EP1496333A1 - Procédé et installation de destruction de moteurs à propergol solide - Google Patents

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EP1496333A1
EP1496333A1 EP04291225A EP04291225A EP1496333A1 EP 1496333 A1 EP1496333 A1 EP 1496333A1 EP 04291225 A EP04291225 A EP 04291225A EP 04291225 A EP04291225 A EP 04291225A EP 1496333 A1 EP1496333 A1 EP 1496333A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
propellant
engine
sections
envelope
section
Prior art date
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Granted
Application number
EP04291225A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1496333B1 (fr
Inventor
Marie Gaudre
Eric Marchand
Jean-Michel Tauzia
Jean-Louis Trichard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Ceramics SA
Original Assignee
SNPE Materiaux Energetiques SA
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Filing date
Publication date
Application filed by SNPE Materiaux Energetiques SA filed Critical SNPE Materiaux Energetiques SA
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Application granted granted Critical
Publication of EP1496333B1 publication Critical patent/EP1496333B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B33/00—Manufacture of ammunition; Dismantling of ammunition; Apparatus therefor
    • F42B33/06—Dismantling fuzes, cartridges, projectiles, missiles, rockets or bombs

Definitions

  • the present invention is in the field of solid propellant engines. It concerns more especially the destruction of reformed engines including engines that have reached the limit operational use and which are removed from service.
  • a solid propellant engine includes basically a cylindrical shell hollow to inside which is placed at least one block of solid propellant, to simplify we will say by the following a block of propellant.
  • One end of the envelope is closed by a dome and the opposite end by a nozzle; the dome and the nozzle will be considered as part of the envelope.
  • the engines considered here are engines for which the solid propellant block has been joined with the envelope and can not be removed simply from the envelope. It's basically engine said "molded-glued" for which the block of propellant is molded and glued during the manufacture of the engine in the envelope properly prepared for this purpose. We assimilate to this type of engine those for which the propellant block, prepared otherwise, is introduced and stuck irreversibly in the envelope, this wedging being wanted or accidental. We will keep the expression engine molded glued to designate the motors treated in this invention.
  • the destruction of an engine consists of first time to put it in such a state that it does not can ensure its propulsion function and then in a second step to separate the envelope and the propellant to treat them separately, given that only the propellant presents a pyrotechnic hazard that requires precautions and special conditions in his treatment for the purpose of scrapping or recycling certain elements.
  • the process and the destruction facility must be able to operate at a very high cadence: it is therefore requested a process with steps simple and fast and a rustic installation.
  • US Patent 5,220,107 discloses fragmentation of a block of naked propellant, that is to say not glued to inside the casing of an engine, by cooling at very low temperature of the propellant block and use of a grinder or press for fragment.
  • U.S. Patent 5,025,632 discloses the extraction of propellant of a molded-glued engine with a central channel using at least one jet of cryogenic liquid. This destruction process derived from the "water knife”, is very long and does not meet the need for great pace of work. Moreover, it is potentially dangerous because we work on a whole engine.
  • U.S. Patent 5,552,093 discloses the extraction of propellant of a molded-and-glued engine that has been cooled by immersion in liquid nitrogen: the block is fragmented by shocks applied in particular to the block of propellant.
  • the application of shocks on propellant even cooled remains potentially dangerous and this danger is increased by the fact that, here again, an entire engine.
  • fragments get stuck in the envelope and require manipulations to extract them from the envelope.
  • the present invention aims to solve difficulties which are not taken into account by these various processes when one is led to design a destruction process at a very high rate and this without unreasonably multiplying the facilities running in parallel to destroy a lot engines.
  • the present method therefore relates to solid propellant for which the propellant block is integral with the envelope; the engines that go into this method does not include an ignition device: it is disassembled and removed from the engine in an operation preparation before delivery of the engines to the site of destruction.
  • the engine casing is either fully metal, or composite material.
  • the block of propellant has a central channel that spans whole length or only part of it: in this last case the portion of the side opposite the nozzle no channel.
  • the propellant block can be possibly full over its entire length, that is to say does not have a central channel.
  • the sections containing propellant have a ratio length "1" of the section on outside diameter "d" of the section less than or equal to 2.5, (1 / d ⁇ 2.5).
