Verfahren zur Herstellung von Lager- und transportfähigen Patronen zur geregelten Erzeugung von Druckgas durch chemische Reaktionen und nach diesem Verfahren hergestellte Patrone. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lager- und transportfähigen Patronen zur gerebelten Erzeugung von Druckgas durch @ohemische Reaktionen, um Maschinen und Apparate unmittelbar, also nicht auf dem Umweg über einen Motor, zu betreiben.
Für den Betrieb von Maschinen und Ap paratere werden Geschwindigkeiten der @Gas- erzeugung gebraucht, ,die um ein Vielfaches hinter den üblichen Geschwindigkeiten beim Schiessen und iSprengen zurückbleiben, wor aus sich ergibt, @dass für ,die nachstehend be schriebene Erfindung explosive chemische Reaktionen oder ,Stoffe, die in eine Explosion überzugehen vermögen,
nicht in Frage kom men können.
Beim Verfahren nach ,der Erfindung wird mindestens eine nichtexplosive, in kompakte Formen gepresste Reaktionsmasse in einem Behälter angeordnet, der mit einer Einrich tung zur Einleitung der Reaktion und mit einer Einrichtung zur Abführung der Reak- tionegase versehen ist,
und es wird die 'Gas- entwicklung einer vorbestimmten Funktion der Zeit angepasst, indem bewirkt wird, @dass die Reaktion auf vorbestimmtem Wege mit vorbestimmter Geschwindigkeit über vorbe stimmte reagierende Flächen mit entspre chender Gasausbeute fortschreitet.
Die Gas entwicklung der Reaktionsmasse wird also einer vorbestimmten Funktion der Zeit an gepasst. Diese Funktion kann vorteilhaft eine solche sein, @dass das Zeitdruckdiagramm ider austretendenGase in seinen wichtigen Teilen in Übereinstimmung steht mit ,dem Aitdruck- diagram,m,
welches für den jeweilsbetriebe- nen Apparate- oder Maschinentyp nachdes sen mechanischen Gesetzmässigkeiten - also unabhängig von der Eigenart der Energie quelle als solcher - einen ;günstigen Wir kungsgrad ergibt.
Zufolge des Behälters kann eine handelsgängige Einheit erhalten und es können Störungen des erstrebten Zeitdruck- diagra.mmes von aussen ausgeschlossen wer den. Ferner kann die Lagerung und der Transport der Energiequelle erleichtert und ihre fehlerfreie Verwendung auch durch Laien ermöglicht werden.
Für die bekannten anders gearteten pa tronenartigen Behälter von 'Schiesspulvern verlaufen die Reaktionen ziemlich adiabatisch und erfassen momentan die gesamte Reak- tionsmasse auf einmal.
Die ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende nach dem erfindu:ngsgemäBen Ver fahren hergestellte lager- und transportfähige Patrone zeichnet sich dadurch aus, dass min destens eine nichtexplosive, in kompakte Formen gepresste Reaktionsmasse in einem Behälter angeordnet isst, der mit einer Ein richtung zur Einleitung der Reaktion und mit einer Einrichtung zur Abfiihrung der R,ea.ktionsgase versehen ist.
In der Zeichnung sind einige Ausfü@h- rungsbeispieleder Patrone gemäss der Erfin dung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt das erste Beispiel mit einer in einem Behälter angeordneten Masse von veränderlichem Querschnitt, Fig. 2 das dadurch erzeugte Gasmengen diagramm, F'ig. 3 eine weitere Ausführungsform im Schnitt, Fig. 3a eine @schematisehe Darstellung dieser Patrone,
Fi\. 3b ein ZeitdruAdia,gramm dazu, Fig. 4 im 'Schnitt ein Beispiel mit einer Masse mit ineinander angeordneten Teilen, Fig. 5 einen Teil des Behälters eines Bei- sspiels mit der Masse und mit gelochten Trennwänden,
Fig. 6 einen Teil .des Behälters eines Bei spiels mit der Masse mit verschiedenen in- nern Hohlräumen und Fig. 7 einen Querschnitt durch den Be hälter eines Beispiels mit einer Masse und einem Hohlraum zwischen Masse und Be hälter Fig. 8 bis 10 zeigen je eine Ausführungs form im Schnitt.
Fig. 1 zeigt den Aufbau der nichtexplo siven Reaktionsmasse, die in fünf kompakte Formen gepresst isst, die aus den teils koni schen, teils zylindrischen Teilen<I>a,</I> a1, a" a3 und a4 bestehen, welche noch verschiedene Rea,ktions;;x#schwindigkeiten haben können.
Diese Masse ist von einem passenden. Behäl ter b umhüllt, der die Reaktion zu einem axialen Hindurchschreiten zwingt. f ist der die Einrichtung zur Einleitung der Reaktion bildende Zünder und i die die Einrichtung zur Abführung der Reaktionsgase bildende Gasaustrittsöffnung, welche sich zu Anfang der Reaktion öffnet.
