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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 28. Dezember 1953 Bekanntgemacht am 30. Mai 1956Registration date: December 28, 1953. Advertised on May 30, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf Heizmassen, welche besonders geeignet sind, um in Spreng Vorrichtungen verwendet zu werden, bei denen in einem draickbeständigen Behälter eine Sprengladung eingeschlossen' ist, die für staubige oder schlagwetterhaltige Bergwerke brauchbar ist und wobei die Ladung eine sich selbst unterhaltende, sich flammenlos zersetzende gaser zeugende thermische Zersetzung erfährt, wenn sie örtlich erwärmt wird.The invention relates to heating masses which are particularly suitable for use in explosive devices to be used in which an explosive charge is in a draft-resistant container included ', which is useful for dusty or firedamp mines and where the charge is a self-sustaining, flamelessly decomposing gas generating thermal Decomposes when heated locally.

ίο Der Behälter besteht dabei aus einem rohrförmigen Metall, das an, einem Ende mit einem gasdichten Verschluß, versehen bzw.. verschlossen ist und wo-ίο The container consists of a tubular Metal that is provided or closed at one end with a gas-tight seal and where-

: bei sich an dem anderen Ende ein Ausblaskopf befindet, der von dem Behälter durch eine ausdehnbare berstende Scheibe getrennt ist, welche unter. einem vorbestimmten Druck nachgibt. Der Behälter ist darüber hinaus auch mit elektrischen Kontakten versehen, wodurch eine Heizvorrichtung betätigt werden kann.: at the other end there is a blow-out head located from the container by an expandable bursting disc is separated, which under. yields to a predetermined pressure. The container is also provided with electrical contacts, which actuates a heating device can be.

Bei einer Sprengvorrichtung der geschilderten Art wird die Sprengwirkung durch die in das Bohrloch durch Öffnungen in der Blaskappe austretende Gase erzeugt, wenn sich der Druck in dem Behälter so weit aufgebaut hat, daß.die BTUchscheibe nach-, gibt und somit eine Verbindung zwischen dem Behälter und der Blaskappe hergestellt worden ist. Die Zeitdauer für das Austreten' der Gase aus dem Behälter in den Ausblaskopf und durch die Öff-In a blasting device of the type described, the blasting effect is through the in the borehole Gases escaping through openings in the blow cap are generated when the pressure in the container increases has built up so far that. there and thus a connection between the container and the blow cap has been established. The length of time for the gases to escape from the container into the discharge head and through the opening

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nungen desselben in das Bohrloch nach dem Nachgeben der Bruchscheibe ist ausreichend, um eine sich verhältnismäßig langsam steigernde undtensions of the same into the borehole after giving way the fracture disk is sufficient to produce a relatively slowly increasing and

; ^v hebend; wirkende, Sprengwirkung zu erzielen-, wie sie zur Erzeugung von Stückenkohle wümschens-; ^v lifting; effective, explosive effect to achieve - as desired for the production of lump coal -

■·.; ..wert ist. ■ . · ■ ·■ ΐ ."'■■■'■■■ ■ · .; ..is worth. ■. · ■ · ■ ΐ . "'■■■' ■■■

Bei Sprengvorrichtungen der beschriebenen Art besteht die eigentliche Sprengladung gewöhnlich aus einer äquimolekularen Mischung von Natrium-·In the case of explosive devices of the type described, the actual explosive charge usually consists from an equimolecular mixture of sodium

