DE2756543A1

DE2756543A1 - Verfahren zur herstellung eines chemischen sauerstoffgenerators und nach diesem verfahren hergestellter chemischer sauerstoffgenerator

Info

Publication number: DE2756543A1
Application number: DE19772756543
Authority: DE
Inventors: William S Mcbride
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1979-06-21
Also published as: US4241485A; DE2756543C3; NL7810363A; GB2011824A; FR2411614B2; GB2011824B; DE2756543B2; FR2411614A2; CA1113694A

Description

Drägerwerk Aktiengesellschaft Moisllnger Allee 53-55, 2400 Lübeck

Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauerstoffgenerators und nach diesem Verfahren hergestellter chemischer

Sauerstoffgenerator Zusatzanmeldung zu Patent (Patentanm. P 26 50 349.1)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauerstoffgenerators mit einer im Innern eines aus zwei miteinander verschweißten Platten hergestellten, geschlossenen Behälters mit einseitigem Auslaß in Vertiefungen untergebrachten, durch thermische Reaktion Sauerstoff erzeugenden Chemikalmasse und einer Zündvorrichtung, bei der nach dem Füllen beide Platten in einer isostatischen Preßvorrichtung unter Verformung der Vertiefungen gegeneinander gepreßt und dann an ihren aufeinanderliegenden Rändern gasdicht verschlossen werden nach Patent ..... (Patentanm. P 26 50 349.1).

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Chemische Sauerstoffgeneratoren werden in Atemschutz- und Wiederbelebungsgeräten zur Bereitstellung eines Sauerstoffvorrats benutzt. Bei chemischen Sauerstoffgeneratoren liegt der Sauerstoff in chemisch gebundener Form vor und wird im Bedarfsfalle im Ablauf einer chemischen Reaktion freigesetzt. Zu einem geregelten Ablauf der Reaktion muß die Chemikalmasse in einer definierten, gleichmäßigen Dichte vorliegen.

Bekannt ist ein chemischer Sauerstoffgenerator, bei dem der eigentliche Generatorkörper aus dem Chemikalgemisch in verschiedener Weise hergestellt und anschließend in einem luftdicht verschlossenen Blechbehälter untergebracht wird. Zur Herstellung eines festen, selbsttragenden Generatorkörpers kommen die folgenden Verfahren in Betracht:

Das pulverförmige Chemikalgemisch wird mit Trichlortrifluoräthan befeuchtet, in einer Preßform gepreßt und nach dem Entformen in einem Ofen getrocknet. Das Pressen erfolgt in mehreren ArbeitsgSngen, wobei in ein Ende des Generatorkörpers das Material für einen Zündkegel eingearbeitet wird.

Das pulverförmige Chemikalgemisch wird trocken verpreßt, wobei in einem Ende des Generat'orkörpers eine Stelle für den Einsatz eines Zündkegels vorgesehen ist. Nach dem Entformen wird der Zündkegel eingesetzt. Das Chemikalgemisch wird zu einem viskosen Zustand erhitzt und in eine Form gegossen. Die Trennung von der Form tritt durch Schrumpfen des gegossenen Generatorkörpers bei der Abkühlung ein.

Das Chemikalgemisch wird aus der heißen Schmelze extrudiert.

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Bei der Anwendung der Preßverfahren wird die gewünschte Dichte des Generatorkörpers durch den anzuwendenden Preßdruck bestimmt. Zur Einleitung der Reaktion bei Inbetriebnahme bestehen die Möglichkeiten einer Zündung des Zündkegels mittels Streichholz, durch einen elektrischen Zünddraht oder bei einem mittels Wasserzugabe zündbaren Zündkegel durch Zerbrechen einer wassergefUllten Glasampulle. Nachteilig ist, daß nach den genannten Verfahren wegen Schwierigkeiten bei der Pressung oder der Entformung oder wegen der fehlenden Stabilität beim Hantieren keine Sauerstoffgeneratoren mit Generatorkörpern von kleinem Querschnitt und großer Länge herstellbar sind, wie sie zur Erzeugung eines geringen Sauerstoffstromes (das ist die Menge des in der Zeiteinheit freigesetzten Sauerstoffes) bei längerer Gebrauchsdauer erwünscht ist. (DT-AS 21 42 185)

