabes schneller fortschreitet als an der Querfläche. Es wird
sich gewöhnlich als nötig erweisen, dieses Material durch einen 'Metallzylinder
zu verstärken. Das Isoliermaterial soll mit der festen Ladung nicht reagieren. Im
Fall von sensibilisierten, sauerstoffpos,itiven Nitratladungen beispielsweise sollte
das Isoliermaterial ein praktisch unverbrennbares Material sein. Selbst mit sauerstoffpositiven
Gemischen kann beispielsweise ein Blatt aus einem durch '-Nlessiligdrahtgewebe getragenen,
mit Gummi gebundenem A.sbestblattmaterial miit einem Asbestgehalt von etwa, 8ol/o
zusammen mit o.inem Metallbebälter verwendet werden. Das Isoliermaterial kann in
erheblichem Ausmaß die Fähigkeit der dauernden Deformation beim Pressen aufweisen
oder auch nicht.
-
Im speziellen Fall von Einrichtungen, die einen rinnenlosen Stab aus
sensibilisierten Ammoniumnitratgemischen einschließen, besteht ein gewisses Bestreben
des Stabes und seiner Isolierung, sich von der umgebenden Metallverstärkung loszuläsen,
wenn die Gebilde Temperaturen, die wesentlich höher liegen als diejenige, bei welcher
dieselben durch Pressen geformt werden, ausgesetzt werden, und dann wieder der Abkühlung
auf tie-fere Temperaturen überlassen werden. Dies ist eine Auswirkung einer weiteren
Kompression des Stabes. Diese Kompression wird dadurch verursacht, daß der Stab
einen höheren Temperaturkoeffizienten der linearen Ausdehnung besitzt als die Metallverstärkung.
Im Fall von Einrichtungen, die ein-en aus dem sensibilisierten Gemisch bestehenden
Stab mit großer Querschnittsfläche einschließen, kann als Folge solcher Temperaturveränderungen
eine Loslösung der Metallverstärkung vom isolierten Stab eintreten, und im Fall
gewisser wärmeisolierender Materialien ist die zwischen der wärmeisolierenden Schicht
und dem gepreßten Stab aus sensibilisiertem Gernisch wirkende Adhäs,ionskraft nicht
genügend groß, um eine Loslösung der wärmeisolierenden Schicht vom Stab zu verhindern.
Jede Gefahr der Loslösung unter solchen Umständen kann dadurch vermieden werden,
daß als wärm& isolierende Schicht ein gepulvertes Gemisch verwendet wird, welches
durch das Pressen bei -der Herstellung der Einrichtung rund um das sensibilisierte
Gemisch zwischen.diesem und derMetallverstärkung zusammengepreßt wird und dabei
in kompakten Zustand übergeht. Diie#ses gepulverte Gemisch enthält vorzugsweise
einen inerten Bestandteil, beispielsweise, Kaolin, und gewünschtenfalls auch die
charakteristische gaserzeugende, thermisch zersetzliche Verhindung, die im Gemisch,
aus weilchein der Stab besteht, enthalten ist, aber keinen Stnsib,ili,sator; im
Fall von Ammoniumnitratgemischen enthält es jedoch ein die beim über-gan,gspunkt
von 3:2' eintretende Volumenveränderung hemmendes Mittel. Wird ein solches
Gemisch verwendet, so vermischen sich die Bestandteile der Isolierschicht und des
sensibilisierten Stabes bis zu einem gewissen iGrad und bilden, wenn s,i,e zusammen
-' n die Metallverstärkung gepreßt werden, ein,untrennbares Gefüge.
-
Soll der Stab aus gepreßtem sensib,ilisiertein Material einen Kanal
aufweisen, so kann dieser auch durch Ausbohren erzeugt werden.
-
Als gepulverten Sensibilisatür für die thermische Zersetzung des Nitrats
oder der Nitroverbindung der Stickstoffbase kann man beispielsweise im Fall des
Ammoniumnitrats die folgenden Verbindungen verwenden: ein Chromat, Biehromat oder
Polychromat eines Alkalimetalls oder des Ammoniums, beispielsweise Kaliumchromat,
Kaliumbichromat oder Ammoniumbichromat oder Gemische derselben; ein Hypophosphit
des Ammoniums oder eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, beispielsweise Natrium-,
Kalium- oder Bariumhypophosphit; Mangandioxyd, Ammoni-umthio-sulfat, Kupferchromit
oder Nickelchromit. In vielen Fällen können Gemische von Sensibilisatoren verwen,det
werden.
