DE2650349A1 - Verfahren zur herstellung eines chemischen sauerstoffgenerators und nach diesem verfahren hergestellter chemischer sauerstoffgenerator - Google Patents

Description

265Q3A9

D r	M q	e r w	e r k Aktiengesellschaft	diesem Verfahren hergestellter ehe-
2400	L	übe	c k, Moislinqer Allee 53-55
Verfahren	zur	Herstellung eines chemischen Sauerstoff-
generators	und nach

mischer Sauerstoffgenerator

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauerstoffgenerators mit einer im Innern eines geschlossenen Behälters mit einseitigem Auslaß untergebrachten, durch thermische Reaktion Sauerstoff erzeugenden Chemikalmasse und einer Zündvorrichtung, und einen nach diesem Verfahren hergestellten chemischen Sauerstoffgenerator.

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 lüftdicht verschlossenen Blechbehälter untergebracht wird. Zur Herstellung eines festen, selbsttragenden Gene-

809819/0210

ratorkörpers 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 Arbeitsgängen, wobei in ein Ende des Generatorkörpers das Material für einen Zündkegel eingearbeitet wird.

Das pulverförmige Chemikalgemisch wird trocken verpreßt, 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 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 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. (DT-AS 21 42 185).

809819/0210

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 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 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 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).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauerstoffgenerators zu schaffen, das die Herstellung eines Sauerstoffgenerators auf rationelle Weise mit unterschiedlich be-

809819/0210

stimmter 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 der Erfindung 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 verschlossenwerden.

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 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

- 5 80981 9/0210

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 der Geräte angepaßt sein, innerhalb derer sie benutzt werden.

In einer anderen Ausbildung der Erfindung werden nach dem Füllen der Chemikalmasse über einen Hilfskegel in einen zwischen zwei einander anliegenden Rohrstutzen, von denen der äußere Rohrstutzen mit einer Vertiefung versehen ist, gebildeten Raum der äußere Rohrstutzen axial ganz auf den inneren Rohrstutzen geschoben, die Rohrstutzen an ihren aufeinanderllegenden Rändern gasdicht verschlossen und in einer isostatischen Preßvorrichtung unter Verformung der Vertiefung gegeneinander gepreßt.

Mit dieser Lösung werden gleichfalls die schon beschriebenen Vorteile erreicht. Darüber hinaus bietet die Rohrform neben einer hohen Stabilität den Vorteil einer guten Raumausnutzung innerhalb des Gerätes, dessen Sauer-

809819/0210

stoffquelle der Sauerstoffgenerator bildet, indem im Bereitschafezustand Einzelteile des Gerätes, wie Zuführungsschlauch und Atemmaske, im Innenraum des rohrförmigen Sauerstoffgenerators untergebracht werden können.

In Ausbildung der Erfindung besitzt der Querschnitt der Wand der Vertiefung der Platte und des äußeren Rohrstutzens die Form eines ungleichschenkligen Winkels, oder er besteht aus mehreren unter Bildung von Knickstellen miteinander verbundenen Bogenstücken. Diese Ausgangsformen sind zweckmäßig, da sie während des isostatischen Pressens ein eindeutiges Faltungsverhalten zeigen, so daß ein gleichmäßiger Ausgangsquerschnitt zu einem gleichmäßigen Querschnitt nach dem Pressen führt und damit ein zusammenhängender Verlauf der Chemikalmasse nach dem Pressen gesichert ist.

In weiterer Ausbildung ist die Längsachse der Vertiefung gewunden. In gewundener Form ist eine vorteilhafte Unterbringung insbesondere schmaler und langer Vertiefungen auf kleinem Raum möglich. Durch die Anordnung der Windungen und ihren gegenseitigen Abstand kann die Verteilung der Reaktionswärme und damit die Sauerstofferzeugung beeinflußt werden.

