DE949726C

DE949726C - Motor gas generating charge

Info

Publication number: DE949726C
Application number: DEI7195A
Authority: DE
Inventors: Frank Woolgar Jarvis
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1952-05-07
Filing date: 1953-05-01
Publication date: 1956-09-27
Also published as: FR1077744A

Description

AUSGEGEBEN AM 27. SEPTEMBER 1956ISSUED SEPTEMBER 27, 1956

/ 7195 IVa 178 d / 7195 IVa 178 d

Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte Ladungen für die Erzeugung von Kraftgasen zum Antreiben von mechanischen Vorrichtungen, wobei ein mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit fließender Strom von Gasen während der Zeit, in der sie wirksam sind, sich entspannt und beispielsweise dazu dient, eine Maschinenstarteranlage in Betrieb zu setzen, bei der die Gase auf die Flügel einer Turbine treffen. Die Erfindung bezieht sich auch auf Patronen, welche die verbesserten Ladungen enthalten. Die Erfindung ist besonders anwendbar, wenn es erwünscht ist, daß die Erzeugung des gesamten Gasstromes, der durch die Kraftgaserzeugungsladung aus der Patrone gebildet wird, nicht mehr als eine geringe Anzahl von Sekunden dauert.The invention relates to improved charges for the production of fuel gases for Driving mechanical devices, one with a constant flow rate flowing stream of gases during the time they are effective, relaxes and for example serves to put a machine starter system into operation, in which the gases on the wings hit a turbine. The invention also relates to cartridges which have the improved charges contain. The invention is particularly applicable when it is desired that the generation of the total gas flow that is formed by the fuel gas generating charge from the cartridge, lasts no more than a small number of seconds.

Bei Patronen zur Betätigung von mechanischen Vorrichtungen der beschriebenen Art besteht die Ladung üblicherweise im wesentlichen aus einem massiven Körper, der aus einer im wesentlichen ao aschelos verbrennenden kolloidalen Nitrocellulosestoffzusammensetzung ausgepreßt ist, die in sich selbst abbrennt und die ohne Anwendung eines flüchtigen Lösungsmittels hergestellt ist, wobei dieseIn cartridges for actuating mechanical devices of the type described, there is Charge usually consists essentially of a massive body consisting of an essentially ao Ashless burning colloidal nitrocellulose fabric composition is squeezed out in itself burns itself off and which is produced without the use of a volatile solvent, this

Masse gewöhnlich Nitroglycerin und Hemmittel von organischer Natur enthält. Die die Ladung enthaltende Patrone und die Zündmittel für die Stoffzusammensetzung werden in einem Verschluß abgebrannt, der an der entsprechenden mechanischen Vorrichtung vorgesehen ist.Mass usually contains nitroglycerin and inhibitors of an organic nature. The charge containing cartridge and the primer for the composition of matter are in a closure burned down, which is provided on the corresponding mechanical device.

Kolloidale Nitrocellulosestoffzusammensetzungen brennen nur bei Drucken befriedigend ab, welche wesentlich höher sind als diejenigen, mit denen die ίο mechanischen Vorrichtungen der beschriebenen Art gewöhnlich betrieben werden, und demgemäß ist es im allgemeinen üblich, in der Vorrichtung ein Druckregelventil vorzusehen, durch das die aus der Patrone eintretenden Gase hindurchgehen. Selbst wenn ein derartiges Ventil vorgesehen ist, ist es für die wirtschaftlichste Arbeitsweise der mechanischen Vorrichtung wünschenswert, daß der in dem Verbrennungsraum auf der Hochdruckseite des Ventils entwickelte Druck schnell auf einen ao Arbeitsdruck ansteigt und auf diesem stehenbleibt, so daß die Ladung in befriedigender Weise abbrennt. Dieser Arbeitsdruck auf der Hochdruckseite des Ventils kann ein solcher sein, wie er für den Betrieb der entsprechenden mechanischen Vorrichtung vorgeschrieben ist.Colloidal nitrocellulose fabric compositions only burn satisfactorily at pressures which are significantly higher than those with which the ίο mechanical devices of the type described usually operated, and accordingly, it is generally customary in the device Provide pressure control valve through which the gases entering from the cartridge pass. Even if such a valve is provided, for the most economical operation it is the mechanical device desirable that that in the combustion chamber on the high pressure side the pressure developed by the valve rises rapidly to an ao working pressure and remains at this, so that the charge burns off in a satisfactory manner. This working pressure on the high pressure side of the valve can be such as that used for the operation of the corresponding mechanical device is prescribed.

