Регенеративний патрон ізолюючого дихального апарата

1 Регенеративний патрон ізолюючого дихального апарата який містить патрубки вдиху та видиху, установлену в корпусі з зазором відносно його стінок внутрішню обичайку, яка заповнена гранульованою кисневмісною речовиною, що розділена ЗОВНІШНІМИ та внутрішніми горизонтальними перфорованими перегородками на прошарки, при цьому внутрішні перегородки утворюють у центральній частині обичайки розподільну камеру, яка зв'язана за допомогою трубки через прошарок речовини з патрубком видиху, теплорозподільники, що складаються з пластин, площина яких збігається з напрямком руху повітря у прошарку речовини, пусковий пристрій, який установлений в кришці корпуса і з'єднаний з порожниною патрубка вдиху, та пиловловлювальні фільтри, який відрізняється тим, що кожний теплорозподільник прилягає до розподільної камери і складається з однієї з вказаних внутрішніх перегородок і жорстко зв'язаних з нею пластин, розміщених вертикально таким чином, що між їх вільними торцями і ЗОВНІШНІМИ перегородками з протилежних боків обичайки утворюються менші прошарки речовини з висотою В, що знаходиться в межах В = (1,5 - 3)А, вказані пластини теплорозподільника перфоровані рядами з розміром отворів Б, що лежить у межах Б = (1,5 - 3)А, осі отворів у сусідніх рядах зміщені по кроку перфорації, при цьому ЗОВНІШНІ І внутрішні перегородки виконані з розміром отворів перфорації, що лежить в межах розміру грануляції речовини А = 2 - 7мм, а пиловловлювальні фільтри розміщені біля внутрішніх перегородок Винахід стосується дихальних апаратів із ХІМІЧНО зв'язаним киснем, як-то шахтних ізолюючих саморятівників, які застосовуються у гірничорудній промисловості для захисту органів дихання людини в несприятливих умовах, і може бути використаний в ХІМІЧНІЙ і інших галузях промисловості де потрібний захист органів дихання людини Відомий регенеративний патрон для дихальних апаратів, що має корпус, в якому кисневмісна речовина (надпероксид калію КОг) розміщена прошарками між перегородками Прошарки зв'язані між собою центральною трубкою з перфорацією, а з зовнішнього кінця - каналами для газу так, що повітря проходить по патрону в радіальних напрямках між гранулами речовини в кожному з прошарків [див Патент Німеччини - 2852240, А62В19/00, 1980] Недоліком цього патрона є ненадійність його дп через "проскакування" дюксида вуглецю з повітря, що видихується і надходить через центральну трубку, у повітря, що вдихується, по каналам, які утворюються в прошарках між перегородками і кисневмісною речовиною при усадці останньої внаслідок вібрації, трясіння або ударів апарата, що виникають під час переміщення гірника утиснутими гірничими виробками або в КЛІТІ при спуску 2 Регенеративний патрон ізолюючого дихального апарата за п 1, який відрізняється тим, що внутрішні перегородки, що утворюють розподільну камеру, виконані опуклими в м порожнину 3 Регенеративний патрон ізолюючого дихального апарата за пп 1,2, який відрізняється тим, що пластини теплорозподільників і/або перфоровані перегородки виконані з біметаличних листів, наприклад, сталемідних. (ПІДЙОМІ) ЙОГО у шахту Найбільш близьким до винаходу є регенеративній патрон ізолюючого дихального апарата [див А с СРСР №1106518, А62В19/02, А62В7/08, CM О (О h* CO CO Ю З 53676 1983], позбавлений зазначеного недоліку і обратрішніх перегородок і вертикальних пластин таким ний як прототип Цей патрон має корпус із патрубчином, що останні жорстко зв'язані з внутрішніми ками вдиху і видиху, установлену із зазором щодо горизонтальними перегородками, при цьому висостінок корпуса