Brevet FR2011291A1 — publié le 19700227

La présente invention se rapporte à ans cartouche de pression à propergols solides, servant à produire des gaz propulseurs, en particulier, pour des extincteurs, composée d'une douille, d'un culot relié par conjugaison de forme à la douille et d'une capsule d'amorçage. Gomme gaz propulseur pour des extincteurs à main, on utilise généralement des gaz se trouvant à l'état comprimé dans des bouteilles en acier, ces gaz pouvant, en cas de besoin, s'échapper à travers une valve dans un réservoir rempli 10 d'un agent extincteur et éjecter ce dernier sous pression par un ajutage. On a constaté qu'il n'est pas possible, à l'aide de moyens techniques simples, de conserver pendant des durées prolongées un gaz se trouvant sous pression élevée, sans que la pression de ce gaz diminue. Précisément pour des extincteurs 15 dont l'acquisition représente généralement une mesure de sécurité et qui ne sont utilisés que dans des cas exceptionnels, il importe que ces appareils conservent leur pleine capacité de fonctionnement pendant une durée prolongée. Pour cette raison» les extincteurs du type décrit doivent être contrôlés de temps 20 en temps quant à leur capacité de fonctionnement et doivent, le cas échéant, être rechargés, à l'aide de fluide sous pression. En outre, on a constaté que les extincteurs utilisant le COg conuae gaz sous pression ne fonctionnent pas de façon sûre, en particulier en cas de froid intense. 25 On connaît des extincteurs qui fonctionnent à l'aide de propergols solides et dans lesquels le gaz sous pression est produit en cas de besoin par la mise à feu de la charge de propergols solides. Les charges de propergols solides sont disposées dans des douilles et peuvent être placées dans des 30 logements de cartouche appropriés, prévus sur les extincteurs0 Comme propergol solide, on peut choisir une poudre de nitro-cellulose ou un mélange à base d'un nitrate d'ammonium avec différents catalyseurs ou d'autres produits générateurs de gazo Il est particulièrement important de choisir le propergol so-35 lide de manière que ce dernier ne produise pas de gaz inflammable et de manière que l'inhalation des gaz ne puisse pas avoir de suites nuisibles à la santéo En outre, le gaz doit contenir le moins possible de vapeur d'eau<> Une autre exigenee imposée à ces propergols réside dans le fait que la température des gaz d'é-40 chappement ne doit pas s'élever au point d'entraîner un endomma- bad original* 69 20397 2 2011291 gement de l'extincteur ou des difficultés de maniement pour l'utilisateur. On a constaté qu'il est difficile de réaliser des extincteurs, mais surtout les cartouches de pression cor-5 respondantes, remplies de propergols solides, de manière que le dégagement des gaz s'effectue de la manière prévue en cas de besoin. Une autre difficulté réside dans le fait que les cartouches de pression doivent être réalisées, c'est-à-dire être construites de manière qu'elles puissent être stockées en gran-10 de quantité, sans risque d'explosion commune. lia présente invention se rapporte à une cartouche de pression du type décrit ci-dessus dans laquelle la combustion progresse uniformément après la mise à feu et dans laquelle le risque d'une explosion est empêché par une évacua-15 tiofâ appropriée de la pression de gaz ainsi produite. Selon l'invention, on qbtient ce résultat par le fait que la douille est réalisée en matière synthétique et présente,en vue de l'échappement des gaz, des zones en forme de membrane, réparties sur la périphérie et susceptibles d'être détruites facilement 20 par voie thermique et/ou mécanique. Du fait que la cartouche de pression conforme à l'invention comporte une douille en matière synthétique, elle assure un meilleur calorifugeage entre l'intérieur de la douille dans laquelle a lieu la combustion» et l'agent extincteur. Un 25 tel calorifugeage est avantageux et ne peut être obtenu, en cas d'utilisation de douilles métalliques, que très difficilement • par une construction compliquée. Du fait que. la matière synthétique présente une inertie thermique considérablement plus élevée que le métal, l'énergie thermique dégagée lors de la com.