Zweck der Erfindung ist nunmehr, eine Ladung vorzuschlagen, welche eine konstante Abbrennoberfläche für mindestens einen wesentlichen Teil der Abbrennzeit besitzt.The purpose of the invention is now to propose a charge which has a constant burning surface possesses for at least a substantial part of the burn-off time.

Eine ringförmige Ladung aus einer Nitrocellulosestoffzusammensetzung, die geeignet ist, ihre eigene Verbrennung unter einem gewünschten Druck zu unterhalten, besitzt, wenn sie dagegen geschützt wird, an ihrer äußeren Oberfläche abzubrennen, eine längere Abbrennzeit im Vergleich zu einer ungeschützten Ladung, die aus einem mit mehreren Bohrungen versehenen Zylinder besteht, obwohl diese beiden Ladungen eine größer werdende Abbrennoberfläche besitzen gegenüber einer kleiner werdenden Abbrennoberfläche einer nicht geschützten ringförmigen Ladung.An annular charge of a nitrocellulose pulp composition, which is capable of maintaining its own combustion under a desired pressure if it is protected against it will burn off on their outer surface, compared to a longer burn time an unprotected cargo consisting of a multi-bore cylinder, although these two charges have a larger burning surface than one decreasing burning surface of an unprotected ring-shaped charge.

Es ist nun erkannt worden, daß durch die Einführung einer Ausgleichladung, welche eine kleiner werdende Abbrennoberfläche besitzt, es möglich ist, die größer werdende Abbrennoberfläche einer geschützten ringförmigen Ladung auszugleichen und so eine zusammengesetzte Ladung zu schaffen, welche eine konstante Abbrennoberfläche für mindestens einen wesentlichen Teil ihrer Abbrennzeit besitzt.It has now been recognized that by introducing an equalizing charge, which is a smaller increasing burning surface, it is possible to use the increasing burning surface of a protected equalize ring-shaped charge and thus create a compound charge, which has a constant burn surface for at least a substantial portion of its burn time owns.

Die Erfindung betrifft nunmehr eine Kraftgas erzeugende Ladung von größerer Länge als Durchmesser, welche beim Abbrennen für den größten Teil ihrer Abbrennzeit einen konstanten Druck entwickelt. Das Neue der Erfindung besteht darin, daß die Ladung aus mehreren Formstücken besteht, die derart beschaffen sind, daß die der Abbrennung dienende Oberfläche während fast des ganzen Abbrennvorganges konstant ist. Die Formstücke bestehen hierbei aus einem zylindrischen Hohlkörper, dessen Außenseite gegen ein Abbrennen geschützt ist, und mindestens einem zylindrischen Kernstück. Diese Formstücke, d. h. der zylindrische Hohlkörper und der oder die zylindrischen Kernstücke, sind aus einer bei bestimmtem Druck in sich selbst abbrennenden Nitrocellulosemasse zusammengesetzt. Die Herstellung dieser Formstücke erfolgt zweckmäßigerweise derart, daß die entsprechende Nitrocellulosestoffzusammensetzung ausgepreßt und dann in entsprechende Längen zerschnitten wird. Die Zusammensetzung des zylindrischen Hohlkörpers und der Kernstücke kann die gleiche sein und aus einer schneller oder langsamer abbrennenden kolloidalen Nitrocellulosestoffzusammensetzung bestehen. Die Zeit der Verbrennung dieser Formstücke hängt von dem Durchmesser und der Art ihrer Zusammensetzung ab.The invention now relates to a fuel gas generating charge of greater length than diameter, which during burning develops a constant pressure for most of its burning time. The novelty of the invention is that the charge consists of several shaped pieces that are such that the surface used for burning during almost the entire burning process is constant. The fittings consist of a cylindrical hollow body, the outside of which is protected against burning off, and at least one cylindrical core piece. These fittings, d. H. the cylindrical hollow body and the cylindrical core piece or pieces composed of a nitrocellulose compound that burns off in itself at a certain pressure. The production of these shaped pieces is expediently carried out in such a way that the corresponding nitrocellulose material composition is squeezed out and then cut into appropriate lengths. The composition of the cylindrical hollow body and the core pieces can be the same and from a faster or slower burning one colloidal nitrocellulose pulp composition. The time of burning these fittings depends on the diameter and the nature of their composition.

