一种具有紧凑型电启动结构的氧烛的制作方法

专利2026-08-04  8


本发明涉及一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,属于化学氧气发生器。


背景技术:

1、氧烛是一种容易贮存和使用方便的固体氧源,蓄氧量高,类似于液氧的密度,大约是同体积压缩氧的3倍。氧烛比较稳定,不会产生泄漏现象,并且具有产氧迅速、产氧量大、设备体积小、重量轻和贮存期长等优点,可作为密闭空间,如潜艇、航天飞机及地下坑道等常备或应急人员的呼吸生理用氧源,也可作为医疗急救及边远山区工业生产焊接用氧源,已被广泛用于航空、航海、野战供氧及民用等领域。在国外,氧烛的研究与应用一直受到业界的极大重视。西方国家潜艇普遍采用氧烛供氧,在常规潜艇中它是唯一的供氧装置,在核动力潜艇中它作为应急供氧设备。因此,开展氧烛供氧方法的研究有广泛的用途。

2、氧烛的产氧药块是不容易被明火点燃的,同时一经启动,整个产氧药块就将持续地燃烧。氧烛的启动一般分为三级启动,其中,启动器提供初始能量为一级启动,触发传火药反应为二级启动,传火药瞬间放出大量的热量引燃氧烛的产氧药块为三级启动。为确保氧烛安全可靠地启动燃烧,必须设置安全可靠的点火系统。

3、氧烛点火药一般由可燃物及氧化剂组成,有些点火药还包括粘结剂及调速剂等。常用的可燃物主要为金属、非金属单质粉末,如铁粉、铝粉、钛粉、硼粉等。常用的氧化剂主要有氯酸盐及过氧化物,如氯酸钾、高氯酸钾、过氧化钡等。当点火药被加热到一定温度时,点火药中的氧化剂与可燃物发生剧烈的氧化还原反应,产生大量热点燃传火药,进而点燃产氧药块。

4、目前,氧烛常用的点火方式为机械撞击启动和电启动。机械撞击启动方式是利用撞针撞击火帽生热引燃点火药,再点燃氧烛的产氧药块。如中国专利cn203807157u采用具有双联启动针的氧烛启动结构。机械撞击启动方式经过近30年的发展,虽然一定程度上减小了体积,提高了点火成功率,但仍存在一些不足。首先,火帽成本高,一套机械撞击启动装置价格昂贵。其次,主体之外的凸出部分虽然体积降低,但仍呈细长型,导致其实际占用空间并未有明显改观。另外,机械撞击启动方式的机械结构复杂,组装费时,还容易出现钢针脱落,造成启动失败,甚至在启动时会产生明火。

5、电启动方式由电源和电点火器组成,电点火器一般由电阻丝和点火药组成,通常直接将电点火器置于产氧药块的安装孔上,然后在四周放置传火药,并用无机棉等将电点火器和传火药固定在安装孔中。当接通电源时,电阻丝发热而引燃点火药,随后点火药的热量引燃传火药进而引燃产氧药块。如中国专利cn216512862u使用电子式的点火具,在圆柱形内壁腔中上方设置电子式的点火具,用于产生火源点燃内层产氧药块。中国专利cn216918618u中点火具与传火药之间采用无机棉进行固定。在氧烛生产和运输等过程中,这种松散的电启动结构可能从产氧药块中脱落造成启动失败。


技术实现思路

1、为克服现有技术存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种具有紧凑型电启动结构的氧烛。

2、为实现本发明的目的,提供以下技术方案。

3、一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,所述氧烛包括产氧药块、传火药柱和电点火器。

4、产氧药块和传火药柱为一体压制成型结构;具体制备方法如下:

5、将产氧药块的原料混合均匀后倒入模具中,采用产氧药块压制模块从上向下进行压制,压制完成后,取出产氧药块压制模块,产氧药块紧固成型,并形成顶部开口且内型面与传火药柱外型面相匹配的凹槽;将传火药柱的原料混合均匀后倒入产氧药块的凹槽处,采用传火药柱压制模块从上向下进行压制,压制完成后,取出传火药柱压制模块,传火药柱紧固成型,并形成顶部开口且内型面与电点火器外型面相匹配的安装槽。

6、采用所述一体压制成型的结构可以使得传火药柱与产氧药块紧密配合,两种不同的物料在交汇面有一定的融合,可以大大促进热量的传递和燃烧面的延续。

7、传火药柱的安装槽中放置有电点火器,电点火器由电点火头、点火药、外壳和导线组成。

8、外壳为导热性能好的金属壳体,例如铜壳;电点火器的外型面就是壳体的外型面,其形状和尺寸与传火药柱上的安装槽一致。点火药置于外壳中,电点火头埋藏在点火药内,电点火头上连接有耐高温的导线,通过导线与提供启动电流的外部控制端相连接。通过采用电点火头替代现有技术中的电阻丝,通电后能迅速形成断路,避免出现短路影响外部控制端对氧烛状态的判断。

9、优选传火药柱上的安装槽为下端细上端粗的圆台结构;安装时拧入传火药柱的安装槽中,即可实现牢固连接。

10、产氧药块整体尺寸大于传火药柱整体尺寸,传火药柱整体尺寸大于安装槽整体尺寸,产氧药块和传火药柱优选为圆柱形,安装槽为下端细上端粗的圆台结构,安装槽下底面直径小于安装槽上底面直径,在此基础上,产氧药块直径:产氧药块高度:传火药柱直径:传火药柱高度:安装槽下底面直径:安装槽上底面直径:安装槽高度的比例为:50~100:60~120:25~80:45~75:20~24:23~27:25~30。优选电点火器的外壳外表面设有螺纹,可使电点火器与传火药柱上的安装槽配合更紧密,且不需要额外的固定材料。

