DE3320884A1 - Chemisches mittel zur sauerstofferzeugung - Google Patents
Chemisches mittel zur sauerstofferzeugungInfo
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Description
—* 2
CHEMISCHES MITTEL· ZUR SAUERSTOFFERZEUGUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf chemische Mittel für Sauerstofferzeugung, der für Atmungs-
misehungen bestimmt ist. Besonders zweckmässig ist die
Verwendung der Erfindung als initiierendes Brikett für die Sauerstofferzeugung zu Beginn der Arbeit des isolie-
chetaisch,
renden Atmungsgeräts auf der Basis von geminaenem Sauerstoff.
Die Erfindung kann auch in anderen Atmungsgeräten ihre Anwendung finden, wo es notwendig ist, während einer
kurzen Zeitdauer eine ausreichende Sauerstoffringe zu entwickeln.
Die Entwicklung einer ausreichenden Säuerstoffmenge
ist besonders in Schachtselbstrettern notwendig, die bei den Störungen unter Tage eingesetzt werden, die mit der
Bildung einer atmungstauglichen Atmosphäre,beispielsweise
beim Brand sowie Methan- und Kohleausbruch»verbunden sind.
Gegenwärtig sind in der Technik in seiner Zweckbestimmung analoge chemische Mittel bekannt, die den für
Atmung geeigneben Sauerstoff entwickeln. In der FR-PS A62d 9/00 ist ein chemisches Mittel in Form eines gegressten
Blocks, der den Atmungssauerstoff entwickelt, beschrieben. Das Mittel zeichnet sich durch folgende Komponenten
(in Gev/. Teilen) aus:
Natriumchlorat 92
SiliziumAtagnesiura-Gemisch (1·!) 3
Kupferoxid I
Nickeloxid 4.
Das chemische Mittel, erhalten durch Vermischen der Komponenten einer entsprechenden Kornzusammensetzung, wird
nach dem Erhitzen auf 2000C unter Druck gepresst. Die Entwicklung
des Sauerstoffs wird nach einem beliebigen Verfahren erreicht, das eine für die Erzielung der Reaktion
in dem chemischen Mittel selbst notwendige Temperatursteigerung hervorruft. Die gepressten Blöcke kann man als
Quelle zur Versorgung mit Atmungssauerstoff verwenden.
Der Hachteil des Mittels besteht darin, dass es bei seiner
Zersetzung zu einer Chlorentwicklung kommt, wobei für die
Aufnahme des Chlors ein bedeutender Anteil des Mittels benutzt werden muß.
Ein anderes in der Technik bekanntes chemisches Mittel, das für ähnliche Zwecke bestimmt ist, ist ein in
US-PS 3702305 beschriebenes T.L. Tompson - Mittel, das
als Basis einen sauerstoffhaltigen Stoff, wie Alkalichlorat,
1,0-20 Gew.% Natriumperoxid (bzw. ein Gemisch der Oxide und zwar Natriumoxid und rlatriumperoxid in
einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.%), 15 Gew.;5 Alkaliperchlorat
sowie ein Aktivierungsmittel enthälb. Das letztere
enthält auch Natriumchlorat und Natriumoxid (oder ein
Gemisch der Oxyde) als Katalysator.
Die Zersetzungstemperatur von liatriumchlorat beträgt
3500C.
Die Umsetzungsreaktion von Natriumoxid mit iiatriumchlorat
sowie die Oxydationsreaktion von Natriumoxid sind exotherm. Durch diese Reaktionen kommt es zur Entwicklung
von Wärme, die zur Zersetzung einer sauerstoffhaltigen
Komponente, des Natriumchlorats, erforderlich ist. Bei
der Zersetzung des Mittels ist die Bildung von freiem Chlor möglich.