-30 bustion reste en majeure partie à l'intérieur de la douille et favorise ainsi à son tour une combustion continue, par préchauffage uniforme du propérgol, tandis que l'agent extincteur n'est réchauffé que faiblement» comme déjà mentionnée Les zones facilement destructibles sont avanta-35 geusement disposées entre la charge propulsive et le eulot et la douille comporte plusieurs nervures s'étendant en direction longitudinale, appliquées contre le logement de cartouche et délimitant des canaux en forme de puits, en combinaison avec la face intérieure d'un logement de cartouche métallique, lu fur et 40 à mesure que la pression de gaz s'établit après la mise à feu» BAD ORIGINAL 69 20397 3 2011291 les zones facilement destructibles éclatent et le gaz peut s'échapper par les canaux en forme de puits vers l'intérieur de l'extincteur. Cette condition est remplie dans le cas oà la douille est placée dans le logement de cartouche, c'est-à-dire 5 se trouve en position d'utilisation dans l'extincteur. En eas de stockage des cartouches de pression, les zones facilement destructibles forment une partie de la paroi extérieure, de sorte que lorsqu'une explosion se produit dans le local de stockage ou lorsqu'un incendie se déclare dans ce dernier, ces zo-10 nés sont détruites par la pression du gaz ainsi dégagé et le gaz peut alors s'échapper sans avoir à surmonter une résistance élevée à l'écoulement. Par conséquent, la cartouche de pression conforme à l'invention offre quant à la possibilité de stockage, l'avantage d'un risque d'explosion considérablement réduit du 15 fait qu'une bonne possibilité de détente est offerte au gaz dégagé. A l'état monté, c'est-à-dire lorsque la douille de la cartouohe forme des canaux en forme de puits avec le logement de cartouche, le gaz traversant ces canaux est refroidi au contact de la paroi métallique, évitant ainsi une montée brusque de la 20 pression de gaz, qui pourrait conduire à un éclatement de la douille et qui empêclieràit une combustion contrôlée® D'autre Avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture du dessin annexé qui représente schématiquement un exemple de réalisation non limitatif d'une 25 cartouche de pression conforme à l'invention ; sur ce dessin : 3?igo 1 est une coupe longitudinale d'une cartouche de pression conforme à l'invention, montée dans un logement de cartouche ; Pig. 2 est une coupe suivant II-II de la figurel; 30 Pig. 3 est une coupe transversale, à plus grande échelle, de la douille de cartouche ; Pig. 4 est une coupe suivant IY-IV de la figure^ Sur la figure 1 , la référence 10 désigne un logement de cartouche métallique, de forme essentiellement cylin-35 drique, se terminant en forme de cône à son extrémité inférieure, ce logement recevant la cartouche de pression avec la douille 90 La face frontale supérieure de la douille 9 est fermée au moyen d'un culot 2 qui porte en son centre une capsule d'amorçage lo Depuis cette capsule d'amorçage 1,, un tube intérieur 6 rempli 4.0 d'une substance d'allumage 2 conduit jusqu'à un embout 16 formé 69 20397 4 2011291 sur la face frontale inférieure de la douille et assurant la fernfeture étanche de ce tube«> Le tube intérieur 6 est entouré de tous les côtés par le propergol 11 qui se présente sous la forme d'une masse granuleuse ou d'une pièce comprimée» La charge 5 propulsive est recouverte d'une rondelle de matière synthétique 5 et un ressort de compression 4 est placé entre cette rondelle 5 et le culot 2 en vue de la compensation de différences de volume o La douille 3 en matière synthétique comporte dans sa partie supérieure une paroi épaisse dont les contours extérieurs se 10 prolongent vers le bas sous la forme de quatre nervures 13 réparties sur la périphérie. Ces nervures 13 délimitent, en combinaison avec le logement de cartouche 10, des puits 7 s'étendant en direction longitudinale et débouchant dans le compartiment de pression 14 qui se trouve en dessous de la douille de la 15 cartouche et qui est entouré par le logement de cartouche. Le compartiment de pression 14 comporte quatre ouvertures de sortie