ίο nitrit und Ammoniumchlorid, die mit einem Alkali, wie 'Magnesiumoxyd oder Natriumcarbonat, in Mengen bis zu etwa 3 Gewichtsprozent stabilisiert ist. Diese Ladungen zersetzen sich, wenn sie örtlich erhitzt werden, ohne zu detonieren und ohne Flammemwirkung, wobei diese Zersetzung sich selbst unterhält, und ζ war t unter Bildung von Natrium-' ohloridl, Stickstoff und Dampf. Wenn die Zersetzung dieser'Masse durch die örtliche Heizmasse gemäß der Erfindung einmal· eingeleitet ist, so baut sich in der Sprengvorrichtung ein Druck auf, und die Zersetzung wird hierdurch wesentlich beschleunigt, wobei die Gase unmittelbar ohne Flammenrwirkung austreten. Diese Ladung wird durch ein Heizelement gezündet, das gewöhnlich aus einem Meinen'elektrischen Schwarzpul verzünder besteht.ίο nitrite and ammonium chloride, which are mixed with an alkali, like magnesium oxide or sodium carbonate, stabilized in amounts up to about 3 percent by weight is. These charges decompose if they are locally heated without detonating and without flame effect, this decomposition being self-sustaining, and ζ was t with the formation of sodium- ' ohloridl, nitrogen and steam. When the decomposition this' mass is once introduced by the local heating mass according to the invention, so builds pressure builds up in the blasting device and the decomposition is accelerated considerably as a result, whereby the gases escape immediately without flame effect. This charge is through a Ignited heating element, which usually consists of an electric black powder igniter.

_t 3:Derartige Sprengvor-richtungen mit einer Ladung der angegebenen Art sind also für Sprengarbeiten in Kohlenbergwerken und insbesondere solchen, die schlagende Wetter oder Staub enthalten, besonders geeignet. _t 3: Such explosive devices with a charge of the specified type are particularly suitable for blasting work in coal mines and especially those that contain heavy weather or dust.

Gewöhnlich wird die Zersetzung der Ladung durch . Anwendung,,, ,eines kleinen elektrischen Schiwarzpulverzünders als Heizvorrichtung eingeleitet. Ein derartiges Arbeiten ist möglich, obwohl beim Zünden eines Schwarzpulverzüinders eine Flamme entsteht, denn, die Zeitdauer, die für die Zersetzung der stabilisierten Mischung von •Natriumnitrit und ^Ammoniumchlorid. und zum Aufbauen eines Druckes verstreicht, der ausreichend ist, damit die Barucbscheibe nachgibt, ist ausreichend lang, daß die Teile des elektrischen Pulverzünders abgebrannt sind, bevor überhaupt die Bruchseheibe nachgibt. Obwohl diese Art einer Sprengvorrichtung unter Anwendung eines elektrischen Schwarzpulverzünders in schilag-wetterhaltigen oder ,staubigen Bergwerken weit verbreitet ist, ist es infolge der Art der angewandten Heizvorrichtung erforderlieh:, daß dlas Laden der Sprengvorrichtungen über Tage erfolgen muß. DiesUsually the decomposition of the charge is due. Application ,,,, of a small electrical Black powder igniter initiated as a heating device. Such work is possible, though when igniting a black powder igniter a flame arises, because, the length of time it takes for the decomposition of the stabilized mixture of • sodium nitrite and ^ ammonium chloride. and Build up a pressure that is sufficient for the barucb disk to give way long enough for the powder electric fuse parts to burn down before even the broken disk gives way. Although this type of explosive device uses an electric Gunpowder detonator in schilag-weather-containing or, dusty mines is prevalent, it is due to the nature of the heating device used Required: that the loading of the explosive devices must be done above ground. this

5ft ist jedoch umständlich, weil beispielsweise ein er-However, 5ft is cumbersome because, for example, a

■'"■' heblicher Zeitverlust in Kauf genommen werden muß, wenn die rohrförmigen Behälter über Tage gebracht werden müssen, um sie nach jedem Schuß wieder zu laden. Die Verwendung eines elektrischen Schwarzpulverzünders als Heizvorrichtung für Sprengeinrichtungen der geschilderten Art hat auch noch verschiedene weitere Nachteile.
. Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile dadurch, behoben werden können, diaß als Sicherheit«-.· The use of an electric black powder igniter as a heating device for explosive devices of the type described also has various other disadvantages .
. It has now been found that these disadvantages can be remedied by, as a security, "-. ·

69, heizvorrichtung ein. elektrisches Zündelement und eine Heizmasse verwendet wird, welche aus 45 bis 66;% Guanidinnitrat,. 27 - bis 45% Kaliiumpersulfat und 6 bis ίο·⁰/» Cuprochlorid' besteht, die gewünschtenfalls bis zu 1,% ,Vaseline enthalten kann und in einem Behälter eingeschlossen ist.69, heater on. electrical ignition element and a heating mass is used, which consists of 45 to 66% guanidine nitrate. 27 to 45% potassium persulphate and 6 to ίο · ⁰ / 'cuprous chloride', which, if desired, can contain up to 1.% vaseline and is enclosed in a container.