Der Nachteil des T.L. Thompson -Mittels besteht darin,
dass bei seiner Zersetzung das toxische Chlor in der Atmungsmischung entv/ickelt wird, was die Verwendung von
effektiven Chlorsorptionsmitteln erforderlich macnt.Darüberhinaus
sieht dieses Mittel keine feuchtigkeitsabsobierende Komponente-vor,die die Feuchtigkeit ausscheidet,die für die
Aktivierung eines Regenerativproduktes auf der Basis von Kaliumhyperoxid zu Beginn der Arbeit des Atmungsgerätes
notwendig ist.
Es ist unmöglich, Brikett5 aus diesem Mittel in Atmungsgeräten bei unterhalb minus 5°C liegenden Temperaturen
zu verwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein chemisches
Mittel zu entwickeln, das bei der Aktivierung . Sauerstoff in einer zu der Entwicklung einer Atmungsmischung ausreichenden Menge erzeugt und das dabei
keine toxischen Gase bei der Zersetzung bildet, die Feuchtigkeit bei der Verwendung des Mittels als initiierendes
Brikett des isolierenden Atmungsgerätes mit chemisch gebundenem Sauerstoff auf der Basis von Kaliumhyperoxid
erzeugt und sich mit einer hinreichenden Geschwindigkeit bei Minustemperaturen von höchstens minus
1O°C zersetzt.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass in dem
chemischen Mittel, das bei der Aktivierung Sauerstoff entwickelt, der für Atmungsmischun^en bestimmt ist,und
das sauerstoffhaltige Stoffe und Aktivierungszusätze
vorsieht, die sauerstoffhaifcigen Stoffe Kaliumhyperoxid
und Natriumoxid enthalten und die Aktivierungszusätze Aluminiumtrihydroxid, Mangandioxid und Aluminiumpuder
bei folgendem Verhältnis der Komponenten (in Gew.%);
ITatriumperoxid Na2O2 10-20
Aluminiumtrihydroxid Al(OH)3 15-25
Mangandioxid MnO2 5-7
Aluminiumpuder Al 2,5-3,5
Kaliumhyperoxid KO2 alles übrige
enthalten.
Dieses Mittel macht es möglich, den für die Atmung geeigneten Sauerstoff zu erhalten, sowie die Feuchtigkeit
für die Einführung in die Atmungsmischung zu erzeugen, was bei der Verwendung des Mittels als initiierendes
Brikett besonders wichtig ist. Ausserdem ist das Mittel auch, bei Minustemperaturen von höchstens 100C
arbeitsfähig.
Im weiteren wird die Erfindung an Hand einer ausführlichen Beschreibung der Beispiele für ihre konkrete
Ausführung erläutert.
Das erfindungsgeraässe Mittel für Erzeugung von
Sauerstoff wird in einer der Varianten seiner Verwendung für die Herstellung von initiierenden Briketts für
isolierende Atmungsgeräte mit chemisch gebundenem Sauerstoff auf der Basis von Kaliumhyperoxid angewandt.
Man stellt an initiierende Briketts Anforderungen,
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— 5 —
Sauerstoff in einer kurzen Zeitspanne in einer zur Atmung ausreichenden Menge zu entwickeln sowie keine toxischen
Beimengungen zu enthalten. Ausserdem soll das Brikett gegen Einwirkung hoher und niedriger Temperatur beständig
sein. Ss ist erwünscht, dass dieses. Brikett für eine aktive "Wasserstofferzeugung am Anfang der Arbeit
de3 Atmungsgerätes Feuchtigkeit zu isolieren vermag.
Den gestellten I'orderungen entsprechen briketts,
die aus dem erfindungsgemässen Kittel hergestellt sind,
das als sauerstoffhaltige Stoffe Kaliumhyperoxid und
Natriumoxid und als Aktivierungszusätze Aluminiumtrihydroxid,
Mangandioxid und Aluminiumpuder bei folgendem Verhältnis der Komponenten (in Gew.%)·
Natriumperoxid Ha2Op 10-20
Al uminiumtri hydroxid Al (Oil) ^ 15-25
Mangandioxid RInO2 5-7
Aluminiumpuder Al 2,5-3,5 Kaliumhyperoxid KO2 alles übrige
enthält.