Die die Ausgleichladung oder -ladungen darstellenden Formstücke befinden sich an der ringförmigen Endoberfläche der zylinderförmigen Ladung, und sie sind gegebenenfalls an dieser durch Ankleben fest angebracht. Die andere ringförmige Endfläche des zylindrischen Abbrennteiles liegt frei, so daß diese bei der Zündung abbrennen kann. Der zur Verbindung der Kernstücke an dem zylindrischen Formstück durch Ankleben verwendete Klebstoff besteht zweckmäßig aus einer entsprechendenLösung der Nitrocellulosestoffzusammensetzung in einem geeigneten Lösungsmittel.The fittings representing the equalization charge or charges are located on the ring-shaped End surface of the cylindrical charge, and they are possibly through this Gluing firmly attached. The other annular end face of the cylindrical burn-off part is exposed, so that it can burn off when ignited. The one to connect the core pieces to the cylindrical The adhesive used for the molding by gluing expediently consists of a corresponding solution the nitrocellulose pulp composition in a suitable solvent.

Der Schutz der äußeren Zylinderfläche des zylindrischen Formstücks gegen Abbrennen erfolgt beispielsweise durch eine sich überlappende schraubenlinienförmig angebrachte Aufwicklung aus Isolier band. Es können selbstverständlich für diesen Zweck auch entsprechende Wickelbänder aus Celluloseacetat oder anderen Kunststoffen angewandt werden. Es kann auch eine Hülle aus einem weichen gummiartigen Material über die zu schützende Oberfläche gestülpt werden. Hierbei ist darauf zu achten, daß durch diese Umwicklung oder die Hülle eine genügende dauernde Haftung an der äußeren Zylinderoberfläche stattfindet und die Umhüllung eine genügende Stärke besitzt, so daß die Hülle wirksam verhindert, daß die äußere zylindrische Oberfläche des hohlzylindrischen Teils der Ladung während der Abbrennzeit derselben entzündet wird. Gegebenenfalls kann auch in diesem Fall ein Klebstoff angewandt werden, um zu bewirken, daß eine sichere Haftung der Umhüllung herbeigeführt wird.The outer cylindrical surface of the cylindrical molding is protected against burning off, for example by an overlapping, helical winding made of insulating material tape. Corresponding wrapping tapes can of course also be made for this purpose Cellulose acetate or other plastics can be used. It can also be a shell from one soft rubber-like material can be slipped over the surface to be protected. Here is care must be taken that this wrapping or the envelope ensures sufficient permanent adhesion to the outer cylinder surface takes place and the envelope has a sufficient strength so that the Sheath effectively prevents the outer cylindrical surface of the hollow cylindrical part of the Charge is ignited during the burning time of the same. If necessary, this can also be used If an adhesive is used to cause a secure adhesion of the envelope is brought about.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Kraftgas erzeugenden Ladung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an example embodiment of a fuel gas generating charge is shown in FIG of the invention, namely shows

