Регенеративний патрон дихального апарата з хімічно зв’язаним киснем

1 Регенеративний патрон дихального апарата з ХІМІЧНО зв'язаним киснем, що має корпус із патрубками вдиху і видиху на денах, встановлену в корпусі з зазором щодо його бічної стінки перфоровану обичайку з прикріпленими до неї сітчастою накладкою і дном у формі зрізаного конуса, що наповнена гранульованою кисневмісною речовиною, і центральну перфоровану трубку з протипиловим фільтром і додаткову перфоровану гофровану обичайку на ньому, що сполучається з патрубком видиху, пусковий брикет, який розміщений у стакані в порожнині центральної трубки, теплорозподільник у вигляді радіальних пластин у масі речовини, що розміщений між вершинами гофрів додаткової обичайки, протипиловий фільтр, встановлений у порожнині між дном обичайки і дном корпуса з патрубком вдиху, який відрізняється тим, що дно обичайки і дно корпуса на ділянках, що контактують із гранулами речовини, мають кільцеві гофри, висотою не менше розмірів найменших гранул речовини, спрямовані виступною поверхнею в бік кисневмісної речовини і роз Винахід стосується деталей дихальних апаратів з ХІМІЧНО зв'язаним киснем, як-от ізолюючих респіраторів для рятувальних робіт, які застосовуються у вугільній промисловості для захисту органів дихання гірничорятувальників від отруйного впливу атмосфери гірничої виробки при ліквідації наслідків аварії Він може бути використаний в газовій, нафтопереробній, ХІМІЧНІЙ І ІНШИХ галузях промисловості, де потрібний захист органів дихання людини за допомогою зазначених апаратів у ташовані з кроком не менше, ніж розміри найбільших и гранул, пластини теплорозподільника прикріплені до дна обичайки і її стінки з забезпеченням теплового контакту, а сітчаста накладка обичайки і додаткова гофрована обичайка виконані у вигляді опресованих сплетених сіток з розташуванням дротів утка і основи під кутом біля 45° до центральної осі патрона 2 Регенеративний патрон дихального апарата з ХІМІЧНО зв'язаним киснем за п 1, який відрізняється тим, що пластини теплорозподільника мають гофри, паралельні до центральної осі патрона і виконані з висотою і кроком не менше, ніж висота і крок гофрів ден патрона 3 Регенеративний патрон дихального апарата з ХІМІЧНО зв'язаним киснем за пп 1-2, який відрізняється тим, що гофри на кожному боці пластини теплорозподільника виконані по черзі в обидва и боки 4 Регенеративний патрон дихального апарата з ХІМІЧНО зв'язаним киснем за пп 1-3, який відрізняється тим, що пластини теплорозподільника виконані з рядами виступів (пукльовок), що чергуються 5 Регенеративний патрон дихального апарата з ХІМІЧНО зв'язаним киснем за пп 1-4, який відрізняється тим, що пластини теплорозподільника перфоровані з розмірами отворів не більше розмірів найбільших гранул речовини 6 Регенеративний патрон дихального апарата з ХІМІЧНО зв'язаним киснем за пп 1-5, який відрізняється тим, що перфорація і/або гофри, виступи (пукльовки) виконані по довжині теплорозподільника на обмежених ділянках несприятливих умовах, звязаних з утворенням непридатної для дихання атмосфери Відомий регенеративний патрон шахтного дихального апарата з ХІМІЧНО зв'язаним киснем /ас СРСР №1489033, А62В7/08, 1987/, що має корпус із патрубками вдиху і видиху, пусковий брикет, розміщену в корпусі перфоровану обичайку з центральною перфорованою трубкою, заповнену гранульованою кисневовмісною речовиною, теплорозподільник у вигляді радіальних пластин і о 44019 протипиловий фільтр у вигляді зрізаного конуса, великою основою зверненого до виходу патрона, а меншою - зв'язаного із торцем центральної трубки Недоліком цього патрона в підвищений опір диханню /до 1кПа/ в КІНЦІ часу захисної дії і неефективне використання запасу ХІМІЧНО зв'язаного кисню в патроні в зв'язку з наявністю гранул кисневовмісної речовини, що не відпрацювали Це пояснюється спіканням гранул речовини в лобовому прошарку, розміщеному навколо центральної перфорованої трубки, через надлишок вологи, що надходить при спрацюванні пускового пристрою, а також що потрапляє разом із дюксидом вуглецю при видиху Цей недолік усунутий в регенеративному патроні дихального апарата з ХІМІЧНО зв'язаним киснем /Ас СРСР № 1633557, А62В 19/00, 7/08, 1989, патент України № 11605, А62В7/08 /, що має корпус із патрубком вдиху і патрубком видиху на денах, встановлену в корпусі з зазором щодо його бічної стінки перфоровану обичайку з дном у формі зрізаного конуса, наповнену