  • the process uses several jets arranged in parallel and prepositioned with respect to the motor to cut the different sections into one surgery.
  • the sections containing propellant are, using appropriate means of handling, transported and immersed in a bath of a neutral cryogenic liquid vis-à-vis the section components; usually the Cryogenic liquid used is liquid nitrogen.
  • the immersion of the sections lasts long enough to that the cooling of the envelope and the propellant be quite important and that the contractions differentials of the envelope and propellant create tensions cracking and cracking the propellant and also taking off from the envelope.
  • the target end temperature for the engine section is at least 20 ° C below glass transition temperature range of the binder propellant.
  • the sufficiently cooled sections are directed to a station to extract the propellant, weakened by the cold.
  • the propellant is extracted imposing slight deformations on the envelope: these deformations remain in the elastic domain of deformation of the envelope at this temperature.
  • the propellant breaks into fairly large fragments, typically the size of a closed fist.
  • the stretch has been arranged vertical axis and the propellant fragments fall by gravity and are recovered either on a conveyor belt or in a receptacle containing water to render inert the propellant fragments.
  • the engine section having a relatively small length compared to its diameter, 1 / d ⁇ 2.5, the propellant fragments do not get stuck in the envelope.
  • the engine section cooled, vertical axis and opening of larger diameter directed downwards is arranged between a stop and a cylinder head.
  • the cylinder axis is horizontal and perpendicular to the axis of the section of engine.
  • the displacement of the cylinder head is calculated so that the deformation of the envelope remains in the field of elastic deformation of the envelope.
  • the engine section cooled is driven between two rollers rolling mill, these rollers are suitably spaced for impose, again, a deformation that remains in the field of elastic deformation of the envelope.
  • the rollers drive and slightly deform the section from the bottom of said section to its part high which facilitates the extraction of fragments of propellant by gravity.
  • the empty envelope section optionally comprises some residual traces of thin propellant remained stuck in certain points of inside the envelope.
  • the empty stretch is recovered for a subsequent step of disabling such residues.
  • this deactivation is done in a closed chamber that includes burners whose flames burn the traces of propellant.
  • the fumes are folded and washed with water: therefore no gaseous effluent is not released into the atmosphere.
  • the wash waters are collected to be processed and decontaminated according to known methods.
  • the deactivation any propellant residues adhering to the inside of the envelope is done by dipping the empty envelope section in said liquid.
  • the oxidizing charge is dissolved in the liquid, it does not remains more on the inner wall of the envelope than matrix flaps consisting of binder and filler fuel without pyrotechnic danger.
  • the kinetics of diffusion of the oxidizing charge and its dissolution in the liquid is advantageously accelerated in heating the liquid.
  • the liquid containing the charge oxidant in solution is recovered for treatment subsequently by known methods. Frequently the charge oxidant is ammonium perchlorate and the liquid used to dissolve it is water.
  • the propellant fragments obtained after the elastic deformation of the envelope are usually pretty big: a few inches, about the size with a closed fist.
  • To move to the next stage of propellant treatment it is necessary to proceed to finer grinding of said fragments so as to obtain grains of propellant, grains whose dimensions are of the order of not more than one centimeter and preferentially a few millimeters.
  • This grinding can be done in different ways but preferentially we use grinders to knives and advantageously grinding is done under water spray.
  • the next stage of propellant treatment, as well put in grains, is the dissolution of the oxidizing charge in a suitable liquid, for example water when the oxidizing charge is perchlorate.
  • the liquid that contains the oxidative charge in solution is separated from the solid residue; this last includes the binder and the possible fuel charge, it does not present a pyrotechnic hazard.
  • the residue solid is either directly landfilled in a landfill, be upgraded to extract the metal fuel charge after known and conventional treatments for waste industrial.
  • the liquid is either treated by biodegradation such as that described in the patent FR 2 788 055 or its correspondent US 6 328 891 for degrade the oxidative charge, be treated for revalorize said oxidizing charge and recrystallize it by known methods.
  • Figure 1 schematically represents a installation for the implementation of the method.
  • Figure 2 is a blueprint of a propellant fragmentation facility after cooling of the section.
  • Figure 1 schematically represents the succession of different posts for the implementation of the process.