Hierbei ergibt sich der zeitliche Verlauf der Gaserzeugung etwa nach Fi,g. 2, in welcher die Abszisse die Re- aktionswege und die QDdlniate die jeweils pro Zeiteinheit erzeugten Gasmengen unter Vor aussetzung eines konstanten Druckes zeigt.
Die Wahl der ,Steigung der Konusse stellt dabei ein besonders einfaches und präzises Regulierungsmittel sowohl zur Verlang- samung wie zur Beschleunigung der Gxasent Wicklungsgeschwindigkeit dar.
In Fig. 3 besieht die Reaktionsmasse aus drei Teilen a1, a, und ag, a1 ist ein zuerst zur Reaktion kommendes Teilquantum, welches in diesem Beispiel eine wesentlich höhere Gasentwicklun@gsgeschwin- digkeit hat als die andern Teile a., a3 der Reaktionsmasse,
um schnell die Toträume des zu betreibenden Apparates zu füllen und das Öffnen des Behälters bezw. den Arbeitsvor- gang einzuleiten. Daran schliesst sich der Re- aktionsmassenteil a2, welcherdazu dient, den eigentlichen Arbeitsdruck im zu betreibenden Apparat zu erzeugen.
Hieran schliesst sich der Reaktionsmassenteil a3, welcher wie derum eine andere Gasentwicklungsgeschwin- digkeit hat, um den während des Betriebes sich ändernden Anforderungen des Energie verbrauches im betriebenen Apparate zu ent sprechen.
Die Reaktionsmassenteile a1, a_> und a., sind in kompakte Formen gepresst und können zum Beispiel aus einem Sprengstoff bestehen, welcher durch w'ä,rmeverzehrende und benenfalls auch bei ihrer Zersetzung G-ar, abspaltende Zusätze urexplosibel ge- macht ist.
Die Reaktio:nsmassenteile a. und a3 sind durch die Trennungswand, c mit dem Durchlass d in Form eines ringförmigen Schlitzes voneinander isoliert und ausserdem Ist der Hohlraum h indem Reaktionsmassen- teil a,, durch die Isolation c,
. beschützt. b .sf ellt den Behälter dar, in dessen Boden sich ,las Zündhütchen f befindet, und zwar ver senkt zum Schutze gegen unbeabsichtigte <B>il</B> ussere Einwirkung.
Der Hohlraum h verengt ,ich an ,seinem obern Ende und .enthält bei- .pielsweise leicht brennbare, wenig Gasdruck liefernde, z.
B. aus Zündschnüren oder einem finit einem Blitzlichtpulver beklebten Karton- Areifen bestehende Substanzen g, welche zu- "ammen mit dem Zündhütchen f eine Ein richtung zur Einleitung der Reaktion bilden und welche .das Feuer des Zündhütchens durch :den Hohlraum hindurch :gegen :den leichter als :
der Massenteil a, entzündbaren Reaktionsmassenteil a1 richten, und zwar in erster Linie gegen die untere Kante des Lo- eUe: in diesem Teil.
Dadurch wird :diese Kante .entzündet, weil die Entzündung an dieser Kante leichter erfolgt al:s an der glat ten Innenfläche :des weniger leicht entzünd baren Massenteils c#;,. Durch :die Entzündung an einer vorbestimmten Stelle, nämlich der oben erwähnten Kante, die Anordnung der Massen in bestimmter Reihenfolge und reit entsprechenden Isolationen ist der Weg :der Reaktion :
durch die Reaktionsmasse und da mit auch die jeweils in Fig. 3a ang:edeuteten reagierenden Flächen festgelebt, während die Gasarr.Zbeute in jedem Augenblick :des Reak tionsablaufes :durch die Zusammensetzung des betreffenden P:eaktionsma-ssenteils be stimmt wird. m2 ist ein leicht zerstörbares Iar@t-onblatt, welches bei :
der Entzündung der Ziindiibertragirngsmasse g die Ausbreitung, der Wärme und des Druckes hemmt, wo durch die Entzündung des Massenteils a1 sicher".yestellt wird.
Dieses Kartonblatt in dient dem Distanzierungsglied 1, das ein Blech streifen sein kann, als Auflage, wobei dieses Dista.nzierungs,glied dien äussern Hohlraum hl zwischen Behälter und. Reaktionsmasse fest- legt.
Der Hohlraum h" :dient :dazu, den Reak- tions,gasen einen gewissen Entwicklungsraum zu geben, so dass im Behälter sieh ein :g:
e- wisser Gasvorrat ansammeln kann, bevor der Behälter sich öffnet und die Reaktionsgase in den zu betreibenden Apparat entweichen lässt.
k1 ist der Verschlussdeckel mit gleich falls zum @Schutze gegen äussere Beschädi- gung versenkter Öffnung i, welche durch,die aufgelötete Auf reissfolie n aus Blei von ganz bestimmter Zerreissstärke gasdicht vers:cMos- sen ist.