-
Die infolge der Umwandlung des Ammoniumnitrats bei 32" eintretende
Volumenveränderung wird durch Kaliums-alze in sehr wirksamer Weise gehemmt. Gegebenenfalls
können diese Salze Verbindungen sein, die befähigt slind, diie thermische Zersetzung
des Ammoniunmitrats zu sensibilisieren. Zur Hemmung,der Volumenveränderung, die
infolge der Umwandlung des Ammorniumnitrats bei 32' in Abwesenheit einer
hemmenden Substanz eintritt, kann beispielsweise Kaliumnitrat, vorzugsweise in einer
,Menge von Iol/o, bezogen auf das Gewicht des Ammoniumnitrats, verwendet werden.
An -dessen Stelle, können jedoch auch andere Kaliumsalze, die nach -dem Prinz#ip
einer Austauschreaktion mit Ammoniumnitrat zu reagieren vermögen, verwendet werden.
Kaliumchro#mat oder bichromatL können beispielsweise verwendet werden. Es ist ratsam,
das Gemisch aus Ammoniunmitrat und dem verwendeten Kaliumsalz während kurzer Zeit
bei über 35' zu lagern, bevor es gepreßt wird.
-
Als gepulverte Sensibilisatoren für Nitroguanidin oder Guanidirmitrat
können beispielsweise Chromdioxyd, ein Chrcrmat, Bichromat oder Polychromat der
Alkalimetalle oder des Ammoniums, Hypophosphite des Ammoniums" der Alkalimetalle
oder des Bariums, I#,'-,upferp-ulver und eine --Anzahl Kupferverbindungen, beispielsweise
Cuprooxyd, Cuprochlorid, Cuprooxalat, Cuprichlorid, Cuprioxyd, eine Anzahl Nickel-,
Silber-, Zinn-; Selen- und Vanadiumverbindungen. ve-rwendet werden.
-
Als weitere Beispiele gepulverter Sensibilisatoren für die thermische
Zersetzung, -die im Fall des Nitroguanidins brauchbar sind, seien erwähnt
eine
Anzahl Alkalimetallsalze, 1)eispiels-weis,-Kaliumnitrit, Natriumnitrit, Kaliumcarbonat,
Natriumcarbonat (wobei die Kaliumsalze wirksamer als die Natriumsalze sin#d); eine
Anzahl Aluminiumverbindungen, beispielsweise Aluminiumchlor-i#d, Aluminiumoxyd;
verschiedene Verbindungen des Bleis, #"Molybcläns oder Zinks, beispielsweise Bleinitrat,
Mol#yIydänsä.ure, Zinkmetall, Zinkoxyd und Zinkcarbonat. Die beiden letztgenannten
#Terbindungen sind besonders wirksame Sensibilisatoren.
-
Für Dicyanddamidinnitrat und Nitrodicyandiamidin kann beispielsweise
ein Bichromat oder ein Hypophosphit eines Alkalimetalls oder des Ammoniums aJs gepulverter
Sensibilisator verwendet werden.
-
Offensichtlich ist es oft günstig, Kombinationen verschiedener Sensibilisatoren
zu verwenden, während es auch von Vorteil sein kann, Gemische von Nitraten und bzw.
oder Nitroverbindungen der Stickstoffbasen zu verwenden.