  • the engines are brought to a storage workshop, identified for the traceability of the operation and are placed one by one on a conveyor and are introduced, one to one, through a first airlock in the facility.
  • the engine is immersed in a tray containing water and positioned on a bench turning in relation to a ramp of several jets to high pressure suitably arranged: the engine is cut into sections.
  • the high pressure ramps are made with standard equipment eg DIGITAL CONTROL, supplying high-pressure jets, approximately 300 MPa using two pumps. In general, there is a section that does not contain propellant but a great part of the nozzle, that section not containing pyrotechnic product is removed from the sequence.
  • this post essentially includes a bath of great length in which are immersed several sections suitably spaced; the sections move as the process unfolds and so stay long in the liquid which promotes cooling to temperatures about -100 ° C.
  • the suitably oriented section is deformed by compression of the envelope: the propellant, weakened, cracked and cracked by cooling fragments.
  • the fragments are recovered for a further processing.
  • the sections of empty propellant casing are directed to a residue deactivation station 6.
  • the deactivation of sections is, in this example, made by immersing said sections in a vessel containing some water.
  • the propellant fragments are directed to a fine grinding station 4 using knife mills with water spray.
  • Standard devices powerful, with some security adaptations, can treat up to 1000kg / hour of propellant.
  • the grains obtained after fine grinding are introduced to the dissolution station 5 in a reactor of large volume, said reactor is perfectly agitated and thermoregulated to increase the kinetics of dissolution the oxidizing charge in the water.
  • Figure 2 schematically represents views a) in profile and b) in plan of an extraction apparatus 11 of the propellant of a cooled engine section 10.
  • the apparatus essentially comprises a frame rectangular 13, anchored on four feet with a stop 14 on one side of the frame and a hydropneumatic cylinder 15 fixed on the opposite side; the cylinder is arranged horizontally.
  • the motor section 10 to be treated is hooked, vertical axis to a handling means schematized by the reference 12. Said handling means brings the section motor 10 between the stop 14 and the cylinder rod 16.
  • the cylinder rod 16 is supported on the envelope from the engine section to about one-third of its height from the bottom of the section. Moving the stem jack 16 is determined to impose a deformation to the envelope that remains in the elastic domain of deformations of it and fragment the propellant cold and separate it from the envelope.
  • a receptacle 17, containing water to make inert the propellant fragments that fall by simple effect of gravity is placed under the stretch of engine; said receptacle 17 is only shown in Figure 2a).
  • This unit is placed in a suitable room with entry and exit lockers and all easements necessary for remote operation.

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Abstract

L'invention se situe dans le domaine de la destruction de moteurs à propergol solide réformés. Elle concerne un procédé et une installation de destruction de moteurs comprenant notamment les étapes et postes suivants : découpe (1) du moteur en tronçons ; refroidissement (2) des tronçons contenant du propergol par immersion dans un liquide cryogénique ; fragmentation (3) et extraction du propergol refroidi par déformation élastique de l'enveloppe du tronçon. Les fragments de propergol sont récupérés pour un traitement ultérieur et les enveloppes sont désactivées avant mise au rebut. Le problème qui est résolu est celui de la destruction de façon sûre d'un grand nombre de moteurs par un procédé et dans une installation adaptée à une très grande cadence de traitement. <IMAGE>

Description

La présente invention se situe dans le domaine des moteurs à propergol solide. Elle concerne plus particulièrement la destruction de moteurs réformés notamment des moteurs ayant atteint la limite d'utilisation opérationnelle et qui sont retirés du service.
Un moteur à propergol solide comprend essentiellement une enveloppe cylindrique creuse à l'intérieur de laquelle est placé au moins un bloc de propergol solide, pour simplifier nous dirons par la suite un bloc de propergol. Une extrémité de l'enveloppe est fermée par un dôme et l'extrémité opposée par une tuyère ; le dôme et la tuyère seront considérés comme faisant partie de l'enveloppe.
