[AR] Re: Vacuum processing of solid propellant

  • From: Bruce Beck <bbeck7@xxxxxxxxx>
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Mon, 8 Jul 2019 00:40:49 -0600

https://mail.google.com/mail/u/0?ui=2&ik=2fb6346cde&view=lg&permmsgid=msg-f%3A1386486507584366583&ser=1

On Sun, Jul 7, 2019 at 11:43 PM Troy Prideaux <troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
wrote:

It was too early in the morning for me as illustrated by the myriad of
typos throughout my postings L



*From:* arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx]
*On Behalf Of *anthony@xxxxxxxxxxx
*Sent:* Monday, 8 July 2019 12:01 PM
*To:* arocket@xxxxxxxxxxxxx
*Subject:* [AR] Re: Vacuum processing of solid propellant



I think you are inferring the same thing.



*“as a general rule, the valve is completely clean and opened only once
for the discharge. It is never throttled or closed once propellant has been
introduced”*



Anthony J. Cesaroni

President/CEO

Cesaroni Technology/Cesaroni Aerospace

http://www.cesaronitech.com/

(941) 360-3100 x101 Sarasota

(905) 887-2370 x222 Toronto



*From:* arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> *On
Behalf Of *Troy Prideaux
*Sent:* Sunday, July 7, 2019 9:30 PM
*To:* arocket@xxxxxxxxxxxxx
*Subject:* [AR] Re: Vacuum processing of solid propellant



It’s probably been >10 years since I last used that mixer, but if I ever
do drag it back into life again, I’ll consider it. Mind you, the
propellants I was playing with are relatively pretty insensitive and the
ball valve is cleaned out upon each use.



I’m struggling to envisage how much of a trapping issue there is though ie.



The process is started with the valve closed (ingredients added & mixed)

When ready for casting, the valve is opened fully.

The ‘fluid’ is transferred (gravity fed) through the fully opened valve
until the hopper is empty

The hopper with valve attached is removed for cleaning with the valve
still in the fully open position.



There’s no time when the valve (with open ball full of product) is closed
like a typical cryogenic or even typical industrial fluid processing
application.



Also, there’s a fair bit of hysteresis with the flow of typical solid
propellant mixtures so there generally is a workable about of time
allowable for value opening action without significant concern of creepage
into outer cavities.



Troy







*From:* arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx
<arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx>] *On Behalf Of *anthony@xxxxxxxxxxx
*Sent:* Monday, 8 July 2019 10:33 AM
*To:* arocket@xxxxxxxxxxxxx
*Subject:* [AR] Re: Vacuum processing of solid propellant



Consider a plug instead and here’s why. As with cryogenic systems, it
presents a trapped working fluid. In this case, the working fluid is
propellant. The next issue is dependent on the valve and seat design as
well as materials. If the propellant is at all sensitive or any fines are
present (there usually are) there is the potential for sufficient shear
and/or friction to cause initiation. The situation quickly becomes more
problematic if the propellant is trapped.



I have seen ball valves used in industry for propellant discharge but as a
general rule, the valve is completely clean and opened only once for the
discharge. It is never throttled or closed once propellant has been
introduced.



The use of ball valves in propellant discharge equipment is prohibited in
our facilities. Cove cut valves are used exclusively.



Anthony J. Cesaroni

President/CEO

Cesaroni Technology/Cesaroni Aerospace

http://www.cesaronitech.com/

(941) 360-3100 x101 Sarasota

(905) 887-2370 x222 Toronto



*From:* arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> *On
Behalf Of *Troy Prideaux
*Sent:* Sunday, July 7, 2019 8:02 PM
*To:* arocket@xxxxxxxxxxxxx
*Subject:* [AR] Re: Vacuum processing of solid propellant



Yup, that’s the dump (actually casting) valve. So the ball’s stem (it’s a
ball valve) is loosely coupled to an o-ring sealed sleeve with the handle
attached through the outer stainless steel casing/jacket that allows vacuum
operation of the valve; which allows the casting whilst still under vac &
while even the mixing paddle is still rotating. As illustrated this can be
removed to enabled the main mixing hopper to be removed for cleaning or
whatever.