-
Die aus Ammoniumnitrat hergestellten sensibilisierten Gemische können
gewünschtenfalls einen organischen Brennstoff, der sich während der thermischen
Zersetzung des Ammoniumnitrats zu oxydieren vermag, beispielsweise eine organische
Verbindung, wie das wasserfreie Ammoniumoxalat, enthalten. Der Heizwert des Gemisches
zeigt das Bestreben, zu steigern, wenn die Menge eines solchen Brennstoffesgenügend
erhöht wird, so daß der verfügbare Sauerstoff unter Bildung von Kohlendioxyd und
Wasser verbraucht wird, und hierauf, bei einer weiteren Erhöhung des Gehaltes an
Brermstoff, zu fallen. Die Temperatur, die Art der erzeugten Gase und die Geschwindigkeit
der Zersetzung können so durch Regulierung des Gehaltes des !Gemisches an oxydierbaTem
Brennstoff verändert werden. Gewöhnlich sind die kühleren Gemische, d. h.
die sauerstoffpositiven oder stark sauerstoffnegativen Gemische, zum Antreiben von
Ma:schinen vorzuziehen, während die heißeren Gemische sich zum Antrieb durch Gasauspuffreaktion
eignen.
-
Wie im Fall des sensibilisierten Ammoniumnitrats liegt die Temperatur,
bei welcher sich die sensibilisierten Nitrate und Nitrederivate der organischen
Stickstoffbasen zersetzen, wesentlich tiefer als diej;eniige, welche beim
- Verbrennen von dem Schwarzpulver ähnlichen oder von rauchlosen Pulvern
erreicht wird, wobei jedoch Ammoniumnitrat sauerstoffpositiv ist, während-, diese
Verbindungen sauerstoffnegativ sind. Bei Einschluß sauerstoffnegativer organischer
Verbindungen besteht deshalb die Tendenz zu einer Her ' absetzung der Temperatur,
bei welcher die Gase aus denselben gebildet werden. So läßt sich mit senisibilisiertem
Nitroguanidin eine weitere Herabsetzung der Temperatur der Gase, die bei der forts#chreitend--r#
Umsetzung der aus dem hochkomprimierten homogenen Pulvergentisch bestehenden Masse
entwickelt werden, erzielen, indem bis zu io0/9 Diniethyl-diphenylharnstoff, welcher
einen hohen Kohlenstoffgehalt (-oO/o) und einen geringen Sauerstoffgehalt (8,.9%)
aufweist, zügesetzt wird, Als Beispiele anderer geeigneter * Zusätze sind
Stärken und andere Celluloseverbindungen zu nennen. Obwohldie Geschwiridigkeit der
Verbrennung durch Zusatz von D,imethyl-diphenyl#harnstoff herabgesetzt wird, weist
die Masse während ihrer Verbrennung eine stark erhöhte Beständigkeit auf. Bei Verbrennungsdrücken
bis zu mindestens 15,4kg/CM2 wir-d eine stetige Verbrennung erzielt, ohne daß dabei
ein Abbröckeln der Ladung eintritt.
-
Da die entwickelten Gase mit dem genannten Sensibilisator oder dessen
Zersetzungsprodukten, beispielsweise grünem Ch-romoxyd in feinverteLltem Zustand,
verunreinigt sein können, müssen gegebenenfalls Vorsichtsmaßregelngetroffen werden,
um dieses feinverteilte Material in seiner Gesamtheit zu eliminieren, bevor die
#Gase zum Antreiben einer Maschine verwendet werden.
-
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen erläutert.
-
Beispiel i Eine gaserzeugende Einrichtung (Fig.i), die sich zum Antreiben.
eines Williams-and-James-Motors, welcher eine vierzylindrige Maschine mit hin und
her gehender Bewegung ist, eignet, besteht aus einem an einem Ende geschlossenen,
mit einem Futter versehenen starkwandigen Stahlrohri mit einem inneren Durchmesser
von II9,4mm und. einem äußeren Durchmesser von i2,7.mm, in welches unter einem Druck
von 400 kg/CM2 in kleinen Portionen
7,9 kg eine#s in einer Kugelmühle gemahlenen
Pulvers :2 der folgenden Zusammensetzung gepreßt wird:
| Ammoniumnitrat ............ 78,5 Gewichtsteile |
| Kaliumnitrat ..... . ......... 9 - |
| wasserfreies Ammoniumoxalat . 6,9 - |
| Ammoniumb,ichrornat ........ 5,6 - |
| Kaofin ..................... 0,7 - |
Um die zweckentsprechende Verwendbarkeit der Einrichtung zu prüfen, wird.,dais offene
Ende des Rohres mittels eines
9,5 mm dicken und 1
5 2. mm langen Stahlrohres
mit einem 'vV-ill-iams-an&Jaznes-Motor
3 in Verbindung gebracht, der
dazu bestimmt ist, Autobtismotoren anzulassen. Die Ladung, die eine Länge von etwa
38-1 mm aufweist, wird an ihrem freien Ende mittels eines
0,32 9
Schwarzpulver
enthaltenden, elektrischen Pulverzünders und einer Scheibe aus mit Schwarzpulver
behandeltem Gewebe entzündet. Die Gast werden mittels eines Filters 4 aus Schlackenwolle,
welches in das offene Ende des Stahlrohres eingeführt wird, filtriert. Die Zersetzung
der Ladung bewirkt, daß der Motor
3 Minuten 2o Sekunden läuft. Der Druck
steigt auf ein konstantes Maximum von 19,6 kg/CM2, wobei d-#r Motor eine mittlere
Bremsleistung von
3,3 PS und eine maximale Bremsleistung von 4, 1
PS entwickelt. Die Temperatur der aus der Einrichtung austretenden Gase.