Les moteurs ici considérés sont des moteurs pour lesquels le bloc de propergol solide a été solidarisé avec l'enveloppe et ne peut être retiré simplement de l'enveloppe. Il s'agit essentiellement de moteur dit "moulé-collé" pour lesquels le bloc de propergol est moulé et collé pendant la fabrication du moteur dans l'enveloppe convenablement préparée à cet effet. Nous assimilerons à ce type de moteur ceux pour lesquels le bloc de propergol, préparé par ailleurs, est introduit et calé de façon irréversible dans l'enveloppe, ce calage étant voulu ou accidentel. Nous conserverons l'expression moteur moulé collé pour désigner les moteurs traités dans cette invention.
La destruction d'un moteur consiste dans un premier temps à le mettre dans un état tel qu'il ne puisse assurer sa fonction de propulsion et ensuite dans un deuxième temps à séparer l'enveloppe et le propergol pour les traiter séparément, compte tenu que seul le propergol présente un risque pyrotechnique qui nécessite des précautions et des conditions particulières dans son traitement en vue d'une mise au rebut ou du recyclage de certains éléments.
Le problème de destruction plus particulièrement abordé ici est celui de la destruction d'un très grand nombre de moteurs, typiquement plusieurs milliers ; il faut pouvoir traiter plusieurs dizaines de moteurs par jour.
Le procédé et l'installation de destruction doivent être aptes à un fonctionnement à très grande cadence : il est donc demandé un procédé avec des étapes simples et rapides et une installation rustique.
De plus le procédé et l'installation doivent être sûrs. Un incident sur un moteur ou une partie de moteur au cours d'une étape du procédé doit rester limité ou pouvoir être limité à cette partie de moteur et à l'endroit de l'installation où il a lieu. L'incident ne doit pas se propager à toute l'installation et devenir catastrophique compte tenu du grand nombre de moteurs forcément présents sur le site de destruction.
L'état de la technique décrit plusieurs procédés de destruction de moteur mais dans des conditions, nous le verrons au cours de l'analyse de ces procédés, qui ne correspondent pas au problème posé.
Le brevet US 5 220 107 décrit la fragmentation d'un bloc de propergol nu, c'est-à-dire non collé à l'intérieur de l'enveloppe d'un moteur, par refroidissement à très basse température du bloc de propergol et utilisation d'un broyeur ou d'une presse pour le fragmenter.
Le brevet US 5 025 632 décrit l'extraction du propergol d'un moteur moulé-collé avec un canal central à l'aide d'au moins un jet de liquide cryogénique. Ce procédé de destruction dérivé du "couteau à eau", est très long et ne répond pas au besoin d'une grande cadence de travail. De plus, il est potentiellement dangereux car on travaille sur un moteur entier.
Le brevet US 5 552 093 décrit l'extraction du propergol d'un moteur moulé-collé qui a été refroidi par immersion dans de l'azote liquide : le bloc est fragmenté par des chocs appliqués notamment sur le bloc de propergol. L'application de chocs sur du propergol même refroidi reste potentiellement dangereuse et ce danger est accru par le fait qu'on opère, là encore, sur un moteur entier. De plus pour des moteurs relativement longs il n'est pas exclu que des fragments se coincent dans l'enveloppe et nécessitent des manipulations complémentaires pour les extraire de l'enveloppe.
La présente invention vise à résoudre les difficultés qui ne sont pas prises en compte par ces divers procédés lorsqu'on est amené à concevoir un procédé de destruction à très grande cadence et ceci sans multiplier de façon déraisonnable les installations fonctionnant en parallèle pour détruire un grand nombre de moteurs.
Le procédé de destruction de moteur à propergol solide, selon l'invention, comporte les étapes suivantes :
  • le moteur est découpé en tronçons perpendiculairement à l'axe du moteur,
  • les tronçons ne contenant pas de propergol sont retirés de la suite de la séquence,
  • les tronçons contenant du propergol sont refroidis à une température très inférieure au domaine de température de transition vitreuse du liant du propergol,
  • le propergol est séparé de l'enveloppe de chaque tronçon, le tronçon est ainsi vidé du propergol qu'il contenait,
  • les tronçons d'enveloppe vides sont récupérés pour une étape complémentaire de désactivation des éventuels résidus de propergol,
  • le propergol fragmenté est récupéré pour un traitement ultérieur.