Ein bekannter chemischer Sauerstoffgenerator hat als Gehäuse einen zylindrischen Blechbehälter. In diesem ist als sauerstofferzeugende Chemikalmasse eine Chloratkerze untergebracht. Sie hat die Form einer sechseckigen Säule, die sich zum einen Ende hin sechseckig und zum anderen Ende hin auf ein Rechteck verjüngt, dessen Schmalseiten mit zwei gegenüberliegenden Seiten des Sechsecks übereinstimmen. Die Chloratkerze ist ein formbeständiger Rreßkörper, der an den Stirnseiten zwischen nachgiebigen Matten gelagert und durch ein Prallblech zentriert ist. Die Längsseiten sind ohne Isolation und haben von der Wand des Behälters hinreichenden Abstand für den Durchtritt des Sauerstoffes. Das rechteckige Ende des Preßkörpers ruht über die stützende Matte auf dem Boden des Behälters. Die beiderseits verjüngte Form des Preßkörpers soll eine gleichmäßige Sauerstoffentwicklung bewirken. Nachteilig ist, daß die Form der Chloratkerze nur innerhalb enger Grenzen abgewandelt werden kann und insbesondere eine Ausfüh-

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rung des Sauerstoffgenerators mit einer Chloratkerze von kleinem Querschnitt und großer Länge nicht möglich ist, weil die Stabilität des Preßkörpers beim Hantieren zu gering, das Einbringen des Preßkörpers in den Behälter schwierig und die äußere Form des Sauerstoffgenerators unhandlich wäre. Die Herstellung ist durch das nachträgliche Einsetzen der Chloratkerze in den Behälter umständlich und auf die Einhaltung von Toleranzen zwischen Chloratkerze und Behälter angewiesen. (US 38 61 880).

Dem Hauptpatent (Patentanm. P 26 50 349.1) und auch

der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauerstoffgenerators zu schaffen, das die Herstellung eines Sauerstoffgenerators auf rationelle Weise mit unterschiedlich bestimmter Reaktions-Charakteristik gestattet. Der nach dem Verfahren hergestellte chemische Sauerstoffgenerator soll preiswert, sicher im Gebrauch und auf die spezielle Verwendung optimal abgestimmt sein.

Das Verfahren nach dem Hauptpatent (Patentanm.

P 26 50 349.1) besteht darin, daß nach dem Füllen der Chemikalmasse in eine Vertiefung einer Platte und dem Abdecken mit einer ebenen Platte beide Platten durch Punktschweißung miteinander verbunden, in einer isostatischen Preßvorrichtung unter Verformung der Vertiefung gegeneinander gepreßt und dann an ihren aufeinanderliegenden Rändern gasdicht verschlossen werden. Die Zusatzerfindung besteht darin, daß beide Platten Vertiefungen besitzen und die Füllung in axialer Richtung in die entstandenen Füllkanäle hinein erfolgt.

Die mit dieser Lösung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, daß in rationeller Weise robuste Sauerstoff-