Gemäß der Erfindung besteht die Heizmasse zur Einleitung der thermischen Zersetzung einer nicht detonierenden Sicherheitssprengladung aus 45 bis 66 Gewichtsprozent Guanidiininitrat, 27 bis 45 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat und 6 bis 10 Gewicbtsprozent Cuprochlorid; und gewünschtenfalls bis zu ι Gewichtsprozent Vaseline, wobei der Behälter derart eingerichtet ist, daß das Gas, welches nach dem Zünden der Heizmasse gebildet wird, abgelassen wird. ' ' According to the invention, the heating mass for initiating the thermal decomposition does not exist detonating safety charge made of 45 to 66 percent by weight guanidiine nitrate, 27 to 45 percent by weight Potassium persulfate and 6 to 10 percent by weight Cuprous chloride; and, if desired, up to ι percent by weight Vaseline, the container is set up in such a way that the gas which is formed after the ignition of the heating mass is released. ''

Eine bevorzugte Masse enthält 60% Guanidinnitrat, 31,5% Kaliumpersulfat, 8% Cuprochlorid und 0,5 °/o Vaseline.A preferred composition contains 60% guanidine nitrate, 31.5% potassium persulfate, 8% cuprous chloride and 0.5% petroleum jelly.

Es wurde bereits verschiedentlich vorgeschlagen, für Sprengzwecke Massen zu verwenden, die als Hauptbestandteil Guanidinnitrat neben anderen Zusatzstoffen enthalten. Diese Stoff zusammensetzungen stellen jedoch die Haupt ladung selbst dar, während beim Erfindungsgegenstand die. Masse, die die eigentliche Sprengwirkung hervorruft und die, wenn sie örtlich erhitzt wird, eine flammenlose exotherme gaserzeugende Zersetzung erfährt, anders zusammengesetzt ist. Sie besteht hierbei aus. Ammoniumchlorid-Natriumnitrit-Mischungen, Ammöniumnitratmassen, beispielsweise solchen, die auf Ammoniumnitrat und Magnesiumnitratzehnhydrat oder Aluminiumnitratneunhyd'rat . und solchen Massen, die auf Ammoniumnitrat und Calciumformiat aufgebaut sind. Die den Gegenstand der Erfindung bildende Heizmasise, die als Hauptbestandteil· Guanidinnitrat enthält, dient hierbei lediglich in Verbindung mit einem elektrischen· Zündelement zum Erwärmen der Hauptladung, damit die Zersetzung derselben eingeleitet wird. · ■ . löoIt has already been proposed on various occasions to use masses for explosive purposes, which as Main component contains guanidine nitrate among other additives. These substance compositions However, represent the main charge itself, while the subject matter of the invention. Mass that causes the actual explosive effect and which, when heated locally, becomes a undergoes flameless exothermic gas-generating decomposition, is composed differently. she consists here from. Ammonium chloride-sodium nitrite mixtures, Ammonium nitrate masses, for example those based on ammonium nitrate and Magnesium nitrate hydrate or aluminum nitrate hydrate . and those masses based on ammonium nitrate and calcium formate. The heating mask forming the subject of the invention, the main component of which is guanidine nitrate contains, is used here only in connection with an electrical ignition element for heating the main charge, so that the decomposition of the same is initiated. · ■. loo

