EP0036810A1 - Procédé pour le chargement d'un module à retard pyrotechnique - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
- F42B3/10—Initiators therefor
- F42B3/16—Pyrotechnic delay initiators
Definitions
- the technical sector of the present invention is that of pyrotechnic devices intended to fulfill various functions for example of delay, ignition, lighting, tracing, gas or smoke generator, etc.
- These devices consist of 'A pyrotechnic chain comprising several superimposed elements. These elements each have their own role and must transmit the phenomenon to the next element in the chain. They consist of mixtures called "pyrotechnic compositions" placed in a metal support such as for example a tube.
- mixtures include different solid compounds and are formulated by considering the function which they must fulfill; primary or secondary explosives, oxidizing agents, reducing metals or compounds, various additives intended either to promote mixing, or to give the composition particular properties such as electrical conduction, thermostability or sensitivity to certain actions.
- the manufacture of a pyrotechnic device involves the establishment, or loading, of the elements of the pyrotechnic chain and is done by introducing in the pulverulent solid state quantities perfectly dosed by volume or by mass of each pyrotechnic composition which must be previously shaping.
- a pyrotechnic chain for an igniter plug of a grenade for example, successively comprising an ignition composition, a pyrotechnic delay and possibly a reinforcing or "uncorking" composition
- the simultaneous implementation especially in an automatic loading machine, these various solid compounds is delicate.
- the ignition compositions are sensitive to friction and to heating and have a particle size and a nature which make them slightly hygroscopic, while the pyrotechnic compositions playing the role of delay are mechanically less sensitive but imply perfect homogeneity and a great regularity of loaded mass.
- the present invention provides a pyrotechnic device of the latter type, having an easier loading process, in particular in an automatic machine for loading ammunition, and which has improved characteristics of reproducibility, aging and performance, while eliminating the aforementioned drawbacks specific to the known shaping of the various constituents of a pyrotechnic chain.
- the present invention therefore relates to a pyrotechnic delay module, of the type comprising mixtures of pulverulent compounds stacked successively in a tube and consisting of an ignition composition, a delay composition and, optionally a reinforcing composition, characterized in what the ignition composition is in the form of a coated mixture, the delay composition is in the form of a granulated or coated mixture, and the reinforcing composition in the form of a dry mixture.
- the subject of the invention is also a method for loading a pyrotechnic module as described above, characterized in that one successively charges, while compressing them, an ignition composition in coated form, a delay composition in granulated or coated form, and a reinforcing composition in dry mixed form.
- the invention therefore allows the production of a pyrotechnic chain by successively dosing, and in particular volumetrically, in the pulverulent state of the compositions obtained known for shaping, in particular by the process by different processes / coating of pyrotechnic substances described in French patent 2,309,493 in the name of the FRENCH STATE.
- the granulation of the delay composition can be carried out in a known manner, by introduction of the composition into a planetary mixer, of a binder, and of at least one solvent, until suitable wetting of the composition and obtaining of a fluid and homogeneous paste. After drying, this paste is introduced into a rotary granulator operated from a distance. The granule obtained is spread and dried, then sieved between 80 and 200 u to obtain a granulated retard composition suitable for industrial loading.
- the reinforcing or uncorking composition is prepared by simple dry mixing in a rotary mixer.
- This pyrotechnic module intended to equip for example mines, torpedoes, destruction charges, can be manufactured in large series, without hygrometry constraint, using weight or volumetric loading machines, and has a great regularity of operation, a good reliability and good aging behavior, as shown below.
- a final compression is then carried out with a flat punch under a pressure of 1900 bars.
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Abstract
n module à retard pyrotechnique comprend, successivement, des mélanges de composés pulvérulents consistant en une composition d'allumage; en une composition à retard, et, éventuellement en une composition renforçatrice.
La composition d'allumage se présente sous forme de mélange enrobé, la composition à retard sous forme de mélange granulé ou enrobé, et la composition renforçatrice sous forme de mélange à sec.
Pour charger un tel module, on charge successivement, tout en les comprimant, une composition d'allumage sous forme enrobée, une composition à retard sous forme granulée ou enrobée, et une composition renforçatrice sous forme mélangé à sec.
Application aux bouchons allumeurs, par exemple de grenades.
Description
- Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs pyrotechniques destinés à remplir diverses fonctions par exemple de retard, d'allumage, d'éclairement, de traçage, de générateur de gaz ou de fumée, etc... Ces dispositifs sont constitués d'une chaîne pyrotechnique comprenant plusieurs éléments superposés. Ces éléments possèdent chacun un rôle propre et doivent transmettre le phénomène à l'élément suivant de la chaîne. Ils sont constitués de mélanges dits "compositions pyrotechniques" placés dans un support métallique tel que par exemple un tube.