Die Verwendung von Kaliumhyperoxid und Natriumperoxid als sauerstoffhaltige Stoffe beseitigt die Entwicklung
toxischer Gase. Diese Stoffe sind reaktionsfähiger als Alkalichlorate.
Die Verwendung der Aktivierungszusätze in dem erfindungsgemässen
Mittel ist dadurch bedingt, dass das Aluminiumtrihydroxid Feuchtigkeit ausscheidet, die für
die - Sauerstofferzeugung aus dem Brikett und für die Aktivierung des regenerativen Produktes auf der Basis
von Kaliumhyperoxid im Atmungsgerät am Anfang seiner Arbeit notwendig ist. Das Mangandioxid dient als Katalysator
für die Zersetzung von Natriumperoxid, da das
liatriumperoxid in festem Zustand den ganzen Sauerstoff
nicht abgibt.
Das Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemässem
Mittel besteht in dem Vermischen der Äusgangskomponenten mit einer bestimmten Kornzusammensetzung und die
Herstellung des initiierenden Briketts bestellt in dem
Pressen zu Tabletten einer erforderlichen Form und erforderlicher Abmessungen unter einem bestimmten Druck.
In dem beschriebenen konkreten Beispiel, in dem das Mittel als initiierendes 3rikett für das isolierende
Atmungsgerät eingesetzt wird, wird das Brikett in ein Netzglas mit Deckel eingebracht und dann in einen
Sitz des Regenerativfutters aufgestellt.
Die Briketts wurden aus dem erfindungsgeraässen
Kittel mit einer Eiasse von 44 bis 45 £ bei folgendem Verhältnis der Komponenten (in Gew.%) r
Kaliumhyperoxid 50,0
Natriumperoxid 16,5
Aluminiumtrihydroxid 25,0
Mangandioxid 5,0
Aluminiumpuder 3,5
hergestellt.
Der bei der Zersetzung der 3riketts entwickelte Sauerstoff enthält keine toxischen Beimengungen.
In den 10-12 Sekunden nach dem Beginn der Zersetzung entnommenen Gas wurden ausser den Wasserdämpfen
keine Beimengungen nachgewiesen. Die Massenkonzentration
der V/asserdämpfe im Gas bei 200C und bei einem
Druck von 101,3 k Pa (760 Torr) betrug höchstens 100 mg/1. Die Menge des entwickelten Sauerstoffes betrug
5,6-5,7 Liter (in diesem Beispiel und in den nachstehenden Beispielen wird das Volumen zu den genormten
physikalischen Bedingungen gebracht). Die Dauer der Sauerstoffentwicklung bei einer Temperatur von 20 bis
25°C machte 30-32 Sekunden und bei einer Temperatur von minus 100C 43-45 Sekunden aus. Bei einer Prüfung gegen
Hochtemperaturen zeigte das Brikett Beständigkeit bei 98-1020C. Die verbrauchte Brikettmasse wird bei der
Zersetzung nicht gebläht und zerfließt nicht. Beispiel 2
Die Briketts wurden aus dem erfindungsgemässen
Mittel mit einer Masse von 44 bis 45 g bei folgendem
Verhältnis der Komponenten (in Gevv.%)
Xaliumhyperoxid 56,0
l'Iatriumperoxid 20,0
Aluminiumtrihydroxid 15,0
Mangandioxid 6,0
Aluminiumpuder 3,0
hergestellt.
Die älenge des entwickelten Sauerstoffes betrug
5,3-5,5 Liter. Die Dauer der Säuerstoffentwicklung bei
einer Temperatur von 20 bis 25°C machte 52-55 Sekunden und bei einer Temperatur von minus 100C 67-70 Sekunden
aus. Das"Brikett zeigt Beständigkeit bei einer Prüfung gegen Temperaturen von 98-1020C. Die verbrauchte
Brikettmasse wird bei der Zersetzung nicht gebläht und zerfließt nicht.