Fig. ι einen Axialschnitt durch eine Patrone oder Kartusche mit der Ladung gemäß der Erfindung undFig. Ι an axial section through a cartridge or cartridge with the charge according to the invention and

Fig. 2 einen Schnitt auf der Linie A-A der Fig. 1 in Richtung der Pieile gesehen.Fig. 2 is a section on the line AA of FIG. 1 seen in the direction of the Pieile.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht die Patronenoder Kartuschenhülse aus einem verhältnismäßig iao starken Boden 1, der einen Randflansch besitzt, und aus einer etwa nach oben hin in der Stärke abnehmenden zylindrischen Wandung 2. Diese Hülse ist zweckmäßig aus Messing hergestellt.As can be seen from Fig. 1, the cartridge or Cartridge sleeve made of a relatively strong base 1, which has an edge flange, and from a cylindrical wall 2 which decreases in thickness approximately upwards. This sleeve is suitably made of brass.

Der Bodenflansch ermöglicht das Halten der Patrone in einem Verschluß einer Starteranlage, beiThe bottom flange enables the cartridge to be held in a breech of a starter system

der die aus der Patrone erzeugten Gase auf die Flügel einer Turbine treffen, wobei zwischen dem Verschluß und der Turbinenkammer zweckmäßig ein Druckregelventil vorgesehen ist. An der Innenseite des Bodens der Patronenhülse ist ein Zündergehäuse 3 eingepreßt, das einen elektrischen Zünder 4 enthält, der mit feinkörnigem Schwarzpulver gefüllt ist, welches durch eine dünne abbrennbare Scheibe io an seiner Stelle gehalten wird. Ein ringförmiger Teil 7 einer aus Formstücken zusammengesetzten Ladung besteht aus einer im wesentlichen aschefrei abbrennenden Masse, die hauptsächlich aus Nitrocellulose und Nitroglycerin mit kleinen Anteilen an Dibutylphthalat, Diäthyldip'henylharnstoff, Vaseline und Kaliumnitrat besteht. Diese ringförmige Ladung besitzt eine wesentlich größere Länge als ringförmige Stärke, und sie ist mit einer an ihr haftenden Umhüllung 8 aus Isolierband od. dgl. versehen, das in schraubenlinienförmigen Windungen überlappend an der äußeren zylindrischen Oberfläche angebracht ist und die ein Abbrennen der Ladung an der äußeren Zylinderfläche verhindert. An der unteren Fläche des ringförmigen Teiles 7 sind vier Vollzylinder oder Kernstücke 9 angeklebt, die sämtlich die gleiche Länge besitzen und die aus einer Masse ausgepreßt sind, welche die gleiche Zusammensetzung wie der ringförmige Teil 7 der Ladung besitzt. Das Verhältnis der Stärke des Ringes der Ladung 7 zum Durchmesser der zylindrischen Teile 9, deren Anordnung am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist derart, daß die zylindrischen Teile 9 so lange abbrennen, bis die Geschwindigkeit der Gaserzeugung aus der inneren Ringoberfläche und den Endoberflächen der Hauptladung nicht mehr größer wird. Die Länge jedes zylindrischen Teiles 9 ist größer als der Radius desselben und wird durch die Menge des zusätzlichen Gases bestimmt, das erforderlich ist, um die Anfangsgeschwindigkeit der Gaserzeugung aus den erwähnten Oberflächen bis auf eine Höhe zu steigern, die der maximalen Geschwindigkeit der Gaserzeugung aus diesem Teil der Ladung entspricht. Der Klebstoff, der dazu verwendet wird, die zylindrischen Teile 9 an dem ringförmigen Teil 7 anzukleben, besteht zweckmäßig aus einer Lösung der Ladungsmasse in einem flüchtigen Lösungsmittel, wie Aceton. Die Klebstoffschicht an sich ist in der Zeichnung nicht dargestellt.the gases generated from the cartridge hit the blades of a turbine, with between the Closure and the turbine chamber is expediently provided a pressure control valve. On the inside the bottom of the cartridge case a detonator housing 3 is pressed in, which is an electric detonator 4, which is filled with fine-grain black powder, which is burned off by a thin Disk io is held in its place. An annular part 7 of an assembled from shaped pieces Charge consists of an essentially ash-free burning mass, which is mainly from nitrocellulose and nitroglycerine with small amounts of dibutyl phthalate, diethyl diphenyl urea, Consists of petroleum jelly and potassium nitrate. This ring-shaped charge has a much larger one Length as an annular thickness, and it is with a cladding 8 made of insulating tape on her Od. The like. Provided that in helical turns overlapping on the outer cylindrical Surface is attached and the charge is burned off on the outer cylinder surface prevented. On the lower surface of the annular part 7 there are four solid cylinders or core pieces 9 glued, which all have the same length and which are pressed from a mass which the has the same composition as the annular part 7 of the charge. The ratio of Thickness of the ring of the charge 7 to the diameter of the cylindrical parts 9, their arrangement on can best be seen from Fig. 2 is such that the cylindrical parts 9 burn down until the Rate of gas generation from the inner ring surface and the end surfaces of the main charge no longer gets bigger. The length of each cylindrical part 9 is greater than the radius same and is determined by the amount of additional gas that is required to generate the To increase the initial speed of gas generation from the surfaces mentioned up to a height which corresponds to the maximum rate of gas generation from that part of the cargo. The glue that is used to attach the cylindrical parts 9 to the annular part 7 to glue, consists expediently of a solution of the charge mass in a volatile solvent such as acetone. The adhesive layer itself is not shown in the drawing.

