DE2605173C2

DE2605173C2 - Sauerstoffgenerator

Info

Publication number: DE2605173C2
Application number: DE19762605173
Authority: DE
Inventors: Tommy Lewis Melbourne Fla. Thompson
Original assignee: MPM LIFE SUPPORT MELBOURNE FLA US; Mpm Life Support Melbourne Fla
Current assignee: MPM LIFE SUPPORT MELBOURNE FLA US
Priority date: 1976-02-10
Filing date: 1976-02-10
Publication date: 1985-12-12
Also published as: DE2605173A1

Description

30

Die Erfindung betrifft einen Sauerstoffgenerator mit einer den die Erzeugerkerze aufnehmenden Behälter umgebenden Schicht aus Salzhydrat, das unter Einwirkung der Reaktionswärme Hydratwasser abgibt, wobei eine den Sauerstofferzeuger umgebende Isolierung eine zwischen zwei Grenzschichten angeordnete Salzhydratschicht umfaßt und der sich bildende Wasserdampf in die umgebende Atmosphäre abgebbar ist.

Ein derartiger Sauerstoffgenerator ist aus der US-PS 37 42 683 bekannt. Hierbei besteht jedoch die Aktivierungseinrichtung aus einem Schlagbolzen, der eine Sprengladung zur Explosion bringt, um die Sauerstofferzeugung einzuleiten. Die gesamte Vorrichtung läßt infolge der Zerstörung wesentlicher Funktionsteile nur eine einmalige Inbetriebnahme zu.

Aus der US-PS 35 80 250 ist ein Sauerstoffgenerator bekannt, der innerhalb eines mit einer Kappe verschlossenen Gehäuses angeordnet ist. In der Kappe befindet sich eine Gesichtsmaske zur Entnahme des Sauerstoffs. Die Auslöseeinrichtung ist als Einheit mit dem Sauerstoffgenerator ausgebildet, so daß lediglich eine einmalige Verwendung beabsichtigt und möglich ist.

Aus der US-PS 24 03 981 ist ein Atemschutzgerät für den Einsatz während eines längeren Zeitraumes bekannt, mit einem geschlossenen Atemluftkreislauf, Luftvorratskammern, sowie einer Luftaufbereitungseinheit zur Bindung des Kohlendioxids und Anreicherung mit Sauerstoff. Die mit Chemikalien zur Sauerstoff-Freigabe und Kohlendioxidbindung gefüllte Einheit ist während des Atembetriebs austauschbar. Das für den Dauerbetrieb in giftiger Umgebung konzipierte Gerät ist infolge seines voluminösen Aufbaues als Sauerstoffgenerator für Notfälle ungeeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Sauerstoffgenerator der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine Wiederverwendung der Aktivierungseinrichtung für den Sauerstoffgenerator möglich ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst, wonach der mit einer durchstoßbaren Dichtung verschlossene Sauerstoffgenerator mit einer abnehmbaren, zweiteiligen Abschlußkappe versehen ist in deren dem Sauerstoffgenerator zugewandten Teil eine Durchstoßeinrichtung zur Öffnung der Dichtung und gleichzeitigen Aktivierung des Sauerstoffgenerators angeordnet ist, während sich im oberen Teil der Abschlußkappe eine herausnehmbare Gesichtsmaske mit einer Zuleitung für den Sauerstoff befindet. Vorzugsweise ist die Abschlußkappe über eine Schnappverbindung an dem Behälter des Sauerstoffgenerators gehalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt im einzelnen:

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Sauerstoffgenerators, in welcher Teile weggebrochen sind;

Fig.2 einen senkrechten Schnitt entlang der Linie Π-ΙΙ von Fig. 1;

F i g. 2A einen senkrechten Teilschnitt des Generators von F i g. 2, wobei die die Rückseite bildenden Folien der Schichten weggelassen sind;

F i g. 3 eine Teilansicht ähnlich F i g. 2, welche den Kanister und seinen Verschluß in der Stellung der Sauerstoffabgabe zeigt;

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Verschlußkappe längs der Linie IV-IV von F i g. 3, und

F i g. 5 eraen Schnitt durch die Verschlußkappe längs der Linie V-V von F i g. 2.

