用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置和方法 |
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| 申请号 | CN200980144441.6 | 申请日 | 2009-09-03 | 公开(公告)号 | CN102209877A | 公开(公告)日 | 2011-10-05 |
| 申请人 | 卡尔-海因茨·德尔格; | 发明人 | 卡尔-海因茨·德尔格; | ||||
| 摘要 | 一种用于散布刺激性 试剂 或作战试剂的装置，具有带有内室(11)的容器(10)，用于提供刺激性试剂或作战试剂，所述刺激性试剂或作战试剂溶解或者乳化在液体聚集状态的溶解气中，所述溶解气在室温和 大气压 力 或者环境压力下以气态存在。此外，所述容器(10)具有至少一个预定断裂处(12)，其在内室(11)中的预先确定的爆裂压力的情况下产生内室至容器的环境的开口；并且所述装置具有压力生成设备(14-16；19；20-24)，所述压力生成设备在容器(10)的内室(11)中能够产生升高的压力，所述压力大于所述至少一个预定断裂处(12)的爆裂压力。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置，包含带有内室(11)的容器(10)，用于提供刺激性试剂或作战试剂，所述刺激性试剂或作战试剂溶解或者乳化在液体聚集状态的溶解气中，所述溶解气在室温和大气压力或者环境压力下以气态存在，其特征在于，所述容器(10)具有至少一个预定断裂处(12)，所述预定断裂处在内室(11)中的预先确定的爆裂压力的情况下产生内室至容器的环境的开口；并且所述装置还具有压力生成设备(14-16；19；20-24)，所述压力生成设备在容器(10)的内室(11)中能够产生升高的压力，所述压力大于所述至少一个预定断裂处(12)的爆裂压力。 |
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| 说明书全文 | 用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置和方法技术领域[0001] 本申请涉及一种用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置和方法。 背景技术[0002] DE 10 2006 016 286 A1公开了一种用于极精细散布和排出刺激性试剂或者作战试剂的设施。在这种已知的设施中，刺激性试剂或作战试剂溶解或者乳化在压力液化的气体中，该气体在其液态的聚集状态中被传输直到该设施的输出喷嘴，并且以液柱的形式排出。在刺激性试剂或作战试剂溶解在液态的溶解气中时，晶体结构被解开并且分子散布在溶解气分子之间。 [0003] 在压力下降到气化压力以下时，液态的溶解气过渡到气态的聚集状态中。在溶解气的直到该设施的输出喷嘴的路径中防止这一情况。在从输出喷嘴输出时，气体于是突然气化。液态的溶解气从环境空气中提取对于气化所需的能量。在溶解气膨胀时，与其混合的刺激性试剂或作战试剂在消除或者防止表面张力或者晶体结构的情况下与气体的分子一同被强制地彼此分开。溶解气的膨胀于是实现了在环境空气中在小液滴大小或者晶化以下的刺激性试剂或作战试剂的极精细散布。 [0004] 这种传统的设施由于对于溶解气和刺激性试剂或作战试剂的必需的储存容器、管路系统和阀系统以及输出喷嘴而比较大并且复杂。此外，对于排出刺激性试剂或作战试剂需要一定的时间，因为溶解气和刺激性试剂或作战试剂必须通过该设施传输直到输出喷嘴。发明内容 [0005] 本发明所基于的任务是，提出一种用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置和方法，其实现刺激性试剂或作战试剂的极精细散布，并且此外能够以简单并且紧凑的结构方式来实现刺激性试剂或作战试剂的快速排出。 [0006] 该任务通过具有权利要求1所述的特征的用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置或者具有权利要求13所述的特征的用于散布刺激性试剂或作战试剂的方法来解决。本发明的有利的扩展方案和改进方案是相应的从属权利要求的主题。 [0007] 根据本发明的用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置包含带有内室的容器，用于提供刺激性试剂或作战试剂，所述刺激性试剂或作战试剂溶解或者乳化在液体聚集状态的溶解气中，溶解气在室温和大气压力下以气态存在。容器具有至少一个预定断裂处，该预定断裂处在内室中的预先确定的爆裂压力的情况下产生内室至容器的环境的开口。此外，所述装置具有压力生成设备，该压力生成设备在容器的内室中可以产生升高的压力，该压力大于所述至少一个预定断裂处的爆裂压力。 [0008] 该装置的特征在于非常简单并且紧凑的结构。尤其是无需如在开头所描述的传统的设施中的特别的储存容器、管路系统和输出喷嘴。通过在容器的内室中升高压力，使得所述至少一个预定断裂处爆裂，使得非常快速地产生内室至容器的环境的预定开口。在所述至少一个预定断裂处的爆裂时刻，在几分之一秒中立即地释放溶解气混合物的最大释放量。在容器的内室中提供的刺激性试剂或作战试剂的溶液或者乳胶在预定断裂处爆裂时突然地从形成的开口中排出。在此，溶解气突然地气化和膨胀，并且以类似于DE 10 2006 016286 A1的传统设施的情况中那样造成刺激性试剂或作战试剂在环境空气中的大的排出距离和极精细散布。 [0009] 通过合适地选择所述至少一个预定断裂处的数目和位置，实现了按照目的地排出刺激性试剂或作战试剂。 [0010] 简单并且紧凑的结构简化了制造并且降低了制造成本。同样，该装置的安装非常简单。由于没有管路系统，强烈缩短了刺激性试剂或作战试剂的排出时间。排出时间的缩短提高了刺激性试剂或作战试剂的效率，因为在环境空气中立即建立了所希望的刺激性试剂浓度。于是，借助根据本发明的装置可以非常快速并且有效地对于危险情况作出反应。 [0011] 此外，该装置非常健壮地构建，并且不包含敏感的或者复杂的部件，并且因此比传统的系统更不易受干扰。预定断裂处相比于阀或者输出喷嘴而言比较简单并且同时可以工作可靠地构建。 [0012] 在容器的内室中的压力升高(其导致所述至少一个预定断裂处的爆裂)同时通过将溶解气的压力升高到超过其气化压力而用于实现刺激性试剂或作战试剂的更大的投射距离。 [0013] 此外，本发明的装置并不包含阀等等。该装置的容器被完全并且可靠地封闭。只有在操作该装置的情况下，在所述至少一个预定断裂处产生开口，带有刺激性试剂或作战试剂的溶解气可以通过该开口输出。于是，可靠地防止了刺激性试剂或作战试剂以及溶解气的不希望的从容器泄露。 [0014] 在进一步描述本发明和优选的实施形式之前，首先进一步阐述各术语。 [0015] 在本发明的意义中，“预定断裂处”在限定的爆裂压力情况下通过材料变形和/或损坏而开通预定大小的开口。预定断裂处可以通过容器的材料薄弱处或材料改变、或者通过设置在容器的开口中的部件例如爆裂片来形成。爆裂片紧密密封地例如粘合、焊接、旋拧或者以其他方式引入到容器的开口中。 [0016] 预定断裂处的“爆裂”是如下过程：其中预定断裂处在结构上限定的(爆裂)压力情况下通过材料变形和/或材料损坏而打开。 [0017] “溶解气”是压力液化或者冷却液化的气体，所述气体在其液态的聚集状态中用作刺激性试剂或作战试剂的溶剂或者乳胶载体。为了使得溶解气在从容器输出时突然气化和膨胀，其必须在室温和大气压力下以气体状态存在。此外，其应当具有如下的气化温度：该气化温度与环境温度相比低到使得通过从环境空气的能量传输能够快速气化。作为溶解气，例如可以使用发泡剂或者冷却剂。对于在低的环境温度情况下的使用，例如冷却剂R 413 A适于作为溶解气。 [0018] “刺激性试剂”是如下材料：其以确定的剂量将刺激作用到人或者动物，而在此并不引起残留的健康损害。刺激性作用在此取决于刺激性试剂的起作用的浓度和类型。本发明尤其是涉及如下刺激性试剂：其主要通过皮肤、尤其是粘膜和呼吸来起作用，然而并不局限于这种刺激性试剂。在此无关紧要的是，所涉及的刺激性试剂是人造材料(例如CS)还是自然存在的材料(例如OC)，或者是人造材料和自然材料的结合。 [0019] 根据化学武器公约，“刺激性试剂”此外是否还涉及“作战试剂”取决于是否该材料通过其化学作用在人或者动物身上会导致死亡、暂时的行为失能或者持久损害。这在大多数情况中主要取决于所使用的刺激性试剂的浓度。此外，只有当刺激性试剂(相对于和平目的或者民用目的)使用在武装冲突中时，刺激性试剂才适于作为作战试剂。 [0020] “极精细散布”理解为刺激性试剂或作战试剂的如下散布：其中刺激性试剂微粒或作战试剂微粒的大小在习惯上称为雾的大小以下。特别地，刺激性试剂或作战试剂在小液滴大小或者晶化以下地散布在环境空气中。关于该极精细散布和用于产生极精细散布的机制，全部内容参考已经提及的DE 10 2006 016 286 A1，其归于相同的发明人并且首次公开刺激性试剂或作战试剂的这种极精细散布。 [0021] 在本发明的一个实施形式中，压力生成设备构建和设置为使得其直接在容器的内室中产生压力升高。在一个可替选的实施形式中，压力生成设备构建和设置为使得其作用到可移动的活塞上，以便通过内室的容积减小来在容器的内室中产生压力升高。尤其是当应当避免溶解气或者刺激性试剂或作战试剂与压力生成设备接触时，最后提及的实施变形方案尤其是有利的。 [0022] 在本发明的一个实施例中，压力生成设备具有烟火装填物，其点燃引起在容器内室中的压力升高。 [0023] 在本发明的另一个实施例中，压力生成设备具有与容器的内室分离的流体源(气体或者液体)，从该流体源中可以提取压力下的流体，以便引起在容器的内室中的压力升高。 [0024] 在本发明的另一个实施例中，压力生成设备具有电传动装置用于移动活塞。 [0025] 在本发明的另一个实施例中，在溶解气中溶解或者乳化的刺激性试剂或作战试剂被容纳在容器的内室中。可替选地，该容器包含另外的室，并且溶解气和刺激性试剂或作战试剂的组分之一容纳在内室中，而另外的组分容纳在另外的室中。在最后提及的变形方案中，在内室和所述另外的室之间的分离可以在操作压力生成设备之前或者通过压力生成设备本身来取消。此外可能的是，将刺激性试剂或作战试剂和溶解气容纳在容器的两个分离的室中，并且将两种组分引入内室中，以便在溶解气中提供刺激性试剂或作战试剂的所希望的溶液或者乳胶。 [0026] 按照根据本发明的用于散布刺激性试剂或作战试剂的方法，在容器的内室中提供在液态的聚集状态的溶解气中溶解或者乳化的刺激性试剂或作战试剂，其中溶解气在室温和大气压力或者环境压力下以气态存在并且其中容器具有至少一个预定断裂处，该预定断裂处在内室中的预先确定的爆裂压力情况下产生内室至容器的环境的开口。随后在需要时，容器的内室中的压力升高直到超过所述至少一个预定断裂处的爆裂压力，使得带有刺激性试剂或作战试剂的溶解气通过由于爆裂的预定断裂处形成的开口而从容器输出并且随后直接突然气化和膨胀，并且于是在环境空气中散布刺激性试剂或作战试剂。 [0027] 在本发明的一个扩展方案中，直接在容器的内室中产生压力升高，在本发明的一个可替选的扩展方案中，在容器的内室中通过减少内室的容积来产生压力升高。 [0028] 在本发明的另一扩展方案中，在容器的内室中容纳在溶解气中溶解或者乳化的刺激性试剂或作战试剂。在一个可替选的扩展方案中，溶解气和刺激性试剂或作战试剂容纳在容器的分离的室中，并且在容器的内室中产生压力升高之前在内室中被混合和提供。附图说明 [0029] 本发明的上述特征以及其他特征和优点从下面参照附图对非限制性的优选实施例的描述中可以更好地理解。