Die den Versehluss bildende Bleifolie n istausserhalb,der Awotritbsöffnung und der Wandung .des Behälters angebracht und stützt sich in solcher Weise,gegen den Rand der Austrittsöffnung i und ,den in der Aus trittsöffnung befindlichen Steg v, also gegen ,die Austrittsöffnung begrenzende,
\heile so ab, d:a.ss zu ihrer Zerstörung von aussen nach :dem Innern ,des Behälters eine erheblich grössere Kraft erforderlich ist, als zu ihrer Auf- reissung vom Innern des Behälters nach aussen.
Von der Stärke des Innendruckes, :der erforderlich ist, um ,die Bleifolie zu zerreissen, und von ,dem Volumen, ,das ;
denGrasen inner- halb des Behälters zur Verfügung steht, hängt es ab, an welchem Punkte -der Reiak- tion die erste Expansion der Reaktionsgase in den zu betreibenden Apparat stattfindet. Der Verschluss muss mindestens so stark be messen sein,
dass er (sieh erst öffnet, wenn,die Reaktion bereits eine solche Stärke erreicht hat, dass sie durch die entstehende Expansion nicht mehr zum Aufhören gebracht werden kann.
Anderseits wird durch die) Festigkeit des Verschlusses nicht nur der Beginn des Ar- b.eitssdiagrammes im betriebenen Apparate he- stimmt, sondern es wird auch das innere Re- aktions:
diabgramm im Be hälter ,derchemischen Reaktionsmasse durch die Rückwirkung des Druckes auf die Reaktionsgeschwindigkeit in ,seinem weiteren Ablauf beeinflusst. Der Ver <B>s</B> 'hluss öffnet sich erst, wenn :
der im Innern des Behälters entstandene Gasdruck infolge seiner Rückwirkung auf die %aktiono!ge- schwindigkeit :der Reaktionsmaisse die G,
aes- entwicklungsgeschwindigkeit auf aaz für einen günstigen Betrieb des angetriebenen Apparates erforderliche Mass gebracht hat. Ähnlich können Stauungen und überhaupt ein leichter oder schwerer Abfluss der Reak tion ggaso aus dem Behälter der Reaktions- masse wirken.
Der beispielsweise leieht ko nische Deckel k1 kann mit etwas Lack gas- und flüssigkeitsdicht eingepresst werden.
Auf ihm liegt eine Siebplatte o zum Schutz .der Austrittsöffnung und zur gleichmässigen Ver teilung der austretenden Gase. Deckel kl, Siebplatte o und bei richtiger Dimensionie- rung auch die Reaktionsmasse a,, a:;
, a3 und die Distanzierungsglieder l können in ihrer Lage durch einen einzigen Pressdruck fest gehalten werden, indem die Wand des Be hälters b nach innen umgebördelt ist. Die Öffnung i könnte statt durch eine Bleifolie auch durch einen unter Federdruck stehen den V erschluss bekannter Art verschlossen sein.
Bei diesem Beispiel ist angenommen, dass der Behälter direkt in .den zu betreiben den Apparat eingebaut ist. Der Deckel k, mit der Öffnung<I>i,</I> die Bleifolie<I>n</I> und die Siebplatte o stellen eine Einrichtung zur Ab- fÜhrung der Reaktionsgase dar.
Der Ver- schlussteil k verschliesst zugleich den Behäl ter und legt die Reaktionsmasse, das Distan- zierungsglied <I>1,</I> den Hohlraum<I>h</I> sowie die Einrichtung zur Einleitung der Reaktion und die Einrichtung zur Ableitung der Reak tionsgase in ihrer relativen Lage zueinander lind zum Behälter fest.
An Hand dieses Beispiels soll im folgen- den gezeigt werden, wie das 7eitdruekdia- gramm in einem speziellen Falle zahlenmässig ermittelt wird. Erfahrungsgemäss stimmt die- ses errechnete Zeitdruckdiagramm mit dem experimentell gemessenen 'sehr genau überein.
In Fig. 3a ist angenommen, dass der Mas senteil a, aus einem gewöhnlichen Schwarz- pulver besteht, welches durch Zusatz von Magnesium-Karbonat unexplosibel gemacht ist, und dessen Reaktionsgesehvrindigkeit durch weiteren Zusatz von Kieselgur soweit herabgesetzt ist,
dass sie bei einer Pressdiehte von 1,8g pro emg 6 mm/sec beträgt. Die Gasausbeute dieser Masse sei experimentell zu 320 cm3/g bestimmt.
Unter den obigen Voraussetzungen ergibt sich, dass der Massenteil a1 pro em@ reagie- render Fläche in der Sekunde ein Gasquan tum von 1;8 X 3:20 X 0;6 = 345,6 cm' liefert.
Für den Massenteil a, sei als Grundsub- stanz ein Haloclas@tit-Pulver angenommen, dessen Reaktionsgeschwindigkeit durch Zu satz von Eisen-Oxalat, Magnesium-Karbonat und Kiese@lgur bis auf 2 mm/sec bei einer Pressdichte von 1,
75 g/cm' herabgesetzt ist. Die Gasausbeute sei mit 300 emg/g ermittelt. 1 cm' reagierender Fläche ergibt demnach eine Gaemenge von 300 X 1,75 X 0;2 = 105--m'.