In F i g. 1 und 2 besteht der Sauerstoffgenerator 10 aus einem zinnplattierten Stahlbehälter 11, nachstehend als Behälter bezeichnet, der ein Gehäuse für eine Natriumchloratkerze 12 mit einer entsprechenden Zusammensetzung bildet; die Kerze ist mit einem Zündkegel 13 bedeckt. Eine mit Wasser 15 gefüllte Glasampulle 14 ruht auf dem Kegel oder ist in diesen eingebettet. Gegebenenfalls kann eine erste Zündzusammensetzung 16 mit der folgenden Zusammensetzung die Ampulle 14 umgeben:

45

50

55

60

65 NaClO₃

NaJO₃

Na₂O

18Gew.-%
38 Gew.-%
44 Gew.-%

Der Behälter 11 besitzt die übliche zylindrische Seitenwand 17 mit flachem Boden und Deckel 18 bzw. 19, die an der Seitenwand mittels Bördelungen 20 bzw. 21 befestigt sind. Der Boden 18 ist nicht durchlocht, während der Deckel 19 eine zentrale kreisförmige Öffnung 22 besitzt, welche mittels einer durchbohrbaren Metallfolie 23 versiegelt ist, die entweder an der Innen- oder Außenseite des Deckels 19 befestigt ist. Die zylindrische Seitenwand des Behälters 11 ist bis unmittelbar unterhalb der Bördelung 21 bis Höhe 24 mit der Isolierung 25 und der Boden 18 mit der Isolierung 26 bedeckt. Der Deckel 19 und die Bördelung 21 bleiben frei.

Die Isolierung 25 enthält eine Schicht 27 aus Salzhydrat, die zwischen Schichten 28 und 29 aus feuerfestem Fasermaterial mit einer Aluminiumfolie als Rückseite angeordnet sind, während eine Hülse 30 aus Karton, Kunststoff oder Metall die äußere Schicht 29 umgibt. Wenn die Aluminiumfolie um die Hydratschicht weggelassen wird, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist, soll die Hülse 30 porös sein, so daß Wasserdampf von der Außenseite in radialer Richtung sowie durch die Enden in axialer Richtung entweichen kann. Wie gezeigt, besteht die Schicht 28 aus einer verhältnismäßig dicken Schicht 28a aus hochschmelzendem Fasermaterial, welche die

zylindrische Seitenwand 17 des Behälters umgibt und eine Rückseite aus einer dünnen Aluminiumfolie 286 trägt Die Schicht oder Hülle 29 besitzt eine verhältnismäßig dicke Außenschicht 29a aus hochschmelzendem Fasermaterial auf einer Unterlage 296 aus der Aluminiumfolie. Die äußere Faserschicht 29a wird von der Hülse 30 bedeckt Das Salzhydrat 27 beiiiidet sich somit zwischen den Aluminiumrückseiten 286 und 29b der aus hochschmelzenden Fasern bestehenden Hüllen 28 und 29.

Die Hüllen 28 und 29 bestehen vorzugsweise aus hochschmelzendem mineralischem Fasermaterial etwa folgender chemischer Zusammensetzung:

Al₂O₃	50,9 Gew.-°/o
SiO₂	46,8 Gew.-°/o
B₂O₃	l,2Gew.-%
Na₂O	0,8 Gew.-°/o
Spuren organischer Stoffe	0,3—0,5 Gew.-%

Andere geeignete Isolierhüllen sind z. B. äußerlich geschlossene, mineralische Schaumkunststoffe. Diese Stoffe besitzen den Vorteil, nicht-saugfähig zu sein und können somit ohne die Aluminiumfolie verwendet werden.

Die die Rückseite bildende Aluminiumfolie ist etwa 0,05 mm dick, die Dicke jeder Hülle beträgt etwa 6 mm.

Die Dicke der Salzhydratschicht 27 kann zur Erzielung des gewünschten Isoliereffekts variieren. Bei Verwendung von Faserhüllen der oben genannten Zusammensetzung mit einer Dicke von etwa 6 mm braucht die Schicht 27 nur etwa 6 mm dick zu sein, wobei die Dicke der Hülle und der Salzhydratschicht so variiert werden kann, daß sie sich den Gebrauchsbedingungen des Generators anpaßt

Die den Boden des Zinnbehälters bedeckende Bodenhülle 26 kann eine beliebige Dicke haben und bedeckt auch die Enden der Isolierschichten 27—29. Da die Hülle 26 porös ist, wird das untere und auch das obere Ende der Isolierschicht 27 durch diese poröse Hülle zur Atmosphäre hin entlüftet.

Der oben auf den Behälter zur Aktivierung der ChIoratkerze 12 und zur Abgabe von Sauerstoff an eine Gesichtsmaske mit einem Schnappverschluß befestigte Deckel blockiert die Ventilationswirkung dieser Schicht nicht. Die folgenden Versuche erläutern die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Isolierung gegenüber einer üblichen Isolierung. Es wurden bei hoher Temperatur reagierende Chloratkerzen, enthaltend Eisenfasern, Bariumperoxid und Glasfasern, in einem zinnplattierten Stahlbehälter verwendet.