Ein Musselinbeutel 6 enthält eine Zündladung aus Schwarzpulver, dessen Korn gröber ist als das des in dem Zünder 4 vorhandenen Schwarzpulvers. Dieser Beutel 6 ist an der Unterseite des ringförmigen Teiles 7 angeklebt, und zwar an den Zwischenräumen zwischen den zylindrischen Teilen 9.A muslin bag 6 contains an ignition charge made of black powder, the grain of which is coarser than that of the black powder present in the igniter 4. This bag 6 is at the bottom of the ring-shaped Part 7 is glued to the spaces between the cylindrical parts 9.

An der Oberseite des ringförmigen Teiles 7 befindet sich ein Deckel 11 aus Celluloseacetat, Celluloid oder einem ähnlichen leicht zerstörbaren Material. Der im Innern der ringförmigen Ladung 7 befindliche zylindrische Raum 13 bildet einen axialen Zylinder, durch den die erzeugten Gase beim Abbrennen der Ladung austreten. Der Deckel 11 kann eingeschnitten oder in anderer Weise ort- j lieh geschwächt sein, um die Zerstörung desselben zu unterstützen. Der Rand des Gehäuses 2 ist bei 12 über den Deckel 11 nach innen umgebogen, so daß auf diese Weise die Patrone bzw. Kartusche geschlossen wird. Für gewöhnlich wird die Patrone bzw. Kartusche für den Transport durch Überstülpen, eines Deckels geschützt, der entfernt wird, bevor die Patrone in den Verschluß für den Gebrauch eingesetzt wird.At the top of the ring-shaped part 7 is a cover 11 made of cellulose acetate, celluloid or a similar easily destructible material. The one inside the ring-shaped charge 7 located cylindrical space 13 forms an axial cylinder through which the gases generated escape when the charge burns down. The cover 11 can be incised or ort- j in some other way be weakened to aid in its destruction. The edge of the housing 2 is at 12 bent inwards over the cover 11 so that the cartridge or cartridge is closed in this way will. Usually, the cartridge or cartridge is slipped over for transport, a cap that is removed before the cartridge is in the breech for use is used.

