Le domaine technique de l'invention. est celui des dispositifs permettant de contrôler la fusion d'un matériau en grains et en particulier d'un matériau énergétique, tel un explosif. 1l est connu de disposer un tel matériau dans une enceinte qui est chauffée par exemple par la circulation d'un liquide the:rmostaté dans ses parois. Lorsque le matériau est fondu, on l'évacue par gravité au travers d'une vanne disposée en partie basse de l'enceinte, l0 par exemple pour charger un corps de munition. Cependant, un tel dispositif présente l'inconvénient, d'une part de consommer une grande quantité d'énergie, et d'autre part de conduire au maintien d'une quantité importante d'un matériau énergétique à l'état fondu dans 15 l'enceinte, ce qui est préjudiciable à la sécurité des opérations. Par ailleurs le fonctionnement d'un tel dispositif est discontinu, les étapes de fusion alternant avec les étapes de coulée. De plus il existe un gradient de température entre la 20 périphérie du chargement (au contact des parois thermost:atées) et le cour du chargement (éloigné des parois). Il en résulte un risque d'obtenir un chargement fondu non homogène. Il est aussi connu d'utiliser des résistances électriques sous forme de canes qui sont introduites dans le matériau à 25 fusionner. Cependant une telle solution consomme également beaucoup d'énergie et elle risque de créer des points chauds localisés qui sont dangereux lorsque l'on procède à la fusion d'un matériau énergétique. L'invention a pour but de pallier de tels inconvénients 30 en proposant un dispositif pouvant assurer une fusion continue et progressive d'un matériau en grains tout en limitant la consommation d'énergie. L'invention permet également d'assurer la fusion d'un matériau énergétique tout en limitant les risques d'auto- 35 inflammation et en réduisant la masse de matériau à maintenir à l'état fusionné. Ainsi, l'invention a pour objet un dispositif pour assurer la fusion contrôlée d'un matériau fusionable en grains et en particulier d'un matériau énergétique, dispositif comportant une enceinte reliée à sa partie inférieure à une chambre thermostatée recevant le matériau fondu, dispositif caractérisé en ce que l'enceinte est séparée de la chambre thermostatée par au moins une grille formée d'éléments chauffants, des moyens étant prévus pour empêcher le passage des grains du matériau à travers la grille. D'une façon préférée, les éléments chauffants de la gri=lle sont des éléments creux à l'intérieur desquels circule un fluide caloporteur porté à une température supérieure à la température de fusion du matériau. Les éléments pourront être des tubes parallèles entre eux. The technical field of the invention. is that of devices for controlling the melting of a granular material and in particular of an energetic material, such as an explosive. It is known to arrange such a material in an enclosure which is heated, for example, by the circulation of a thermostated liquid in its walls. When the material is melted, it is discharged by gravity through a valve disposed at the bottom of the enclosure, for example to load a munition body. However, such a device has the disadvantage of consuming a large amount of energy and of maintaining a large quantity of a melt energy material in the atmosphere. pregnant, which is detrimental to the security of operations. Moreover, the operation of such a device is discontinuous, the melting steps alternating with the casting steps. In addition there is a temperature gradient between the periphery of the load (in contact with the thermostatic walls) and the loading yard (away from the walls). This results in a risk of obtaining a non-homogeneous molten charge. It is also known to use electrical resistors in the form of canes which are introduced into the material to be fused. However, such a solution also consumes a lot of energy and may create localized hot spots that are dangerous when melting an energetic material. The object of the invention is to overcome such drawbacks by proposing a device capable of ensuring a continuous and progressive melting of a granular material while limiting the energy consumption. The invention also makes it possible to ensure the melting of an energetic material while limiting the risks of self-ignition and reducing the mass of material to be maintained in the fused state. Thus, the subject of the invention is a device for ensuring the controlled fusion of a fusible material in grains and in particular of an energetic material, a device comprising an enclosure connected at its lower part to a thermostatic chamber receiving the molten material, a device characterized in that the chamber is separated from the thermostated chamber by at least one grid formed of heating elements, means being provided to prevent the passage of grains of the material through the grid. In a preferred manner, the heating elements of the gri = lle are hollow elements inside which circulates a coolant heated to a temperature above the melting temperature of the material. The elements may be parallel tubes between them.
La chambre thermostatée pourra être maintenue en température par des caissons de chauffe recouvrant les parois de la chambre. D'une façon préférée, la partie inférieure de l'enceinte sera également chauffée par des caissons. The thermostated chamber can be maintained in temperature by heating boxes covering the walls of the chamber. In a preferred manner, the lower part of the enclosure will also be heated by caissons.
