CN112960651B - 一种具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器，包括击发机构、外壳、内壳、药芯、隔热层、多孔限位隔板、过滤层及金属丝；药芯为多个药块组合形式，药芯一端为启动端，中心设有圆孔；药芯外设有隔热层，药芯和隔热层一同设置在内壳内；金属丝轴向捆绑在内壳外，并通过金属丝将药芯和内壳固连；内壳设在外壳内，内壳开放端朝向外壳一端；击发机构固定在外壳另一端外，且击发机构的底火依次穿过该端中心、内壳封闭端中心通孔，并与药芯圆孔相对；内壳开放端设有多孔限位隔板，外壳端面与多孔限位隔板之间设有过滤层，且外壳端面中心设有出气口。本发明能够提高发生器的工作稳定性，降低发生器中催化剂和燃料含量及其表面热量。

Description

一种具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器

技术领域

本发明涉及化学反应设备技术领域，具体涉及一种具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器。

背景技术

化学氧气发生器是一种通过化学物质分解产生氧气的生氧装置，可以应用于载人深潜、航空、航天、矿山、逃生等多个领域。化学氧气发生器通常由点火装置、壳体、药芯、隔热和净化材料、出气口等多个部分组成。长度较长的整体药芯的压制成型较难，一般采用多个药块组合的形式，药块间存在接触面缝隙。化学氧气发生器主要通过热量积聚，促使氯酸钠分解产生氧气，提高药芯催化剂含量会降低分解反应所需的热量，提高燃料含量会增加产生的热量，热量驱动化学氧气发生器在工作并产生过多热量兼容接触面缝隙可能导致的中断。此外，为保持热量避免药块间结合处热量损失，在化学氧气发生器内部通常填充有大量的隔热材料，例如陶瓷纤维、玻璃纤维等。美国专利US5804146公布了一种化学氧气发生器，其在产氧药芯周围包裹了大量的透气纤维材料，这些材料的主要功能是吸收产生的氯气等杂质气体，并维持药芯持续反应不间断。该发明适用于放氧时间短的一体压制的药芯，对于分体式药块，大量的柔性纤维材料使药块间缝隙更易变大，而且过度透气性使得反应的热量有部分损失，药芯配方需更多金属燃料；美国专利US5198147公布了一种化学氧气发生器，其使用了楔形结构的产氧药芯，并且在药芯周围包裹了较多隔热保温材料。为防止熔融的产氧组分滴落，其在产氧药芯的启动端还设有一个防滴落的防护罩，该发明同样更适用于一体式药芯，较多的包裹隔热保温材料对发生器工作时气体的释放产生阻碍。美国专利US5725834公布了一种化学氧气发生器，它采用了复杂的气路结构设计，使氧气在多层结构的环形空隙内流动，热量在药芯传递降低反应热量，该发明的气路结构实现较为复杂，批量实施困难，缺少保温材料，表面温度受药芯工作影响较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器，能够提高化学氧气发生器的工作稳定性，降低化学氧气发生器中催化剂和燃料的含量，降低发生器表面热量。

本发明采用的技术方案如下：

一种具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器，包括击发机构、外壳、内壳、药芯、隔热层、多孔限位隔板、过滤层及金属丝；

所述内壳一端开放，封闭端中心设有通孔；

所述药芯为多个药块组合形式，所述药芯一端为启动端，中心设有圆孔，用于放置延期药；所述药芯外包裹有隔热层，将药芯和隔热层一同设置在内壳内；所述金属丝轴向捆绑在内壳外，并通过金属丝将药芯和内壳固定连接；

