[發明專利]一種產氣藥柱、產氣藥柱的制備方法及固體氧氣發生器

有效

• 申請號: 202011304608.5
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112408332B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 王星魁;張毅;高俊;舒君玲;王夢蕾;姚俊
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02;B01D46/30;B01D53/00
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 張彩珍

本發明總體地涉及氣體發生劑技術領域，提供了一種產氣藥柱，所述產氣藥柱(1)為柱狀，一端為點火端，另一端為排氣端，從點火端至排氣端的柱狀軸向被分成至少兩段，每段的裝藥孔隙率不同且從點火端向排氣端的段間裝藥孔隙率依次降低；當所述產氣藥柱(1)包括兩段時，靠近點火端的一段藥柱(11)的裝藥孔隙率在35?65％之間，靠近排氣端的二段藥柱(12)的裝藥孔隙率在5?35％之間。本發明的產氣藥柱適用于燃燒速度較慢的產氣原料，能保證整個藥柱穩定燃燒。

技術領域

本發明總體地涉及氣體發生劑技術領域，具體地涉及一種產氣藥柱、產氣藥柱的制備方法及固體氧氣發生器。

背景技術

固體氧氣發生器作為一種氧氣提供裝置已在多個領域中投入應用，一個典型的固體氧氣發生器主要由殼體、固體氧氣藥柱、點火組件以及過濾組件組成。

固體氧氣發生器通過燃燒其內部固體氧氣藥柱產生氧氣，固體氧氣藥柱通常由可以受熱分解產生氧氣的化學組分組成，這些化學組分通常為固體粉末，通過一定的工藝將其制成具有一定力學強度的柱狀固體，藥柱通常為柱形，橫截面通常為圓形或者方形。藥柱往往具有一定錐度或者使用變錐形。

點火組件通常由點火器及點火藥組成，點火藥與氧氣藥柱直接接觸，通常放置于藥柱一端。過濾組件包含過濾棉、過濾藥劑等，對制得氧氣進行物理以及化學過濾。工作時，由點火組件提供一定初始熱量，固體氧氣藥柱靠近點火組件一端在達到藥柱內組分的分解溫度后燃燒，藥柱燃燒產生的氧氣通過過濾組件排出。

藥柱開始燃燒后會放出熱量，從而引發后續藥柱的燃燒。實際工作時往往存在一個問題，在藥柱開始燃燒時藥柱分解產生的熱量不多，導致后續分解速度下降甚至藥柱停止燃燒。通常的解決辦法是在一個藥柱內采用多種產氣組分，一層層疊加成藥柱，在靠近點火組件一端采用分解放熱較大的組分，以提高初始燃燒時釋放熱量，而在后段采用分解放熱較小的組分。這個方案可能導致的后果是提高了發生器的整體工作溫度，影響發生器的可用性。藥柱分解速度下降的另一個原因是產生的熱量往往只能對藥柱的表面進行加熱，而無法加熱到藥柱內部，因此專利US8142726中采用了具有一定孔隙而非密實的藥柱，使工作時熱量可以通過整個藥柱，對整體藥柱進行加熱。但其所需孔隙率較大，藥柱密度只有現有工藝一半，在相同產氧量的情況下需要體積更大的藥柱，這對整個產品體積控制造成了影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種可穩定燃燒的產氣藥柱，所述產氣藥柱通過將其燃燒方向的藥柱原料裝填設計成不同的孔隙率，且從點火端向排氣端依次降低，點火端的孔隙率高，以保證初始燃燒的熱量能快速傳遞到待燃燒的整個藥柱段，排氣端的孔隙率低，節約產氣原料所占體積。

本發明的技術方案是，一種產氣藥柱，所述產氣藥柱為柱狀，一端為點火端，另一端為排氣端，從點火端至排氣端的柱狀軸向被分成至少兩段，每段的裝藥孔隙率不同且從點火端向排氣端的段間裝藥孔隙率依次降低。

進一步的，當所述產氣藥柱包括兩段時，靠近點火端的一段藥柱的裝藥孔隙率在35-65％之間，靠近排氣端的二段藥柱的裝藥孔隙率在5-35％之間，且同一產氣藥柱上靠近點火端的一段藥柱的裝藥孔隙率大于靠近排氣端的二段藥柱的裝藥孔隙率。

進一步的，上述產氣藥柱不同段之間的連接方式為平面接觸或者凹凸面接觸。

進一步的，本發明的產氣藥柱的裝藥原料包括：產氧劑、金屬粉末、催化劑和粘合劑；所述產氧劑包括堿金屬氯酸鹽或堿金屬高氯酸鹽；所述堿金屬氯酸鹽或堿金屬高氯酸鹽包括氯酸鈉、氯酸鉀、氯酸鋰、高氯酸鈉、高氯酸鉀、高氯酸鋰中的一種或多種；所述金屬粉末包括鐵粉、硅粉、鈦粉中的一種或多種；所述催化劑包括金屬氧化物和/或金屬氫氧化物；所述粘合劑為無機粘合劑，所述無機粘合劑包括硅酸鈉和/或硅酸鉀。

產氧劑主要用于產生氧氣；金屬粉末主要用于提高反應熱量，促進燃燒；催化劑主要用于降低產氧劑分解所需溫度；粘合劑主要用于對配方進行造粒，為減少在生成氧氣中的雜質氣體，盡可能選用無機粘合劑。