Le présent procédé concerne donc des moteurs à propergol solide pour lesquels le bloc de propergol est solidaire de l'enveloppe ; les moteurs qui entrent dans ce procédé ne comportent pas de dispositif d'allumage : il est démonté et retiré du moteur dans une opération préparatoire avant livraison des moteurs sur le site de destruction. L'enveloppe du moteur est soit entièrement métallique, soit en matériau composite. Le bloc de propergol comporte un canal central qui s'étend sur toute sa longueur ou sur une partie seulement : dans ce dernier cas la portion du côté opposé à la tuyère n'a pas de canal. Le bloc de propergol peut être éventuellement plein sur toute sa longueur, c'est-à-dire n'a pas de canal central.
Les tronçons découpés dans le moteur sont de deux types :
  • des tronçons sans propergol : en général il y a un seul tronçon de ce type par moteur, ce tronçon porte tout ou partie de la tuyère, il ne contient pas de matériau pyrotechnique, ce type de tronçon est retiré de la présente séquence,
  • des tronçons avec du propergol : la portion découpée du bloc est restée collée à la portion découpée de l'enveloppe, ce type de tronçon va suivre les autres étapes du procédé. Au moins une des extrémités du tronçon est grande ouverte : c'est-à-dire que le diamètre de l'ouverture est sensiblement égal au calibre du moteur.
Avantageusement les tronçons contenant du propergol ont un rapport longueur "1" du tronçon sur diamètre extérieur "d" du tronçon inférieur ou égal à 2,5, (1/d ≤ 2,5).
Toutes les méthodes connues pour découper des moteurs en tronçons sont utilisables. Toutefois, compte tenu du besoin d'une grande cadence et aussi des impératifs de sécurité on aura avantage à recourir à des méthodes utilisant au moins un jet de liquide à haute pression avec éventuellement ajout de produits abrasifs adaptés.
Préférentiellement pour augmenter le rendement de l'opération le procédé utilise plusieurs jets disposés en parallèle et prépositionnés par rapport au moteur pour découper les différents tronçons en une seule opération.
Préférentiellement encore, pour accroítre la sécurité, pour être découpé le moteur est immergé dans le même liquide que celui utilisé pour les jets ; le plus couramment le liquide utilisé est de l'eau.
Le liquide et les copeaux d'enveloppe et de propergol résultant des opérations de découpe sont régulièrement retirés en vue de traitements adaptés.
Les tronçons contenant du propergol sont, à l'aide de moyens de manipulations appropriés, transportés et immergés dans un bain d'un liquide cryogénique neutre vis-à-vis des composants de tronçon ; généralement le liquide cryogénique utilisé est de l'azote liquide.
L'immersion des tronçons dure assez longtemps pour que le refroidissement de l'enveloppe et du propergol soit assez important et que les contractions différentielles de l'enveloppe et du propergol créent des tensions fissurant et craquelant le propergol et aussi le décollant de l'enveloppe.
Typiquement la température finale visée pour le tronçon de moteur est inférieure d'au moins 20°C au domaine de température de transition vitreuse du liant du propergol. Avantageusement on vise une température comprise entre environ -100°C et environ -80°C pour le propergol et l'enveloppe.
Alors les tronçons suffisamment refroidis sont dirigés vers un poste pour extraire le propergol, fragilisé par le froid. Le propergol est extrait en imposant de légères déformations à l'enveloppe : ces déformations restent dans le domaine élastique de déformation de l'enveloppe à cette température. Le propergol se brise en fragments assez gros, typiquement de la taille d'un poing fermé.
Le tronçon a été disposé axe vertical et les fragments de propergol tombent par gravité et sont récupérés soit sur une bande de convoyeur soit dans un réceptacle contenant de l'eau pour rendre inerte les fragments de propergol. Le tronçon de moteur ayant une longueur relativement faible par rapport à son diamètre, 1/d ≤ 2,5, les fragments de propergol ne se coincent pas dans l'enveloppe.
Selon une première variante, le tronçon de moteur refroidi, axe vertical et ouverture de plus grand diamètre dirigée vers le bas, est disposé entre une butée et une tête de vérin. L'axe du vérin est horizontal et perpendiculaire à l'axe du tronçon de moteur. Le déplacement de la tête du vérin est calculé de façon que la déformation de l'enveloppe reste dans le domaine de déformation élastique de l'enveloppe.