其中： [0030] 图1示出了根据本发明的第一实施例的用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置的示意性截面图； [0031] 图2示出了根据本发明的第二实施例的用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置的示意性截面图； [0032] 图3示出了根据本发明的第三实施例的用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置的示意性截面图； [0033] 图4示出了根据本发明的第四实施例的用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置的示意性截面图； [0034] 图5示出了根据本发明的第五实施例的用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置的示意性截面图； [0035] 图6示出了根据本发明的第六实施例的用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置的示意性截面图；并且 [0036] 图7示出了根据本发明的第七实施例的用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置的示意性截面图。 具体实施方式[0037] 在图1中示出了根据本发明的用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置的第一实施例。 [0038] 该装置具有任意构型和大小的容器10，其中限定内室11。容器10优选由金属或者塑料材料形成。刺激性试剂或作战试剂(例如CS)在溶解气(例如丙烷、丁烷、氟化碳氢化合物、冷却剂、碳酸、氮气)中的溶液或者乳胶以其液体聚集状态容纳在内室11中。溶解气在室温和大气压力或者环境压力情况下以气态存在并且具有与环境温度相比较低的气化温度。 [0039] 容器10设置有至少一个预定断裂处12。所述至少一个预定断裂处12的数目、位置和大小根据应用情况而选择为使得可以实现合乎目的地排出刺激性试剂或作战试剂。所述至少一个预定断裂处12例如是容器10的限定的材料薄弱处和/或材料改变。可替选地，预定断裂处12通过例如由爆裂片将容器10中的预先限定的开口紧密地封闭(粘合、焊接等等)来形成。 [0040] 所述至少一个预定断裂处12构建为使得其在容器10的内室11中的预先确定的爆裂压力情况下在容器10中产生预先限定的开口。 [0041] 在该装置的交付状态中，在容器10的内室11中的压力明显在所述至少一个预定断裂处12的爆裂压力以下。此外，容器10的内室11被紧密地封闭。于是，避免了刺激性试剂或作战试剂以及溶解气从容器的泄露。 [0042] 为了在容器10的内室11中产生所需的过压力，该装置此外设置有烟火装填物14，该烟火装填物与点燃设备16(例如导火索)耦合。烟火装填物14和点燃设备16形成了本发明意义上的压力生成设备。该压力生成设备14-16直接在容器10的内室11中产生压力升高。 [0043] 在图1的根据本发明的装置的操作中，首先借助点燃设备16点燃容器10中的烟火装填物14。通过点燃烟火装填物14，产生了爆炸气压、爆炸热量以及爆炸冲击波，其升高了在容器10的内室11中的压力。如果在内室11中的内部压力超过所述至少一个预定断裂处12的爆裂压力，则其爆裂并且立即在容器10中产生预先限定的开口。通过该开口，于是带有混入的刺激性试剂或作战试剂的溶解气从容器10输出，其中在内室11中建立的过压力同时用于溶解气的排出加速，使得与仅仅通过溶解气的气化压力引起的排出距离相比，实现了更大的排出距离。 [0044] 在从容器10的开口输出时，溶解气于是突然地气化和膨胀。液态的溶解气从环境空气中提取气化所需的能量。在溶解气膨胀时，与其混合的刺激性试剂或作战试剂在消除或者防止表面张力和晶体结构的情况下与溶解气的分子一同强制地被彼此分开，即被分离。