Für den Massenteil a3 sei wiederum ein gewöhnliches & lwarzpulver als Grundsub- stanz angenommen, welches durch Zusatz von Aluminium-@Oxalat und Niesel:
gur eine Re aktionsgeschwindigkeit von 5 m@m/see erhal ten hat, bei einer Pressdichte von 1,7 g/ems. Die Gasausbeute .ist bei dieser Masse zu 350 eme/g bestimmt worden. 1 cm' reagieren der Fläche ergibt demnach eine Gasmenge von 35,0 X 1,7 X 0;
5 = 297,5 cm'. Die drei Massenteile liefern also bei gleichen reagierenden Flächen verschieden grosse Gas ausbeuten. (Die Reaktionsgeschwindigkeiten hängen in geringem Masse noch vom Druck ab,
doch ist im folgenden zur Vereinfachung der Rechnung .die Druckabhängigkeit nicht berücksichtigt. Für genaue Berechnung muss die Druckabhängigkeit anhand eines für die verwendete Masse experimentell bestimmten Diagramms, welches die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit vom Druck zeigt, berücksichtigt werden.
Ebenso ist zur Verein fachung der Rechnung der Einfloss der Tem peratur auf das erzeugte Gasvolumen ,im fol genden nicht berücksichtigt, wiewohl dies für ;
genaue Berechnungen geschehen müsste. Bei relativ langsamen Vorgängen und guter Wärmeableitung wird man häufig die Tem peratur als konstant ansehen können.) In der Fig. 3a sind die jeweils zu be stimmten Zeiten reagierenden Flächen einge- zeichnet, die wie Fig. 3a zeigt,
verschieden gross sind. Die Entzündung geht zunächst vom Zündhütchen f über den Zündübertra- gungsstreifen g (etwa ein mit Blitzliohtpul- ver beklebter Papierstreifen) an die innere Unterkante des Mas enteils a" der sich leicht entzündet.
Von hier aus überträgt sich die Reaktion infolge der Wirkung des Karton- blattes an, welches die Flamme in dem Hohl raum zusammenhält, fast momentan auf die freien Innenflächen oder Presskörper a, und a..,. Damit beginnt die eigentliche @Gaserzeu- gung,
durch .deren Druck in .einem bestimm ten Zeitpunkt die Verechiussfolie n aufgeris- sen wird,
so dass die Gase in den zu betrei benden Apparat überströmen können. Von den Fläaohen o schreitet nun die Reaktion im Presskörper a1 mit 6 mm/sec Ge@schwindig- keit, im Presskörper a, mit 2 mm/sec Ce- sohwindigkeit vorwärts,
erreicht also nach einer Sekunde die Flächen 1, nach 2 Sekun den die Flächen 2 usw., nach 8 ,Sekunden die Fläche 8 und ;gleichzeitig den Durchlass d.
Von hier aus überträgt sich die Reaktion auf den Presskörper a3 und pflanzt sich darin in konzentrischen Ringflächen mit einer Ge schwindigkeit von 5 mm/sec fort, (Flächen 9--12) während sie ,
gleichzeitig noch im Presskörper a2 sich bis zur Begrenzung -durch die äussere Behälterwandung ausbreitet. Die relative Lage und -Grösse des Durchlasses kegelt also den Zeitpunkt und die Schnellig keit .des Übergreifens der Reaktion vom Teil a' auf den Teil a3. Die Massenteile a,-a. werden wie ersichtlich von der Reaktion nacheinander erfasst.
Multipliziert man die jeweils reagieren den Flächen mit den entsprechenden Gaser- zengungsgeschwindigkeiten pro Flächenein- heit und trägt,die erhaltenen Werte in Ab hängigkeit von der Zeit auf, so erhält man .die Kurve a der Fig. 3b. Diese Kurve stellt demnach ,
die pro Sekunde erzeugte Gasmenge in Abhängigkeit von der Zeit dar. Durch In tegration dieser Kurve nach der Zeit erhält man die Kurve ss, die die gesamte erzeugte Gasmenge - auf Atmosphärendruck be zogen - in Abhäuggigkeit von Ader Zeit dar stellt.
Um :die Zeitdruckkurve zu bestimmen, muss,das freie Gasvolumen der angetriebenen Maschine einsohliessliich etwaiger Toträume der Leitungen usw. in jedem Augenblick be kannt sein.
Kin solches Volumendiagramm sei durch die Kurve y ;gegeben, in welcher die Volumina in Abhängigkeit von der Zeit nach unten aufgetragen sind.
In ,diesem Beispiel ist angenommen, dass das Volumen: ,zunächst eine Sekunde ,lang<B>0,5</B> Liter beträgt, dann mit veränderlicher Geschwindigkeit inner halb weiterer 10 Sekunden auf 5 Liter an steigt,
auf welchem Wert es bist zum S.ehluss der Arbeitsperiode stehen bleibt. Das Zeit- drwck,diagramm 8 ergibt sich durch Division der jeweiligen Gasmenge durch das zuge- hörige verfügbare Volumen y.
