DE912312C

DE912312C - Gas Generating Charge

Info

Publication number: DE912312C
Application number: DEI4234A
Authority: DE
Inventors: Alexander Cantlay Hutchison; James Taylor
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1946-11-08
Filing date: 1948-12-24
Publication date: 1954-05-28

Description

Gaserzeugende Ladung Die Erfindung bezieht sich auf neue bzw. verbesserte gaserzeugende Ladungen, die einer sich durch die Ladung ausbreitenden, sich selbst unterhaltenden, gaserzeugenden Zersetzung ohne Detonation fähig sind, wenn sie mittels eines begrenzten, nicht detonierenden Zündelementes lokal erhitzt werden, d. h. einem Zündelement, welches einen kleinen Teil der Ladung auf eine hohe Temperatur zu erhitzen vermag, jedoch selbst nicht fähig ist, eine beträchtliche allgemeine Erhöhung der Temperatur der Ladung zu bewirken.Gas Generating Charge The invention relates to new and improved gas-generating charges that propagate through the charge, themselves entertaining, gas-generating decomposition without detonation when by means of a limited, non-detonating ignition element are locally heated, d. H. an ignition element, which takes a small part of the charge to a high temperature capable of heating, but not itself capable of a considerable general To bring about an increase in the temperature of the cargo.

Je nach der Geschwindigkeit, mit welcher sich die gaserzeugende Zersetzung unter ansteigenden Druckbedingungen durch die Ladung ausbreitet, je nach der Art des erzeugten Gases, der Menge und der Beschaffenheit irgendwelcher fester Reaktionsprodukte und je nach dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Flamme finden solche Ladungen für mannigfaltige Zwecke Anwendung, einschließlich beispielsweise für die Entwicklung eines Gasdruckes, um pneumatisch betriebene mechanische Einrichtungen in Gang zu bringen, und für Sprengungen, wenn eine langsam sich steigernde Wirkung erforderlich ist, wie im Bergbau bei der Gewinnung von Würfelkohle.Depending on the speed with which the gas-producing decomposition occurs spreads through the cargo under increasing pressure conditions, depending on the species of the gas generated, the amount and nature of any solid reaction products and according to the presence or absence of a flame, find such Cargoes are used for a variety of purposes, including, for example, for the Development of a gas pressure to pneumatically operated mechanical devices to get going, and for blasting, if a slowly increasing effect is required, as in mining for the extraction of coal cubes.

Es ist bekannt, daß Guanidinnitrat und Nitroguanidin durch starke Erhitzung zersetzt werden können und eine gute Ausbeute von permanenten Gasen ergeben, die für die vorstehend genannten Zwecke geeignet sind und einen gewissen Anteil an festem Rückstand hinterlassen.It is known that guanidine nitrate and nitroguanidine are strong Heating can decompose and give a good yield of permanent gases, which are suitable for the purposes mentioned above and a certain proportion left in solid residue.

In der USA.-Patentschrift z 159 234 ist offenbart, daß man als nicht detonierendes gaserzeugendes Gemisch, das einer sich selbst unterhaltenden Zer- Setzung ohne Detonation fähig ist, ein Gemisch verwenden kann, das wenigstens eine Substanz enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammoniumnitrat, Guanidinnitrat, Harnstoffnitrat und Dicvandiamidnitrat besteht; ferner enthält das Gemisch ein kohlenstoffhaltiges Material und i bis 20°1o eines Sensibilisators, der wenigstens ein Glied der Gruppe enthält, die aus Chromsäureanhydrid, Alkalichromaten. Ainmoniumchromat, Ammoniumbichromat und Alkalipoly chromaten besteht; wenn außerdem das Gemisch ein Kühlsalz enthält, kann das Gemisch für Gebläsezwecke in einer druckbetätigten Vorrichtung verwendet werden, die einen druckfesten und auf Druck ansprechenden Behälter, deflagrierende Zündmittel und die vorstehend genannte Mischung vereinigt. Wenn Guanidintiitrat durch Anwesenheit eines geeigneten Anteils eines Chromats oder Bichromats sensibilisiert ist, dann unterhält sich die Zersetzung einer nicht vorerhitzten Ladung des Gemisches selbst durch die ganze Ladung, nachdem sie einmal erregt ist durch zeitweise Erhitzung eines örtlichen Anteils der Ladung etwa mittels eines begrenzten erhitzten Elementes, wie ein elektrischer Pulverzünder oder ein rotglühender Stift, sogar bei gewöhnlichem Druck.In the USA. Patent z 1 59 234 it is disclosed that, as non-detonating gas generating mixture, which is self-sustaining decomposition is one capable without detonation, can use a mixture that contains at least one substance selected from the group which consists of ammonium nitrate, guanidine nitrate, urea nitrate and dicvandiamide nitrate; the mixture also contains a carbonaceous material and 1 to 20 ° 1o of a sensitizer which contains at least one member of the group consisting of chromic anhydride and alkali chromates. Ammonium chromate, ammonium dichromate and alkali polychromates; in addition, if the mixture contains a cooling salt, the mixture can be used for fan purposes in a pressure actuated device incorporating a pressure-resistant and pressure-responsive container, deflagrant primer and the aforesaid mixture. If guanidine triitrate is sensitized by the presence of a suitable proportion of a chromate or bichromate, then the decomposition of a charge of the mixture that has not been preheated is itself sustained by the whole charge, once it has been excited by temporarily heating a local portion of the charge, for example by means of a limited heated element like an electric powder igniter or a red-hot pen, even with ordinary pressure.