溶解气膨胀于是实现了在环境空气中在小液滴大小或者晶化以下的刺激性试剂或作战试剂的极精细散布。 [0045] 在此，在操作该装置之后，带有混入的刺激性试剂或作战试剂的溶解气在最短时间内从容器10排出，因为各组分不必首先通过管路、阀和喷嘴来引导。此外，与使用受控的开口阀相对，立即在容器10中提供整个开口，使得全部可用量的刺激性试剂或作战试剂非常快地被排出并且于是立即在环境空气中实现足够的刺激性试剂浓度。 [0046] 图2示出了用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置的第二实施例。 [0047] 在一些类型的溶解气和刺激性试剂或作战试剂的情况下，直接引入烟火产生的燃烧气体会导致不希望的化学反应。在这种情况中因此有利的是，将烟火装填物14与容器10的内室11中的溶解气混合物分离。 [0048] 为此目的，容器10的内室11在至少一侧或者至少一个部位通过可移动的活塞18来形成边界。烟火装填物14于是设置在容器10的背离内室11的侧上。通过点燃烟火装填物14，活塞18通过爆炸气压运动离开装填物14(在图2中向上)，并且于是减少了容器10的内室11的容积。内室11的容积减少在其中产生过压，该过压超过所述至少一个预定断裂处12的爆裂压力，这以与上述第一实施例相同的方式导致将溶解气混合物从容器10中排出并且导致刺激性试剂或作战试剂在环境空气中的极精细散布。 [0049] 现在参照图3和4进一步阐述用于散布刺激性试剂或作战试剂的装置的第三和第四实施例。 [0050] 图3和4的两个实施形式与图1和2所示的例子的不同分别在于压力生成设备的类型。在第一和第二实施例中压力生成设备分别包含烟火装填物14，而在图3和4的实施例中，流体源24分别是压力生成设备的重要组成部分。 [0051] 如在图3和4中所示出的那样，流体源24通过流体管路22与容器10连接。在图3的第三实施例中，流体管路22直接汇入包含溶解气混合物的容器10的内室11中。在图 4的第四实施例中，流体管路22汇入活塞18之下的部分室中，该活塞可以相对于容器10的内室11移动。 [0052] 为了在容器的内室11中产生压力升高，将流体(气体，液体)在压力下导入容器10中，以便在内室11中产生大于所述至少一个预定断裂处12的爆裂压力的过压。流体源 24的在压力下的流体例如可以从压力容器中提取，从储存容器中提取和压缩，从储存容器中借助烟火装置来提取或者以化学方式产生。如果流体源24的该流体不应当与容器10的内室11中的溶解气混合物接触，因为这可能导致在溶解气混合物中的不希望的化学反应，则图4的变形方案是优选的。引入容器10中的流体将活塞18相对于容器10的内室11挤压，并且于是减小其容积，以便引起压力升高直到超过所述至少一个预定断裂处的爆裂压力。 [0053] 为了防止溶解气混合物从容器10的内室11流出和/或压力流体回流到流体管路中，封闭装置20例如以阀或者预定断裂处例如爆裂片的形式来设计，如在图3和4中所表面的那样。 [0054] 图5中示出了带有压力生成设备的另外的变形方案的第五实施例。 [0055] 在图5中，为了在容器10的内室11中产生压力升高，类似于图2和4的实施变形方案地借助可移动的活塞18来减少内室11的容积。与图2和4中所示的例子相对，该活塞18并不以烟火方式或者借助压力流体来移动，而是借助电或者电动机的传动装置19来移动。 [0056] 在上述图1至5的实施例中，容器10分别包含一个内室11，其中容纳在液态的溶解气中的刺激性试剂或作战试剂的完成定剂量的溶液或者乳胶。为了提高该装置的工作可靠性，也可能的是，彼此分离地提供刺激性试剂或作战试剂和溶解气，直到操作该装置。优点在于，减少了由于装置的损坏而通过无意的释放导致的事故和伤害风险，因为在容器10损坏的情况下，例如仅仅输出纯的溶解气。下面参照图6和7阐述本发明的相应实施形式。 [0057] 如在图6中所示的，容器10除了内室11还具有另外的室26，其与内室11分离。