Der Druckver lauf ist demnach folgender: Während einer Sekunde rasches Ansteigen des Druckes auf zirka 3 latü; in weiteren 3 (Sekunden lang- samneres Ansteigen auf zirka 71/2 atü; dann 5 Sekunden angenähert konstanter Druck; zum Schluss nochmaliges mässiges Ansteigen während 31/? Sekunden auf etwa ,10 atü.
Es isst aus,dem obigen Beispiel klar zu er sehen, dass .durch Abwandlung der einzelnen Elemente, wie Zusammensetzung, Formung und Anordnung der Presskörper, der Reak- tionamasse, Wahl ,des Orters der Entzündung,
Anordnung der Isolationen und der Über- trittsatellen usw. praktisch fast unbegrenzte Variationsmöglichkeiten und damit Möglich keiten der Anpassung an das jeweils bgünstig;- ,sie Energie-Verbrauehs,diagramm der ange triebenen Maschine bestehen.
Fig. 4 zeigt die Anordnung des. Reak- tionsmassenteils a,. in dem Reaktionsmassen- teil a2 und die beide trennende Isolation u. Die Reaktion wandert von der ,Zündstelle f im iSinne der gezeichneten Pfeile durch die Reaktionsmasse a,,
a, Der Behälter für die Reaktionsmasse ist hier nicht veranschau- licht. Natürlich können so ineinander gesetzte Teile auch :
gleiche Querachnittsrgrössen und gleiche oder verschiedene Reaktlonageschwin- digkeiten haben.. Die Zahl der Variationen und idamit,der Regulierungsmöglichkeiten ist ausserordentlich .gross. In Fig. 5 ist einStück eines Beispiels mit einer grösseren Reaktionsmasse wiedergege ben.
a sind die verschiedenen gepressten Teile der Reaktionsmasse von gleicher oder ver- schiedener Reaktionsgeschwindigkeit, b ist der Behälter, c sind Trennungswände, bei- spielsweise aus Asbestpappe. d sind verschie den gelagerte und verschieden grosse Löcher in diesen Wänden,
durch die die Reaktion zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt und mit einer ,ganz bestimmten Intensität übertritt.
Fig. 6 zeigt einen Teil eines weiteren Beispiels mit einer grösseren Reaktionsmasse, bei dem die einzelnen Teile <I>a,</I> a1, a2, a3 und a4 mit Löchern von verschiedenem Durehmes- ser versehen sind.
Dadurch werden im Innern bestimmte Hohlräume gebildet, welche den -Weg der Reaktion durch die Reaktionsmasse sowie die Gasentwicklung beeinflussen und zugleich als Raum zur Abführung der Reak- tionsgase sowie zur Aufnahme der Reak tionsrückstände und Schlacken dienen. Sie verhindern reaktionsstörende Verstopfungen und sichern den Abfluss der Reaktionsgase.
Derartige Hohlräume, die zugleich auch für die Einleitung der Reaktion nutzbar ge macht werden können, können auch seitlich bezw. ausserhalb der Reaktionsmasse liegen.
Beim Beispiel nach Fig. 7 ist a die Reak tionsmasse, b die Behälterwand, c eine ein- gelegte Trennwand, welche die Reaktions masse begrenzt und den neben der Reaktions- masse angeordneten Hohlraum h freilässt. In dieser Wand !befinden sich Öffnungen d, die mit einem durch,
die Reaktionsgase leicht zer- störbaren Material, z. B. Papier, verschlos sen sind. Mit dem Fortschreitender Reaktion werden diese Papierverschlüsse durch die Gase zerstört und nach Zerstörung ,der Ver schlüsse werden die Gase durch die Üffnun- gen d in den Hohlraum und durch diesen aus dem- Behälter entlassen.
Der Hohlraum dient hier zur Führung und Sammlung der Re aktionsgase vor Öffnung der Austrittsöff nung des Behälters und bildet einen Aus weichraum für die Reaktionsrückstände.
Die Hohlräume können auch noch andern Zwecken dienen. Beispielsweise können sie, besonders wenn sie klein sind, mit einem rasch reagierenden, von der Reaktionsmanie verschiedenem Material ,gefühlt sein, z. B.
einem nichtbrisanten Schwarzpulver, wel ches dazu geeignet ist, rasch Toträume usw. in dem betriebenen Apparat auszufüllen, wäh rend seine Menge nicht ausreicht, die Reak- tionsmaese, die auch nach durch Abstand oder ein dämpfendes, dünnes Ölpapier ge- schützt sein kann,
in eine zu heftige Reak tion zu treiben. Die eigentliche regulierte Energie wird von der Reaktionsmasse ge liefert, für dis die vorgesehenen Hohlräume dann bereits frei geworden sind.