Les tubes pourront ainsi être reliés à chacune de leurs extrémités à un caisson de liaison qui est lui-même relié aux caisson de chauffe de la chambre thermostatée, le même fluide caloporteur circulant dans les caissons et les tubes. Selon un mode particulier de réalisation, les tubes ont une section triangulaire, un sommet du triangle étant dirigé vers l'enceinte et la base du triangle opposée audit sommet étant dirigée vers la chambre thermostatée. Les moyens permettant d'empêcher le passage des grains à travers la grille pourront comprendre des ressorts à spires non jointives qui seront mis en place dans les fentes séparant les tubes, les spires des ressorts déterminant des passages de dimensions globales inférieures à celle des grains. Les moyens permettant d'empêcher le passage des grains à travers la grille pourront comprendre un dimensionnement des fentes séparant les tubes de dimensions globales inférieures à celle des grains. The tubes can thus be connected at each of their ends to a connecting box which is itself connected to the heating chamber of the thermostatic chamber, the same coolant circulating in the boxes and tubes. According to a particular embodiment, the tubes have a triangular section, a vertex of the triangle being directed towards the enclosure and the base of the triangle opposite said vertex being directed towards the thermostatic chamber. The means for preventing the passage of the grains through the grid may comprise springs with non-contiguous turns which will be put in place in the slots separating the tubes, the turns of the springs determining passages of overall dimensions less than that of the grains. The means making it possible to prevent the passage of the grains through the grid may comprise a dimensioning of the slots separating the tubes of overall dimensions less than that of the grains.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, coupe réalisée suivant le plan dont la trace AA est repérée à la figure 2, - la figure 2 est une demi vue en coupe longitudinale de 10 ce dispositif, demi coupe réalisée suivant le plan dont la trace BB est repérée à la figure 1, - la figure 3 est une demi vue de dessus du dispositif, demi vue suivant la flèche C de la figure 1, - la figure 4 est une vue agrandie du détail D repéré à 15 la figure 1. Le dispositif 1 assurant la fusion contrôlée d'un matériau 2 comporte une enceinte 3 en tôle d'acier qui est reliée à sa partie inférieure à une chambre 4 thermostatée destinée à recevoir le matériau fondu. 20 L'enceinte 3 est globalement parallélépipédique et ouverte à sa partie supérieure. La chambre 4 est maintenue à la température souhaitée (supérieure ou égale à la température de fusion du matériau 2) par des caissons 5 qui recouvrent les parois de la chambre 4. Ces caissons sont 25 creux et il y circule un fluide caloporteur qui est chauffé par une chaudière (non représentée). Les caissons 5 seront reliés à la chaudière par une conduite 15 (figure 2). Les caissons de chauffe 5 comportent une partie supérieure 5a qui s'étend jusqu'à couvrir la partie 30 inférieure de l'enceinte 3. La chambre 4 se prolonge par une tubulure 10 elle aussi thermostatée et qui est obturée par un couvercle amovible 11. Ce couvercle est retiré lorsque l'on utilise le dispositif et que la tubulure 10 se trouve positionnée au dessus d'un cuve 35 de coulée (non représentée). Le couvercle 11 est remis en place sur la tubulure 10 après utilisation du dispositif. Il est fixé à la tubulure 10 par des moyens de liaison non représentés. Le couvercle il permet de récupérer les quelques gouttes du matériau qui pourraient s'écouler de la tubulure 10. Toute la partie basse du dispositif (chambre 4 et tubulure 10) est donc chauffée à une température supérieure à la température de fusion du matériau 2. On évite ainsi une condensation du matériau fondu sur une paroi froide. L'enceinte 3 est séparée de la chambre thermostatée 4 par une grille 6 qui est ici formée par des tubes 7 parallèles entre eux (ici neuf tubes). The invention will be better understood on reading the following description of a particular embodiment, a description given with reference to the accompanying drawings and in which: - Figure 1 is a longitudinal sectional view of a device according to a embodiment of the invention, section taken along the plane whose track AA is marked in Figure 2, - Figure 2 is a half longitudinal sectional view of this device, half section made along the plane whose trace BB FIG. 3 is a half view from above of the device, seen halfway along the arrow C of FIG. 1; FIG. 4 is an enlarged view of the detail D indicated in FIG. Device 1 ensuring the controlled melting of a material 2 comprises an enclosure 3 made of sheet steel which is connected at its lower part to a thermostatic chamber 4 intended to receive the molten material. The enclosure 3 is generally parallelepipedic and open at its upper part. The chamber 4 is maintained at the desired temperature (greater than or equal to the melting temperature of the material 2) by boxes 5 which cover the walls of the chamber 4. These boxes are hollow and there circulates a heat transfer fluid which is heated. by a boiler (not shown). The boxes 5 will be connected to the boiler by a pipe 15 (Figure 2). The heating chambers 5 comprise an upper part 5a which extends to cover the lower part of the enclosure 3. The chamber 4 is extended by a pipe 10 also thermostated and which is closed by a removable cover 11. This lid is removed when the device is used and the tubing 10 is positioned above a casting tank (not shown). The cover 11 is put back on the tubing 10 after use of the device. It is attached to the tubing 10 by connecting means not shown. The lid makes it possible to recover the few drops of material that could flow from the tubing 10. The entire lower part of the device (chamber 4 and tubing 10) is thus heated to a temperature above the melting point of the material 2. This prevents condensation of the molten material on a cold wall. The enclosure 3 is separated from the thermostated chamber 4 by a gate 6 which is here formed by tubes 7 parallel to each other (here nine tubes).
