SE521801C2 - Syrgaslanständare för tändning av termisk syrgaslans - Google Patents

Description

5212 801 lansens rnyrniing. Hylsan är "vsedd att träs över lansens mvnning och hållas kvar där av en därtill avpassad fjäder. Hylsan är sedan i sin tur till åtminstone en del fylld av ett metallpulver samt en, via en tändkanal från hylsans i övrigt slutna ände antändbar tändsats. Av beskrivningen framgår att tändsatsen skall kunna antändas antingen medelst en omedelbart utanför hylsans slutna ände anordnad rivkänslig sats eller genom att tändkanalen innehåller kemikalier som sj älva antänds över omgivningens temperatur, så att man kan tända brärmtändaren genom en obetydlig temperaturhöjning. Det finns även antytt i texten att brärmtändaren skulle kunna innehålla pyrofora ämnen, dvs. sådana som antänds vid syretillförsel och att dessa i så fall skulle sättas till tändmassan eller tändsatsen och därigenom åstadkomma en sj älvantändning när syretillförseln öppnas. Några förslag på lämpliga pyrofora ämnen som skulle kunna användas för detta ändamål finns emellertid inte i texten.

Rent generellt skulle man väl kurma säga, att i den mån den i detta patent beskrivna bränntändaren innehåller sådana ”kemikalier som sj älva antänds över omgivningens temperatur, så att man kan tända genom en obetydlig temperaturhöjning ” så verkar bränntändaren ifråga inte kurma uppfylla nödvändiga säkerhetskrav eftersom den i så fall måste ha en stor benägenhet för vådaantändning.

Ytterligare en snarlik tändanordning för syrgaslansar finns beskriven i den offentliga svenska patentansökan 8704421-0 och här finns det angivet att brännpulvret, dvs den pulversats som svarar för den egentliga upphettningen till lansens tändtemperatur, lämpligen skall bestå av aluminiumpulver och att den omgivande hylsan skall vara försedd med ett stopp som reglerar hur långt in lansen skall kunna stickas i hylsan samt att denna även skall kurma innehålla en stoppmassa av t ex bomull samt att man kan anordna en pyroteknisk fördröjning mellan en vid hylsans i huvudsak slutna ände anordnad tändpärla och den inne i hylsan anordnade tändsatsen som alltså i sin tur skall tända brännpulvret. Det senare för att den som tänder den yttre tändsatsen skall hinna undan. I övrigt gäller samma kommentar som för den tidigare beskriva anordningen nämligen den att eftersom den måste innehålla icke negligerbara mängder pyrotekniskt material så måste de för dylikt material gällande särbestämrnelserna gälla även för dessa bränntändare.

Syrgaslanständare av den i ovan närnnda patentskriñer beskrivna generella typen med pyrotekniska satser som uppstartningsmediuiii lrar furñits på marknaden under ett antal år, där de under praktisk användning har visat sig ha en ganska stor felfrekvens och krävt en icke 521 801 3 oväsentlig fingertoppskänsla av den som hanterar fansen när det gäller att veta hur snabbt syrgastillförseln skall ökas till fullt pådrag.

Föreliggande uppfinning hänför sig nu till en ny typ av syrgaslanständare som startas upp enbart genom syrgaspådraget och som inte innehåller någon pyroteknisk tändsats och därför inte behöver vara beroende av några särskilda säkerhetsföreskrifter.

I enlighet med anordningen enligt uppfinningen ersätts nämligen tidigare renodlade pyrotekniska tändsatser för initiering av syrgaslanständarnas tändladdningar (brännpulvret) av en mindre mängd pyrofort metallpulver såsom zirkonium eller titan. Teoretiskt sett skulle även fosfor som definitivt är pyrofort även kunna fungera, men fosfor tänder redan i luft och blir därför svårt att handskas med under normala betingelser och är därför olämpligt i detta sammanhang. Det enligt vår mening bästa altemativet zirkonium, är däremot pyrofort och antänds vid höga syrehalter under den förutsättningen att den har en tillräckligt stor yta men är inte mer eldfángt än rent trä i lufi där syrehalten normalt ligger på drygt 20 %. Till saken hör även att syrgaslansar av här avsett slag tillförs antingen helt ren syrgas eller syrgas uppblandad med små mängder inert gas t ex ca 5 % argon och de syrgaskoncentrationema räcker mer än väl till att tända zirkonium- eller titanpulver med tillräckligt stor aktiv yta.

