Brevet FR2478808A1 — publié le 19810925

A\ 2478838 MODULE A RETARD PYROTECHNIQUE ET SON PROCEDE DE CHARGEMENT 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 fumiée, etc... Ces dispositifs sont cons- titués 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, métauxou 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 àla 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. 24 78 8 q8 Il est déjà connu, dans la pratique industrielle courante, que le simple mélange à sec de plusieurs composés solides cristal- lisés ou non, plus ou moins hygroscopiques, de masses volumiques réelles différentes, de granulométrie étalée et souventtrès 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 méJange 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 1 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. 24788ei8 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 renfor- çatrice 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 pyrotech- niques 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. 24788' 8 L'invention a également pour objet un procédé pour le chargement d'un module pyrotechnique telque 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 chaîre pyrotechnique en dosant successivement, et en particulier volumétriquement, à l'état pulvérulent des compositions obtenues connus de mise er. 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 PETAT 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 essentiel- lement les étapes suivantes mise en solution dilué d'un polynière d'enrobage dans un solvant, X onique ou non, à raison d'une concentration en poids de 2 à 20 5o; * 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 unou plusieurs 2 polynères antagonistes liquides ou visqueux pour lequel le solvant précité a une affinité plus grande que pour lepolymère d'enrobage précédent, jusqu'à obtenir une concentration en poids comprise entre % 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 pate 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 y 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 compositionrenforçatrice 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, àl 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. ***./-*-. 24788C8 - 6 - - 130 mg de caoposition d'allumage enrobée selon le procédé décrit dans le brevet français 2 309 493, - 70 mg de caoposition à retard granulée selon un procédé mécanique connu puis en ccmprimant avec un poinçon cônique sous une pression de 190 x 106 pascals, - 200 mg de coeposition à retard granulée conme ci-dessus, en effectuant ensuite une nouvelle caopression à 190 x 106 pascals, puis en ajoutant: - 70 mg de composition à retard granulée coune ci-dessus, - 100 mng de ccoposition renforçatrice mélangée au mélangeant rotatif. On effectue alors une dernière compression avec un poinçon plat sous une pression de 190 x 106 pascals. Les tubes terminés sont ensuite équipés d'une amorce à per- cussion. Leur tir au mouton de chute avec mesure des retards donne les résultats suivants: - durée de retard rmoyenne: 5,8 s':avec un écart-type de 0,18 s. Le tableau suivant permet de ccomparer les résultats obtenus par des modules pyrotechniques chargés avec des campositions pyro- techniques diversement mises en forme par les procédés connus mention- nés 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 ccrprennent une mûne coposition renforçatrice simplement mélangée à sec. 2 4 788 8 moyenne!temps de combustion! % fonction-: du retard!minimum maximum nement ())( (s) (s) i - - 1 (s),, 1 allumage mélangé à sec retard mélangé à sec 2 allumage mélangé retard granulé 3 allumage mélangé retard enrobé 4 allumage granulé retard mélangé allumage granulé retard granulé 6 allumage granulé retard enrobé 7 allumage enrobé retard mélangé 8 allumage enrobé retard granulé 9 allumage enrobé retard enrobé o o o 7,2 i 7; 6,7 8, 2 7 4,5 6,9 6,8 7,1i 7, 1 [ 6, 8 7, 5 7,4 a, 6 7,4 7, 1 i 7,1 1 /... 24788 C - -8 - REVENDIC2TIONS 1 - Module à retard pyrotechnique du type comprenant, successive- ment, des mélanges de caomosés pulvérulents consistant en une ccrm- position d'allumage, en une coaposition à retard, et, éventuelle- ment en une ccaposition renforçatrice, caractérisé en ce que la com- position d'allumage se présente sous forme de mélange enrobé, la composition à retard se: présente sous tomne de mélange granulé ou enrobé, et la ccoposition 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 c=position d'allumage sous forme enrobée, une composition à retard sous forme granulée ou enrobée, et une ccrposition renforçatrice sous forme mélan1gée à sec. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, au fur et à mesure de leur introduction dans le module, les caupo- sitions sont soumises à une carpression d'environ 190 x 106 pascals. 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 190 x 106 pascal - chargement d'environ 60% de la composition à retard, campression avec un poinçon conique sous environ 190 x 106 pascal - chargement du reste de la composition à retard, puis de la com- position renforgatrice, - dernière compression avec un poinçon plat sous environ 190 x 106 pascals. -s, Ls