Ізолюючий дихальний апарат

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам с круговой системой дыхания, применяемым в угольной, химической и других отраслях промышленности для защиты органов дыхания от вредного воздействия отравляющих газов, дыма, пыли, высокой температуры, недостатка кислорода и тому подобных факторов окружающей атмосферы, возникающих при авариях на производстве. Известен регенеративный респиратор на химически связанном кислороде, который содержит регенеративный патрон, снаряженный кислородсодержащим веществом, дыхательный мешок с избыточным клапаном, загубник, соединительные шланги, клапаны вдоха и выдоха [Авт, св. СССР №342636, кл. А 62 В 7/08, опублик. 11.07.72]. Существенными признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого изобретения, являются регенеративный патрон, дыхательный мешок, клапаны вдоха и выдоха. В данном аналоге невозможно равномерное использование всей толщи кислородсодержащего вещества, в связи с чем передние, наиболее "нагруженные" его слои работают в тяжелом тепловом режиме. Известен также изолирующий дыха тельный аппарат индивидуального пользования, содержащий коробку с кислородсодержащим веществом, разделенную на два последовательно соединенных объема, лицевую часть с клапанами выдоха и вдоха, соединительные гофрошланги и дыхательный мешок. Значительный запас кислородсодержащего вещества в этом аппарате обеспечивает большой срок его защитного действия [Патент США №3575167, кл. А 62 В 7/04, 1971]. Существенными признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого изобретения являются: использование сорбента углекислого газа, круговая система дыхания, разделение сорбента на два последовательно соединенных объема. В приведенном аналоге невозможно добиться эффективного использования кислородсодержащего вещества из-за крайне неравномерной обработки его слоев по ходу течения воздуха, Невозможно также снизить большое гидравлическое сопротивление воздушному потоку, обусловленное спеканием слоев и необходимостью преодоления молекулами воздуха широкого слоя сорбента. Попытки сузить его при фиксированном объеме коробки приводят к значительному увеличению геометрических размеров аппарата. В качестве прототипа выбран шахтный дыхательный прибор, содержащий дыхательный шланг с клапанами вдоха и выдоха, регенеративный патрон и дыхательный мешок, выполненный в виде изолированных друг от друга емкостей вдоха и выдоха, укрепленных на общем основании, причем емкость выдоха снабжена упругими элементами [Авт.св. СССР №473507, кл. А 62 В 7/08, опублик. 14.06.75]. Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения являются: дыхательный шланг с клапанами вдоха и выдоха, дыхательный мешок, выполненный в виде изолированных друг от друга емкостей вдоха и выдоха, последняя из которых снабжена упругими элементами и регенеративный патрон. С помощью описанного прототипа не возможно избежать преимущественного использований слоев сорбента углекислого газа, расположенных на входе в патрон. Из-за этого в ходе химической реакции в них выделяется большое количество экзотермического тепла, что приводит к последовательному спеканию слоев сорбента задолго до исчерпания их ресурса реакции. Таким образом, уменьшается срок защитного действия дыхательного аппарата. Невозможно также выровнять усилия вдоха и выдоха, так как при выдохе совершается работа по деформации упругих элементов, а при вдохе - нет. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования изолирующего ды хательного аппарата за счет конструктивных элементов и их расположения, чем обеспечивается технический результат - более равномерное использование слоев сорбента углекислого газа, а также выравнивание усилий выдоха и вдоха с целью обеспечить увеличение срока защитного действия аппарата и снизить сопротивление дыханию. Поставленная задача решается тем, что в изолирующем дыхательном аппарате, содержащем дыхательный шланг с клапанами вдоха и выдоха, ды хательный мешок, выполненный в виде изолированных друг от друга емкостей вдоха и выдоха, последняя из которых снабжена упругими элементами, и регенеративный патрон, согласно изобретению упругая емкость выдоха дыхательного мешка, на входе которой установлен клапан выдоха, расположена между двумя объемами на которые по ходу течения выдыхаемого воздуха разделен сорбент углекислого газа регенеративного патрона, а емкость вдоха выполнена упругой. Возможность достижения указанного в изобретении технического результата подтверждается следующими сведениями. Предложенные изменения в устройстве позволяют обеспечить протекание выдыхаемого воздуха через первый объем сорбента углекислого более быстрое, чем через второй объем сорбента по ходу движения выдыхаемого воздуха, Таким образом уменьшается время контакта реагентов (углекислого газа и его сорбента) в передних, наиболее интенсивно участвующи х в реакции слоях сорбента, и молекулы углекислого газа с большей вероятностью проскакивают в следующие слои, перенося в них процесс регенерации. Этим достигается более равномерное использование всей толщи сорбента углекислого газа. Основная идея изобретения заключается в том, чтобы через скоростные участки пропускать воздух импульсно (порция, пауза, порция и т.д.). Это позволяет совместить сохранение расхода воздуха с уменьшением скорости его течения при переходе из передних слоев сорбента в замыкающие. На чертеже представлен изолирующий дыхательный аппарат. Изолирующий дыхательный аппарат содержит шланг выдоха 1, регенеративный патрон с сорбентом углекислого газа, разделенный по ходу течения выдыхаемого воздуха на два последовательно соединенных объема 2 и 3, дыхательный мешок, который состоит из упругой емкости избыточного давления 4 с клапаном выдоха 5, соединяющей первый и второй объемы сорбента, и отдельной упругой емкости недостаточного давления 6, расположенной перед шлангом вдоха 7 с клапаном вдоха 8 и лицевую часть 9. Предлагаемый аппарат работает следующим образом. Воздух, проходящий через первый объем сорбента 2 только на выдохе, попадает через клапан выдоха 5 в упругую емкость выдоха 4. Перепад давления между ней и упругой емкостью вдоха 6 непрерывно фильтрует воздух через второй объем сорбента 3 Последнее обеспечено упругостью обеих емкостей дыхательного мешка. Из емкости вдоха 4 через клапан вдоха 8 воздух по шлангу вдо ха 7 попадает в легкие, после чего цикл замыкается. Воздух из лицевой части 9 по шлангу выдоха 1 снова попадает в объем сорбента 2 и т.д. Поскольку вдох и выдох примерно равны по длительности, в объеме сорбента 2 скорость течения воздуха в момент выдоха примерно вдвое больше скорости установившегося течения воздуха в объеме сорбента 3. Это сокращает время контакта реагентов в объеме 2, если пустое пространство между гранулами сорбента в нем по объему меньше одного выдоха. Последнее условие существенно, ибо регенерация идет и при остановке воздуха между двумя выдохами. Таким образом, в тяжелом режиме работы аппарата, когда выдохи глубоки и часты, большая чем прежде часть углекислого газа проскакивает в замыкающие слои сорбента, что способствует более равномерному использованию всей толщи сорбента углекислого газа, препятствует его спеканию продлевает срок защитного действия аппарата и снижает сопротивление дыханию. Усилия при дыхании снижаются также упругостью емкостей дыхательного мешка, играющих роль демпфера при фильтрации воздуха через объем сорбента 3. Выполнение обеих емкостей дыхательного мешка упругими выравнивает усилия при вдохе и выдохе, что делает дыхание более естественным, а значит и комфортным.