внутрішню обичайку з гранульовата пластин, що формують теплорозподілювач, є ною кисневмісною речовиною, що розділена горитакою, що між ЗОВНІШНІМИ перегородками і вільнизонтальними перфорованими перегородками на ми торцями згаданих пластин теплорозподілювача прошарки, у яких розміщені теплорозподілювачі, з протилежних боків обичайки утворюються менші до того ж центральна частина внутрішньої обичайпрошарки речовини з висотою В в межах В = (1,5 ки має камеру, яка утворена перфорованими пе3)А, вказані пластини теплорозподілювача перфорегородками та зв'язана з патрубком видиху ровані рядами з розміром отворів Б, що знахоцентральною трубкою, що проходить через роздиться в межах Б = (1,5 - 3)А, а осі отворів в сусідташований над нею прошарок речовини, пусковий ніх рядах зміщені по кроку перфорацм, ЗОВНІШНІ І пристрій У регенеративному патроні саморятівнивнутрішні перфоровані перегородки виконані з ка Oxy K90G, у якому реалізовано а с №1106518, розміром отворів в межах розмірів грануляції ретеплорозводілювачі в прошарках кисневмісної човини А = (2 - 7)мм, тим, що перфоровані перегоречовини виконані з листового металу у вигляді родки розподільної камери виконані опуклими в їі перехресно-ребристих просторових ґрат з вічками порожнину, а також тим, що пластини теплорозпоу вигляді багатогранників Видихуєме повітря надділювачів і/або перфоровані перегородки виконані ходить у розподільну камеру по центральній трубз біметалевих листів, наприклад, сталевомідних ці, а потім частина його проходить через верхні Виконання регенеративного ізолюючого дихапрошарки речовини, а інша - через нижні прошарльного апарата з таким патроном відрізняється ки, після чого обидва потоки з'єднуються в порожполіпшеною експлуатаційною характеристикою, нині патрубка вдиху, зв'язаною з порожниною дитому що забезпечує збільшення часу захисної дії хального мішка за рахунок запобігання передчасного "проскакування" дюксида вуглецю з видихуємого повітря, а Недоліком цього патрона при використанні дитакож за рахунок забезпечення рівномірного відхального апарата є можливість відхилення часу працьовування кисневмісної речовини, у обох прозахисної д» ВІД номінального значення, що пов'яшарках зане з непостійністю і невизначеністю величини "проскакування" дюксида вуглецю з видихуваного Це забезпечується наступним чином повітря у вдихуване, яке залежить не тільки від виконання кожного теплорозподілювача з одумов перебігу ХІМІЧНИХ реакцій у речовині патрона, нією з вказаних внутрішніх перегородок і вертикаякі залежать від розподілу температури в масі кисльних пластин таким чином, що останні жорстко невмісної речовини, але і від розмірів каналів, зв'язані з внутрішніми горизонтальними перегоропроміж безформними гранулами речовини розмідками, при цьому висота пластин, що формують ром від 2 до 7мм, які контактують Із плоскими стінтеплорозподілювач, є такою, що між ЗОВНІШНІМИ ками ВІЧКІВ теплорозПОДІЛЬНИКІВ перегородками і вільними торцями згаданих пластин теплорозподілювача з протилежних боків обиНа підставі викладеного випливає, що завданчайки, утворюються менші прошарки речовини з ням, на розв'язання якого спрямований винахід, висотою В в межах В = (1,5 - 3)А, вказані пластини що заявляється, є усунення зазначеного недоліку, теплорозподілювача перфоровані рядами з розмітобто поліпшення експлуатаційних характеристик ром отворів Б, що знаходяться в межах Б = (1,5 патрона дихального апарата шляхом збільшення 3)А, а осі отворів в сусідніх рядах зміщені по кроку часу захисної дії і поліпшення умов дихання в перфорацП, ЗОВНІШНІ і внутрішні перфоровані пеньому за рахунок