Теплообмінний пристрій дихального апарата із хімічно зв’язаним киснем

1. Теплообмінний пристрій дихального апарата із хімічно зв'язаним киснем, що має кришку та корпус із розміщеними на ньому під кутом один до одного патрубками для приєднання лицевої частини та регенеративного патрона апарата та пакет із газопроникного матеріалу, розміщений у порожнині корпуса поміж патрубками, який відрізняється тим, що корпус пристрою виконаний у вигляді циліндричного стакана з місцевими стовщеннями стінки усередині обичайки у вигляді двох протилежних сегментів, обладнаних поздовжніми відносно осі стакана пазами, при цьому вісь симетрії обох U 2 (19) 1 3 тря із одного з патрубків, наприклад того, що має лицеву частину. Недоліком цього пристрою є можливість погіршення умов дихання при застосуванні апарата за призначенням внаслідок збільшення опору диханню при активному слиновиділенні у користувача, що зменшує поперечний перетин пристрою, через який йде потік вдихуваної і видихуваної газової суміші. Цей недолік усунений у теплообмінному пристрої апарата із хімічно-зв'язаним киснем (див. переклад настанови з експлуатації "Sauerstoffselbstretter Оху K 30 E/S/AS(GB) Оху K 50 S/AS(K+S/PL) Gebrauchsanweisung", Drager Safety AG & Co.KgaA, Німеччина, 2006). Пристрій має (див. фото) корпус 1, виконаний у вигляді посудини з дном та обичайкою у формі зрізаного сектора, яка має зовні патрубок 2 для приєднання лицевої частини та патрубок 3 для приєднання регенеративного патрона за допомогою гофрованої трубки. В порожнині корпуса 1 фронтально патрубку 2 розмішується газопроникна Г-подібна перегородка 5, до якої приєднаний фільтр 4. Фронтально патрубку 3 розміщена перегородка 6 із плоскої дротяної тканої сітки. Перегородки 5 та 6 розташовані так, що утворюють в корпусі 1 порожнини, що сполучені з порожнинами патрубків 2 і 3, а поміж ними розташований пакет 7, виконаний з об'ємної плетеної сітки з дроту, яка згорнута в рулон по формі обичайки корпуса. Корпус 1 закритий кришкою (не показана). Таке виконання пристрою виключає підвищення опору диханню, бо слина збирається у зазорі поміж корпусом і перегородкою 5, тобто не досягає поверхні пакета 7. Значно більша поверхня сітки пакета 7 у порівнянні з аналогом, забезпечує ефективність дії теплообмінного пристрою при використанні дихального апарата за призначенням. У обох розглянутих пристроях патрубок для приєднання лицевої частини виконаний овальним у поперечному перетині, а патрубок для приєднання регенеративного патрона - круглим. Як прототип обрано теплообмінний пристрій дихальних апаратів ОХУ K 30 та ОХУ K 50. Цей пристрій має такі конструктивні та експлуатаційні недоліки: - надзвичайна складність конструкції та незадовільні масогабаритні характеристики, як наслідок складної конструкції; - підвищений опір диханню людини внаслідок форми пакета та розташування в ньому плетеної сітки, що погіршують аеродинаміку потоку повітря в корпусі пристрою. На підставі викладеного випливає, що завданням, на вирішення якого спрямована розробка корисної моделі, що заявляється, є усунення зазначених недоліків, тобто поліпшення експлуатаційних характеристик теплообмінного пристрою за рахунок підвищення ефективності його дії та спрощення конструкції. Вирішення цього завдання досягається тим, що у теплообмінному пристрої дихального апарата із хімічно-зв'язаним киснем, який має кришку та корпус із розміщеними на ньому під кутом один до одного патрубками для приєднання лицевої час 48226 4 тини та регенеративного патрона та пакет із газопроникного матеріалу, розміщений у порожнині корпуса поміж патрубками, відповідно до корисної моделі, корпус пристрою виконаний у вигляді циліндричного стакана з місцевими стовщеннями стінки усередині обичайки у вигляді двох протилежних сегментів, обладнаних поздовжніми відносно осі стакана пазами, при цьому вісь симетрії обох сегментів є бісектрисою кута поміж центральними осями патрубків пристрою, а в пазах сегментів розміщений пакет із множини деталей з поверхнею, що забезпечує ефективність теплообміну, виготовлених із тканої сітки, дріт якої виготовлений із теплоємних металів з високою теплопровідністю, наприклад, міді та її сплавів, який утворює з поверхнею обичайки розподільні порожнини, сполучені з порожнинами патрубків корпуса, а самі патрубки виконані овальними в поперечному перетині так, що більша вісь овала паралельна поздовжній осі обичайки; тим, що в пазах сегментів розміщені плоскі деталі пакета, а в розподільних порожнинах корпуса - деталі, що вигнуті з утворенням стріли прогину не більше радіуса обичайки; тим, що патрубки корпуса розташовані під кутом 100-120° поміж їхніми центральними осями. Таке виконання пристрою відрізняється поліпшеною експлуатаційною характеристикою у складі дихального апарата. Це пояснюється наступним чином: - виконання корпуса пристрою у вигляді