circulaires 17, débouchant à l'intérieur de l'extincteur. Au-dessus de la charge de propergol solide, la paroi de la douille de la cartouche est particulièrement mince entre les nervures 20 13* Les zones 8 facilement déstructibles, ainsi formées doivent éclater lorsqu'une pression de gaz s*établit dans le compartiment de dégagement de gaz 15, de sorte que le gaz puisse s'écouler par les ouvertures ainsi dégagées dans les puits 7 et de là par le compartiment de pression 14 dans l'extincteur. Yers le 25 bas, les zones 8 sont délimitées par des nervures 9 faisant saillie vers l'intérieur de la douille de cartouche et prévues-uniquement au voisinage des zones 8» La douille toute entière est construite de manière qu'elle puisse être fabriquée à l'aide d'outils relativement simples par moulage par injection. 30 A titre d'exemple, on va donner ci-après la com position d'une charge de production de gaz propulseurs 11 : 78,5 f> de nitrate d'ammonium ; 9 de nitrate de potassium ; 6,9 d'oxalate d'ammonium en tant que matière 35 inerte dégageant du gaz à température élevée ; 5,6 f> de diehromate d'ammonium en tant que catalyseur, entretenant la décomposition de la charge. 40 Comme mélange d'allumage, on utilise avantageu 69 20397 5 2011291 sement la composition suivante î oxyda de métal tel qu'oxyde de plomb, oxyde de cuivre, oxyde de fer et composants de métaux, tels que silicium, bore, hydrure de zirconium, etc. la mise à feu de la poudre s'effectue par percus-5 sioo sur la eapsule d'amorçage 1 et mise à feu de la charge d'allumage 12. la pression croissante pousse la rondelle 5 vers le haut, à l1encontre du ressort de compression 4 et détruit finalement les zones 8 pour s'échapper par les canaux 7. On 10 obtient donc un écoulement de gaz continu et une combustion uniforme à l'intérieur de la douille 9, Le nombre des nervures 13 n'est pas limité au nombre indiqué pour l'exemple de réalisation représenté. Il faut veiller uniquement à ce que les nervures n'occupent pas 15 moins d'environ 20 # de la périphérie toute entière. 69 20397 2011291 REVENDICATIONS lo Cartouche de pression à propergol solide servant à produire des gaz propulseurs, en particulier pour des extincteurs, comportant une douille, un culot relié par conjugai-5 son de forme à cette douille et une capsule d'amorçage, caractérisée par le fait que la douille est en matière synthétique et présente, en vue de l'échappement des gaz, des zones réalisées en forme de membrane, réparties sur la périphérie et susceptibles d'être facilement détruites par voie thermique et/ou mé-10 canique. 2o Cartouche de pression suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les zones facilement destructibles sont disposées entre la charge de propergol et le culot et que la douille comporte plusieurs nervures s'étendant en direc- 15 tion longitudinale, s'appliquant contre le logement de la cartouche et délimitant des canaux en forme de puits, en combinaison avec la face intérieure d'un logement de cartouche métalli- qae° 3« Cartouche de pression suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que la douille présente une épais-20 seur de paroi importante entre les zones facilement destructibles et le culot et par le fait que les nervures se prolongent en conservant la mSaa épaisseur de paroi et en séparant les unes des autres ces différentes zoneso 4. Cartouche de pression suivant l'un© des reven-25 dications 1 à 3» caractérisée par le fait que les zones facilement destructibles sont délimitées en direction longitudinale par des nervures longitudinales prévues à l'intérieur de la douille, en face des autres nervures, 5 6. Cartouche de pression suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par un tube intérieur rempli, le 35 cas échéant, d'une charge d'allumage et s'étendant à travers la charge propulsive vers la capsule d'amorçage. 7. Cartouche de pression suivant l'une des revendications là 6, caractérisée par un compartiment de pression comportant des ouvertures de sortie pour le gas et formé en direction longi- ^ tudinale à la suite de la douille antre cetts dernière et le lo-40 goment de cartouche» BAD ORIGINE-