Die Aktivierung des Sauerstoffgenerators 10 und die Sauerstoffabgabe an eine Maske oder eine Kanüle erfolgt mittels eines in F i g. 2 bis 5 dargestellten Schnappdeckels. Diese Abschlußkappe 35 besteht aus einem zylindrischen Kunststoffteil 36, in dem der Aktivierungsmechanismus angeordnet ist, sowie einem Auslaßrohr und einem abnehmbaren zylindrischen Teil 37, in dem sich eine Gesichtsmaske und ein Anschlußrohr befinden. Der Teil 36 besitzt eine zylindrische Seitenband 17 mit einem offenen oberen zylindrischen Ende und einer Schnappverbindung 38 aus mehreren, z. B. drei, flexiblen Fingern, die am Boden des Teils nach innen ragen und unter die Bördelung oder den Rand 21 des Deckels 19 der Behälterwand 17 einschnappen und oben auf der Isolierung 25 aufliegen. Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß zwischen diesen Fingern freie Räume vorhanden sind, durch welche die Isolierschichten an ihrem oberen Ende mit dem Inneren des Teils 36 in Verbindung stehen. Das offene obere Ende des zylindrischen Teils 37 besitzt einen sternförmigen Kunststoffkörper 39 mit drei abstehenden Armen 39a, die mittels Schrauben 40 befestigt sind. Dieser sternförmige Teil 39 besitzt eine Mittelöffnung 41 mit einer Gegenbohrung 42, in welcher gleitbar ein kreisförmiger Kunststoffknopf 43 gehalten wird. Ein zylindrisches Isolierteil 44 aus Keramik oder Kunststoff (Phenolharz) mit Ausnehmungen an seinem oberen Ende bei 45 und seinem unteren Ende bei 4b befindet sich

ίο unter dem Teil des sternförmigen Körpers 39, welcher die Gegenbohrung 42 umgibt. Unterhalb dieses Teils 44 ist eine Metallplatte 47 montiert, die durch Hülsen 48 im Abstand davon gehalten wird. An der Platte 47 verankerte Stifte oder Bolzen 49, die durch die Hülsen 48 und den Teil 44 hindurchgehen und bei 50 in die Unterseite des sternförmigen Körpers 39 eingeschraubt sind, halten die Platte 47 und den Teil 44 mit dem sternförmigen Körper zusammen.

In der Mitte der Platte 47 ist ein umgekehrter becherförmiger Körper 51 mit einem nach außen gebogenen Rand 51a angeordnet, der unter die Platte greift und um den ein Dichtungsring 52 aus Silikonkautschuk verläuft. Dieser Ring 52 wird dicht an den Teil 19 rund um die Öffnung 22 angepreßt, wenn der Schnappverschluß den Deckel auf die Bördelung oder den Ring 21 drückt. In der Seitenwand des becherförmigen Teils 51 ist ein Metallrohr 53 befestigt, das zwischen der Platte 47 und dem Teil 44 zu einem isolierten Gummirohr 54 verläuft, das entlang dem Teil 44 in den Deckelteil 37 hineinragt.

Am Knopf 43 sitzt ein länglicher Stift 55, der durch den Teil 44 und den becherförmigen Teil 51 geht und in einem verbreiterten Kopf 56 mit einer Spitze 56a endet. Eine Spiralfeder 57 in der Ausnehmung 45 des Teils 44 umgibt den Stift 55 und drückt den Knopf 43 an die

Schulter 58 zwischen der öffnung 41 und der Gegenbohrung 42. des sternförmigen Körpers 39. Der vom Knopf 43 ausgehende Kopf 56 befindet sich dabei an seinem Boden an der Oberseite des becherförmigen Teils 51, so daß sein spitzes Ende 56a etwa mit dem nach außen gebogenen Rand 51a des becherförmigen Teils in gleicher Ebene liegt.

Wenn die Abschlußkappe 35 oben auf den Behälter 11 aufgedrückt wird, wobei die Schnappverbindung 38 unter die Bördelung 21 greift, ergibt der Abdichtungsring 52 eine dichte Verbindung der Öffnung 22 mit dem Innern des becherförmigen Teils 51. Wenn dann der Knopf 43 nach unten gedruckt wird und den Kopf 56 durch die öffnung treten läßt, durchsticht das spitze Ende dieses Kopfes die Öffnungsdichtung 23 und zerstößt die Ampulle 14, wobei Wasser an den Zündkegel abgegeben wird, so daß die Chloratkerze 12 aktiviert und Sauerstoff erzeugt wird, welcher durch die öffnung in dem becherförmigen Teil 51 in das Rohr 53 strömt.