BTW: what’s not illustrated there is a paddle height control at the very
top of the main spindle shaft. This allows for adjustment of mixing paddle
during operation (under vac mixing). This is a **really** useful function
for different mix viscosities allowing me to strike the right balance
(stuff sticking to paddle vs sticking to mixing hopper) for very small
mixes and it also helps to minimise wastage as I can set it low enough to
virtually scape the hopper at the end to ensure just about everything is
transferring into the casting tube(s).



Troy



*From:* arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx
<arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx>] *On Behalf Of *anthony@xxxxxxxxxxx
*Sent:* Monday, 8 July 2019 9:35 AM
*To:* arocket@xxxxxxxxxxxxx
*Subject:* [AR] Re: Vacuum processing of solid propellant



Well done. Is that a valve at the bottom of the bowl?



Anthony J. Cesaroni

President/CEO

Cesaroni Technology/Cesaroni Aerospace

http://www.cesaronitech.com/

(941) 360-3100 x101 Sarasota

(905) 887-2370 x222 Toronto



*From:* arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> *On
Behalf Of *Troy Prideaux
*Sent:* Sunday, July 7, 2019 7:26 PM
*To:* arocket@xxxxxxxxxxxxx
*Subject:* [AR] Re: Vacuum processing of solid propellant



No, it’s a totally custom made contraption
http://www.propulsionlabs.com.au/mixer/



Mixes and casts under vac with optional dry gas purge/re-pressurizing at
the end.



Cheers,



Troy





*From:* arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx
<arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx>] *On Behalf Of *William Claybaugh
*Sent:* Monday, 8 July 2019 8:57 AM
*To:* arocket@xxxxxxxxxxxxx
*Subject:* [AR] Re: Vacuum processing of solid propellant



Troy:



What mixer do you use under vacuum?  Is it modified for this use or did
you find one? If modified, what did you do to it?



Bill



On Sun, Jul 7, 2019 at 4:53 PM Troy Prideaux <troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
wrote:

This is why I do all my mixing and casting under vac. Normally NCO will
favour H2O over OH in terms of reactivity although OH groups do some in
various different reactivities.


Troy



*From:* arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx]
*On Behalf Of *1bcjolly
*Sent:* Monday, 8 July 2019 5:09 AM
*To:* arocket@xxxxxxxxxxxxx
*Subject:* [AR] Re: Vacuum processing of solid propellant



Some suggestions:



1)  Do you dry your AP?  I have found that AP contains moisture,
supposedly from absorption from the atmosphere.  This water can be driven
off by drying at a temperature of 240 F.  Drying the AP before mixing
should also help the cure if you are using OH/NCO chemistry since moisture
contamination uses up NCO functional groups.



2)  Use slow mix speed.  Baking type mixers on almost any speed will
introduce air into the mix.



Barry C







Sent from my Sprint Tablet.



-------- Original message --------

From: Anthony Cesaroni <anthony@xxxxxxxxxxx>

Date: 7/7/19 14:43 (GMT-05:00)

To: arocket@xxxxxxxxxxxxx

Subject: [AR] Re: Vacuum processing of solid propellant



Discharge machine extra.:-)





[image: Image removed by sender.]





Anthony J. Cesaroni

President/CEO

Cesaroni Technology/Cesaroni Aerospace

http://www.cesaronitech.com/

(941) 360-3100 x101 Sarasota

(905) 887-2370 x222 Toronto





*From:* arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> *On
Behalf Of *William Claybaugh
*Sent:* Sunday, July 7, 2019 12:40 PM
*To:* arocket@xxxxxxxxxxxxx
*Subject:* [AR] Vacuum processing of solid propellant



I ran some static tests recently using a modified version of the standard
RRS composite propellant (10% Al rather than 7%).  Those tests included
applying vacuum to the fully processed mix ahead of casting (5 minutes);
the mix was still outgassing when we repressurized



This resulted in an about 5.6 % increase in density, of which 0.9% is
attributable to the increased Al loading.



Given that full mixing under vacuum is not viable given the processing
equipment available at the MTA, is there another vacuum schedule that might
provide still higher density?



Does degassing the liquid components before mixing help or does the
subsequent mixing just reintroduce air?  Any recommendations on degassing
time after mixing (recognizing that the catalyst is in the mix at this
point).



Two static tests, one at 390 psia average and the other at 760 psia
average showed a decreased burn rate and a slightly higher ISP as compared
to the original mix, as expected.



Bill


JPEG image

Other related posts:

  1. Home
  2. arocket
  3. Archive
  4. 07-2019