Les tubes 7 ne sont pas jointifs et il subsiste entre chaque tube une fente longitudinale 8. La largeur de cette fente 8 pourra être choisie inférieure à la plus grande dimension d'un grain du matériau 2. Ainsi la grille 6 empêchera à elle seule le passage des grains du matériau 2 de l'enceinte 3 à la chambre 4. D'une façon préférée, la largeur de la fente pourra être quelconque mais on prévoira des moyens complémentaires permettant d'empêcher le passage des grains au travers de la grille 6. Ces moyens seront constitués par exemple par des éléments 14 disposés dans les fentes longitudinales 8 (voir figures 1 et 4). Ces éléments 14 sont ici des ressorts à spires non jointives. Les ressorts sont choisis de telle sorte que leurs spires déterminent des passages de dimensions globales inférieures à 25 celle des grains. Le fait de prévoir de tels moyens pour empêcher le passage des grains permet d'adapter facilement le dispositif selon l'invention a différentes granulométries de matériau 2. Sans toucher à la grille 6, il suffit ainsi de changer les 30 éléments 14 pour adapter le dispositif à un matériau de granulométrie différente. Les tubes 7 de la grille constituent des éléments chauffants. Les tubes sont reliés à chacune de leurs extrémités à un caisson de liaison 9 qui est lui-même relié 35 aux caissons de chauffe 5. Le fluide caloporteur qui circule dans les caissons 5, 5a circule donc aussi dans les caissons 9 et à l'intérieur des tubes 7. Comme cela est plus particulièrement visible sur la figure 4, les tubes 7 ont une section triangulaire. Un sommet 7a du triangle est dirigé vers l'enceinte 3 et la base 7b du triangle qui est opposée audit sommet 7a est orientée vers la chambre thermostatée 4. The tubes 7 are not contiguous and there remains between each tube a longitudinal slot 8. The width of this slot 8 may be chosen smaller than the largest dimension of a grain of the material 2. Thus the grid 6 alone prevent the passage of the grains of the material 2 of the chamber 3 to the chamber 4. In a preferred manner, the width of the slot may be any but complementary means will be provided to prevent the passage of grains through the gate 6 These means will consist for example of elements 14 arranged in the longitudinal slots 8 (see Figures 1 and 4). These elements 14 are here springs with non-contiguous turns. The springs are chosen so that their turns determine passages of overall dimensions less than that of the grains. The fact of providing such means to prevent the passage of grains makes it easy to adapt the device according to the invention to different particle sizes of material 2. Without touching the grid 6, it suffices to change the elements 14 to adapt the device to a material of different size. The tubes 7 of the grid constitute heating elements. The tubes are connected at each of their ends to a connecting box 9 which is itself connected to the heating boxes 5. The heat transfer fluid circulating in the boxes 5, 5a therefore also circulates in the boxes 9 and to the 7. As is more particularly visible in FIG. 4, the tubes 7 have a triangular section. A vertex 7a of the triangle is directed towards the enclosure 3 and the base 7b of the triangle which is opposite said vertex 7a is oriented towards the thermostated chamber 4.