11、所述产氧药块为本领域现有技术中的产氧药块,如氯酸钠、高氯酸锂、氢氧化钙和催化剂组成的混合物。

12、所述传火药柱为本领域现有技术中的传火药柱,如氯酸钠、氢氧化钙、镁粉和催化剂组成的混合物。

13、所述点火药为本领域现有技术中的点火药,如金属粉与氧化物粉组成的混合物。

14、进一步的,以产氧药块原料的总质量为100%计,各组成成分及其质量分数如下:

15、

16、所述催化剂由碳酸钴、草酸钴和氢氧化钴中的至少一种于180℃~240℃焙烧8h~24h后制备得到。

17、进一步的,以传火药柱原料的总质量为100%计,各组成成分及其质量分数如下:

18、

19、所述催化剂由碳酸钴、草酸钴和氢氧化钴中的至少一种于180℃~240℃焙烧8h~24h后制备得到。

20、进一步的,以点火药原料的总质量为100%计,各组成成分及其质量分数如下:

21、氧化物粉                                               40%~60%,

22、金属粉                                                 40%~60%。

23、氧化物粉为高锰酸钾、氯酸钾、过氧化钡和过氧化钠中的至少一种

24、金属粉为铁粉、镁粉、锡粉和锰粉中的至少一种。

25、有益效果

26、(1)本发明提供了一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,通过在产氧药块上开设凹槽,并将传火药柱设于凹槽内,采用一体化成型技术压制使传火药柱与产氧药块紧密的结合在一起;并将电点火器固定在传火药柱的安装槽内,电点火器通电后,电点火头燃烧产生的热量促使点火药发生剧烈的氧化还原反应,化学反应热使传火药柱分解并产生热量,进而点燃产氧药块,实现氧烛的顺利启动。

27、(2)本发明提供了一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,通过控制传火药柱与产氧药块的一体成型,使得传火药柱与产氧药块紧密配合,两种不同的物料在交汇面有一定的融合,促进了热量的传递和燃烧面的延续。

28、(3)本发明提供了一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,其中,电启动结构的电点火器通过采用电点火头替代现有技术中的电阻丝,通电后能迅速形成断路,避免出现短路影响外部控制端对氧烛状态的判断。

29、(4)本发明提供了一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,其中,电启动结构的电点火器的外壳设有螺纹,拧入传火药柱上的安装槽中,可实现紧密配合,不需要额外固定电点火器的措施,在生产和运输等过程中,电点火器不会脱落造成启动失败。

30、(5)本发明提供了一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,传火药柱上的安装槽为下端细上端粗的圆台结构;安装时,将电点火器拧入传火药柱的安装槽中,可实现紧密配合。

31、(6)本发明提供了一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,当产氧药块和传火药柱为圆柱形,传火药柱的安装槽为下端细上端粗的圆台结构时,产氧药块直径:产氧药块高度:传火药柱直径:传火药柱高度:安装槽下底面直径:安装槽上底面直径:安装槽高度的比例为:50~100:60~120:25~80:45~75:20~24:23~27:25~30;通过进一步对产氧药块、传火药柱和安装槽的结构尺寸进行调控,大大提高了氧烛的启动成功率。

32、(7)本发明提供了一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,可以针对不同的产氧药块设计紧凑的电启动结构,具有较强的可操作性和实用性。


技术特征:

1.一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,其特征在于:所述氧烛包括产氧药块、传火药柱和电点火器;

2.根据权利要求1所述的一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,其特征在于:产氧药块和传火药柱为圆柱形,安装槽为下端细上端粗的圆台结构,产氧药块直径:产氧药块高度:传火药柱直径:传火药柱高度:安装槽下底面直径:安装槽上底面直径:安装槽高度的比例为:50~100:60~120:25~80:45~75:20~24:23~27:25~30。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,其特征在于:电点火器的外壳外表面设有螺纹,安装时拧入传火药柱的安装槽中。

4.根据权利要求1所述的一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,其特征在于:以产氧药块原料的总质量为100%计,各组成成分及其质量分数如下:

5.根据权利要求1所述的一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,其特征在于:以传火药柱原料的总质量为100%计,各组成成分及其质量分数如下:

6.根据权利要求1所述的一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,其特征在于:以点火药原料的总质量为100%计,各组成成分及其质量分数如下:

7.根据权利要求1所述的一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,其特征在于:以产氧药块原料的总质量为100%计,各组成成分及其质量分数如下:


技术总结
本发明涉及一种具有紧凑型电启动结构的氧烛,属于化学氧气发生器技术领域。所述氧烛通过在产氧药块上开设凹槽,并将传火药柱设于凹槽内,采用一体化成型技术压制使传火药柱与产氧药块紧密的结合在一起,两种不同的物料在交汇面有一定的融合,促进了热量的传递和燃烧面的延续;将电点火器固定在传火药柱的安装槽内,电点火器通过采用电点火头替代现有技术中的电阻丝,通电后能迅速形成断路,避免出现短路影响外部控制端对氧烛状态的判断;电点火器与传火药柱可实现紧密配合,在生产和运输等过程中,电点火器不会脱落造成启动失败。

技术研发人员:周梦雪,康虎,付云松,国德旺,李栋梁
受保护的技术使用者:中国船舶集团有限公司第七一八研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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