Selon une autre variante, le tronçon de moteur refroidi est entraíné entre deux rouleaux faisant laminoir, ces rouleaux sont convenablement espacés pour imposer, là encore, une déformation qui reste dans le domaine de déformation élastique de l'enveloppe. Les rouleaux entraínent et déforment légèrement le tronçon de moteur depuis le bas dudit tronçon jusqu'à sa partie haute ce qui facilite l'extraction des fragments de propergol par gravité.
Le tronçon d'enveloppe vide comporte éventuellement quelques traces résiduelles de faible épaisseur de propergol restées collées en certains points de l'intérieur de l'enveloppe. Le tronçon vide est récupéré pour une étape ultérieure de désactivation de tels résidus.
Avantageusement cette désactivation se fait dans une enceinte fermée qui comporte des brûleurs dont les flammes brûlent les traces de propergol. Les fumées sont rabattues et lavées à l'eau : donc aucun effluent gazeux n'est rejeté dans l'atmosphère. Les eaux de lavage sont recueillies pour être traitées et décontaminées selon des procédés connus.
Préférentiellement, lorsque la charge oxydante du propergol est soluble dans un liquide, la désactivation des éventuels résidus de propergol adhérant à l'intérieur de l'enveloppe se fait en trempant le tronçon d'enveloppe vide dans ledit liquide. Lorsque la charge oxydante est dissoute dans le liquide, il ne reste plus sur la paroi intérieure de l'enveloppe que des lambeaux de matrice constituée de liant et de charge combustible sans danger pyrotechnique. La cinétique de diffusion de la charge oxydante et de sa dissolution dans le liquide est avantageusement accélérée en chauffant le liquide. Le liquide contenant la charge oxydante en solution est récupéré pour un traitement ultérieur par des procédés connus. Fréquemment la charge oxydante est du perchlorate d'ammonium et le liquide utilisé pour le dissoudre est de l'eau.
Ayant beaucoup de moteurs à détruire, il peut paraítre paradoxal de multiplier les objets à traiter en découpant le moteur en tronçons.
D'un point de vue sécurité on retire de la séquence des opérations les tronçons sans propergol qui ne présentent pas de risque pyrotechnique. Un tronçon contenant du propergol est relativement court et ne sera pas propulsif en cas de prise en feu accidentelle : il n'aura pas de déplacements désordonnés et intempestifs pouvant propager l'incident à tout un poste. Toutefois il faut prendre des précautions vis-à-vis des effets thermiques.
D'un point de vue efficacité ce découpage en tronçons participe à celle des étapes suivantes du procédé :
  • les tronçons sont refroidis plus rapidement qu'un moteur entier : masse plus faible, surface d'échange thermique avec le liquide cryogénique plus importante,
  • les tronçons étant court les fragments tombent par gravité et ne présentent pas de risque de coincement existant sur un moteur complet,
  • la désactivation des résidus de propergol faite sur des tronçons d'enveloppe vides est plus facile que celle faite sur l'enveloppe complète d'un moteur et cela quel que soit le procédé adopté.
Les fragments de propergols obtenus après la déformation élastique de l'enveloppe sont en général assez gros : quelques centimètres, environ la taille d'un poing fermé. Pour passer à l'étape ultérieure du traitement du propergol, il est nécessaire de procéder à un broyage plus fin desdits fragments de façon à obtenir des grains de propergol, grains dont les dimensions sont de l'ordre au plus du centimètre et préférentiellement de quelques millimètres.
Ce broyage peut se faire de différentes façons mais préférentiellement on utilise des broyeurs à couteaux et avantageusement le broyage se fait sous pulvérisation d'eau.
L'étape suivante de traitement du propergol, ainsi mis en grains, est la dissolution de la charge oxydante dans un liquide approprié, par exemple de l'eau lorsque la charge oxydante est du perchlorate.
Préférentiellement pour accélérer la cinétique de dissolution elle se fait dans un réacteur parfaitement agité et thermorégulé.