зниження об'ємної частки дюкрегородки виконані з розміром отворів в межах сида вуглецю у повітрі, що вдихується внаслідок розмірів грануляції речовини А = (2 - 7)мм, вкупі рівномірного розподілу потоку видихуємого повітзабезпечують збільшення часу захисної дії дихаря між прошарками кисневмісної речовини льного апарата і поліпшення умов дихання у ньоВирішення цього завдання досягається тим, му за рахунок зниження об'ємної частки дюксида що регенеративний патрон ізолюючого дихального вуглецю у повітрі, що вдихується, та за рахунок апарата, який містить патрубки вдиху і видиху, створення оптимальних умов для бігу ХІМІЧНИХ установлену в корпусі з зазором відносно його реакцій внаслідок рівномірного розподілу тепла по стінок внутрішню обичайку, яка заповнена гранумасі кисневмісної речовини та ефективному відвельованою кисневмісною речовиною, що розділена денню його зовні Розташування, форма (напризовнішніми і внутрішніми горизонтальними перфоклад, у вигляді пазів) і розміри отворів (від 10 до рованими перегородками на прошарки, при цьому 20мм) дозволяють гранулам речовини (в межах внутрішні перегородки створюють у центральній грануляцм А = 2 - 7мм) вільно розташовуватись в частині обичайки розподільну камеру, яка зв'язана них, що виключає виникнення каналів поміж безза допомогою трубки через прошарок речовини з формними гранулами уздовж стінок пластин теппатрубком видиху, а також теплорозподілювачі, лорозполілювачів, по яким можливе "проскакуванщо складаються пластин, що прилягають до каменя" дюксиду вуглецю з видихуваного у вдихуване ри, при цьому площина пластин збігається з наповітря Наявність прошарків речовини висотою В, прямком руху повітря у прошарку речовини, пусков яких немає пластин теплорозподілювач їв, довий пристрій, який з'єднаний з порожниною зволяє, по-перше, усунути у цій зоні речовини капатрубка вдиху і установлений у кришці корпуса, нали поміж гранулами та стінками пластин теплопиловловлювальні фільтри, які розміщені біля перозподілювачів, і, по-друге, ущільнити прошарок регородок, ВІДПОВІДНО до винаходу, кожний теплоречовини внаслідок стирання гранул при експлуарозподілювач складається з однієї з вказаних вну 53676 тації апарата, яке виникає при дії зовнішніх сил та вібраційних навантажень; виконання перфорованих перегородок, що утворюють розподільну камеру, опуклими убік порожнини камери забезпечує рівномірний розподіл потоків повітря по усьому поперечному перетину прошарків речовини, що, у свою чергу, забезпечує рівномірне відпрацьовування всієї маси речовини і сприяє створенню умов, що виключають передчасне "проскакування" дюксида вуглецю з видихуваного у вдихуване повітря; виконання теплорозподілювачів і/або перфорованих перегородок із біметалевих листів, наприклад, сталевомідних, забезпечує [Вольнов И. И. «Перекисные соединения щелочных металлов», Наука, М., 1980, стр. 85] рівномірний розподіл тепла по масі речовини в прошарках і, отже, створює оптимальні умови для перебігу хімічних реакцій і обумовлює рівномірне відпрацьовування всієї маси речовини, що забезпечує збільшення часу захисної дії дихального апарата. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг.1 показаний загальний вигляд ізолюючого дихального апарата із відкритою кришкою (готовий до використання); на фіг.2 показаний варіант виконання регенеративного патрона дихального апарата; на фіг.