所示另外的室26通过分离壁29与内室11分离，该分离壁并不局限于特殊的形状、类型和/或材料选择，例如可以构建为膜。在内室11中存在液态的溶解气并且在另外的室26中存在刺激性试剂或作战试剂。刺激性试剂或作战试剂可以在另外的室26中任选地以粉末形式存在或者溶解在液化的气体或者液体中。 [0058] 在另外的室26中，此外设置有烟火装填物14，其在其通过点燃装置16点燃的情况下首先在另外的室26中产生压力升高。通过在另外的室26中的压力升高，例如通过打开(分离)阀或者通过在内室11和另外的室26之间的分离壁29中的(分离)预定断裂处28的爆裂，消除了在容器10的内室11和另外的室26之间的分离，使得具有压力的刺激性试剂或作战试剂注入内室11中的溶解气中。 [0059] 通过该压力注入，在容器10的内室11中形成了在溶解气中刺激性试剂或作战试剂的所希望的乳胶或者溶液。通过在另外的室26并且由此也在内室11中的进一步升高的压力，最终在容器10中的内部压力升高直到所述至少一个预定断裂处12的爆裂压力。于是，溶解气混合物通过开放的预定断裂处12输出，并且以如在上述实施例中所描述的方式实现在环境空气中刺激性试剂或作战试剂的极精细散布。 [0060] 在该实施例的一个变形方案中，容器10的内室11和另外的室26也可以以相反的方式来使用。也就是说，在压力生成设备14-16消除内室11和另外的室26之间的分离以便在容器10中提供所希望的溶解气混合物之前，刺激性试剂或作战试剂位于内室11中，而溶解气填充到另外的室26中。 [0061] 在图7的实施例的另一变形方案中，并不通过烟火装填物14来消除内室11和另外的室26之间的分离，而是通过独立的开口机构来进行。在操作该装置时，该开口机构在内室11和另外的室26之间建立连接，使得在烟火装填物14在内室11和26中引起压力升高并且由此引起所述至少一个预定断裂处12的爆裂之前，可以在溶解气中形成刺激性试剂或作战试剂的所希望的乳胶或溶液。在该过程中要注意的是，虽然通过另外的室26扩大容积，溶解气仍然保持其液态的聚集状态，以便保证以后刺激性试剂或作战试剂在环境空气中的极精细散布。 [0062] 图7的实施例与图6中所示的实施例的不同之处一方面在于压力生成设备的类型并且另一方面在于压力升高的方式。如在图7中所示，压力生成设备尤其是具有流体源24，并且由此对应于第三和第四实施例的流体源。此外，在另外的室26内设置有可移动的活塞18，该活塞在操作压力生成设备20-24的情况下引起另外的室26的容积减小，以便于是产生压力升高。 [0063] 当然，在该实施例中也可以实施上面结合图6的第六实施例示出的变形方案。此外，图6和7的两个实施例可以以任意方式彼此组合，例如也可以在图6的装置情况下在另外的室26中设置可移动的活塞18。 [0064] 在本发明的又一实施形式中(未示出)，溶解气和刺激性试剂或作战试剂被维持在容器10的两个不同的彼此分离的室中，并且随后在第二步骤中在内室11中产生所需的过压以便使得预定断裂处12爆裂之前，在第一步骤中在内室11中混合为所希望的溶解气混合物。 [0066] 本发明当然既不局限于特殊类型的溶解气也不局限于特殊类型的刺激性试剂或作战试剂。补充附加物用于改善排出和散布也是可能的。此外，并没有设计局限于溶解气和刺激性试剂或作战试剂以及可能的附加物的特别数量和混合比例。 [0067] 在上面描述的和附图中所示的实施例中，容器10或者其内室11分别仅仅具有一个预定断裂处12。在本发明的范围中，也可以同样在容器的不同位置设置多个预定断裂处。 [0068] 此外，根据本发明的装置并不局限于特殊的应用。例如，该装置可以被固定安装，也可以用作移动的单个装置。此外，该装置安装在固定设备如建筑物等等以及安装在移动设备如车辆等等上是可能的。根据本发明的装置有利地可以使用在露天应用中，然而也同样可以使用在封闭的空间中。 |
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