Wenn die Patrone in den Verschluß eingesetzt und dieser verschlossen worden ist, wird der elektrische Zünder gezündet, so daß das in dem Zünder 4 enthaltene Schwarzpulver abbrennt und die Scheibe 10 durchbrennt. Infolge der verschlossenen Unterbringung des Schwarzpulvers in dem Zünder wird dieses gezündet ausgestoßen, so· daß es gegen den Musselinbeutel 6 trifft und das in ihm enthaltene Schwarzpulver ebenfalls gezündet wird. Durch die Zündung dieser Schwarzpulverladung 6 erfolgt auch die Zündung der frei liegenden Oberflächen der Hauptladung in unmittelbarer Nachbarschaft der Zündladung 6, was eine Zündung der gesamten frei liegenden Oberflächen der Hauptladung zur Folge hat, wodurch auch der Deckel 11 durchgebrannt und zerstört wird.When the cartridge is inserted into the breech and the latter is closed, the electric Igniter ignited, so that the black powder contained in the igniter 4 burns off and the disk 10 blows. As a result of the sealed accommodation of the black powder in the detonator this ignited ejected so · that it hits against the muslin bag 6 and that contained in it Black powder is also ignited. The ignition of this black powder charge 6 also takes place the ignition of the exposed surfaces of the main charge in the immediate vicinity of the Ignition charge 6, which results in the ignition of the entire exposed surfaces of the main charge has, whereby the cover 11 is burned through and destroyed.

Nachdem auf diese Weise der Deckel 11 zerstört worden ist, wird die Ladung in der Hülse durch die Umbördelung bei 12 und durch die Reibung der Umhüllung 8 gegen die Wandung 2 der Hülse zurückgehalten. Die abbrennende Oberfläche der Ladung besteht aus der inneren zylindrischen Oberfläche des Raumes 13, der vorderen Endoberfläche des Teiles 7 der Ladung, der Bodenoberfläche dieses Teiles der Ladung und den zylindrischen und rückwärtigen Endoberflächen der zylindrischen Teile 9 der Ladung. Wenn das Abbrennen fortschreitet, wird die Oberfläche des ringförmigen Teiles der Ladung größer, solange die Geschwindigkeit des Anwachsens der zylindrischen Oberfläche des ringförmigen Raumes 13 die Geschwindigkeit der Verringerung der vereinigten Endoberflächen überschreitet. Andererseits nehmen die zylindrischen Oberflächen der zylindrischen Teile 9 ab, so daß eine Ausgleichwirkung entsteht, wodurch die Abbrennoberfläche ausgeglichen wird, bis die zylindrischen Teile 9 abgebrannt sind.After the cover 11 has been destroyed in this way, the charge in the sleeve is through the Flanging at 12 and by the friction of the casing 8 against the wall 2 of the sleeve held back. The burning surface of the charge consists of the inner cylindrical surface of the space 13, the front end surface of the part 7 of the cargo, the bottom surface of this Part of the charge and the cylindrical and rear end surfaces of the cylindrical parts 9 the cargo. As the burning progresses, the surface of the annular part becomes the Charge larger as long as the speed of growth of the cylindrical surface of the annular Space 13 exceeds the rate of reduction of the united end surfaces. On the other hand, the cylindrical surfaces of the cylindrical parts 9 decrease so that a compensating effect is created, whereby the burning surface is compensated until the cylindrical Parts 9 have burned down.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Force gas generating charge of greater length than diameter, which when burned develops a constant pressure for most of its burn-off time, characterized in that that the charge consists of several fittings, which are designed in such a way, xao that the surface used for burning during almost the entire burning process is constant.

2. Charge according to claim 1, characterized in that the shaped pieces consist of a cylindrical Hollow body, the outside of which against

burning is protected, and at least one cylindrical core piece exist, wherein the molded pieces made of nitrocellulose compounds which burn themselves off at a certain pressure are composed.

Considered publications: 'Deutsche Patentschriften Nr. 414560, 405749; British Patent Nos. 487400, 521890; Canadian Patent No. 394278; Australian Patent No. 105,578.

1 sheet of drawings

® 509 699/93 3.56 (609 625 9.56)® 509 699/93 3.56 (609 625 9.56)