З показана перегородка теплорозподілювача; на фіг.4 показаний загальний вигляд пластини теплорозподілювача; на фіг.5 показаний варіант виконання теплорозподілювача (вигляд зверху). ізолюючий дихальний апарат (фіг. 1) складається з регенеративного патрона 1, який закріплений у середині футляра 2 на амортизаторах З і 4 На торцевій кришці 5 (фіг.2) патрона 1 розміщені патрубки вдиху 6 і видиху 7, до яких прикріплені дихальний мішок 8 і гофрована трубка 9 з лицевою частиною у вигляді загубника 10 із носовим затискачем 11. У кришці 5 розміщений пусковий пристрій 12, який має пусковий брикет, ампулу з ІНІЦІЮЮЧОЮ рідиною і механізм руйнування ампули (не показані). До корпусу 2 прикріплений плечовий ремінь 13. Регенеративний патрон 1 (фіг.2) має корпус 14 із торцевими кришками 5 і 15, встановлену в корпусі 14 із зазором щодо його стінок обичайку 16 із торцевими зовнішніми горизонтальними перфорованими перегородками 17 і 18 і внутрішніми перфорованими горизонтальними перегородками 19 і 20. Дуже бажано, щоб перфоровані перегородки 19 і 20 були виконані опуклими (фіг.2). Розміри отворів перфорації перегородок виконані в межах розмірів грануляції речовини А = 2 - 7мм (фіг.З). Внутрішні перегородки 19 і 20 утворюють в середній частині обичайки 16 розподільну камеру 21 поєднану за допомогою трубки 22 з патрубком видиху 7. Поміж перегородками 17 і 19, а також 18 і 20 розміщені прошарки кисневмісною речовини 23 (надпероксід калію КО?) Зазначені прошарки постачені теплорозподілювачами, які складаються з перфорованих внутрішніх перегородок Із жорстко прикріпленими до них, наприклад, електрозваренням, перфорованими пластинами 24. Площина пластин 24 теплорозподілювачів збігається з напрямком руху повітря у прошарках. Бажано, щоб отвори в пластинах були виконані у вигляді пазів, а довжина кожного паза була більше розміру Б, виконаним у межах Б - (1,5 - 3)А. Бажано також, щоб осі отворів у сусідніх рядах були зміщені по кроку перфорації, як показано на фіг.4. При цьому висота пластин теплорозподілювачів, які встановлені в масі кисневмісної речовини, менша за висоту прошарку на В = (1,5 - 3)А (див. фіг.1 місцевий розріз). Таким чином, утворюються менші прошарки речовини 25 висотою В, які розташовані між вільними торцями 26 пластин теплорозподілювачів і ЗОВНІШНІМИ перегородками 17 і 18 і не мають в собі пластин теплорозподілювачів. На пластинах 19 і 20 розміщені пиловловлювальні фільтри 27. При розкриванні апарата від футляра 2 відокремлюють і викидають кришку (не показана), з'єднану гнучким зв'язком (капроновим шнуром) із механізмом пускового пристрою 12. При спрацьовуванні пускового пристрою 12 відбувається розкладання брикету з виділенням нагрітого кисню, що містить водяні пари, який надходить у порожнину патрона 1 і в порожнину мішка 8. КІЛЬКІСТЬ кисню, який виділяє пусковий брикет, достатня для того, щоб користувач апарата міг дихати в початковий період, тобто доти, поки тепло та волога, що виділяються внаслідок розкладання брикету, а також діоксид вуглецю видихуємого повітря, які потрапляють у розподільну камеру 21 через загубник 10, трубку 9 і трубку 7, активізують хімічні реакції в прошарках кисневмісної речовини 23. ХІМІЧНІ реакції відновлення в регенеративному патроні йдуть із виділенням тепла. Пластини теплорозподілювачів 24, жорстко скріплені з перегородками 18 і 20, сприяють рівномірному прогріву прошарків речовини і відводять тепло до стінок обичайки 16 і корпуса 1 патрона, що випромінює його в навколишнє середовище. Звичайно деталі регенеративного патрона виготовляють із тонколистової вуглецевої сталі, що забезпечує можливість їхнього штампування та зварювання між собою. Для забезпечення кращих умов теплообміну при ХІМІЧНИХ реакціях у регенеративному патроні рекомендується виконати гальванічне покриття міддю тих поверхонь, які контактують