Beispiel 3
Beispiel 3
Die Briketts wurden aus dem erfindungsgemässen Mittel mit einer Masse von 44 bis 45 g bei folgendem
Verhältnis der Komponenten (in Gew.%) s Kaliumhyperoxid 60,0
Natriuraperoxid 10,0
Aluminiumtrihydroxid 20,5 Mangandioxid 7,0
/--· Aluminiumpuder 2,5
hergestellt.
Die Menge des entwickelten Sauerstoffes betrug 6,1-6,3 Liter. Die Dauer der Sauerstoffentwicklung
bei einer Temperatur von 20 bis 25°C machte 63-65- . Sekunden und bei einer Temperatur von minus 100C 73-75
Sekunden aus. Das Brikett zeigt Beständigkeit bei einer Prüfung gegen Temperaturen von 98-1020C.Die verbrauchte
Brikettmasse wird bei der Zersetzung nicht gebläht und zerfließt nicht.
Die Briketts wurden aus dem erfindungsgemässen Mittel mit einer !«lasse von 44 bis 45 g bei folgendem
Verhältnis der Komponenten (in Gew.%)·
Kaliumhyperoxid 67,5
Natriumperoxid 10,0
Aluminiumtrihydroxid 15*0
Mangandi oxid 5,0
Aluminiumpuder 2,5
hergestellt.
Die Menge des entwickelten Sauerstoffes betrug 5,9-6,1 Liter. Die Dauer der Sauerstoffentwicklung bei
einer Temperatur von 20 bis 25°C machte 190-210 Sekunden aus. Das Brikett zeigt Beständigkeit bei einer
Prüfung gegen Temperaturen von 98-1020C. Die verbrauchte
Brikettmasse wird bei der Zersetzung nicht gebläht und zerfließt nicht.
Die Briketts wurden aus dem erfindungsgemässen Mittel mit einer Masse von 44 bis 45 g bei folgendem
Verhältnis der Komponenten (in Gcvj.%)*
Kaliumhyperoxid 44,5
Uatriumperoxid 20,0
Aluminiumtrihydroxid 25,0
Mangandioxid 7,0
Aluminiumpuder 3,5
hergestellt.
Die Menge des entwickelten Sauerstoffes betrug 5,4-5,6 Liter. Die Dauer der Sauerstoffentwicklung bei
einer Temperatur von 20 bis 25°C machte 28-30 Sekunden und bei einer Temperatur von minus 100C 45-48 Sekunden
aus. Das Brikett zeigt Beständigkeit bei einer Prüfung gegen Temperaturen von 98-1020C.Die verbrauchte
Brikettmasse wird bei der Zersetzung nicht gebläht und zerfließt nicht.
Somit werden die initiierenden Brikette, die aus dem erfindungsgemässen Mittel hergestellt sind, den Anforderungen
gerecht, die bei der Entwicklung von iso-35· lierenden Atmungsgeräte mit chemisch gebundenem Sauerstoff auf der Basis von Kaliumhyperoxid erhoben werden.
Claims (1)
- ν . F - υ N E R EBBINGHAUS FINCKPATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYSMARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN 95Vsesojuznyj nauSno-issledovatel"skij
institut gornospasatel'nogo delaDoneckij politechniceskij institutDEAA-31102.4 9. Juni 1983CHEMISCHES MITTEL ZUR SAUERSTOFFERZEUGUNG PATEIiTAiVSPRUCH:Chemisches Mittel, das bei der Aktivierung Sauerstoff entwickelt, der für Atmungsmischungen bestimmt ist, das säuerstoffhaltige Stoffe und Aktivierungszusätze enthält, dadurch gekennzeichnet, dass es als sauerstoffhaltige Stoffe Kaliumhyperoxid und Natriumperoxid und als Aktivierungszusätze Aluminiumtrihydroxid, Mangandioxid und Aluminiurapuder bei folgendem Verhältnis der Komponenten, in Gew.%Ilatriumperoxid NapOp 10-20Aluminiumtrihydroxid Al(OH)3 15-25Mangandioxid MnO2 5-7Aluminiumpuder Al 2,5-3,5 ·Kaliumhyperoxid KOg alles übrigeenthält.
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