beträgt '6oo', während die. Temperatur ander Einlaßstdle in den, Motor 340' beträgt.
Dieser Temperaturabfall beruht auf Wärmeverlusten im Verbindungsrohr.
Der
Motor läuft während des Probeversuches gleichmäßig und weist bei nachträglicher
Untersuchung einen guten, korrosionsfreien Zustand auf. Beispiel
--
| Ammoniumnitrat ............ 78,5 Gewichtsteile |
| Kaliumnitrat ............... 9 |
| Ammoniumd,ichromat ......... 5,6 |
| Ammoniumoxalat (wasserfrei) . 6,9 |
| Kaolin .................... i Gewichtsteil |
Durch Mischen dieser Bestandteile in einer Kugelmühle werden
67,64 kg eines
Gemisches
8
(Fig.:2) hergestellt, welches hierauf in einen eisernen
Topf 5 gepreßt wird, der einen Durchmesser von 432 mm aufweist und an den
Wänden und auf dem Boden mit Asbestabdichtungsblattmaterial,6 ausgefüttert ist.
Das Gemisch wird in sechs gleichen Portionen in den Eisentopf hineingepreßt, wobei
jede Portion unter einem Druck von 844 kg/cm2 zusammengepreßt wird.
3,63
kg Kaolin
7 werden auf dem Boden des Topfes über der Asbestfütterung gleichmäßig
verstreut, bevor die erste Portion des Gemisches eingeführt wird. Beim Pressen bildet
das Kaolin eine feste unbrenlibare Schicht, die an der brennbaren Ladung anhaftet
und so für gleichmäßiges Brennen während .der letzten Phasen der Verbrennung sorgt,
indem sie die Ladung stützt, wenn diese die Form einer dünnen kreisförmigen Scheibe
annimmt.
-
Die Ladung wird ihrerseits in eine massive Zersetzungskanimer
9 gestellt, welche mittels einer Hochdruckrohrleitung mit einem vierzylindrigen,
mit hin und her gehender Bewegung lauf endern, mit koniprimiertem Gas betriebenem
Motor io verbunden ist. Die Ladung wird mittels einer kleinen Menge Schwarzpulver
ii entzündet, die derart angeordnet wird, daß die Flammen gezwungen werden, die
Oberfläche der Ladung zu bestreichen. Die aus der Ladung entweichenden Gase werden,
bevor sie dem Motor zugeführt werden, durch ein Schlackenwolle enthaltendes Filter
12 hindurchgeleitet.
-
Der Motor io wird durch die Zersetzungsgase 2 Minuten bei einem mittleren
Druck von 37,3 kg/cM2 angetrieben, wobei der Motor eine mittlere Leistung
von 15o Brems-PS entwickelt.
-
Düseneinrichtung mit ähnlicher Ladung: Eine Einrichtung, die eine
Ladung der oben angegebenen Zusammensetzung aufweist und in der gleichen Weise hergestellt
wird, jedoch nur 54,48
kg des wirksamen Materials enthält, wird in die gleiche
Brennkammer eingeführt und in der gleichen Weise entzündet. Die Gase werden, statt
durch ein Filter in einen Motor geleitet zu werden, durch eine Düse mit kreisfärmigem
Querschnitt eines Durchmessers von 13,46 mm in die Atmosphäre abgelassen. Die Ladung
brennt unter einem konstanten Druck von 27,4kgl/cm2 i Minute 409-kunden und wird
in dieser Zeit vollständig aufgebraucht. Beispiel
3
Die Zusammensetzung der
Ladung istdie gleiche wie im Beispiel:2. In einen EisentOPf
13 (Fig.