Die Abschlußkappe 35 besitzt einen Teil 59, der mit Hilfe der von dem zylindrischen Körper 36 vorspringenden Finger 39a am oberen Ende des Zylinders 36 befestigt wird. Dieses Deckelteil enthält eine Gesichtsmaske 60 aus flexiblem Gummi, die an einem Ende 61 im Inneren des Deckels nahe bei dem Teil 59 verankert ist. Wie Fig.2 zeigt, liegt diese Gesichtsmaske 50 gefaltet im Teil 37, wenn dieser auf dem Deckel 35 aufsitzt; und das isolierte Rohr 54 befindet sich ebenfalls gefaltet im Dekkel. Wenn der Teil 37 abgenommen wird und die in Fig. 3 gezeigte Stellung einnimmt, wird die Gesichts-

b5 maske 60 aus dem Deckel 57 herausgezogen, so daß das Rohr 54 Sauerstoff von dem aktivierten Generator in diese Gesichtsmaske leitet.

Die Gesichtsmaske 60 ist ein flexibles Gummirohr.

welches nach außen in einen sehr dünnen Teil 62 endet, der leicht unter Anpassung an die Gesichtskontur rund um Mund und Nase eines Benutzers angepreßt werden kann. Rund um die Gesichtsmaske sind Löcher 63 vorgesehen, durch die überschüssiger Sauerstoff austreten kann, welcher gleichzeitig die Atmung des Benutzers erleichtern.

Das Rohr 54 braucht nur bei 64 irn Bereich des Metallrohrs 53 isoliert zu sein; die Isolierung kann aus jedem beliebigen flexiblen Material bestehen. Das Rohr schiebt sich an einem Ende über das Metallrohr 53 und über einen von einer Seitenwand der Gesichtmaske 60 ausgehenden Nippel 65.

Der erfindungsgemäße Kanister für Einweg-Sauerstoffgeneratoren ist somit schnell und einfach ge- is brauchsfähig. Daher kann der Deckel 35 leicht und rasch auf den unbenutzten Kanister aufgesetzt und bei Gebrauch wieder abgenommen werden. Der Deckel erhitzt sich bei der Verwendung nicht merklich und kann wiederholt bequem verwendet werden. Beim Aufsetzen über die Isolierung schnappen die Finger der Abschlußkappe über die Bördelung 21. Dann wird der Teil 37 von der Kappe entfernt, die Gesichtsmaske wird daraus herausgezogen und der Knopf 43 heruntergedrückt, so daß er die Kanisterabdichtung durchstößt und die Wasser enthaltende Viole in dem Kanister zerbricht, so daß Wasser unter Aktivierung des Zündmaterials frei wird und die Kerze unter Abgabe von Sauerstoff zu »brennen« anfängt; dabei strömt Sauerstoff durch den abgedichteten becherförmigen Teil 51 und die Rohre 53 und 54 zur Gesichtsmaske. Von der Hydratschicht 27 zwischen den Folien 286 und 29b freigegebener Wasserdampf wird durch den Abschlußkappenteil 36 und die Bodenisolierung 26 abgegeben, so daß ein Benutzer die Hülse 30 anfassen kann, ohne daß er mit dem heiben Dampf in Berührung kommt. Die Abschlußkappe 35 wirkt wie ein Kamin, welcher den freigegebenen Wasserdampf von der Hülse 30 abführt. Wenn die Folie 2Sb und 296 weggelassen werden, wie dies F i g. 2A zeigt, und die äußere Umfangsfläche der Anordnung porös ist, entweicht der Wasserdampf frei sowohl in radialer als auch in axialer Richtung, wobei die Oberfläche zwar feucht werden kann, jedoch während der gesamten Brenndauer der sauerstofferzeugenden Kerze bequem anzufassen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

50

55

60

Claims

Patentansprüche: 15 20

1. Sauerstoffgenerator mit einer den die Erzeugerkerze aufnehmenden Behälter umgebenden Schicht aus Salzhydrat das unter der Einwirkung der Reaktionswärme Hydratwasser abgibt, wobei eine den Sauerstofferzeuger umgebende Isolierung eine zwischen zwei Grenzschichten angeordnete Salzhydratschicht umfaßt und der sich bildende Wasserdampf ίο in die umgebende Atmosphäre abgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer durchstoßbaren Dichtung (23) verschlossene Sauerstoffgenerator (10) mit einer abnehmbaren, zweiteiligen Abschlußkappe (35) versehen ist, in deren dem Sauerstoffgenerator zugewandten Teil (36) eine Durchstoßeinrichtung (55,56) zur Öffnung der Dichtung (23) und gleichzeitigen Aktivierung des Sauerstoffgenerators angeordnet ist, während sich in dem oberen Teil (37) der Abschlußkappe (35) eine herausnehmbare Gesichtsmaske (60) mit einer Zuleitung (53,54) für den Sauerstoff befindet.

2. Sauerstoffgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußkappe (35) über eine Schnappverbindung (38) an dem Behälter des Sauerstoffgenerators (10) gehalten ist.