DE2756543C3

DE2756543C3 - Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauerstoffgenerators

Info

Publication number: DE2756543C3
Application number: DE2756543A
Authority: DE
Inventors: William S. 2400 Luebeck 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: 1981-04-02
Also published as: GB2011824B; DE2756543B2; GB2011824A; FR2411614A2; NL7810363A; FR2411614B2; US4241485A; CA1113694A; DE2756543A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauerstoffgenerators mit einer im Innern eines aus eine zusammenhängende Linie bildenden Vertiefungen in einer der miteinander verschweißten Blechwandungen hergestellten, geschlossenen Behälters mit einseitigem Auslaß untergebrachten, durch thermische Reaktion Sauerstoff erzeugenden Chemikalmasse und einer Zündvorrichtung, bei dem nach dem Füllen beide Wandungen in einer isostatischen Preßvorrichtung unter Verformung der Vertiefungen gegeneinander gepreßt und dann in ihren aufeinanderliegenden Rändern gasdicht verschlossen werden nach Patent 26 50 349.

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

Das pulverförmige Chemikalgemisch wird trocken verDreßt. wobei in einem Ende des Generatorkörpers 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

Bei der Anwendung der Preßverfahren wird die

ίο gewünschte Dichte des Generatorkörpers durch den anzuwendenden Preßdruck bestimmt Zur Einleitung der Reaktion bei Inbetriebnahme bestehen die Möglich-. keiten einer Zündung des Zündkegels mittels Streichholz, durch einen elektrischen Zünddraht oder bei einem mittels Wasserzugabe zündbaren Zündkegel durch Zerbrechen einer wassergefüllten 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 (DE-AS 21 42 185).

Ein bekannter chemischer Sauerstoffgenerator hat als Gehäuse einen zylindrischen Blechbehälter. In diesem ist als sauerstofferzeugende Chemikalmasse eine ChIoratkerze 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 Preßkörper, 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 der stützenden 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 Ausführung 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

so 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(US38 61 880).

Nach einem bekannten Verfahren zur Erzeugung von Sauerstoff in Sauerstoffatmungsgeräten erfolgt die Sauerstofferzeugung aus einem Chemikalkörper, der so zusammengesetzt, gepreßt und geformt ist, daß nach durch Erwärmen erfolgter Einleitung des Verfahrens die Entwicklung des Sauerstoffes während der ganzen Benutzungsdauer des Gerätes erfolgt. Diese findet in einer durch den ganzen Chemikalkörper allmählich und stetig fortschreitenden Reaktion in einer dem laufenden Bedarf entsprechend konstanten Menge pro Zeiteinheit statt. Bei gewünschter längerer Benutzungszeit würde bei Verwendung nur eines geraden Chemikalstabes dieser unhandlich lang werden. In solchem Fall werden

zweckmäßig an einem Ende zusammenhängende Doppelstäbe verwendet In diesen wird durch Einfügung von Isolierschichten ein unerwünschtes Überspringen der Reaktion verhindert Der hier verwendete Doppelstab ist zunächst als ein in einem Stück ,tusammenhängender zylindrischer Körper gepreßt Er wurde dann in einer Längsebene aufgeschlitzt und in den Schlitz eine Isolierplatte, z. B. Asbestplatte, eingeschoben. Wird dieser Doppelstab dann in üblicher Weise entzündet, so pflanzt sich die Reaktion zunächst durch die Hälfte mit der Zündung zum anderen Stabende fort, wo sie dann auf die andere Stabhälfte übergreift, um diese in umgekehrter Richtung zu durchwandern. Es ist eine mehr als zweiteilige Ausbildung möglich, wenn benachbarte Teilstäbe abwechselnd an den beiden Enden miteinander verbunden werden. Dieses bekannte Verfahren wird durch die nachträgliche Bearbeitung mit dem Einbringen der Isolierplatte sehr aufwendig; das zusätzliche Einbringen in entsprechende Behälter erhöht den Aufwand abermals (CH 1 39 9,^r6).

Dem Patent 26 50 349 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 Patent 26 50 349 besteht in den folgenden Verfahrensschritten:

1. In eine eine zusammenhängende Linie bildende Vertiefung einer Blechwandung wird die Chemikalmasse eingeführt,

2. die Vertiefung der Blechwandung wird mit einer zweiten Wandung abgedeckt,

3. beide Wandungen werden durch Schweißen verbunden und an den Rändern gasdicht verschlossen und

4. die Wandungen werden in einer isostatischen Preßvorrichtung unter Verformung der Vertiefung gegeneinander gepreßt.

Die Zusatzerfindung besteht darin, daß beide Wandungen Vertiefungen besitzen und die Füllung in axialer Richtung in die Füllkanäle hinein erfolgt.