циліндричного стакана з місцевим стовщенням стінки у вигляді двох протилежних сегментів, обладнаних поздовжніми відносно осі стакана пазами, а також розміщення сегментів у порожнині обичайки так, що вісь симетрії обох сегментів є бісектрисою кута поміж центральними осями патрубків та виконання цього кута в межах 100-120° не тільки спрощує конструкцію пристрою і полегшує його складання, але також поліпшує експлуатаційну характеристику за рахунок забезпечення зручності використання дихального апарата за призначенням; - розміщення в пазах секторів обичайки пакета з множини плоских деталей, виготовлених із тканої сітки, дріт якої виготовлений з теплоємних металів (~400Дж/кг∙°С) з високою теплопровідністю (~110Вт/м∙°С), наприклад, міді та її сплавів забезпечує ефективність теплообміну поміж вдихуваним із патрона повітрям (охолоджується) та пакетом (нагрівається) або видихуваним людиною повітрям (нагрівається) та пакетом (охолоджується); - розміщення в порожнинах корпуса, прилеглих до обох патрубків, вигнутих деталей пакета, стріла прогину яких не перевищує радіус обичайки, збільшує поверхню теплообміну поміж вдихуваним або видихуваним повітрям та пакетом, що знижує температуру вдихуваного повітря, тобто поліпшує умови дихання; - виконання обох патрубків на корпусі пристрою овальними в поперечному перетині так, що більша вісь овала паралельна поздовжній осі обичайки забезпечує рівномірний розподіл потоків повітря при вдиху або видиху по всьому прохідному перетину пакета, що забезпечує зменшення опору диханню людини та стабільність дії при 5 строю по теплообміну поміж повітрям та пакетом. Це забезпечує надійність роботи пристрою за час захисної дії дихального апарата. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями, де: на Фіг.1 показаний загальний вигляд теплообмінного пристрою; на Фіг.2 показаний перетин А-А Фіг.1; на Фіг.3 показаний перетин А-А Фіг.1 (варіант виконання); на Фіг.4 показаний загальний вигляд корпуса пристрою; на Фіг.5 показаний перетин Б-Б Фіг.4; на Фіг.6 показаний перетин В-В Фіг.4. Теплообмінний пристрій дихального апарата із хімічно-зв'язаним киснем (Фіг.1-6) має кришку 1 та корпус 2, на якому під кутом один до одного розміщені патрубок 3 для приєднання лицевої частини апарата та патрубок 4 для приєднання регенеративного патрона за допомогою гофрованої гумової трубки (на кресленнях не показані). Корпус 2 виконаний у вигляді циліндричного стакана з місцевими стовщеннями у середині обичайки у вигляді двох протилежних сегментів, обладнаних поздовжніми пазами, при цьому вісь симетрії обох сегментів є бисектрисою кута (Фіг.4). В пазах сегментів розміщений пакет 5 із множини (від 5 до 20) деталей, виготовлених із тканої сітки. Ці деталі можуть бути плоскими (Фіг.2) або вигнутими (Фіг.3). Кількість деталей в пакеті 5 та їх форма залежать від того, яку максимальну температуру вдихуваного повітря повинен забезпечувати теплообмінний пристрій: чим більша кількість деталей в пакеті тим ефективніший процес теплообміну. Зазначена найбільша кількість деталей в пакеті забезпечує температуру вдихуваного повітря ~40°С. 48226 6 При застосуванні дихального апарата за призначенням теплообмінний пристрій діє наступним чином. Видихувана газова суміш містить діоксид вуглецю (до 5% об'єму), кисень та пари води (відносна вологість до 100% при температурі 37°С). На фазі видиху газова суміш із лицевої частини (загубник) по патрубку 3 надходить у порожнину поміж поверхнею обичайки корпуса 2 та пакетом 5, а далі рівномірно розподіленим потоком через деталі пакета 5 надходить у порожнину корпуса 2, сполучену з патрубком 4. По гофрованій трубці газова суміш надходить у регенеративний патрон, який має кисневмісну речовину (КО2). В речовині під дією діоксиду вуглецю та вологи йдуть хімічні реакції відновлення з генерацією кисню та виділенням великої кількості тепла. Нагріта газова суміш із патрона потрапляє у дихальний мішок, виготовлений із прогумованої тканини, де частково охолоджується за рахунок випромінювання у навколишнє середовище. На фазі вдиху нагріта до (70-90)°С газова суміш із мішка йде у зворотному напрямку, тобто через патрон та гофровану трубку до теплообмінного пристрою. Вдихувана газова суміш рівномірно розподіленим потоком йде через деталі пакета, метал яких забирає частину тепла в залежності від його теплопровідності, теплоємності та площі теплообміну. Деталі пакета при цьому нагріваються, але при видоху знову охолоджуються видихуваним повітрям. Цей пристрій використаний у конструкціях ізолювальних саморятувальників Сі-30 та ШСС-1, що виготовляються ВАТ "Донецький завод гірничорятувальної апаратури". Він забезпечує комфортні умови дихання людині від початку до кінця часу захисної дії апарата. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 48226 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601