Fig. 8 zeigt beispielsweise einen Teil des Behälters einer ähnlichen Ausführungsform mit einer doppelten Wandung, deren Zwi schenraum mit einer iSchutzschicht p aus einer Wärme verzehrenden Masse, welche nicht zuaReaktionsmasse ,gehört, ausgefüllt ist,
beispielsweise mit Natrinmhicarbonat, welches sich unter Einwirkung der Reak- tionswärme verändert und ausserdem zusätz- liehenGasdruck liefert. Die Schutzschicht umgibt die Reaktionemame seitlich.
Bei @diesem Ausführungsbeispiel kommt durch das Zündhütchen f .der Massenteil a1 zuerst zur Entzündung, weil die vorsprin- gende Kante des Teils a,
durch die Zünd flamme des Zündhütchens f viel leichter ent zündet wird als die ,
glatte Innenfläche das Ma & senteilis a2 und weil ausserdem als Initial- massenteil a1 ein leicht entzündliches und schneller brennendes Material genommen wird. Das 7ündhütchen f ist durch ein dar über
gelegtes Metallband q mit der Öffnung r geschützt, welche eine solche Form hat, dass nur ein Schlagstift von entsprechendem Quer schnitt hindurchtreten kann,
so dass erzne un beabsichtigte Funktion ausgeschlossen ist. Überha .upt lassen sich empfindliche Teile bei der Austrittsöffnung der Reaktionsgase und die Einrichtung zur Einleitung der Reaktion in einfaaaher Weise durch Schutzglieder,
die mit dem Behälter bei der Herstellung fest verbunden werden, gegen Beschädigung oder unbeabsichtigte Inbetriebsetzung schützen. In Pig. 9 ist eine andere Ausführungs- form :
dargestellt, die einen aus zwei ver- schraubbaren Teilen b und b,, bestehenden Behälter aufweist, @d@er durch :
die in kompakte Formen gepresste Reaktionsmasse ganz aus gefüllt ,ist. Die Zündung erfolgt @durüh den Abreiss,zünder f, der Gaeaustritt erfolgt zu nächst durch diesen, und später auch noch durch die mit @Sehmelzverschluss versehene Öffnung i.
Einleitung der Reaktion und Austrittsöffnung liegen in diesem Beispiele auf derselben Seite des Behälters.
Bei. der Ausführungsform nach Fig. 10 hat die durch den elektrischen Zünder f in Betrieb gesetzte Reaktionsmasse, die aus den Teilen a,-a, besteht, keine innern 11o:hl- räume, wohl aber neben der Reaktionsrn:asse einen bestimmten äussern Hohlraum h.
Die Führung der Reaktionsgase findet in der Richtung der Pfeile nach der Austrittsöff nung o statt, welche hier,düsenartig ;gestaltet ist. Ausserdem ist daTgestellt, wie ein :
der- artiger Behälter mit seiner Reaktionsmasse in einen zu betreibenden Apparat @einggeführt sein kann. s ist beispielsweise :eine unter einen Flansch der Patrone gelegte Packung und t ist ein Lager in :dem zu betreibenden Apparat für den Behälter.
Es sind mehrere Teilmassen. vorgesehen, die von der Reaktion nacheinander erfasst werden.
Die Austrittsöffnungen aus,dem Behälter in :den zu betreibenden Apparat werden am besten nach aerodynamischen Grundsätzen in der Richtung,des :geringsten (Strömungswider- standes ausgestaltet.
Bei :den beschriebenen Beispielen werden vorzugsweise solche Gasdruck erzeugenden Reaktionsmassen angewendet, welche ohne Berührung mit dem Luftsauerstoff in nicht explosiver Weise verbrennen.
Derartige nicht explosive Brandmassen können zum Beispiel dadurch hergestellt werden, dass man einem Sprengstoff, zum Beispiel einem substituier- ten @Sehwarzpulver, ein ausreichendes Quan tum einer nertenSubstanz oder einer ;
Sub- stanz zusetzt, welche sich unter Wärmever brauch zersetzt und @dabei gegebenenfalls auch -Gase abspaltet,
wie zum Beispiel zer- setzliche Ogalate oder Cartonate oder .dergl. Die erläuterten Grundsätze gelten mit ent sprechenden Umformungen auch für andere chemisches Gas erzeugende Reaktionen.
Bei diesen nichtexplosiven, Gasdruck er zeugenden brennbaren Massen ist bereits eine gewisse Regulierbarkeit der Reaktionen durch das Patent Nr. 101619 bekannt gewor den, jedoch nur in,dem Sinne, dass ein Rück fall der ursprünglich explosiven Massen. in :den Bereich :einer erneuten Explosibilität während der Reaktion - z.
B. :durch einen übermässigen, unbeabsichtigten Druck infolge von Verstopfung der Apparate - vermieden wird.
Nicht bekannt geworden sind jedoch Behälter, in denen sich .nichtexplosive, Gas- ,druck erzeugende Massen befinden, bei denen die Gasentwicklungsgeschwandigkeit so ein- ,gestellt und :durch die Gesamtanordnung,der Reaktionsmasse und des :
an der Regelung mitwirkenden Behälters und seiner Teile ge- sichert ist, @dass diese Geschwindigkeit einer vorbestimmten Funktion der Zeit angepasst wird,
welche einem günstigen Diagramm des Energieverbrauches in dem betriebenen Ap parat #bezw. Maschine entspricht.