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generatoren mit in weiten Grenzen wählbaren Formen des Behälters und der Anordnung der Chemikalmasse hergestellt werden können. Mit der Methode des Einbringens der Chemikalmasse in den Behälter und anschließenden Pressens der Chemikalmasse einschließlich des Behälters werden Formgebungen möglich, die mit früheren Verfahren nicht erreichbar waren, weil das nachträgliche Einbringen eines vorgeformten Chemikalmasse-PreßkÖrpers in schmale, tiefe und gegebenenfalls gekrümmte Behälter nicht möglich ist. Durch den umhüllenden, den Verlauf der Chemikalmasse umgebenden und verbindenden Behälter ist der Sauerstoffgenerator stabil und der Chemikalmasse-Preßkörper schon im Augenblick des Entstehens geschützt, so daß Beschädigungen bei Einbau, Lagerung und Gebrauch nicht eintreten können. Dadurch wird in Verbindung mit der gleichmäßigen Verpressung hohe Sicherheit im Gebrauch gegen Unregelmäßigkeiten der Sauerstofferzeugung gewährleistet. Durch die Formgebung des Behälters und seiner den Verlauf der Chemikalmasse bestimmenden und verbindenden Abschnitte kann der für den speziellen Anwendungsfall geeignete Verlauf der Sauerstofferzeugung unmittelbar durch die Festlegung der Querschnitte der Chemikalmasse sowie mittelbar durch die vorbestimmte Verteilung der entstehenden Reaktionswärme erreicht werden. Die Verteilung der Reaktionswärme durch Ableitung in die Umgebung oder Vorwärmung benachbarter Bereiche wirkt über die Temperatur der Chemikalmasse auf deren Reaktionsgeschwindigkeit. Die Verteilung der Reaktionswärme kann auch durch die Wahl des Materials und der Wanddicke des Behälters beeinflußt werden. Anordnungen der Chemikalmasse mit kleinem Querschnitt bei großer Länge sind sicher beherrschbar. Dadurch ist die Herstellung von Sauerstoffgeneratoren möglich, die einen mäßigen Sauerstoffstrom über längere Zeit abgeben. Die Formen der Behälter können den Erfordernissen

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der Geräte angepaßt sein, innerhalb derer sie benutzt werden.

In Ausbildung der Erfindung bestehen die Platten nur aus den Vertiefungen als Füllkanäle mit dem einseitigen Auslaß mit umlaufendem, flanschartigen Rand.

In weiterer Ausbildung kann der Behälter überhaupt nur aus einem Stück bestehen, in dem die Chemikalmasse isostatisch gepreßt wird.

Mit diesen beiden Lösungen kann die Form des Sauerstoffgenerators in einfacher Weise günstigst den vorhandenen Raumbedingungen angepaßt werden. Durch die Anordnung von Windung... und ihren gegenseitigen Abstand kann die Verteilung der Reaktionswärme und damit die Sauerstofferzeugung günstig beeinflußt werden. Es wird außerdem Gewicht gespart. Die Formen der Querschnitte der Füllkanäle und auch die Windungen können im Rahmen der Anpassung an den vorhandenen Raum, in dem der Sauerstoffgenerator anzuordnen ist, in weiten Grenzen beliebig anders sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Sauerstoffgenerator nach dem Hauptpatent (Patentanm. P 26 50 349.1),

Fig. 2 einen Querschnitt A-A durch Fig. 1 auf der angegebenen Linie,

Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2, in dem beide Platten Vertiefungen besitzen,

Fig. 4 einen Sauerstoffgenerator mit dem Gehäuse aus Füllkanälen,

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Fig. 5 den Querschnitt B-B durch die Füllkanäle nach Fig. 4.

Der Sauerstoffgenerator nach dem Hauptpatent (Pa-

tentanm. P 26 50 349.1) nach Figuren 1 und 2 besitzt den Behälter 1, der aus der ebenen Platte 2 und der mit einer Vertiefung 4 versehenen Platte 3 besteht.

Im Sauerstoffgenerator nach Fig. 3 mit der Ausbildung nach vorliegender Erfindung besitzen beide Platten 25 und 26 die Vertiefungen 4.

Die Platten 2, 3, 25 und 26 sind aus weichem Stahlblech hergestellt. Die Vertiefungen 4 besitzen in ihrem Verlauf die Form einer Schlangenlinie 5; ihr eines Ende 6 ist in sich abgeschlossen, das andere Ende 7 ist über den Auslaß 8 zum Rande der Platten hin offen. Der zwischen den Platten 2, 3, 25 und 26 durch die Vertiefungen 4 eingeschlossene Raum, die Füllkanäle 27 bildend, enthält die sauerstoffabgebende Chemikalmasse 9 und an dem offenen Ende 7 die bekannte Zündvorrichtung 10, beispielsweise eine brechbare Wasserampulle. Die aufeinanderliegenden Ränder der Platten 2, 3, 25 und 26 sind gasdicht miteinander verbunden. Während der Lagerung ist das offene Ende 7 durch die Folie 12 verschlossen und geschützt.