Den för uppfinningen kännetecknande syrgaslanständaren kan således rent generellt sägas bestå av en tändladdning av företrädesvis jäm- och /eller aluminiumpulver innesluten i en till sin ena ände tillsluten hylsa med större innerdiameter än lansens mynning samt dels en för uppstart eller initiering av denna tändladdning en i en gasgenomsläpplig, företrädesvis brännbar behållare anordnad initieringsladdning, vilken initieringsladdning, i form av ren metallisk pulverfonnig zirkonium eller titan, ligger fritt. Det är inte heller några stora mängder pyrofor metall som behövs för detta ändamål. Om man välj er det enligt vår mening bästa altemativet zirkonium, så behövs för detta ändamål ca 0,05-O,5 g finkornig ren zirkonium med en partikelstorlek om 2-6 um. Den initieringsladdningen tänder snabbt upp den av oss använda tändsatsen i form av 11 till 15 g av en järn-aluminiumpulverblandning i vilken komponenterna järn och aluminium ingår i viktsförhållandet 1:1. Vi har vidare kurmat konstatera att denna tändsats blir effektivast om den innefattar en mer finkornig första delsats och en något mera grovkornig andra delsats. En av oss framtagen första delsats om ca 4,0g utgörs därför till sin halva vikt av aluminiumpulver med en partikelstorlek om ca O,lmm och till sin andra halva vikt av jämpulver med en partikelstorlek om ca 0.01mm medan den andra 5214801 delsatseii bestod av 4,5 g aluminiumpellets med en partikelstorlek om l=3 och 4,5 g jämfilspån med en partikelstorlek om 0,4-0,8mm.

Med den för uppfinningen utmärkande syrgaslanständaren har uppstarten av varj e typ av icke ljusbågförsedd syrgaslans nu kunnat göras så enkel som det över huvudtaget torde vara möjligt. Eftersom syrgaslanständaren inte innehåller någon renodlad pyroteknik krävs inte heller några speciella förvaringsrestriktioner. Vid uppstarten av syrgaslanständaren placeras endast syrgaslanständaren på därför avsedd plats över lansens myrming varefier syrgasen släpps på varvid den höga syrehalten medför att den pyrofora initieringsladdningen t ex i fonn av metallisk ren pulverformig zirkonium tänder och i sin tur tänder tändladdningen av järn- aluminiumpulver, vilken i sin tur startar upp syrgas -j ärnförbränningen och tänder lansen.

Den säkra uppstarten av varje syrgaslans som uppnås på detta sätt är givetvis till en vis del en följd av zirkoniets höga förbrärmingstemperatur om ca 4900 °C.

Utöver grundidén att utnyttja ett pyrofort metallpulver såsom zirkonium eller titan för här aktuellt ändamål ingår även i uppfinningen en detaljerad utformning av själva syrgaslanständaren. För det första krävs ett pyrofort metallpulver såsom zirkonium eller titan och det måste hållas på plats samtidigt som en tillräckligt stor yta av detsamma måste finnas direkt tillgänglig för kontakt med syrgasen då denna slås på. Enligt uppfinningen uppfyller vi dessa krav genom att placera det pyrofora metallpulvret i en gasgenomsläpplig företrädesvis brännbar behållare omedelbart ovanpå tändladdningen. Som material i denna behållare använder vi vanlig maskinfilt, av vilken vi formar en kopp eller behållare med ett separat eget lock och en inre volym som väsentligt överstiger den minimivolym som skulle behövas för det pyrofora metallpulvret. I realiteten har vi funnit att det är fördelaktigt om det pyrofora metallpulvret till sin huvuddel helt enkelt bildar en pulverbeläggning på filtbehållarens insida.

Därigenom kan vi tillgodogöra oss den stora pulveryta som på detta sätt blir tillgänglig för omedelbar kontakt med syrgasen. Omedelbart under denna filtbehållare anordnas vidare den egentliga tändladdningen i form av en företrädesvis finkomigare första delblandning av järn- aluminiumpulver och en andra mer grovkomig blandning av samma metaller varvid dessa delblandningar kan vara viktmässigt lika stora. Vi har vidare funnit att det inte finns någon orsak att speciellt avdela de bägge delblandningama från varandra utan att det är helt tillfredställande om dessa efter varandra fylls på i deras gemensamma utrymme i tändaren.

Tvärt om kan det nog vara en viss fördel om det sker en begränsad omblandning i gränsskiktet mellan de bägge delblandningama. 521 801 5 Uppfinningen har i alla sina särdrag definierats i de efterföljande patentkraven och den skall nu endast något ytterligare beskrivas med hänvisning till på bifogade figurer visade representativa utformning av densamma.