гранульованою кисневовмісною речовиною, центральну перфоровану трубку з протипиловим фільтром і додаткову перфоровану гофровану обичайку на ньому, пусковий брикет, який розміщений у стакані в порожнині центральної трубки, розподільну камеру з перфорованими стінками, що розміщена в масі речовини СПІВВІСНО корпусу між перфорованою обичайкою і теплорозподільником у вигляді радіальних пластин, які розміщені між вершинами гофрів додаткової обичайки, протипиловий фільтр, який встановлений у порожнині між дном обичайки і дном корпуса Таке виконання регенеративного патрона відрізняється поліпшеною експлуатаційною характеристикою тому що забезпечує зниження опору дихання і збільшення часу захисної дії за рахунок більш економних витрат запасу ХІМІЧНО зв'язаного кисню в речовині Це пояснюється тим, що, поперше, установка додаткової перфорованої гофрованої обичайки на центральній трубці дозволяє збільшити поверхню лобового прошарку речовини, що контактує з видихуваним повітрям, і, тим самим, знизити опір диханню, по-друге, розміщення в масі речовини додаткової розподільної камери дозволяє усереднити об'ємну частку діоксида вуглецю в потоках газу, що виходять із прошарків речовини між пластинами теплорозподільника, внаслідок чого плин ХІМІЧНИХ реакцій у цих прошарках йде в однакових умовах і це збільшує час захисної дії патрона Цей регенеративний патрон при роботі в складі дихального апарата /респіратора/ має такі недоліки менший ніж по розрахунку час захисної дії в зв'язку з передчасним "проскакуванням" діоксида вуглецю з видихуваного у вдихуване повітря у прошарках, що лежать біля поверхні регенеративного патрона і пластин теплорозподільника, підвищення температури вдихуваного повітря і опору видиху під кінець часу захисної дії патрона Це пояснюється тим, що погіршені умови тепловідведення з центральної зони патрона, де починаються ХІМІЧНІ реакції поглинання діоксида вуглецю у периферійні зони патрона Це призводить до того, що умови плину ХІМІЧНИХ реакцій у різних прошарках речовини теплорозподільника відрізняються і при підвищенні температури в якомусь з прошарків до 400 - 500°С гранули речовини починають плавитися, створюючи каверни Це може призвести до "проскакування" діоксида вуглецю у вдихуване повітря, або навпаки до підвищення опору диханню в залежності від об'єму такої області Крім того це підвищує температуру вдихуваного повітря Підвищення температури кисневовмісноі речовини в якомусь з прошарків між пластинами теплорозподільника може призвести до розігріву окремого випадково відігнутого дроту, із якого виготовлена розподільна камера і гофрована обичайка Оскільки розпечений дріт знаходиться в патроні з об'ємною часткою кисню в газовій суміші близько 100%, можливо його запалення і горіння, що виключає подальше використання дихального апарата за призначенням Це явище може спостерігатися, коли зазначені деталі виготовлені з щільної сітки з розміщенням дротів утка паралельно центральної осі патрона, а дротів основи - перпендикулярно їй Опір диханню зростає і тоді, коли температура речовини в якомусь прошарку хоча і підвищується, але залишається нижче точки плавлення гранул, і внаслідок цього відбувається їхнє злипання Конструкція патрона не виключає можливість "проскакування" діоксида вуглецю з видихуваного повітря у вдихуване внаслідок пристінного ефекту, тобто по зазору уздовж кришки патрона, що може утворитися при недбалому виготовленні патрона, або внаслідок носіння дихального апарата з патроном або транспортуванні його до місця аварії Регенеративний патрон дихального апарата з ХІМІЧНО зв'язаним киснем по патенту України № 11605 обраний як прототип На підставі викладеного випливає, що завданням, на розв'язання якого спрямований винахід, що заявляється, є усунення зазначених недоліків, тобто поліпшення експлуатаційних характеристик регенеративного патрона дихального апарата шляхом збільшення часу захисної дії і поліпшення умов дихання в ньому за рахунок зниження об'ємної частки діоксида вуглецю у вдихуваному повітрі, і зниження його температури і опору видиху Вирішення цього завдання досягається тим, що в регенеративному патроні дихального апарата з ХІМІЧНО зв'язаним киснем, який має корпус із патрубками вдиху і видиху на денах, встановлену в корпусі з зазором щодо його бічної стінки перфоровану обичайку з прикріпленими до неї сітчастою накладкою і дном у формі зрізаного конуса, що наповнена гранульованою