ТВЕРДЫЙ ИСТОЧНИК КИСЛОРОДА Российский патент 2000 года по МПК C01B13/02 A62D9/00 

Изобретение относится к получению газообразного кислорода из твердых пиротехнических источников типа кислородной свечи, генерирующих кислород за счет самораспространяющейся химической реакции между компонентами в режиме горения. Твердые источники кислорода могут быть использованы в качестве аварийного источника кислорода для пассажирских самолетов, кабин космических кораблей, подводных аппаратов, шахт, убежищ и т.п.

Известны составы твердых источников кислорода, предназначенных для использования в самолетах и подводных аппаратах, в которых в качестве кислородоносителя используется перхлорат лития. Составы содержат также перекисное соединение щелочного или щелочноземельного металла в качестве катализатора и горючее (бор, железо или марганец (1, 2). Выход кислорода у этих составов составляет 320-340 л/кг, что несколько выше, чем у источников на основе хлоратов щелочных металлов. В то же время эти составы характеризуются высокой температурой горения - 700-800^oC, что существенно ухудшает их эксплуатационные характеристики.

Известен состав твердого источника кислорода, содержащий в качестве кислородоносителя перхлорат магния, в качестве катализатора - супероксид натрия и воду (11-18%) (3). Этот состав выбран заявителем за прототип.

Средняя скорость выделения кислорода этим составом составляет 1,4-7,82 см³ (мин • г), температура разложения не более 530^oC. При горении состав не искрит.

Однако удельный выход кислорода для него не более 330 л/кг. Кроме того, из-за большого содержания воды в составе он не может храниться длительное время (продолжительность его хранения не превышает одного года), в то время как длительный срок хранения является необходимым условием эксплуатации твердых источников кислорода.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик состава твердого источника кислорода за счет обеспечения возможности длительного хранения и повышения выхода кислорода с единицы веса.

Задача решается предлагаемым изобретением, согласно которому состав твердого источника кислорода содержит в качестве кислородоносителя перхлорат магния и дополнительно перхлорат лития, а в качестве катализатора супероксид натрия, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
перхлорат лития - 10 - 60
супероксид натрия - 13,2 - 45
перхлорат магия - остальное
Перхлорат лития является одним из наиболее кислородоемких соединений и введение его вместо воды резко увеличивает выход кислорода - до 380 л/кг. Одновременно такая замена стабилизирует состав и обеспечивает его способность к длительному хранению (более 5 лет). Содержание перхлората лития более 60% нецелесообразно из-за потери способности состава к самостоятельному разложению. Содержание перхлората лития менее 10% снижает удельный выход кислорода для состава до 340 л/кг, недопустимо повышает температуру горения (свыше 600^oC) и приводит к появлению в выделяемом газе примесей хлора и диоксида хлора.

При изготовлении твердого источника кислорода используются технические реактивы без дополнительной очистки, изготовляемые на предприятиях Российской Федерации. Твердый источник кислорода готовят смешением компонентов в обычном смесителе и формованием полученной шихты в таблетки, блоки или иную форму традиционными приемами.

Испытания формованных составов твердых источников кислорода осуществляют в герметичной камере, снабженной инициирующим устройством электро- или ударнокапсюльного типа, аэрозольным фильтром и выводом кислорода. Температура горения составов фиксируется с помощью термопары, а объем и скорость выделения кислорода определяются с помощью ротаметра и газосчетчика.

Способность состава к длительному хранению устанавливается ускоренными испытаниями по специальной методике.

Примеры заявляемого состава твердого источника кислорода приведены в таблице 1.

Результаты испытаний составов твердых источников кислорода приведены в таблице 2.

Линейная скорость разложения составов находится в пределах от 8 до 20 мм/мин.

Литература
1. Патент США N 3174936, НКИ 258-186, приоритет 03.05.61.

2. Патент США N 3293187, НКИ 252-187, приоритет 23.10.63.

3. Заявка РФ N 94000941/12 МПК С 01 В 13/02, приоритет 11.01.94.

Изобретение относится к получению газообразного кислорода из твердых пиротехнических источников. Твердый источник кислорода содержит, мас.%: перхлорат лития 10-60; супероксид натрия 13,2-45; перхлорат магния - остальное. Температура горения состава 420-490°С, выход кислорода 360-380 л/кг, длительность хранения - более 5 лет. Технический результат состоит в улучшении эксплуатационных характеристик состава твердого источника кислорода за счет обеспечения возможности длительного хранения и повышения выхода кислорода с единицы веса. 2 табл.

Твердый источник кислорода, включающий перхлорат магния и супероксид натрия, отличающийся тем, что дополнительно содержит перхлорат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Перхлорат лития - 10 - 60
Супероксид натрия - 13,2 - 45
Перхлорат магния - Остальное