Die mit dieser Lösung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, daß in rationeller Weise robuste Sauerstoffgeneratoren 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 Pressen der Chemikaimasse 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 verbindenen Behälter ist der Sauerstoffgenerator stabil und der Chemikalm;< ,-»-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 Querschnitt der Chemikalmasse sowie mittelbar durch die vorbestimmte Verteilung de, entstehenden Reaktionswärme erreicht werden. Die Verteilung der Reaktionswärme durch Ableitung in die Umgebung oder Vorwärmung benachbarter Bereiche wirkt über die Temperatur der Ch-omikalmasse 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 der Geräte angepaßt sein, innerhalb derer sie benutzt werden.

In Ausbildung der Erfindung umfassen die verwendeten Wandungen nur die Vertiefungen als FüDkanäle mit umlaufendem, flanschartigen Rand und den einseitigen Auslaß.

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

Mit diesen beiden Lösungen des Verfahrens kann die Form des chemischen Sauerstoffgenerators in einfacher Weise günstigst den vorhandenen Raumbedingungen angepaßt werden. Durch die Anordnung von Windungen 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 zeigt

F i g. 1 einen chemischen Sauerstoffgenerator nach der Hauptanmeldung 26 50 349,

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

F i g. 3 einen Querschnitt entsprechend F i g. 2, in dem beide Wandungen Vertiefungen besitzen,

Fig.4 einen chemischen Sauerstotfgenerator mit dem Gehäuse aus Füllkanälen,

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

Der chemische Sauerstoffgenerator aus dem Verfahren nach der Hauptanmeldung 26 50 349 nach F i g. 1 und 2 weist den Behälter 1, dessen Wandungen aus der ebenen Platte 2 und der mit einer Vertiefung 4 versehenen Platte 3 bestehen.

Im chemischen Sauerstoffgenerator nach F i g. 3, hergestellt mit dem Verfahren nach vorliegender Erfindung, besitzen beide Wandungen 25 und 26 die Vertiefungen 4.

Die Wandungen 2, 3, 25 und 26 sind aus weichem Stahlblech hergestellt. Die eine zusammenhängende Linie bildenden Vertiefungen 4 besitzen in ihrem Ver'auf 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 Wandungen hin offen. Der zwischen den Wandungen 2, 3, 25 und 26 durch die Vertiefungen A eingeschlossene Raum, die Füllkanäle

bildend, enthält die sauerstoffabgebende Chemikalmasse 9 und an dem offenen Ende 7 eine bekannte Zündvorrichtung 10, beispielsweise eine brechbare Wasserampulle. Die aufeinanderliegenden Ränder der Wandungen 2, 3, 25 und 26 sind gasdicht miteinander verbunden. Während der Lagerung ist das offene Ende 7 durch eine Folie 12 verschlossen und geschützt.

Das Verfahren zur Herstellung des chemischen Sauerstoffgenerators nach F i g. 3 erfolgt in der Weise, daß die Wandungen 25 und 26, z. B. durch eine 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 eingelegt. Anschließend wird die gesamte Anordnung in den elastischen Aufnahmebehälter 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 weitergegebenen 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 chemische Sauerstoffgenerator mit einem nicht dargestellten Gerät verbunden, daß außer der Halterung für den Sauerstoffgenerator Einrichtungen für die Aufnahme und Verteilung des gebildeten Sauerstoffes besitzt. Nach mindestens teilweise 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 9 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 F i g. 4 und 5 zeigen einen chemischen Sauerstoffgenerator, dessen Wandungen 28 und 29 nach dem Eindrücken der Vertiefungen 4 ausgeschnitten sind. Es bleibt dabei mit den Vertiefungen 4 der umlaufende, flanschartige Rand 30 stehen. Über diesen Rand 30 erfolgt vor dem Einfüllen der Chemikalmasse 9 die Vereinigung der Wandungen 28 und 29 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauerstoffgenarators mit einer im Innern eines aus eine zusammenhängende Linie bildenden Vertiefungen in einer der miteinander verschweißten Blechwandungen hergestellten, geschlossenen Behälters mit einseitigem Auslaß untergebrachten, durch thermische Reaktion Sauerstoff erzeugenden Chemikalmasse und einer Zündvorrichtung, bei dem nach dem Füllen beide Wandungen in einer isostatischen Preßvorrichtung unter Verformung der Vertiefungen gegeneinander gepreßt und dann an ihren aufeinanderliegenden Rändern gasdicht verschlossen werden nach Patent 26 50 349, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wandungen (25, 26) Vertiefungen (4) besitzen und die Füllung in axialer Richtung in die Füllkanäle (27) hinein erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Wandungen (25, 26) nur die Vertiefungen (4) als Füllkanäle (27) mit umlaufendem, flanschartigen Rand (30) und den einseitigen Auslaß (8) umfassen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Behälter aus einem Stück besteht und die Chemikalmasse (9) in diesem isostatisch gepreßt wird.