In weiterer Gestaltung der Erfindung weist die Vertiefung im Verlauf ihrer Längsachse einen wechselnden Querschnitt auf. Damit kann ein ungleichmäßiger Sauerstoffstrom baulich vorgegeben werden.

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

809819/0210

Fig. 1 einen Sauerstoffgenerator in flacher Bauweise,

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

Fig» 3 den Querschnitt durch eine Vertiefung in Form eines ungleichschenkligen Winkels vor dem Pressen,

Fig. 4 den Querschnitt von Fig. 3 nach dem Pressen,

Fig. 5 den Querschnitt durch eine aus Bogenstücken bestehende Vertiefung vor dem Pressen,

Fig. 6 den Querschnitt von Fig. 5 nach dem Pressen,

Fig. 7 einen Sauerstoffgenerator in zylindrischer Bauweise,

Fig. 8 den Füllvorgang eines Sauerstoffgenerators nach Fig. 7, geschnitten dargestellt.

Der Sauerstoffgenerator nach Fig. 1 und 2 besitzt den Behälter 1, der aus der ebenen Platte 2 und der mit einer Vertiefung 4 versehenen Platte 3 besteht. Die Platten 2 und 3 sind aus weichem Stahlblech hergestellt. Die Vertiefung 4 besitzt in ihrem Verlauf die Form einer Schlangenlinie 5; ihr eines Ende 6 ist in sich abgeschlossen, das andere Ende 7 ist über die Erweiterung zum Rande der Platte 3 hin offen. Der zwischen den Platten 2 und 3 durch die Vertiefung 4 eingeschlossene Raum enthält die sauerstoffabgebende Chemikalmasse 9 und an

- 8 80 98 19/0210

dem offenen Ende 7 die bekannte Zündvorrichtung 10, beispielsweise eine brechbare Wasserampulle. Die aufeinanderliegenden Ränder der Platten 2 und 3 sind gasdicht durch die umlaufende elektrische Nahtschweißung 11 verbunden. Während der Lagerung ist das offene Ende 7 durch die Folie 12 verschlossen und geschützt.

Die Herstellung des Sauerstoffgenerators nach Fig. 1 und 2 erfolgt in der Weise, daß die Platte 3 waagerecht gelagert wird, wobei die Öffnung der Vertiefung 4 nach oben gerichtet ist. Die vorgeformte Vertiefung 4 besitzt im Rohzustand einen Querschnitt nach Fig. 3 oder 5. Dann wird die Vertiefung 4 mit der Chemikalmasse 9 gefüllt. Anstelle der Zündvorrichtung 10 wird zunächst ein Platzhalter gleicher Größe eingelegt. Nach dem Auflegen der ebenen Platte 2 werden die Platten 2 und 3 durch Schweißpunkte 13 verbunden. 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 gehen die den äußeren Druck an die Chemikalmasse 9 weitergebenden Wände der Vertiefung 4 unter Faltung aus der in Fig. 3 bzw. 5 gezeigten Form in die in Fig. 4 bzw. 6 gezeigte Form über. Nach dem Pressen werden die Ränder des Sauerstoffgenerators mit Ausnahme des offenen Endes 7 durch die Nahtschweißung 11 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 Auf-

- 9 809819/0210

nähme 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 9 bis zum Ende 6 fortschreitet. Der gebildete Sauerstoff tritt dabei am offenen Ende 7 aus. Infolge der Erweiterung 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 Fig. 7 und 8 zeigen einen Sauerstoffgenerator in zylindrischer Bauweise. Der Behälter 14 des Sauerstoffgenerators besteht aus dem inneren, glatten Rohrstutzen 15 und dem äußeren, mit einer Vertiefung 17 versehenen Rohrstutzen 16. Je nach Gegebenheiten können die Rohrstutzen durch Herstellung vom Rohr, aus Platten mit anschließendem Runden und Verschweißen oder in anderer Weise gefertigt sein. Die Vertiefung 17 besitzt die Form einer Schlangenlinie 18, die abgesehen von ihrer Wölbung der Fig. 1 entspricht. Sie ist an ihrem Ende über die Erweiterung 20 zur Stirnseite des Rohrstutzens hin offen. Dort enthält sie die Zündvorrichtung 10 und ist während der Lagerung durch die Folie 12 verschlossen und geschützt. Der zwischen den Rohrstutzen 15 und 16 durch die Vertiefung 17 eingeschlossene Raum enthält die Chemikalmasse 9.