所述内壳设置在外壳内，开放端朝向外壳一端；所述击发机构固定在外壳另一端外，且击发机构的底火依次穿过该端中心、内壳通孔，并与药芯启动端的圆孔相对；

所述内壳开放端设有多孔限位隔板；与内壳开放端相对的外壳端面与多孔限位隔板之间设有过滤层，且所述外壳端面中心设有出气口。

进一步地，外壳为分体结构，包括上封盖、外壳筒体及下封盖；

所述上封盖和下封盖分别固连在外壳筒体两端，所述击发机构固定在上封盖上。

进一步地，隔热层材料采用陶瓷纤维、玻璃纤维、气凝胶毡中的一种或多种组合、并以铜皮包裹形成。

进一步地，过滤层由金属支撑网、固体颗粒过滤层、化学过滤层、固体颗粒过滤层、金属网依次叠加组成。

进一步地，所述内壳包括内壳底座和内壳筒体，内壳筒体由紫铜材质的片材卷曲而成，内壳筒体的外径与内壳底座的内径相同，内壳底座套装在内壳筒体外圆周。

进一步地，所述金属丝材质为铜丝，采用四根，四根铜丝一端对应穿过内壳底座边沿的四个固定孔进行固定，所述四个固定孔均匀分布，四根铜丝另一端相对两根进行捆绑，在药芯另一端底部呈十字交叉状。

有益效果：

1、本发明通过金属丝的捆绑，有效避免药块间因组装或振动导致药块间缝隙增大，解决了药芯工作中可能的中断问题。同时在捆绑金属丝时，金属丝挤压隔热层，在隔热层材料和药芯间形成气路，工作时氧气通过气路传输并预热后部分还未反应的药芯，且热量在药芯中传递能够降低持续反应所需的热量。在化学氧气发生器工作期间和工作后2小时内，化学氧气发生器的表面温度不超过300摄氏度，有效降低了发生器表面热量。

2、本发明内壳包括内壳底座和内壳筒体，为分体结构，从工艺加工上更易实现；其次，两部分结构可以采用相同的材质或者不同的材质，若采用相同的材质，均采用紫铜；若采用不同的材质，则内壳筒体为紫铜材质，内壳底座为不锈钢或黄铜，相应地厚度不同。

3、本发明的金属丝为铜丝，在高温纯氧条件下不会燃烧，危险性小。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为气路和药芯固定结构示意图。

其中，1-击发机构，2-上封盖，3-内壳，4-药芯，5-隔热层，6-外壳，7-铜丝，8-多孔限位隔板，9-过滤层，10-出气口，11-气路，12-固定孔，13-内壳底座，14-内壳筒体。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器，如图1所示，包括击发机构1、外壳6、内壳3、药芯4、隔热层5、多孔限位隔板8、过滤层9及金属丝。

外壳6为分体式结构，包括上封盖2、外壳筒体及下封盖；上封盖2和下封盖分别固连在外壳筒体两端。

内壳3包括内壳底座13和内壳筒体14，内壳筒体14由紫铜材质的片材卷曲而成，内壳底座13可以采用与内壳筒体14相同或者不同的材质，若采用相同的材质，内壳底座13也采用紫铜；若采用不同的材质，则内壳底座13采用不锈钢或黄铜，相应地内壳底座13和内壳筒体14厚度不同。内壳筒体14的外径与内壳底座13的内径相同，内壳底座13套装在内壳筒体14一端外圆周，内壳筒体14另一端开放。内壳底座13中心设有通孔。

药芯4为多个药块组合形式，药块通过模压机械一次压制成型。药芯4一端为启动端，中心设有圆孔，用于放置延期药。药芯4外包裹有隔热层5，将药芯4和隔热层5一同设置在内壳3内，药芯4启动端朝向内壳底座13。可以将药芯4和隔热层5整体插入到内壳中，也可以将内壳筒体14包裹住隔热层5，然后整体插入到内壳底座13中，形成一个产氧功能部件。

如图2所示，内壳底座13边沿开设四个固定孔12，四个固定孔12均匀分布。金属丝材质为铜丝7，采用四根，四根铜丝7一端对应穿过内壳底座13边沿的四个固定孔12进行固定，四根铜丝7另一端相对两根进行捆绑，在药芯4另一端底部呈十字交叉状。在操作的过程中，通过使用专用工装等辅助设备，使各个零部件处于同轴位置。

