Состав пускового брикета для изолирующих дыхательных аппаратов

 

Изобретение относится к составам химических веществ, используемых в изолирующих дыхательных аппаратах на химически связанном кислороде. Состав пускового брикета содержит бисульфат калия 50-69,5 мас.%, алюминиевую пудру 0,5-2,5 мас.% и надперекись калия и/или натрия - остальное. Состав обладает высокой термостойкостью и обеспечивает надежный запуск изолирующего дыхательного аппарата при отрицательных температурах. 2 табл.

Изобретение относится к составам химических веществ, используемых в изолирующих дыхательных аппаратах на химически связанном кислороде.

В начальный период работы изолирующего дыхательного аппарата пусковой брикет должен резко интенсифицировать разработку регенеративного продукта и обеспечить на период его разработки выделение кислорода для дыхания человека. Запуск пускового брикета обычно осуществляется с помощью ампулы с серной кислотой.

Известен состав пускового брикета для изолирующих дыхательных аппаратов, содержащий в качестве основы надперекись калия и перекись натрия и в качестве активирующих добавок алюминиевую пудру, гидроокись алюминия и диоксид марганца (ав. св. СССР N 1197679 МКИ A 62 D 9/00, приоритет 17.01.83). Время разложения пускового брикета такого состава массой 44,5 - 45,0 г при комнатной температуре составляет 30-35 с. При разложении брикета выделяется влага, способствующая разработке регенеративного продукта в изолирующем дыхательном аппарате, и 6,0 л кислорода. Максимальная температура при разложении 400^oC.

Этот состав пускового брикета выбран заявителем за прототип. Недостатком этого состава является невысокая термостойкость брикета (75-100^oC) и его неработоспособность при температурах ниже минус 10^oC. Это значительно ухудшает эксплуатационные характеристики изолирующих дыхательных аппаратов, которые должны работать при температуре от минус 40^oC до плюс 50^oC. Как правило, составы с низкой термостойкостью не выдерживают длительных сроков хранения. Так, срок хранения известного пускового брикета составляет не более 3-4 лет.

Причиной низкой термостойкости состава является низкая термостойкость гидроокиси алюминия (150 - 180^oC), а неработоспособность состава при низких температурах (ниже минус 10^oC) объясняется резким торможением основных реакций, определяющих работу состава Суммарный тепловой эффект этих реакций равен 1,9 ккал/моль.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик пускового брикета изолирующего дыхательного аппарата за счет повышения его термостойкости и обеспечения его работоспособности при отрицательных температурах.

Задача решается предлагаемым изобретением, согласно которому состав пускового брикета включает бисульфат калия, алюминиевую пудру и надперекиси щелочных металлов. Соотношение компонентов состава следующее, мас. %: Бисульфат калия - 50 - 69,5 Пудра алюминиевая - 0,5 - 2,5 Надперекись калия и/или натрия - Остальное Термостойкость пускового брикета такого состава составляет 120-145^oC, что позволяет увеличить срок хранения дыхательных аппаратов до 10 лет. Состав устойчиво работает в интервале температур от минус 40^oC до плюс 50^oC и обеспечивает эффективную разработку регенеративного продукта в этом температурном интервале.

Причиной более высокой термостойкости предлагаемого состава является высокая термостойкость бисульфата калия (более 210^oC), а работоспособность состава при низких температурах обеспечивается значительно более высокой химической активностью реакции нейтрализации (4) по сравнению с реакцией гашения надперекиси водой (2):
Суммарный тепловой эффект этих реакций равен .

Алюминиевая пудра используется как дополнительный источник тепла для испарения образующейся воды.

Способ изготовления пускового брикета заявляемого состава заключается в измельчении и смешении исходных компонентов с последующим формованием смеси в брикеты различной конфигурации (блоки, таблетки) в зависимости от типа изолирующего дыхательного аппарата, для которого они предназначены.

Примеры заявляемого состава пусковых брикетов приведены в таблице 1.

Выбор оптимального количественного соотношения компонентов брикета обусловлен следующим.

Содержание бисульфата калия (50-69,5 мас.%) установлено с учетом образования горячих водяных паров. Горячие водяные пары пускового брикета конденсируются на регенеративном продукте, основным компонентом которого является надперекись калия, нагревают его и реагируют с ним по реакции (2) с выделением кислорода. Развитие процесса естественно усиливается теплом реакции (5) и (6):
,
.

Чем больше горячих водяных паров выделяет брикет, тем быстрее активизируется регенеративный продукт с выходом на стационарный режим. Для такого состава начальное выделение кислорода брикетом может быть достаточно только для наполнения дыхательного мешка (2-3 л), а кислород для дыхания поступает от разрабатываемого регенеративного продукта в соответствии с реакцией (2).

Содержание бисульфата калия ниже 50% в составе приводит к замедленной (до 5 мин) и ненадежной (возможны неразработки) разработке регенеративного продукта при низких температурах (минус 40^oC). Содержание бисульфата калия выше 69,5% приводит к отказам брикета при его запуске.

Содержание бисульфата калия, а также суммарное содержание надперекисей калия и натрия определяются также спецификой требований к изолирующему дыхательному аппарату.

Относительное содержание надперекисей натрия и калия определяется формой брикета, требуемой механической прочностью, интервалом рабочих температур и требуемой скоростью разложения.

Пределы количественного содержания алюминиевой пудры обусловлены требованиями, предъявляемыми к температурному режиму разложения брикета. Содержание алюминия более 2,5% делает брикет пожароопасным из-за высокой температуры его разложения, а содержание алюминия менее 0,5% приводит к замедленному разложению брикета.

Лабораторные испытания показали, что при разложении брикетов, изготовленных из предлагаемого состава, токсичные вещества не выделяются, механическая прочность брикетов при прессовании их с плотностью от 1,30 г/см³ до 1,75 г/см³ удовлетворительна и в процессе разложения брикеты не расплываются, т.е. остаток сохраняет форму брикета.

Результаты испытаний приведены в таблице 2. Испытания проводились на брикетах массой 44-45 г по стандартным методикам в соответствии с ГОСТ В 25308-82. Оценка выделяемой брикетом влаги проводилась по специальной методике и расчетам.

Как видно из полученных данных, заявляемый состав пускового брикета имеет достаточно высокую термостойкость, что позволяет увеличить срок хранения изолирующего дыхательного аппарата до 10 лет.

Пусковые брикеты состава работоспособны при низких температурах (до минус 40^oC).

При этом выделяемое количество горячих водяных паров позволяет надежно и за короткое время (не более 35 с) активизировать регенеративный продукт изолирующего дыхательного аппарата с выделением дополнительного количества кислорода.

Формула изобретения

Состав пускового брикета для изолирующих дыхательных аппаратов, содержащий надперекиси щелочных металлов и активирующую добавку, включающую алюминиевую пудру, отличающийся тем, что в качестве надперекиси щелочных металлов содержит надперекись калия и/или натрия, а активирующая добавка дополнительно содержит бисульфат калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бисульфат калия - 50 - 69,5
Пудра алюминиевая - 0,5 - 2,5
Надперекись калия и/или натрия - Остальноеу

РИСУНКИ

Рисунок 1