Das elektrische Zündelement kann. in. Form eines Drahtes ausgebildet sein, welcher durch einen elektrischen Strom entweder allein oder in Verbindung mit· einer kleinen Menge einer Abbrennmasse, die beispielsweise in Form eines elektrischen Zündkopfes vorliegt, erwärmt wird. Ein elektrischer Niederspannungszündkopf, wird bevorzugt angewendet, da dieser es ermöglicht; daß eine Zündung unter Anwendung eines elektrischen. Stromsystems durchgeführt werden kann, was geeigneter ist, als. wenn die Zündung allein durch Anwendung eines Heizdrahtes durchgeführt wird.The electrical ignition element can. In the form of a wire, which is connected by an electrical Electricity either alone or in conjunction with · a small amount of a burn-off compound that for example in the form of an electric ignition head, is heated. An electric one Low-voltage detonator head is preferred because it allows; that ignition using an electric. Electricity system can be done, which is more appropriate than. if the ignition is carried out solely by using a heating wire.

Die gemäß der Erfindung ..angewandten. Massen führen keine Zündung einer Methan-Luft-Mischuing herbei, die 9· Volumprozent Methan enthält, wenn die Zersetzung dieser Massen in einer solchen Gasmischung eingeleitet wird. Aus diesem Grunde sind Heizvorrichtungen), . welche, eine Ladung, dieser. Masse enthalten, welche durch einen elektrischen Zündkopf gezündet wird, ganz besonders geeignet, um Einrichtungen der. beschriebenen Art unter Tage laden zu können. .According to the invention .. applied. Crowds do not cause ignition of a methane-air mixture that contains 9 · volume percent methane, if the decomposition of these masses is initiated in such a gas mixture. For this reason are Heating devices),. which, a load, this one. Contained mass, which by an electrical Ignition head is ignited, particularly suitable for facilities of the. type described under Days to be able to load. .

Der Behälter besteht vorzugsweise aus einem beliebigen, nicht brennbaren und nicht glimmenden Material, wie beispielsweise Blech, gewissen synthetischen , .Harzen;, wie Polychloräcrylateni,· undThe container preferably consists of one any non-flammable and non-smoldering material, such as sheet metal, certain synthetic materials , .Resins; such as polychloroacrylatesi, · and

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feuersicherer Pappe, jedoch können diese auch aus brennbaren Materialien hergestellt sein, vorausgesetzt, daß die Verbrennung derselben, durch die Heizmasse nicht eingeleitet werden kann. Der Behalter kann auch einen abgeschlossenen Teil enthalten, der durch einen geringen Druckanstieg geöffnet wird, der jedoch selbst nicht· ausreichend ist, um die B'ruchscheibe der Sprengvorrichtung zu zerstören. Bei einer bevorzugten AueführungsformFireproof cardboard, but these can also be made of combustible materials, provided that that the combustion of the same cannot be initiated by the heating mass. The container may also contain a closed part that opens due to a slight increase in pressure which, however, is not sufficient in itself to close the rupture disk of the explosive device destroy. In a preferred embodiment

ίο gemäß der Erfindung besteht der Behälter aus einem feuerfest imprägnierten Pappzylinder, der an einem Ende mit einem Holzstopfen verschlossen ist, durch den zwei Leitungsdrähte hindurchgeführt sind, die an einem elektrischen Niederspannungszündkopf angeschlossen sind und der an dem anderen Ende durch -einen Korkstopfen verschlossen ist, welcher bei der Entstehung eines geringen Überdruckes nach der Zündung ausgestoßen wird. Die Sicherheitsheizvorrichtung gemäß der Erfindung kann für Sprengvorrichtungen· der erwähnten Art benutzt werden, bei denen die Hauptladung aus einer Masse besteht, die, wenn sie örtlich erhitzt wird, eine flammenlose exotherme gaserzeugende Zersetzung erfährt. Derartige Hauptladungen bestehen aus Ammoniumchlorid-Natriumnitrit-Mischungen, Ammoniumnitratmassen, beispielsweise solchen, die auf Ammoniumnitrat und Magnesiumnitratzehnhydrat oder Aluminiumnitratneunhydrat und solchen Massen, die auf Ammondumnitrat und Calciumformiat aufgebaut sind.According to the invention, the container consists of a fire-proof impregnated cardboard cylinder, which is closed at one end with a wooden stopper is, through which two lead wires are passed, which are connected to a low-voltage electrical detonator head are connected and the other end is closed by a cork stopper which is emitted when a slight overpressure is created after ignition. The safety heating device according to the invention can be used for explosive devices of the aforementioned Kinds are used in which the main charge consists of a mass which, when heated locally will experience flameless exothermic gas generating decomposition. Such main charges consist of ammonium chloride-sodium nitrite mixtures, ammonium nitrate masses, for example those based on ammonium nitrate and magnesium nitrate hydrate or aluminum nitrate hydrate and those masses based on ammondum nitrate and calcium formate.