кисневовмісною речовиною, і центральну перфоровану трубку з протипиловим фільтром і додаткову перфоровану гофровану обичайку на ньому, яка поєднується з патрубком видиху, пусковий брикет, який розміщений у стакані в порожнині центральної трубки, теплорозподільник у вигляді радіальних пластин у масі речовини, що розміщений між вершинами гофрів додаткової обичайки, протипиловий фільтр, встановлений у порожнині між дном обичайки і дном корпуса з патрубком вдиху, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, дно обичайки і дно корпуса на ділянках, що контактують із гранулами речовини, мають кільцеві гофри висотою не менше розмірів най 44019 менших гранул речовини, які спрямовані виступаючою поверхнею в сторону кисневовмісної речовини і розташовані з кроком не менше ніж розміри найбільших и гранул, пластини теплорозподільника прикріплені до дна обичайки і її стінки з забезпеченням теплового контакту, а сітчаста накладка обичайки і додаткова перфорована обичайка виконані у вигляді опресованих зплетених сіток з розташуванням дротів утка й основи від кутом біля 45° до центральної осі патрона, тим, що пластини теплорозподільника мають гофри паралельні до центральної осі патрона і виконані з висотою і кроком не менше ніж висота і крок гофрів ден патрона, тим що гофри на кожній пластині теплорозподільника виконані по черзі в обидві и сторони, тим що пластини теплорозподільника виконані з рядами виступів /пукльовок/, що чергуються, тим що пластини теплорозподільника перфоровані з розмірами отворів не менше розмірів найменших гранул речовини, а також тим, що перфорація і / або гофри /виступи/ виконанні по довжині пластини теплорозподільника на обмежених ділянках Таке виконання регенеративного патрона дихального апарата відрізняється поліпшеною експлуатаційною характеристикою, тому що забезпечує збільшення часу захисної дії, тому що запобігає передчасному "проскакуванню" дюксида вуглецю з видихуваного у вдихуване повітря, а також тому, що забезпечує зниження температури вдихуваного повітря за рахунок забезпечення рівномірного відпрацювання речовини шляхом поліпшення тепловідведення з зони реакції Це пояснюється наступним чином виконання дна обичайки і дна корпуса з кільцевими гофрами на ділянках, що контактують з гранулами кисневовмісної речовини, а також розміщення гофрів із кроком не менше розмірів найбільших гранул речовини виступаючою поверхнею в його сторону виключає "проскакування" дюксида вуглецю з видихуваного повітря у вдихуване , тому утворювані в процесі експлуатації канали між гранулами речовини, і поверхнями ден, не є суцільними, а перериваються гофрами, при цьому потік повітря біля стінок ден відхиляється гофрами до центральних прошарків речовини, кріплення пластин теплорозподільника до дна обичайки і її стінки з забезпеченням теплового контакту, наприклад, точковим електрозварюванням, забезпечує ефективний тепловідвід із центральної зони патрона до його периферії з наступним теплообміном між нагрітим корпусом патрона і більш холодним навколишнім повітрям, виконання сітчастої накладки обичайки і гофрованої обичайки з опресованої плетеної сітки з розміщенням дротів утка і основи під кутом 45° до центральної осі патрона цілком виключає наявність окремих КІНЦІВ дроту, що знаходяться у масі кисневовмісної речовини, а, отже, їхнє нагрівання і самозапалювання в середовищі кисню, виконання пластин теплорозподільника гофрами, спрямованими в одну сторону, спрямованими по черзі в обидві сторони пластини, а також перфорація пластин виключає "проскакування" дюксида вуглецю з видихуваного повітря у вдихуване внаслідок пристінного ефекту, тобто вільний прохід газових струменів видихуваного повітря по каналах, що утворюються плоскою поверхнею пластин теплорозподільника і поверхнею безформних гранул речовини, які контактують із пластинами Сутність винаходу поясняється кресленнями, де на фіг 1 показана принципова схема дихального апарата, на фіг 2 показаний регенеративний патрон, подовжній переріз, на фіг 3 показаний переріз А-А фіг 2, на фіг 4, 5 і 6 показані варіанти виконання пластин теплорозподільника патрона, на фіг 7 показана накладка Регенеративний патрон 1, встановлений у дихальному апараті /фіг 1/ із ХІМІЧНО зв'язаним киснем, що має ранець 2, біля кришки якого знаходиться теплообмінник /повітропровід/ 3, який поєднує розміщені в ранці 2 регенеративний патрон 1 і дихальний мішок вдиху 4, клапан видиху 6, мішок