3)
mit einem inneren Durchmesser von 432 111111 wird eine genau eingepaßte
Abschlußscheibe aus Asbest und auf dieser auf ruhend eine o,8 mm dicke Asbestblattfütterung
14 für den Metalltopf 13 eingeführt. Als nächstes wird eine Bodenschicht 15 aus
3,63kg Kaolin eingeführt. Hierauf wird ein dünner Metallzylinder, der einen Durchmesser
von ..tig mm aufweist und an seinen beiden Enden offen ist, koaxial mit dem Topf
eingeführt, worauf in diesen Metallzylinder eine abgemessene Menge des in einer
Kugelmühle gemahlenen, das sensibilisierte Ammoniumnitrat enthaltenden Gemisches
16 eingetragen wird. Zwischen dem dünnen Metallzylinder und der Asbestfütterung
wird bis auf die Höhe des #sensibilisierten Gemisches ein in einer Ku,gelmühle gemahlenes,
aus
36 1/o Ammoniumnitrat, 40/OKaliumnitrat und 6o% Kaolin hergestelltes
Pulver 17 eingeführt, worauf der dünne Metallzylinder herausgezogen wird, damit
Jas Material gepreßt werden kann. Diese Operation wird für jeden der sechs Teilpreßvorgänge
wiederholt, wobei bei jedem Preßvorgang ein Druck von 8441,g/cm'2 angewendet wird,
so daß die gepreßte Ladung während des Pressens sich mit dem Futter aus inaktivem
Ammoniumnitratgemisch verbindet. Wird der Topf, der die Ladung enthält, bei 6o'
gelagert und dann abkühlen gelassen, so löst sich das Asbestfutter vom Metall, wobei
jedoch die Haftung zwischen dem aktiven und dem inaktiven Gemi,sch vollkommen bleibt.
Beispiel 4 Eine zusammengesetzte Einrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem
starkwandigen, mit einer o,8 mm dicken Asbestlage iS ausgefütterten Stahlrohrig
von iigmm innerem und i--7riim äußerem Durchmesser, in welchem 3"63.kg eines pulvrigen
GemischeS20 enthalten sind, das unter einem Druck von 4:20 kg/'cm2 gepreßt wird,
so daß eine gepreßte Ladung von etwa 22-gmm Länge entsteht. Das in einer K-ugelmühle
gemahlene pulvrige Gemisch enthält
| Nitroguanidin .............. 56 Teile |
| Guani,dinnitrat .............. :28 - |
| Ammoniumdichromat . . . ... - 8 - |
| Dirnethvi-dipher)vlharnstoff .... 4 - |
| Buchenholzkohle ............ 4 - |
Um die Brauchbarkeit der zusammengesetzten Einrichtung zur Erzeugung von Gasen beim
Verbrennen der gepreßten Ladung zu prüfen, wird das Stahlrohr durch ein 1,83 m langes
und
9,5 mni dickes Stahlrohr mit einem Williams-and-James-Motor -22 verbunden,
der dazu bestimmtist, Autobusinotoren anzulassen. Die Ladung wird an ihrem ulibedeckten
Ende mittels eines elektrischen Pulverzünders, der o,32
g Schwarzpulver enthält,
und einer kreisförmigen Scheibe aus mit Schwarzpulver behandeltem Gewebe entzündet.