Die Menge der Stoffzusammensetzungen gemäßThe amount of the compositions of matter according to

der Erfindung, die in den Sicherheitsheizvorrichtungen bei Sprengvorrichtungen der beschriebenen Art verwendet werden, kann 1 g und mehr betragen, liegt jedoch vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 40 g vor. Der Zeitraum zwischen der Zündung und dem Aufbrechen der Scheibe der Sprengvorrichtung wird naturgemäß von der jeweils angewandten Menge abhängen. Wenn in einer Sprengvorrichtung die Scheibe aus Stahl· einer Stärke von 2,8 mm besteht und diese eine Hauptladung in einer Menge von 380¹ g einer äquimolekülaren Mischung von Ammoniumchlorid und Natriumnitrit und 1,5 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd enthält und diese mit einer Heizmasse ausgestattet ist, welche eine Heizladung enthält, die aus 60 Gewichtsprozent, Guanidiinnitrat, 31,5 Gewichtsprozeint Kaliumpersulfat, 8 Gewichtsprozent Cuproch'lo'rid und 0,5 Gewichtsprozent Vaseline besteht und ein Zündelement enthält, welches einen elektrischen Niederspannungszündkopf für eine Heizladung von 1, 5, 10, 20 und 40 g aufweist, beträgt der erwähnte Zeitraum 32, 10, 5, 2 und ι Sekunde. Die Gewichtsmenge der Heizmasse beträgt vorzugsweise nicht weniger als 5 g, da es im allgemeinen unerwünscht ist, daß der Zeitraum länger als 10 Sekunden beträgt.of the invention used in the safety heating devices in explosive devices of the type described can be 1 g and more, but is preferably present in an amount of 5 to 40 g. The period of time between the ignition and the breaking of the window of the explosive device will of course depend on the amount used in each case. If the disk in a blasting device is made of steel 2.8 mm thick and this contains a main charge in the amount of 380 ¹ g of an equimolecular mixture of ammonium chloride and sodium nitrite and 1.5 percent by weight of magnesium oxide and this is equipped with a heating mass, which contains a heating charge, which consists of 60 percent by weight, guanidine nitrate, 31.5 percent by weight potassium persulfate, 8 percent by weight cuproch'lo'rid and 0.5 percent by weight petrolatum and contains an ignition element which has an electrical low-voltage ignition head for a heating charge of 1, 5, 10 , 20 and 40 g, the mentioned period is 32, 10, 5, 2 and ι seconds. The amount by weight of the heating mass is preferably not less than 5 g because it is generally undesirable that the period of time be longer than 10 seconds.

Claims

Patent claims:

i. Not detonating heating composition to initiate thermal decomposition _of: Security explosive charge, wherein an electrical ignition element and the heating composition are enclosed in a container consisting of a fireproof cardboard cylinder, which is closed at one end by a wooden stopper, through which the two lead wires of the electrical ignition head and which is closed at the other end by a cork, which is ejected when a slight overpressure occurs after ignition, characterized in that the heating mass consists of 45 to 66 percent by weight of guanidine nitrate, 27 to 45 percent by weight of potassium persulfate, 6 to 10 percent by weight Cuprous chloride and ο up to 1 percent by weight petroleum jelly. ·

"2. Heating mass according to claim 1, characterized in that that the heating mass consists of 6o% guanidine nitrate, 31.5% potassium persulphate, 8% Cuprous chloride and 0.5 per cent petroleum jelly.

Referred publications:
British Patent Nos. 477 956, 627 724.