Die in der USA.-Patentschrift 2 159 23.a. offenbarte Mischung, die aus Guatiidinnitrat, einem kohlenstoffhaltigen Material und i bis 2o°lo Chromat oder Bichromat besteht, hat die nachteiligen Merkmale, daß sie beim Lagern unter sehr feuchten Bedingungen hygroskopisch ist und daß die bei der Verbrennung der Mischung entstehenden Gase manchmal für gewisse Zwecke, bei denen die Mischung gebraucht wird, nicht heiß genug sind. Anwendungsfälle, für die heißere Gase erforderlich sein würden, und die Forderung, daß die Mischung bei feuchter Lagerung nicht hygroskopisch sein soll, haben weitere Forschungen notwendig gemacht.The US Pat. No. 2,159 23.a. revealed mix that from guatiidine nitrate, a carbonaceous material and 1 to 2o ° lo chromate or bichromate, has the disadvantageous characteristics that it is stored under very humid conditions and that is hygroscopic when burning the Mixing gases sometimes created for certain purposes in which the mixture is used are not hot enough. Use cases that require hotter gases and the requirement that the mixture not be hygroscopic when stored moist should be, have made further research necessary.

Als Ergebnis dieser Forschungen wurde die Erfindung gemacht.As a result of this research, the present invention has been made.

Ein Gegenstand der Erfindung ist daher die Schaffung von verbesserten Ladungen für gasdruckbetätigte Vorrichtungen, welche Ladungen solche Mischungen umfassen, die imstande sind, eine sich selbst unterhaltende, gaserzeugende, nicht detonierende Zersetzung zu erfahren, wenn sie mittels eines an einer Stelle wirkenden begrenzten Heizelementes entzündet werden.It is therefore an object of the invention to provide improved Charges for gas actuated devices which charges such mixtures that are capable of a self-sustaining, gas-generating, not to experience detonating decomposition when acting in one place by means of a limited heating element are ignited.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, eine Ladung mit den vorstehend genannten Merkmalen herzustellen, die verhältnismäßig nicht hygroskopisch bei der Lagerung ist und die heißere Gase erzeugt als die nach dem Stande der Technik hergestellten Mischungen.Another object of the invention is to provide a charge with the produce the aforementioned features that are relatively non-hygroscopic is in storage and which generates hotter gases than those of the prior art prepared mixtures.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, eine Ladung herzustellen, die nicht nur unhygroskopisch bei der Lagerung ist und heißere Gase hervorbringt, als es bisher möglich war, sondern die auch bei ihrer Zersetzung eine hohe Ausbeute von permanenten Gasen ergibt bei niedrigeren Drucken, als es bei der Zersetzung von Mischungen nach dem Stande der Technik möglich wäre. Weitere Gegenstände der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung.Another object of the invention is to produce a charge, which is not only unshygroscopic in storage and produces hotter gases, than was previously possible, but also in their decomposition a high yield of permanent gases yields at lower pressures than would result from decomposition prior art blends would be possible. Other items of the Invention emerge from the following description of the invention.

Es wurde nun gefunden, daß Chromverbindungen, insbesondere Chromate und Bichromate der Alkalimetalle, Ammoniumbichromat und Chromsesquioxyd in Pulverform als Sensibilisatoren für die thermische Zersetzung von i\ritroguanidin wirken können und daß sie hierdurch die Herstellung von neuen oder verbesserten Ladungen ermöglichen, die für die vorstehend genannten Zwecke geeignet und imstande sind, sich unter Entwicklung einer hohen Ausbeute von permanenten Gasen zu zersetzen, wenn sie an einer Stelle durch nicht detonierende Elemente erhitzt werden bei niedrigeren Drucken, als es sonst der Fall wäre.It has now been found that chromium compounds, especially chromates and bichromates of the alkali metals, ammonium dichromate and chromium sesquioxide in powder form can act as sensitizers for the thermal decomposition of i \ ritroguanidine and that they thereby enable the production of new or improved charges, which are suitable and capable of undergoing development for the aforementioned purposes a high yield of permanent gases to decompose when in one place be heated by non-detonating elements at pressures lower than that otherwise would be the case.

Gemäß der Erfindung bestehen daher gaserzeugende Ladungen der hier gekennzeichneten Art aus Gemischen, deren überwiegender Bestandteil Nitroguanidin ist und die als weiteren Mischungsbestandteil einen pulverförmigen Sensibilisator für ihre thermische Zersetzung enthalten, der ein Chromat oder Bichromat eines Alkalimetalls, Ammoniumbichromat oder Chromsesquioxyd enthält.According to the invention, there are therefore gas-generating charges here marked type from mixtures, the predominant component of which is nitroguanidine and which is a powdered sensitizer as a further component of the mixture for their thermal decomposition contain a chromate or bichromate of an alkali metal, Contains ammonium dichromate or chromium sesquioxide.