Av figurema visar Fig. 1 en snittad snedproj ektion av en tändare Fig. 2 en snittad tändare placerad över lansspetsen på en syrgaslans som skall tändas samt Fig. 3 de olika i en tändare ingående komponenterna i snedprojektion och mindre skala Fig. 4 en snittad för undervattensbruk avsedd tändare monterad på därför avsedd lansspets Motsvarande detalj er har givits samma hänvisningssiffror i de olika figurema oberoende av hur och i vilken skala de är illustrerade.

Som framgår av figurerna 1-3 består lanständarens enligt uppfinningen ytterdel av ett ytterrör 1 och en inre hylsa 2, som är fäst i ytterröret 1 medelst en i ett spår 3 i hylsan 2 gjord företrädesvis runtomgående instukning 4. Den inre hylsan 2 är vidare försedd med en inre urborrning 5 i vilken två delsatser av blandningar av järn-aluminiumpulver med olika partikelstorlek är anordnade. På figuren har den mera finkomiga delsatsen beteckningen 6a och den mer grovkomiga delsatsen 6b. Tillsammans utgör dessa den egentliga tändladdningen, men för att få fart på den krävs den för uppfinningen utmärkande initieringsladdningen, som alltså utgörs av ca 0,15 g finfördelad zirkonium 7 anordnad i en gasgenomsläpplig lockförsedd behållare eller kopp 8 i det visade exemplet tillverkad av maskinfilt. Koppens 8 inre utrymme 9 är väsentligt större än zirkoniumpulvrets 7 egen volym och pulvret ligger fritt därinne där det bildar vad man skulle kunna kalla en puderbeläggning av innerväggarna till utrymmet 9. Den inre hylsan 2 är vidare försedd med en stoppkant 10, vilken, som visas på Fig.2 har till uppgift att tillse att syrgaslansen betecknad 13 skall kunna föras in till detta stoppläge men inte längre. Den inre hylsan 2 är vidare försedd med två företrädesvis något fjädrande styrtungor 11 och 12, (se Fig. 3), vilka har till uppgifi att som framgår av Fig. 2 styra in lansmyrmingen 13 excentriskt efter ena innerkanten av röret 1 samt även att hålla kvar den i detta läge under hanteringen före upptändningen. Genom stoppkantens 10 placering bildas mellan lansens 13 ytterända ett spaltutryrririie 14 mellan koppen 8 lock och lansmynningen och detta spaltutrymme är vidare försett med ett utlopp 15 5216801 som beläget mellan styrtungoma ll och 12 och det ”r den vägen syrgasen kan passera under initialskedet av tändprocessen för att sedan passera tillbaka på lansens utsida.

För att tända lansen krävs alltså att tändaren träs på lansmynningen till det på Fig. 2 visade stoppläget vareñer syrgasen släpps på i lansen. Vad som då sker är att huvuddelen av syrgasen följer spalten 14 och ut genom utloppet 15 samtidigt som delar av gasen strömmar genomkoppens 8 filtlock och reagerar med zirkoniumpulvret som antänds vilket i sin tur antänder tändsatsen 6, som tänder syrgas-järn reaktionen och lansen är klar för användning.

Den på Fig. 4 visade varianten på tändaren enligt uppfinningen har ett ytterhölje la där röret l och hylsan 2 fiån den på Fig. 1-3 visade varianten gjorts i en enhet. I denna enhet la är styrtungoma 11 och 12 ersatta av fasta styrklackar, här betecknade 11a. Tändaren är vidare anpassad för undervattensbruk och därför försedd med en elastisk tätningskrage 16 och den skulle även kunna förses med en skyddsfolie 17 ovanpå kapseln 8 med dess pyrofora initieringssats. Skyddsfoliens 17 hållfasthet skall i så fall vara så avpassad att blåses sönder då syrgasen dras på. Såväl skyddsfolien som tätningskragen skulle givetvis även kunna användas över vattnet.

En ytterligare tänkbar variant som inte finns direkt illustrerad på någon figur är att bygga ihop en lansdel med en tändare till en enda enhet. Den varianten skulle kunna vara aktuell då man främst har behov av många ganska korta lansar avsedda att användas med kortare eller längre uppehåll mellan användningama. Ett tänkbart dylikt arbetsområde skulle vara vid arbete i skeppsvrak.