Die #Gase werden durch ein in das Stahlrohr eingeführtes Filter 21 aus Stahlwolle
filtriert. Die Maschine läuft
3 Minuten 2o Sekunden bei einem von
7 auf
13,3 km/cM2
langsam ansteigenden Dru& und
entwickelt eine Leistung von i bis 2
PS. Die Temperaturder dern Ladungsrohr
entströmen-den Gase beträgt 6oo', während die Temperatur am «Einlaß in den Motor
bei 340' liegt. Der Temperaturabfall wird durch Wärmeverluste im Verbindunigsrohr
bewirkt. Die Maschine läuft währenddes Prüfversuches gleichmäßig und ist nachher,
wie die Untersuchung zeigt, in -utem Zustand und frei von Korrosion.-k5 Beispiel
5
Eine zusammengesetzte Einrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem
am einen Ende geschlossenen Stahlrohr von iigmm innerem und 12:7 mm äußerem Durchmesser,
welches mit einem Futter aus einem Gummi enthaltenden Asbest-Graphit-Dampfabdichtungsblatt
versehen ist und 2,07
kg eines unter einem Druck von 385,kg/cm2 gepreßten
pulvrigen Gemisches enthält. Das in einer Kugelmühle gemählene pulvrige Gemisch
enthält
| Guanidinnitrat ............. 94,5 Teile |
| Vanadiumpentoxyd ......... o,5 - |
| Cuprooxyd ................ 5 - |
Diese zusammengesetzteEinrichtung wird in gleicher Weise wie im Beispiel 4 geprüft,
mit der Ausnahme, daß (die Ladung mittels mehrerer Stücke eines plastischen Blattmaterials
entzündet wird, welch letzteres aus einem (Gemisch von Silicium, Bleimennige und
Nitrocellulose hergestellt wird und mittels eines 0,3--,9 Schwarzpulver enthaltenden
Zünders mit geringer Spannung entzündet wird. Die Maschine läuft iMinute 501Sekunden,
wobei der Gesdruck auf 9,45 kg/crn# steigt und eine mittlere Leistung von 1,9 Brerns-PS
und eine maximale Leistung von
3,2 Brems-P,S entwickelt wird.
-
Beispiel
6
3,64k,g eines pulvrigen Gemisches folgender Zusammensetzung:
| Ammoniumnitrat ........... 78,5 Teile |
| Kaliunmitrat . . . . . . . . . . . . . . 9 - |
| Ammoniumoxalat (wasserfrei) 6,9 - |
| Ammoniumdi,chroma,t ....... 5,6 |
| Kaolin ...... « ............. 2,5 |
werden in acht gleichen Teilen auf einer Unterlage aus
0,23 kg Kaolin in
einem mit Asbest ausgefütterten Stahlrohr mit einem inneren Durchmesser von 8:9.mm
gepreßt. Hierauf wird längs der Mittelliniedes gepreßten Gemisches bis zur Kaolinschicht
hinunter ein Loch gebohrt, welches einen Durchmesser von 25,4 mm aufweist.
-
Die Ladung wird im Mittelkanal und an der oberen. Fläche entzündet.
Die Gase werden mittels eines ringförmigen, mit Schlackenwolle gepackten Filters
filtriert. Die Ladung wird durch ein Rohr des Durchmessers von
1:27 mm mit
einem kleinen Motor einer rotieren-den Gebläsevorrichtunj# ver-I bunden, die an
ein elektrisches Dynamoineter angeschlossen ist. Die Werte des entwickelten Druckes
und der Leistung in Brems-PS sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
| Zeit (Sekunden) 5 10 15 20' 25 |
| Druck (leg/CM2) » 2,45 3,5 4,2 4,9
5,25 |
| Leistung in Bren's-PS 4 6,5 1 o 11,5 13,5 |
BeisPiel
7
Die zusammengesetzte Einrichtung ist die gleiche wie im Beispiel
6, mit der Ausnahme, daß die Ladung noch mit einer inerten Oberschicht versehen
und die Zusammensetzung der Ladung etwas verschieden ist, insofern, als die Ladung
2 Telle Kaolin .statt
2,5 Teile derselben enthält. Die Ladung wird nach der
Vorschrift vom Beispiel
6 her-gestellt. Entzündung und Filtrierung. erfolgen
in ger gleichen Weise wie oben. Die Werte des entwickelten Druckes und der Leistung
in Brems-PS sind in der folgenden Tabelle- zusammengestellt:
| Zeit (Sekunden) . - . . 5 io 15 |
| Druck- (kg/cm2) ...... 3,85 5,6 6,65 |
| Leistung in Brerns#PS. 6 13 18 |