Une telle disposition crée des entonnoirs 13 qui dirigent le matériau fondu vers les fentes longitudinales 8. Cette forme en triangle permet par ailleurs d'augmenter la surface de chauffe des tubes 7 ce qui accroît le rendement thermique du dispositif. 1.0 On voit sur la figure 4 (et également sur la figure 1) que les éléments cylindriques (ou ressorts) 14 sont disposés dans les entonnoirs 13 séparant les tubes 7. Les ressorts 14 permettent également de ralentir le passage des grains jusqu'à leur fusion complète. Ils réduisent en effet la 15 surface de fuite des fentes 8 qui se limite alors au jeu entre les spires des ressorts 14. On est ainsi assuré que seul le matériau 2 complètement fondu passera dans la chambre thermostatée 4. Il n'y aura donc pas de passage de grains partiellement fondus.Such an arrangement creates funnels 13 which direct the molten material towards the longitudinal slots 8. This triangular shape also makes it possible to increase the heating surface of the tubes 7, which increases the thermal efficiency of the device. 1.0 It can be seen in FIG. 4 (and also in FIG. 1) that the cylindrical elements (or springs) 14 are arranged in the funnels 13 separating the tubes 7. The springs 14 also make it possible to slow the passage of the grains to their ends. complete merger. They reduce the leakage surface of the slots 8 which is then limited to the clearance between the turns of the springs 14. It is thus ensured that only the material 2 completely molten will pass into the thermostatic chamber 4. There will therefore be no passage of partially melted grains.
20 Pour mettre en œuvre le dispositif, on commence par porter à la température souhaitée les différents caissons 5,5a,9 ainsi que la grille 6. Le matériau à fusionner 2 est mis en place à l'état granulaire dans l'enceinte 3. Ce matériau ne se trouve 25 chauffé qu'au niveau de la partie basse de l'enceinte 3, là où se trouvent les parties hautes 5a des caissons 5. Les grains du matériau qui sont au contact de la grille 6 vont fondre et le matériau va passer à l'état liquide et ;par gravité au travers de la grille 6, par les interstices 30 aménagés par les ressorts 14. La fusion du matériau est ainsi très progressive. Une couche de matériau granulaire fondue est remplacée au contact de la grille 6 par une nouvelle couche de matériau à fondre. Le rendement thermique est optimal car la chauffe 35 n'est assurée que là où elle est nécessaire : dans la chambre 4 et au niveau de la grille 6 ainsi que de la partie inférieure de l'enceinte 3 (chambre 4 et tubulure 10). Or. a vu que la chauffe de la partie inférieure de l'enceinte 3 ;en aval de la grille) permettait d'éviter une condensation du matériau fondu sur un paroi froide après sa traversée de la grille 6. Par ailleurs la forme triangulaire des tubes 7 augmente 5 les surfaces de contact avec le matériau et améliore donc le transfert thermique. Il n'y a pas à l'intérieur de l'enceinte 3 de masse de matériau fondu importante. Ceci améliore la sécurité du dispositif lorsqu'il est mis en oeuvre pour faire fondre un Io matériau énergétique, par exemple un explosif comme le trinitrotoluène afin de charger des corps de munition. Diverses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. On pourra par exemple remplacer la grille 6 formée de 15 barreaux parallèles par une grille formée par une tubulure unique enroulée en spirale. To implement the device, it is first necessary to bring to the desired temperature the various boxes 5, 5, 9 and the grid 6. The material to be fused 2 is placed in the granular state in the chamber 3. This material is only heated at the lower part of the chamber 3, where the upper parts 5a of the boxes 5 are located. The grains of the material which are in contact with the grid 6 will melt and the material will pass to the liquid state and, by gravity through the grid 6, by the interstices 30 arranged by the springs 14. The melting of the material is thus very progressive. A layer of molten granular material is replaced in contact with the grid 6 by a new layer of material to be melted. The thermal efficiency is optimal because the heating 35 is provided only where it is necessary: in the chamber 4 and at the gate 6 and the lower part of the chamber 3 (chamber 4 and 10 tubing). However, saw that the heating of the lower part of the chamber 3, downstream of the grid) allowed to avoid condensation of the molten material on a cold wall after crossing the grid 6. Moreover the triangular shape of tubes 7 increases the contact surfaces with the material and thus improves the heat transfer. There is no inside the chamber 3 of mass of important molten material. This improves the safety of the device when it is used to melt an energy material, for example an explosive such as trinitrotoluene in order to charge ammunition bodies. Various variants are possible without departing from the scope of the invention. For example, the grid 6 formed of 15 parallel bars may be replaced by a grid formed by a single spirally wound tube.