із кисневмісною речовиною [Вольнов И. И. «Перекисные соединения щелочных металлов», Наука, М, 1980, стр. 85]. У запропонованому винаході рекомендується деталі теплорозподілювачів і перфорованих перегородок виконати з біметалевих листів, наприклад, сталевомідних. Це не тільки полегшує виготовлення деталів патрона, але і створює оптимальні умови для перебігу хімічних реакцій. Очищене від дюксида вуглецю повітря надходить у внутрішню порожнину патрона, а з неї по патрубку б у порожнину мішка 8. У мішку 8 змонтований клапан 28 надлишкового тиску, що випускає повітря в навколишнє середовище при наповненні мішка. При вдиху повітря йде в зворотньому напрямку, тобто з мішка 8 по патрубку 6 надходить у порожнину патрона 1, а потім через перфоровані перегородки 17 і 18 надходить у речовину 23 і через фільтр 27 у розподільну камеру 21, а потім по трубці 7, трубці 9 і загубнику 10 в органи дихання людини. 8 53676 По мірі відпрацювання речовини наступає мо10)мм вод. ст. (0,05 - 0,10)кПа, а наприкінці часу захисної дії дихального апарата не було вище грамент, коли межа працюючого прошарку речовини ничної за величиною норми, що установлена задосягає прошарку речовини, що не має пластин значеними стандартами і дорівнює 75мм вод. ст. теплорозподілювачів 24. До цього часу вміст діок(0,75кПа). сида вуглецю у вдихуємому повітрі, поступово збільшуючись, досягає величини 1,8 - 2,5% в об'При вдиху і видиху швидкість потоку повітря в ємних частках. Відсутність у меншому прошарку циліндричних ділянках патрона (трубці 22, обипластин теплорозподілювачів забезпечує умови, чайці 16, патрубках 6 і 7) до входу в прошарки киспри яких температура у зоні перебігу ХІМІЧНИХ реаневмісної речовини 23 (фіг.2) змінюється за закокцій досягає 350 - 400°С, у зв'язку з чим гранули ном параболи. Якщо перфоровані перегородки 19 і надпероксида калію (КОг) і бікарбонату калію 20, які утворюють розподільну камеру 21, виконані (КНСОз) і луг, які утворилися при реакціях з повітопуклими (переважно у вигляді еліптичного парарям [Н. С. Диденко «Регенеративные респираторы болоїда з відношенням найбільшої висоти до діадля горноспасательных работ», Недра, М., 1984, метра в межах 0,2 - 0,3), апплікати отворів яких стр. 121] починають плавитися і розплав цих речопропорційні лінійним швидкостям струй, кожна вин удруге сорбує діоксид вуглецю (СО2) з утвомолекула газу незалежно від місця розташування ренням карбонату калію (К2СО3). Це призводить в потоці проходить прошарок речовини за один І до уповільнення росту об'ємної' частки СОз У вдитой же час, що покращує умови сорбції діоксида хуємому повітрі, внаслідок чого збільшується час вуглецю речовиною. захисної дії дихального апарата, що відліковується Ефективна робота регенеративного патрона з моменту вмикання в нього користувача до досягобумовлена також тим, що маса кисневмісної ренення граничної' за розмірами норми діоксида вугчовини на одиницю об'єму повітря однакова для лецю, що установлена стандартами на дихальні будь-якої зони прошарку речовини, чим забезпеапараті з хімічно зв'язаним киснем (ДСТУ 2294-93, чується рівномірне теплорозподілювання при хіміEN401:1993), яка дорівнює 3 % в об'ємних частках. чних реакціях та повне відпрацювання маси речовини із забезпеченням найбільшого часу захисної Висота В меншого прошарку обрана такою, дії дихального апарата та сприятливих умов дищоб збільшення опору дихання внаслідок утвохання у ньому. рення розплаву речовин не перевищувало (5 Є Фіг.2 17,16,19.20. ФігЛ Фіг.3 5 53676 Фіг.4 10 Фіг.5 ТОВ "Міжнародний науковий комітет вул Артема 77 м Київ 04050 Україна (044)236-47-24