- Ces mélanges comprennent différents composés solides et sont formulés en considérant la fonction qu'ils doivent remplir; explosifs primaires ou secondaires, oxydants, métaux ou composés réducteurs, additifs divers destinés soit à favoriser le mélange, soit à conférer à la composition des propriétés particulières telles que conduction électrique, thermostabilité ou sensibilité à certaines actions.
- Cependant, ils doivent en outre répondre à d'autres contraintes pratiques d'utilisation, parmi lesquelles on trouve : homogénéité et reproductibilité des proportions, coulabilité en vue d'un dosage volumétrique, en général de type industriel, insensibilité à l'hygrométrie extérieure et surtout sécurité à la fois du procédé de mélange et des opérations de mise en oeuvre.
- La fabrication d'un dispositif pyrotechnique comporte la mise en place,ou chargement, des éléments de la chaîne pyrotechnique et se fait en introduisant à l'état solide pulvérulent des quantités parfaitement dosées en volume ou en masse de chaque composition pyrotechnique qui doit être préalablement mise en forme.
- Il est déjà connu, dans la pratique industrielle courante, que le simple mélange à sec de plusieurs composés solides cristallisés ou non, plus ou moins hygroscopiques, de masses volumiques réelles différentes, de granulométrie étalée et souvent très fine, est parfois difficile sinon impossible.
- On connait toutefois divers procédés de granulage pour obtenir des mélanges homogènes de plusieurs composés solides utilisables industriellement. Ces procédés impliquent la plupart du temps l'introduction dans le mélange d'une substance d'addition jouant le rôle de liant.
- La mise en forme de ces mélanges peut donc se faire de plusieurs manières :
- - mélange à sec des composés pulvérulents
- - granulage mécanique à travers des grilles
- - enrobage avec un liant.
- Les procédés choisis, pour chacun des éléments de la chaîne pyrotechnique, présentent souvent un certain nombre d'inconvénients parmi lesquels on peut citer :
- - homogénéité difficile à assurer et entraînant soit une impossibilité de dosage, soit une dispersion trop grande dans le fonctionnement pouvant aller jusqu'au râté,
- - sensibilité des compositions à l'hygrométrie extérieure compromettant leur dosage et leur stabilité ultérieure,
- - taux de rebut important imposant des opérations supplémentaires de tri par tamisage ou des refontes de certaines fractions,
- - accidents ou incidents dûs à une excitation inopinée de la composition au cours d'opérations mécaniques sur des compositions sensibles.
- De plus, dans le cas particulier d'une chaîne pyrotechnique pour bouchon allumeur, d'une grenade par exemple, comprenant successivement une composition d'allumage, un retard pyrotechnique et éventuellement une composition renforçatrice ou de "débouchage", la mise en oeuvre simultanée, notamment dans une machine automatique de chargement, de ces divers composés solides est délicate. En effet, les compositions d'allumage sont sensibles aux frictions et à l'échauffement et présentent une granulométrie et une nature qui les rendent légèrement hygroscopiques, tandis que les compositions pyrotechniques jouant le rôle de retard sont mécaniquement moins sensibles mais impliquent une parfaite homogénéité et une grande régularité de masse chargée.
- La présente invention propose un dispositif pyrotechnique de ce dernier type, présentant un procédé de chargement facilité, notamment dans une machine automatique de chargement de munitions, et qui présente des caractéristiques améliorées de reproductibilité, de vieillissement et de performances, tout en supprimant les inconvénients précités propres aux mises en forme connues des divers constituants d'une chaîne pyrotechnique.
- La présente invention a donc pour objet un module à retard pyrotechnique, du type comprenant des mélanges de composés pulvérulents empilés successivement dans un tube et consistant en une composition d allumage, en une composition à retard, et, éventuellement en une composition renforçatrice, caractérisé en ce que la composition d'allumage se présente sous forme de mélange enrobé, la composition à retard se présente sous forme de mélange granulé ou enrobé, et la composition renforçatrice sous forme de mélange à sec.
- L'invention a également pour objet un procédé pour le chargement d'un module pyrotechnique tel que décrit plus haut, caractérisé en ce qu'on charge successivement, tout en les comprimant, une composition d'allumage sous forme enrobée, une composition à retard sous forme granulée ou enrobée, et une composition renforçatrice sous forme mélangée à sec.
- L'invention permet donc la réalisation d'une chaîne pyrotechnique en dosant successivement, et en particulier volumétriquement, à l'état pulvérulent des compositions obtenues connus de mise en forme, en particulier par le procédé par différents procédés/d'enrobage de substances pyrotechniques décrit dans le brevet français 2 309 493 au nom de l'ETAT FRANCAIS.