видиху 7, обладнаний клапаном надлишкового тиску 8, між мішками вдиху 4 і видиху 7, розташована пружина 9, яка запирається на пластини, які прикріплені до МІШКІВ До патрона 1 прикріплений патрубок 10, який має клапан видиху 2 Лицьова частина 12 у вигляді загубника з носовим затискачем або маскою /не показана/ розміщена поза ранцем 2 і поєднується з патрубком 10 і мішком 4 за допомогою гофрованих трубок 13 і 14 Регенеративний патрон 1 /фіг 2 і 3/ має корпус 15, у якому розміщена з зазором щодо поверхні корпуса перфорована обичайка 16 із прикріпленої до неї сітчастою накладкою 17, центральну перфоровану трубку 18, на якій розміщений протипиловий фільтр 19 із скловолокна і додаткова перфорована гофрована обичайка 20 Дно 21 обичайки 16 виконане у формі зрізаного конуса Між дном 21 і дном 22 корпуса розміщений протипиловий фільтр 23 у вигляді зрізаного конуса, прикріплений великою основою до дна 22 корпуса, а малим - у зоні центральної трубки 18 до дна 21 обичайки 16 Обичайка 16 заповнена гранульованою /розмір гранул 2 - 7мм/ кисневовмісною речовиною 24 /надпероксидом калію КОг/ У масі речовини 24 розміщені радіальні пластини 25 теплорозподільника, які прикріплені точковим електрозварюванням до дна 21 і накладки 17 Кожна вершина гофра обичайки 20 встановлена в секторі речовини 24 між сусідніми пластинами 25 теплорозподільника Варіанти виконання пластин 25 теплорозподільника показані на фиг 4, 5 і 6 Крок розміщення гофрів на пластинах і кільцевих гофрів на дні 21 обичайки і дні 26 корпуса патрона не повинний бути менше 7мм, тобто максимального розміру гранул речовини У порожнині трубки 18 розміщений стакан 27 із пусковим брикетом 28 Стакан 27 виконаний із відігнутим усередину буртом у вигляді зрізаного конуса У порожнину стакана 27 спрямований кінець трубки 29 пускового пристрою ЗО /фіг 1/ Накладка 17 обичайки 16 і гофрована обичайка 20 виконані з опресованої зплетеної сітки, дроти утка й основи якої розміщені під кутом близько 45° до центральної осі патрона Гофри на дні 21 і дні 26 розміщені на ДІЛЯНЦІ ден, що контактують з речовиною 24 і спрямовані виступаючою поверхнею убік гранул речовини Регенеративний патрон, в складі дихального апарата працює наступним чином 44019 8 Перед входом в атмосферу непридатну для При наповненні обох МІШКІВ пружина 9 стискудихання гірничорятувальник надіває лицьову часється і підпружинений шток клапана надлишкового тину 12 дихального апарата При спрацюванні тиску 8 який взаємодіє з пластиною мішка вдиху пускового пристрою ЗО ініціююча рідина по трубці 4 відчиняється і надлишок повітряної суміші що 29 подається в порожнину стакана 27 до брикету видихається виходить в навколишнє середовище 28 Під ВПЛИВОМ рідини брикет 28 починає розклаХІМІЧНІ реакції поглинання дюксида вуглецю і датися виділяючи нагрітий брикетний газ який води і генерації кисню відбуваються в регенератимістить кисень і пари води Кисень надходить чевному патроні з виділенням великої КІЛЬКОСТІ тепрез патрон 1 у мішок 4 а під впливом тепла і парів ла У зв'язку з цим патрон при роботі респіратора води речовина 24 патрона 1 починає генерувати поступово нагрівається а збагачена киснем газова кисень При видиху повітря з лицьової частини 12 суміш виходить із патрона сухою і гарячою При по трубці 13 і патрубку 10 через клапан II надхопроході повітряного потоку через теплообмінник дить у центральну трубку 18 і далі через фільтр 19 температура його знижується тому що відбуваєтьі обичайку 20 - до речовини 24 патрона У резулься передача тепла більш холодним стінкам теплотаті екзотермічних реакцій відновлення в речовині обмінника виготовленого з металу Теплообмінник видихуване повітря звільняється від дюксида вугпрохолоджується за рахунок теплопередачі до лецю і поповнюється киснем Проходячи між гракорпуса респіратора що омивається зовні конвекнулами речовини в обичайку 16 повітря надходить тивним повітряним потоком при переміщенні кориу зазор між нею і корпусом і далі через фільтр 23 стувача дихальним апаратом по теплообміннику 3 у мішок 4 де і резервується Таким чином винахід дозволяє поліпшити ексдо настання фази вдиху При вдиху повітря з мішплуатаційні характеристики апарата шляхом збіка 4 через клапан 6 і трубку 14 надходить в лицьольшення часу захисної дії і поліпшення умов диву частину хання в ньому 21 Фіг. 2 17 10 Фіг. З Фіг. 4 Фіг. 5 11 44019 12 N.25 Фіг. 6 Фіг. 7 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90