Die Füllung der Chemikalmasse 9 erfolgt nach Fig. 8 in der Weise, daß die Rohrstutzen 15 und 16 so weit ineinandergeschoben sind, daß die oberen Teile 21 aller Windungen der Schlangenlinie 18 noch unverschlossen über die Stirnseite 22 des inneren Rohrstutzens 15

809819/0210

*6 - 265Q349

AX

hinausragen. An den sich berührenden Stellen passen die Rohrstutzen 15 und 16 beweglich, aber spielfrei zusammen. Während des Füllvorganges ist der Innenraum des Rohrstutzens 15 durch einen auf die Stirnseite 22 aufgesetzten Hilfskegel 23 abgedeckt. Nach beendeter Füllung werden die Rohrstutzen 15 und 16
ganz ineinandergeschoben und überschüssige Chemikalmasse 9 sowie der Hilfskegel 23 entfernt. Anschließend erfolgen das Verschließen der Ränder durch Schweißungen 24, das Pressen und die weitere Fertigstellung, sinngemäß wie oben für die flache Bauweise beschrieben.

809819/0210 -li-

Leerseite

Claims (6)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauer- ^ stoffgenerators mit einer im Innern eines geschlossenen Behälters mit einseitigem Auslaß untergebrachten, durch thermische Reaktion Sauerstoff erzeugenden Chemikalmasse und einer Zündvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Füllen der Chemikalmasse (9) in eine Vertiefung (4) einer Platte (3) und dem Abdecken mit einer ebenen Platte (2) beide Platten (2, 3) durch Punktschweißung (13) miteinander verbunden, in einer isostatischen Preßvorrichtung unter Verformung der Vertiefung (4) gegeneinander gepreßt und dann an ihren aufeinanderliegenden Rändern gasdicht verschlossen werden.

2. Verfahren zur Herstellung eines chemischen Sauerstoffgenerators mit einer im Innern eines geschlossenen Behälters mit einseitigem Auslaß untergebrachten, durch thermische Reaktion Sauerstoff erzeugenden Chemikalmasse und einer.Zündvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Füllen der Chemikalmasse (9) über einen Hilfskegel (23) in einen zwischen zwei einander anliegenden Rohrstutzen (15, 16), von denen der äußere Rohrstutzen (16) mit einer Vertiefung (17) versehen ist, gebildeten Raum der äußere Rohrstutzen (16) axial ganz auf den inneren Rohrstutzen (15) geschoben, die Rohrstutzen (15, 16) an ihren aufeinanderliegenden Rändern gasdicht verschlossen und in einer isostatischen Preßvorrichtung unter Verformung der Vertiefung (17) gegeneinander gepreßt werden.

809819/0210

3. Chemischer Sauerstoffgenerator, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Wand der Vertiefung (4, 17) der Platte (3) und des äußeren Rohrstutzens (16) die Form eines ungleichschenkligen Winkels besitzt.

4. Chemischer Sauerstoffgenerator, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Wand der Vertiefung (4, 17) der Platte (3) und des äußeren Rohrstutzens (16) aus mehreren unter Bildung von Knickstellen miteinander verbundenen Bogenstücken besteht.

5. Chemischer Sauerstoffgenerator nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Vertiefung (4, 17) gewunden ist.

6. Chemischer Sauerstoffgenerator nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (4, 17) im Verlauf ihrer Längsachse einen wechselnden Querschnitt aufweist.

809819/0210