- On rappelle que ce procédé permet d'obtenir directement, sans mélange préalable, sans opération mécanique source d'incidents, sans tri à la sortie, une composition pyrotechnique, notamment d'allumage ou à retard, homogène, reproductible, de parfaite coulabilité et d'hygroscopicité réduite. Il comprend essentiellement les étapes suivantes :
- mise en solution dilué d'un polymère d'enrobage dans un solvant, lonique ou non, à raison d'une concentration en poids de 2 à 20 %;
- introduction de 10 à 60% en poids de la composition pyrotechnique pulvérulente à enrober, sous agitation convenable pour maintenir une dispersion homogène des particules,
- . addition progressive sous agitation d'un ou plusieurs polymères antagonistes liquides ou visqueux pour lequel le solvant précité a une affinité plus grande que pour le polymère d'enrobage précédent, jusqu'à obtenir une concentration en poids comprise entre 20% et 60% du poids total,
- - filtration pour séparer les grains plastifiés de la phase liquide résiduelle, puis lavage de ces grains,
- - enfin, séchage pendant quelques heures de ces grains, à l'air libre ou en étuve.
- De même, la granulation de la composition à retard peut être effectuée de façon connue, par introduction de la composition dans un malaxeur planétaire, d'un liant, et d'au moins un solvant, jusqu'à mouillage convenable de la composition et obtention d'une pâte fluide et homogène. Après séchage, cette pâte est introduite dans une granuleuse rotative actionnée à distance. Le granulé obtenu est étalé et séché, puis tamisé entre 80 et 200 u pour obtenir une composition à retard granulée apte au chargement industriel.
- Enfin, et de façon connue, on prépare par simple mélange à sec au mélangeur rotatif la composition renforçatrice ou de débouchage.
- Ce module pyrotechnique, destiné àéquiper par exemple des mines, torpilles, des charges de destruction, peut être fabriqué en grande série, sans contrainte d'hygrométrie, à aide de machines de chargement pondéral ou volumétrique, et présente une grande régularité de fonctionnement, une bonne fiabilité et un bon comportement au vieillissement, comme il est montré ci-après.
- A titre d'exemple non limitatif, on réalise le chargement unitaire de 30 modules à retard pyrotechnique en introduisant successivement dans chaque tube placé dans une matrice les compositions suivantes, après pesée à la balance de précision.
- - 130 mg de composition d'allumage enrobée selon le procédé décrit dans le brevet français 2 309 493,
- - 70 mg de composition à retard - granulée selon un procédé mécanique connu puis en comprimant avec un poinçon cônique sous une pression de 1900 bars,
- - 200 mg de composition à retard granulée comme ci-dessus, en effectuant ensuite une nouvelle compression à 1900 bars, puis en ajoutant :
- - 70 mg de composition à retard granulée comme ci-dessus,
- - 100 mg de composition renforçatrice mélangée au mélangeur rotatif.
- On effectue alors une dernière compression avec un poinçon plat sous une pression de 1900 bars.
- Les tubes terminés sont ensuite équipés dune amorce à percussion. Leur tir au mouton de chute avec mesure des retards donne les résultats suivants :
- durée de retard moyenne : 5, 8 s avec un écart-type de 0, 18 s.
- Le tableau suivant permet de comparer les résultats obtenus par des modules pyrotechniques chargés avec des compositions pyrotechniques diversement mises en forme par les procédés connus mentionnés plus haut. Les séries de modules ont été soumises pendant quatre jours à une humidité relative de 100 % à 35°C puis sorties de l'étuve, amorcées et tirées au mouton de chute. Tous les modules comprennent une même composition renforçatrice simplement mélangée à sec.
Claims (4)
1 - Module à retard pyrotechnique du type comprenant, successivement, des mélanges de composés pulvérulents consistant en une composition d'allumage, en une composition à retard, et, éventuellement en une composition renforçatrice, caractérise en ce que la composition d'allumage se présente sous forme de mélange enrobé, la composition à retard se présente sous forme de mélange granulé ou enrobé, et la composition renforçatrice sous forme de mélange à sec.
2 - Procédé pour le chargement d'un module pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on charge successivement, tout en les comprimant, une composition d'allumage sous forme enrobée, une composition à retard sous forme granulée ou enrobée, et une composition renforçatrice sous forme mélangée à sec.
3 - Procédé selon le revendication 2, caractérisé en ce que, au fur et à mesure de leur introduction dans le module, les compositions sont soumises à une compression d'environ 1900 bars.
4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes :
- chargement de la totalité de la composition d'allumage,
- chargement d'environ 20% de la composition à retard,
- compression avec un poinçon conique sous environ 1900 bars.
- chargement d'environ 60% de la composition à retard,
- compression avec un poinçon conique sous environ 1900 bars,
- chargement du reste de la composition à retard, puis de la composition renforçatrice,
- dernière compression avec un poinçon plat sous environ 1900 bars.
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