Claims (11)

521 8701 PATENTKRAV

1. Syrgaslanständare för tändning av termisk syrgaslans (13) avsedd att intill ett bestämt läge (10) träs över lansmynningen och att initieras eller tändas genom tillförsel av högkoncentrerad syrgas via lansens mynning, kännetecknad därav att den innefattar dels en tändladdning (6a,6b) av företrädesvis jäm- och /eller aluminiumpulver innesluten i en till sin ena ände tillsluten hylsa (1) med större innerdiameter än lansens (13) mynning samt dels en för uppstart eller initiering av denna tändladdning en i en gasgenomsläpplig, företrädesvis brärmbar behållare (8) anordnad initieringsladdning, vilken initieringsladdning (7), i form av ren metallisk pulverforrnig zirkonium eller titan, ligger fritt.

2. Syrgaslanständare enligt krav 1, kännetecknad därav att nämnda initieringsladdning (7) är anordnad mellan syrgaslansens ( 13) mynningsläge (10) i hylsan och tändladdningen (6a, 6b).

3. Syrgaslanständare enligt krav 1 eller 2, kännetecknad därav att nämnda initieringsladdning (7) utgörs av 0,05- 0,5 g ren metallisk pulverformig zirkonium med en partikelstorlek om ca 2-6um.

4. Syrgaslanständare enligt krav 3, kännetecknad därav att nämnda gasgenomsläppliga behållare (8) i vilken initieringsladdningen av zirkonium (7) inledningsvis förvaras är framställd av porös filt.

5. Syrgaslanständare enligt krav 4, kännetecknad därav att den av gasgenomsläppligt material framställda behållaren (8) är utformad såsom en kopp av porös filt försedd med ett heltäckande lock av samma filtmaterial varvid koppens inre volym (9) väsentligt överstiger den sammanlagda volymen för initieringssladdningen av zirkonium (7).

6. Syrgaslanständare enligt endera av kraven 1-5, kännetecknad därav att tändladdningen (6a,6b) utgörs av en blandning av jäm och aluminiumpulver.

7. Syrgaslanständare enligt krav 6, kännetecknad därav att tändladdningen (6a,6b) innefattar en första mer finkornig delsats (6a) och en andra något mera grovkomig delsats (6b) varvid båda dessa delsatser innehåller järn och aluminium i viktsförhållandet 1:1.

8. Syrgaslanständare enligt krav 7, kännetecknad därav att den däri ingående tändladdningen innefattar en första delsats (6a) innehållande jämpulver med partiklar av storleksordningen 5218801 0,01mm och aluminíumpartiklar av storleksordningen 0,1 mm samt en andra mera grovkomig delsats (6b) innehållande järnpulver med partiklar av storleksordningen O,4-0,8 mm och aluminiumgranuler av storleksordningen 1-3 mm.

9. Syrgaslanständare enligt krav 8, kännetecknad därav att tändladdningens (6a,6b) mer finkomiga delsats (6a) är anordnad i omedelbar anslutning till den gasgenomsläppliga behållare i vilken initieringsladdningen av zirkonium eller titan (7) är anordnad.

10. Syrgaslanständare enligt endera av kraven 1-8, kännetecknad därav att den består av en yttre, i båda ändarna öppen yttre rördel (1) med större innerdiameter än syrgaslansen, en i nämnda yttre rördel medelst en instukning (4) i ett därtill avsett flänsspår (3) fast i ena änden helt sluten innerhylsa (2) i vilken, i en däri anordnad inre kanal eller urborming (5), tänd- och initieringsladdningama (6a,6b) är införda varvid nämnda innerhylsa (2) vidare uppvisar minst två styrtungor (11, 12) avsedda att styra in och hålla fast syrgaslansens (13) mynning direkt över den egna inre kanalen (5) samt en stoppfläns (10) som begränsar lansens instoppning i hylsan till ett läge innan den når initieringsladdningen samt en gasutströmningsöppning (15) som tillåter den ur lansen utströmmande gasen att strömma ut ur utrymmet omedelbart ovanför initieringsladdningen samt tillbaka Förbi lansen.

11. För i första hand undervattensbruk avsedd syrgaslanständare (la) enligt endera av föregående krav, kännetecknad därav att den innefattar en den egna mot lansen (13) vända ändan samt den närmaste lansmyrmingen omgivande elastisk tätningskrage (16) samt en initieringsladdning av zirkonium eller titan som inledningsvis täcks av en skyddsfolie (17) vars hållfasthet är så vald att den blåses sönder då syrgasen tillförs.