Le liquide qui contient la charge oxydante en solution est séparé du résidu solide ; ce dernier comporte le liant et l'éventuelle charge combustible, il ne présente pas de risque pyrotechnique. Le résidu solide est soit directement mis en décharge dans un centre d'enfouissement technique, soit revalorisé pour en extraire la charge combustible métallique après des traitements connus et classiques pour des déchets industriels.
Le liquide est soit traité par des procédés de biodégradation tels que celui décrit dans le brevet FR 2 788 055 ou de son correspondant US 6 328 891 pour dégrader la charge oxydante, soit traité pour revaloriser ladite charge oxydante et la recristalliser par des procédés connus.
Ci-dessous l'invention est exposée plus en détail à l'aide de figures représentant une installation pour la réalisation du procédé.
La figure 1 représente de façon schématique une installation pour la mise en oeuvre du procédé.
La figure 2 est un plan de principe d'une installation de fragmentation du propergol après refroidissement du tronçon.
La figure 1 représente schématiquement la succession des différents postes pour la mise en oeuvre du procédé. La figure 1a) en plan, la figure 1b) de profil.
Les moteurs sont amenés à un atelier de stockage, identifiés pour la traçabilité de l'opération et sont placés un à un sur un convoyeur et sont introduits, un à un, par un premier sas dans l'installation.
Au poste de découpe 1 le moteur est immergé dans un bac contenant de l'eau et positionné sur un banc tournant par rapport à une rampe de plusieurs jets à haute pression convenablement disposée : le moteur est découpé en tronçons. Les rampes à haute pression sont réalisées avec du matériel standard par exemple DIGITAL CONTROL, alimentant des jets à haute pression, environ 300 Mpa à l'aide de deux pompes. En général, il y a un tronçon qui ne contient pas de propergol mais une grande partie de la tuyère, ce tronçon ne contenant pas de produit pyrotechnique est retiré de la séquence.
Les autres tronçons 10 du moteur sont accrochés à un autre convoyeur et transitent, par un sas, vers le poste de refroidissement 2 par immersion dans le liquide cryogénique : ce poste comprend essentiellement un bain de grande longueur dans lequel sont immergés plusieurs tronçons convenablement espacés ; les tronçons se déplacent au fur et à mesure du déroulement du procédé et donc séjournent longuement dans le liquide ce qui favorise leur refroidissement jusqu'à des températures d'environ -100°C.
Par un autre sas les tronçons sont dirigés, un à un, vers le poste de fragmentation 3 du propergol collé dans le tronçon d'enveloppe. Un exemple d'installation est décrit plus en détail par la figure 2.
A ce poste le tronçon convenablement orienté est déformé par compression de l'enveloppe : le propergol, fragilisé, craquelé et fissuré par le refroidissement se fragmente. Les fragments sont récupérés pour un traitement ultérieur.
Les tronçons d'enveloppe vide de propergol sont dirigés vers un poste de désactivation 6 des résidus. La désactivation des tronçons est, dans cet exemple, faite par immersion desdits tronçons dans une cuve contenant de l'eau.
Les fragments de propergol sont dirigés vers un poste de broyage fin 4 utilisant des broyeurs à couteaux avec pulvérisation d'eau. Des appareils standard performant, avec quelques adaptations de sécurité, peuvent traiter jusqu'à 1000kg/heure de propergol.
Les grains obtenus après broyage fin sont introduit au poste de dissolution 5 dans un réacteur de grand volume, ledit réacteur est parfaitement agité et thermorégulé pour augmenter la cinétique de dissolution de la charge oxydante dans l'eau.
Sur ce schéma ne sont pas représentés en détail tous les différents moyens de manipulations, ni les dispositifs d'ouverture et de fermeture des sas de l'installation, ni les servitudes de chaque poste de travail.
La figure 2 représente schématiquement des vues a) de profil et b) en plan d'un appareil d'extraction 11 du propergol d'un tronçon 10 de moteur refroidi.
L'appareil comprend essentiellement un bâti rectangulaire 13, ancré sur quatre pieds avec une butée 14 sur un des côtés du bâti et un vérin hydropneumatique 15 fixé sur le côté opposé ; le vérin est disposé horizontalement.
Le tronçon de moteur 10 à traiter est accroché, axe vertical à un moyen de manutention schématisé par le repère 12. Ledit moyen de manutention amène le tronçon de moteur 10 entre la butée 14 et la tige de vérin 16.