Gemäß der Erfindung hergestellte Ladungen zersetzen sich unter sanfter Druckentwicklung, wenn sie entzündet werden, und in gepreßtem Zustand erfahren sie keine ungleichmäßigen Volumenveränderungen bei Temperaturen, denen sie üblicherweise bei der Lagerung ausgesetzt sind. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, Ladungen zu erhalten, die sich ohne Flammenentwicklung zersetzen, wenn sie lokal erhitzt werden, und die dementsprechend für Sprengungen in feuergefährlichen oder staubigen Schächten geeignet sind. Für Sprengzwecke ist es oft empfehlenswert, das Gemisch einzuschließen, damit der Druck in befriedigender Weise entstehen kann, und zu diesem Zweck kann eine zusammengesetzte Sprengvorrichtung verwendet werden, die eine gaserzeugende Ladung enthält, die in einem druckfesten Behälter eingeschlossen ist, dessen Verschluß derart eingerichtet ist, daß er bei einem bestimmten Druck nachgibt.Charges made according to the invention decompose more gently They develop pressure when ignited and when pressed no uneven volume changes at temperatures they usually encounter exposed during storage. According to the invention, it is also possible to use charges which decompose without developing a flame when heated locally and, accordingly, for explosions in flammable or dusty Shafts are suitable. For explosive purposes it is often advisable to use the mixture to include so that the pressure can arise in a satisfactory manner, and to this Purpose can be used a composite explosive device that generates a gas Contains cargo that is enclosed in a pressure-tight container, the closure of which is set up so that it yields at a certain pressure.

Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen erläutert, in denen die Teile Gewichtsteile bedeuten. Beispiel i 2o Teile Kaliumchromat und 8o Teile Nitroguanidin werden miteinander gemischt. Werden Zoo Teile des Gemisches in einer Sprengvorrichtung aus Stahlrohr von 91,4 cm Länge und 31,8 mm lichter Weite entzündet, so wird eine Stahlscheibe von 3,17 mm Dicke durchschlagen. Zur Entzündung wird ein elektrisch betätigter Pulverzünder verwendet, der 1,9 g Schwarzpulver enthält. Beispiel 8o Teile Nitroguanidin, io Teile Ammoniumbichromat, 5 Teile Diphenyldiäthylharnstoff und 5 Teile Holzkohle werden in einer Kugelmühle innig gemischt. Das Gemisch wird dann zu einem Zylinder verpreßt. Die Verbrennungsgeschwindigkeit dieser gepreßten Ladung beträgt 1,778 mm/Sek. bei einem Druck von ungefähr 7,03 kg/cm2.The invention is illustrated in the following examples, in which the parts mean parts by weight. Example i 20 parts of potassium chromate and 80 parts of nitroguanidine are mixed with one another. If parts of the mixture are ignited in a blasting device made of steel pipe 91.4 cm long and 31.8 mm inside width, a steel disk 3.17 mm thick is punctured. An electrically operated powder igniter containing 1.9 g of black powder is used for ignition. Example 80 parts of nitroguanidine, 10 parts of ammonium bichromate, 5 parts of diphenyl diethylurea and 5 parts of charcoal are intimately mixed in a ball mill. The mixture is then compressed into a cylinder. The burning rate of this compressed charge is 1.778 mm / sec. at a pressure of approximately 7.03 kg / cm2.

Beispiel 3 Um die Mischungen nach der USA.-Patentschrift 2 159234 mit der vorliegenden Erfindung zu vergleichen, wurde ein Gemisch von Guanidinnitrat mit Ammoniumbichromat bereitet. Dieses Gemisch bestand aus 9o Teilen Guanidinnitrat und 1o Teilen Ammoniumbichromat und wurde wie nach Beispiel 2 geformt. Durch Zufuhr von Hitze gezündet, hatte es eine Verbrennungsgeschwindigkeit von nur 0,711 mm/Sek. bei einem Druck von ungefähr 7,03 kg/cm2.Example 3 To compare the blends of U.S. Patent 2,159,234 with the present invention, a blend of guanidine nitrate with ammonium dichromate was prepared. This mixture consisted of 90 parts of guanidine nitrate and 10 parts of ammonium dichromate and was shaped as in Example 2. Ignited by the application of heat, it had a burn rate of only 0.71 1 mm / sec. at a pressure of approximately 7.03 kg / cm2.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gas generating charge, the nitroguanidine as the main component contains, characterized by the addition of a powdered chromium compound as a sensitizer, namely of alkali dichromates, alkali dichromates, ammonium dichromate or chromium sesquioxide.

2. Gas-generating charge according to claim i, characterized in that the sensitizer consists of 2 to 2o percent by weight potassium chromate.