Als Gasdruck erzeugende, nichtexplosive Reaktionen kommen. jedoch zum Beispiel auch in Betracht nasse Reaktionen wie die Umsetzung von. Carbonaten mit Säuren, wo bei die Einrichtung zur Einleitung der Reak tion aus einem Venschlussorgan (Hahn, Ven- til)
und einer Düse @bes:teht, dnzrch welche :die ,Säure bezw. die die Reaktion bewirkende Flüssigkeit auf die Reaktionsmasse bildende .gepresste ;Salze oder sonstige Reaktionsge- mische, :
die in kompakte Formen, gepresst sind, geleitet wird. Wenn man beispielsweise zylindrisflhe Presskörper aus einem Carbonat,
einem Gemischeines Garbonates und eines RTI ID="0007.0250" WI="20" HE="3" LX="1012" LY="1916"> Bicarbanates und aus einem Gemisch eines Carbonates mit einer zur Neutralisierung :des Carbonates nicht ausreichenden Menge :einer festen Säure, z.
B. Oxalsäure, erzeugt und diese in einer .bestimmten Reihenfolge in einen patronenartigen Behälter einschliesst, der seinerseits mit einem beliebigen von aussen zu betätigenden Verschluss versehen ist,
und wenn man dann auf den Querschnitt dieser die Reaktionsmasse bildenden Presskör- per eine ausreichende Menge einer Säure, z.
B. verdünnte Schwefelsäure, einwirken lässt, so wird man eine Kohlensäureezrtwick- lung erhalten, welche bei der Neutralisation des Carbonates am schwächstem, bei der des Biea.rbonates stärker, bei der des bereits mit einer feingepulverten,
festen Säure teilweise versetzten Quantums am stärksten sein wird und ausserdem zum Beispiel durch die er wähnten durchbrochenen Trennungswände und durch Formgebung noch weiter beein- flusst werden kann.
Eine weitgehende Regulierung der Reak tionsgeschwindigkeiten der brennbaren, nicht explosiven (i-asdimek erzeugenden Reaktions- masse kann man erreichen, wenn man nach bereits erfolgter Beseitigung- der Explosibili- tä.t eines Massenbestandteils und über das hierfür erforderliche Mass hinaus durch che mische Zusätze die Konzentration derjenigen Bestandteile ändert, welche die Reaktionsge- schwindigkeit,
also der wirksamen Bestand- teile, beeinflussen, beispielsweise also, indem man zersetzliehes Oxala.t oder Carbonat zu sätzlich hinzufügt, welche zwar für den Ver brennungsvorgang inert sind, aber dem Sy stem durch Dissoziation innere Energie ent ziehen und zugleich die Gesamtausbeute an Gas erhöhen, indem sie Gase entwickeln.
'Weiterhin kann man die Reaktionsgeschwin digkeit durch beschleunigende oder ver zögernde Katalysatoren im ganzen oder bei Teilquanten beeinflussen, beispielsweise, in dem man der brennbaren Substanz einen klei nen Prozentsatz von Cernitrat beifügt.
Auch die Veränderang des Pressungsgra,des, mit dem Körper bestimmter Form aus derartigen Massen erzeugt werden, führt zu einer Ver änderung der Reaktionsgeschwindigkeit. Eine weitere Möglichkeit der Regelung der Gas- erzeugungsge@schwindigkeit besteht darin, dass man die Reaktionsmasse aus Teilen zusam- mensetzt,
bei welchen als Ausgangsmaterial für die nachfolgende Reg@elu@ngSubstanzen verschiedener Reaktionsgeschwindigkeit be nutzt werden.
Beispielsweise könnte man für die Beseitigung der I:gplosibilität und die darüber hinausgehende Regelung ausgehen, einmal von einem relativ rasch brennenden Schwarzpulver und ein andermal von einem substituierten langisamer brennenden Pulver,
etwa vom Typ der Haloolastitpulver. Man würde also ausgehen von zwei Massen von verschiedener ursprünglicher Rea.ktionsge- .scliwiüdigkeit. Weiterhin kann man die CTas- entw icklungsgeschwindigkeit derartiger Mas sen dadurch ,leeinflus@sen, dass man ihre ehe mische Zusammensetzung oder ihre äussere Form ändert.
Baut man eine Gesamtreak- tionsmasse zum Beispiel aus mehreren @ge- pressten Teilen, von denen der eine als ein die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussendes Mittel ein zersetzliches Oxalat, der andere ein zersetzliches Carbonat, der dritte ein Gemisch von Oxalat und Carbonat enthält,
so werden aus dem Oxalat zwei Moleküle Gas, aus dem Carbonat ein 33Zolekül und aus dem Gemisch beider ein Zwischenwert entstehen, die sich in der Form des erhaltenen Ga.sdruckd@ia- grammes auswirken.