La tige de vérin 16 est en appui sur l'enveloppe du tronçon de moteur à peu près à un tiers de sa hauteur depuis le bas du tronçon. Le déplacement de la tige de vérin 16 est déterminé pour imposer une déformation à l'enveloppe qui reste dans le domaine élastique des déformations de celle-ci et fragmenter le propergol froid et le séparer de l'enveloppe.
Un réceptacle 17, contenant de l'eau pour rendre inertes les fragments de propergol qui tombent par simple effet de la gravité est placé sous le tronçon de moteur ; le dit réceptacle 17 est uniquement représenté sur la figure 2a).
Cet appareil est placé dans un local approprié avec des sas d'entrée et de sorties et toutes les servitudes nécessaires à un fonctionnement télécommandé.

Claims (12)

  1. Procédé de destruction de moteur à propergol solide, ledit moteur moulé-collé étant essentiellement constitué par un bloc de propergol et une enveloppe, ledit procédé est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
    le moteur est découpé en tronçons perpendiculairement à l'axe du moteur,
    les tronçons ne contenant pas de propergol sont retirés de la suite de la séquence,
    les tronçons contenant du propergol sont refroidis à une température très inférieure au domaine de température de transition vitreuse du liant du propergol,
    le propergol est fragmenté et séparé de l'enveloppe de chaque tronçon, le tronçon est ainsi vidé du propergol qu'il contenait,
    les tronçons d'enveloppe vides sont récupérés pour une étape complémentaire de désactivation des résidus,
    le propergol fragmenté est récupéré pour un traitement ultérieur.
  2. Procédé de destruction de moteur à propergol solide selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tronçons contenant du propergol ont un rapport longueur sur diamètre extérieur inférieur ou égal à 2,5.
  3. Procédé de destruction de moteur à propergol solide selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le découpage du moteur se fait par au moins un jet de liquide à haute pression.
  4. Procédé de destruction de moteur à propergol solide selon la revendication 3 caractérisé en ce que pour le découpage le moteur est immergé dans un bac contenant le même liquide que celui utilisé pour alimenter une rampe de plusieurs jets prépositionnés par rapport au moteur.
  5. Procédé de destruction de moteur à propergol solide selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les tronçons contenant du propergol sont refroidis par immersion dans un liquide cryogénique.
  6. Procédé de destruction de moteur à propergol solide selon la revendication 5 caractérisé en ce que le liquide de cryogénique est de l'azote liquide.
  7. Procédé de destruction de moteur à propergol solide selon la revendication 5 caractérisé en ce que le tronçon est refroidi à une température comprise entre environ -100°C et environ -80°C.
  8. Procédé de destruction de moteur à propergol solide selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'enveloppe de chaque tronçon refroidi est soumise à des efforts de déformation élastique pour fragmenter le propergol dont les fragments sont recueillis dans un réceptacle.
  9. Procédé de destruction de moteur à propergol solide selon la revendication 5 caractérisé en ce que chaque tronçon vide est désactivé par brûlage des traces de résidus de propergol avec récupération et lavage des fumées.
  10. Procédé de destruction de moteur à propergol solide selon la revendication 5 caractérisé en ce que chaque tronçon vide est désactivé par trempage du tronçon dans un liquide dissolvant la charge oxydante.
  11. Installation pour la destruction de moteur à propergol solide, ledit moteur étant essentiellement constitué par un bloc de propergol collé dans une enveloppe, caractérisée en ce qu'elle comprend :
    un poste de préparation des moteurs communiquant par un sas de découplage avec,
    un poste de découpage (1) en tronçons dudit moteur,
    un poste de refroidissement (2) des tronçons contenant du propergol,
    au moins un poste de fragmentation (3) du propergol avec récupération des fragments de propergol et des tronçons d'enveloppe vides,
    un poste (6) de désactivation des résidus de propergol des tronçons d'enveloppe vides.
  12. Installation pour la destruction de moteur à propergol solide selon la revendication 11 caractérisée en ce qu'elle comprend :
    un poste (4) de broyage fin des fragments de propergol,
    un poste (5) de dissolution de la charge oxydante du propergol broyé finement.
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