隔热层5材料采用陶瓷纤维、玻璃纤维、气凝胶毡中的一种或多种组合、并以铜皮包裹形成。柔性隔热层5材料在铜丝7固定时，会产生形变在药芯4与隔热层5材料之间形成空隙气路11。

内壳3设置在外壳6内，开放端朝向外壳6的下封盖；击发机构1固定在外壳6的上封盖2上，且击发机构1的底火依次穿过外壳6的上封盖2中心、内壳底座13通孔，并与药芯4启动端的圆孔相对，即底火的火焰喷射口与圆孔正相对，方便点火启动。击发机构1和上封盖2通过焊接方式固定为一体。击发机构1与内壳底座13通过铆接或冲压等方式固定为一体。击发机构1、上封盖2和内壳底座13形成一个杯型结构，用于放置安装药芯4。

内壳3开放端设有多孔限位隔板8；多孔限位隔板8上开有规则排列的小孔，用于均匀分布气体。多孔限位隔板8套装在内壳3开放端外圆周，且与外壳6固定为一体。多孔限位隔板8与外壳6的下端盖之间设有过滤层9；外壳6的下端盖中心设有出气口10。下端盖上还设有安全阀，该化学氧气发生器中除安全阀外，所有零部件均处于同轴位置。

过滤层9由金属支撑网、固体颗粒过滤层、化学过滤层、固体颗粒过滤层、金属网依次叠加组成。

按具有气路11和药芯固定结构制造的化学氧气发生器对比无药芯固定结构的化学氧气发生器在药块间连接处流量下降明显减少，极大减少出现中断的可能性。同等配方含量药芯按有、无气路组装方式，放氧速度有较大差异，含有气路11的发生器放氧速度明显加快。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器，其特征在于，包括击发机构、外壳、内壳、药芯、隔热层、多孔限位隔板、过滤层及金属丝；

所述内壳一端开放，封闭端中心设有通孔；

所述药芯为多个药块组合形式，所述药芯一端为启动端，中心设有圆孔，用于放置延期药；所述药芯外包裹有隔热层，将药芯和隔热层一同设置在内壳内；所述金属丝轴向捆绑在内壳外，并通过金属丝将药芯和内壳固定连接；

所述内壳设置在外壳内，开放端朝向外壳一端；所述击发机构固定在外壳另一端外，且击发机构的底火依次穿过该端中心、内壳通孔，并与药芯启动端的圆孔相对；

所述内壳开放端设有多孔限位隔板；与内壳开放端相对的外壳端面与多孔限位隔板之间设有过滤层，且所述外壳端面中心设有出气口；所述内壳包括内壳底座和内壳筒体，内壳筒体由紫铜材质的片材卷曲而成，内壳筒体的外径与内壳底座的内径相同，内壳底座套装在内壳筒体外圆周；内壳底座边沿开设四个固定孔，四个固定孔均匀分布；所述金属丝材质为铜丝，采用四根，四根铜丝一端对应穿过内壳底座边沿的四个固定孔进行固定，四根铜丝另一端相对两根进行捆绑，在药芯另一端底部呈十字交叉状。

2.如权利要求1所述的具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器，其特征在于，外壳为分体结构，包括上封盖、外壳筒体及下封盖；

所述上封盖和下封盖分别固连在外壳筒体两端，所述击发机构固定在上封盖上。

3.如权利要求1所述的具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器，其特征在于，隔热层材料采用陶瓷纤维、玻璃纤维、气凝胶毡中的一种或多种组合、并以铜皮包裹形成。

4.如权利要求1所述的具有气路和药芯固定结构的化学氧气发生器，其特征在于，过滤层由金属支撑网、固体颗粒过滤层、化学过滤层、固体颗粒过滤层、金属网依次叠加组成。

Images