Gegenüber dem Betrieb von Apparaten mit komprimierten Gassen in Stahlflaschen spart man bei den beschriebenen Beispielen die schweren und gefährlichen Stahlflasehen mit ihren schwierig dicht zu haltenden und schwer zu öffnenden Verschlüssen; man er spart auch die allmählichen Verluste durch unvermeidliche Undichtigkeiten, da eine Re aktion nur im Momente des Gebrauches ein tritt.
Da man den betriebenen Apparaten be- reits aus der chemischen Reaktion heraus die erforderliche Energie in .der richtigen Form zuführt, erhält man einerseits eine optimale Funktion und spart anderseits die jetzt üb lichen mechanischen Mittel zur Regulierung der Energiezufuhr wie Übersetzungen, Unter setzungen, Dosierungs- und Reduziervorrich- tungen usw.
Wie wichtig eilie der Form des Energ-ie- verbrauches entsprechende Erzeugung der Gasdruckenergie ist, soll nur an zwei Bei spielen kurz erläutert werden.
Wenn ein grosses Sprinklersystem, d. h. ein Flüssig- keitsbehäUer, von dem Leitungen zu Spritz- düsen gehen, aus denen dann die Flüssigkeit unter Druck als flächendeckender Regen aus- tritt, mit einem annähernd konstanten Strahl entleert werden soll, so ist es :im allgemeinen erforderlich, rasch :
den nötigen Betriebsdruck zu erreichen, ihn eine Weile :aufrecht zu er- halten und dann ihn abnehmen zu lassen ge mäss dem Abnehmen der zu bewegenden Flüssigkeit bei fortschreitender Entleerung. Ein solches Zeitdruckdiagramm lä.sst sieh nach der Erfindung durch Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit der <RTI
ID="0009.0026"> Druck erzeu genden Reaktionsmasse leicht bewirken., wäh rend. bisher die Möglichkeit zur geregelten Erzeugung grosser Gasvolumina nicht b:e- atanden hat.
Betrachtet man weiterhin beispielsweise eine Notbremse nach ,dem Prinzip der Luft- druckbremsen, um beispielsweise einen in folge Seilrisses a:
bstürzenden Förderkorb auf zufangen, so wird je nach der Konstruktion der entsprechenden Fangvorrichtung gewöhn lich ein Zeitdruckdiagramm erforderlich sein, in welchem zur raschen Überwindung der Toträume ein relativ kleines Quantum Gas ,sehr rasch entwickelt werden muss.
Danach muss der Druck zwecks verhältnismässig lang samen Verzehreis der nach abwärts gerichte- ten Energie langsam anwachsen und auf einer gewissen Höhe konstant gehalten wer den, um danach nochmals anzuwachsen,
um den bereits zum Stillstand gekommenen Korb in seiner Lage definitiv festzuhalten. Durch die Anwendung von Patronen der beschriebe- nen Art lässt sich @Gas.druck in derartiger Form :sehr einfach erzeugen;
die mechanisthe Konstruktion wird hierbei durch die Erspa rung,der bisher üblichen mechanisohen Hilfs- mittel zur Regelung und Anpassung des Gas druckes sehr billig, einfaoh -und zuverlässig.
Sorgt man an cdem Behälter oder bei einem Teil davon oder bei der Reaktionsmasse selbst für eine erhöhte Anstauung oder Ab- fuhr der Reaktionswärme,
so findet die Re aktion in der betreffenden Zone in einem ver änderten Temperaturbereich und somit mit einer vergrösserten oder verkleinerten Ge- schwindIgkeit statt. Für Wärmeanstauung ,dient beispielsweise eine isolierende llmhül- lung aus Asbest;
erhöhte Wärmeabfuhr kann man zum Beispiel,clur-eh eine Umhüllung mit einer Flüssigkeit oder mit einem stark kri- stallwasserhaltigen iStoff, wie Alaun, be wirken.
Für,den Ablauf der Reaktion, und,die Re produzierbarkeit ihres Diagrammes ist die Intensität (z.
B. Temperatur, Druck usw.), mit,der die Reaktion eingeleitet wird, sowie die Grösse und Lage der Stelle, an der ,die Reaktion beginnt, von grosser Wichtigkeit. Deshalb ist,die Stelle ,der Reaktionseinleitung so zu wählen,
dass dadurch der Weg und das Fortschreiten der Reaktion durch die Masse in der beabsichtigten Weise sicherge stellt sind.
Man wird daher vorzugsweise eine an iStelle mehrerer Finleitungsstellen wählen und die Reaktionsmasse besser senkrecht als tangential beispieleweisie von,der Zündflamme treffen lassen.
Die sicherste Entzündung und die bestdefinierten Diagramme erhält man, wenn man die Verbrennungsreaktion an einer Kante beginnen. lässt, wie es beim Beispiel nach Fig. d beschrieben ist.