Die Herstellung des Sauerstoffgenerators nach Fig. 3 erfolgt in der Weise, daß die Platten 25 und 26, z.B. durch die Schweißnaht 11, wobei einige Öffnungen offenbleiben, miteinander verbunden werden. Danach wird in axialer Richtung die Chemikalmasse 9 in die entstandenen Füllkanäle 27 eingefüllt. Anstelle der Zündvorrichtung 10 wird zunächst ein Platzhalter gleicher Größe

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eingelegt. Anschließend wird die gesamte Anordnung in den elastischen AufnahmebehMlter einer isostatischen Preßvorrichtung eingebracht und unter allseits wirkenden hydraulischen Druck gesetzt. Es erfolgt eine Verdichtung der Chemikalmasse 9 auf den für einen ordnungsgemäßen Ablauf der Reaktion erforderlichen Zustand. Dabei erwirken die den äußeren Druck an die Chemikalmasse 9 weitergebenden Wände der Vertiefungen 4 unter Faltung einen kleineren Querschnitt der Füllkanäle 27. Nach dem Pressen wird die Schweißnaht 11, z.B. durch Löten, gasdicht verschlossen, die Zündvorrichtung 10 eingebaut und das offene Ende 7 durch die Folie 12 verschlossen.

Im Gebrauch ist der Sauerstoffgenerator mit einem nicht dargestellten Gerät verbunden, das außer der Halterung für den Sauerstoffgenerator Einrichtungen für die Aufnahme und Verteilung des gebildeten Sauerstoffes besitzt. Nach mindestens teilweiser Entfernung der Folie 12 wird durch Betätigung der Zündvorrichtung 10 die Reaktion der Chemikalmasse 9 eingeleitet, die von dem offenen Ende 7 allmählich durch die Chemikalmasse bis zum Ende 6 fortschreitet. Der gebildete Sauerstoff tritt dabei am offenen Ende 7 aus. Infolge der Erweiterung des Auslasses 8 ergeben sich bei Reaktionsbeginn größere Querschnitte und damit ein höherer Sauerstoffstrom als im weiteren Verlauf. Dies kann für die Füllung und Spülung des aufnehmenden Gerätes zweckmäßig sein.

Die Figuren 4 und 5 zeigen einen Sauerstoffgenerator, dessen Platten 28 und 29 nach dem Eindrücken der Vertiefungen 4 ausgeschnitten sind. Es bleibt dabei mit den Vertiefungen 4 der umlaufende, flanschartige Rand stehen. Über diesen Rand 30 erfolgt vor dem Einfüllen der Chemikalmasse 9 die Verbindung der Platten 28 und

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zu den Füllkanälen 27. Die Formen der Querschnitte der Füllkanäle 27 und auch die Windungen ihrer Längsachse
können im Rahmen der Anpassung an den zum Einbauen der Sauerstoffgeneratoren vorhandenen Raum in weiten Grenzen beliebig anders sein.

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Claims

Patentansprüche

. Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauerstoffgenerators mit einer im Innern eines aus zwei miteinander verschweißten Platten hergestellten, geschlossenen Behälters mit einseitigem Auslaß in Vertiefungen untergebrachten, durch thermische Reaktion Sauerstoff erzeugenden Chemikalmasse und einer Zündvorrichtung, bei der nach dem Füllen beide Platten in einer isostatischen Preßvorrichtung unter Verformung der Vertiefungen gegeneinander gepreßt und dann an ihren aufeinanderllegenden Rändern gasdicht verschlossen werden nach Patent (Patentanmeldung P 26 50 349.1), dadurch gekennzeichnet, daß beide Platten (25, 26) Vertiefungen (4) besitzen und die Füllung in axialer Richtung in die Füllkanäle (27) hinein erfolgt.
2. Chemischer Sauerstoffgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (25, 26) nur aus den Vertiefungen (4) als Füllkanäle (27) mit dem einseitigen Auslaß (8) mit umlaufendem, flanschartigen Rand (30) bestehen.
3. Chemischer Sauerstoffgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus einem Stück besteht und die Chemikalmasse (9) in diesem isostatisch gepreßt ist.

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ORIGINAL INSPEGTEO