[发明专利]一种产气药柱、产气药柱的制备方法及固体氧气发生器

说明书

本发明总体地涉及气体发生剂技术领域，提供了一种产气药柱，所述产气药柱(1)为柱状，一端为点火端，另一端为排气端，从点火端至排气端的柱状轴向被分成至少两段，每段的装药孔隙率不同且从点火端向排气端的段间装药孔隙率依次降低；当所述产气药柱(1)包括两段时，靠近点火端的一段药柱(11)的装药孔隙率在35‑65％之间，靠近排气端的二段药柱(12)的装药孔隙率在5‑35％之间。本发明的产气药柱适用于燃烧速度较慢的产气原料，能保证整个药柱稳定燃烧。

技术领域

本发明总体地涉及气体发生剂技术领域，具体地涉及一种产气药柱、产气药柱的制备方法及固体氧气发生器。

背景技术

固体氧气发生器作为一种氧气提供装置已在多个领域中投入应用，一个典型的固体氧气发生器主要由壳体、固体氧气药柱、点火组件以及过滤组件组成。

固体氧气发生器通过燃烧其内部固体氧气药柱产生氧气，固体氧气药柱通常由可以受热分解产生氧气的化学组分组成，这些化学组分通常为固体粉末，通过一定的工艺将其制成具有一定力学强度的柱状固体，药柱通常为柱形，横截面通常为圆形或者方形。药柱往往具有一定锥度或者使用变锥形。

点火组件通常由点火器及点火药组成，点火药与氧气药柱直接接触，通常放置于药柱一端。过滤组件包含过滤棉、过滤药剂等，对制得氧气进行物理以及化学过滤。工作时，由点火组件提供一定初始热量，固体氧气药柱靠近点火组件一端在达到药柱内组分的分解温度后燃烧，药柱燃烧产生的氧气通过过滤组件排出。

药柱开始燃烧后会放出热量，从而引发后续药柱的燃烧。实际工作时往往存在一个问题，在药柱开始燃烧时药柱分解产生的热量不多，导致后续分解速度下降甚至药柱停止燃烧。通常的解决办法是在一个药柱内采用多种产气组分，一层层叠加成药柱，在靠近点火组件一端采用分解放热较大的组分，以提高初始燃烧时释放热量，而在后段采用分解放热较小的组分。这个方案可能导致的后果是提高了发生器的整体工作温度，影响发生器的可用性。药柱分解速度下降的另一个原因是产生的热量往往只能对药柱的表面进行加热，而无法加热到药柱内部，因此专利US8142726中采用了具有一定孔隙而非密实的药柱，使工作时热量可以通过整个药柱，对整体药柱进行加热。但其所需孔隙率较大，药柱密度只有现有工艺一半，在相同产氧量的情况下需要体积更大的药柱，这对整个产品体积控制造成了影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种可稳定燃烧的产气药柱，所述产气药柱通过将其燃烧方向的药柱原料装填设计成不同的孔隙率，且从点火端向排气端依次降低，点火端的孔隙率高，以保证初始燃烧的热量能快速传递到待燃烧的整个药柱段，排气端的孔隙率低，节约产气原料所占体积。

本发明的技术方案是，一种产气药柱，所述产气药柱为柱状，一端为点火端，另一端为排气端，从点火端至排气端的柱状轴向被分成至少两段，每段的装药孔隙率不同且从点火端向排气端的段间装药孔隙率依次降低。

进一步的，当所述产气药柱包括两段时，靠近点火端的一段药柱的装药孔隙率在35-65％之间，靠近排气端的二段药柱的装药孔隙率在5-35％之间，且同一产气药柱上靠近点火端的一段药柱的装药孔隙率大于靠近排气端的二段药柱的装药孔隙率。

进一步的，上述产气药柱不同段之间的连接方式为平面接触或者凹凸面接触。

进一步的，本发明的产气药柱的装药原料包括：产氧剂、金属粉末、催化剂和粘合剂；所述产氧剂包括碱金属氯酸盐或碱金属高氯酸盐；所述碱金属氯酸盐或碱金属高氯酸盐包括氯酸钠、氯酸钾、氯酸锂、高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂中的一种或多种；所述金属粉末包括铁粉、硅粉、钛粉中的一种或多种；所述催化剂包括金属氧化物和/或金属氢氧化物；所述粘合剂为无机粘合剂，所述无机粘合剂包括硅酸钠和/或硅酸钾。

产氧剂主要用于产生氧气；金属粉末主要用于提高反应热量，促进燃烧；催化剂主要用于降低产氧剂分解所需温度；粘合剂主要用于对配方进行造粒，为减少在生成氧气中的杂质气体，尽可能选用无机粘合剂。