Ізолюючий дихальний апарат з хімічно зв’язаним киснем

1. Ізолюючий дихальний апарат з хімічно зв'язаним киснем, який має футляр у вигляді корпуса, кришки та ущільнювальної манжети, з'єднаних стяжними стрічками з замком, регенеративний патрон з кисневмісною речовиною, дихальний мішок з клапаном надлишкового тиску та гофровану трубку з лицевою частиною, приєднані до патрона, амортизатори між корпусом і патроном, пусковий пристрій, який відрізняється тим, що амортизатори виконані у вигляді еластичних з поздовжніми ребрами втулок, які охоплюють патрон біля торців з можливістю контакту ребер з внутрішньою поверхнею бокових стінок корпуса, ущільнювальна манжета виконана у вигляді еластичної втулки з зовнішнім фланцем у середній її частині та розміщена C2 2 (19) 1 3 74705 4 нем, які застосовуються у гірничодобувній суванням різних методів усунення зазначених промисловості. Він може бути використаний у недоліків. хімічній та інших галузях промисловості, на Кожен дихальний апарат має футляр, форма транспорті та об'єктах комунального господарства, якого по перетинам уздовж трьох координатних де потрібен захист органів дихання людини за доосей наближається до прямокутника. Ці апарати помогою зазначених апаратів у несприятливих задовольняють вимогам ергономіки, щільно приумовах, які викликані виникненням непридатного лягають до тіла користувача та не заважають його для дихання середовища. ходьбі, тобто зручні в користуванні. Відомий ізолюючий дихальний апарат з Для використання за призначенням хімічно зв'язаним киснем - шахтний ізолюючий саморятівники AZH-40 [Китайська Народна саморятівник ШСС-1П, який виготовляє ВАТ "ДоРеспубліка] та Afrox Рас 35 [Afrox Рас 35. Escape нецький завод гірничорятувальної апаратури" Type Breathing Apparatus Item №994-403. [«Самоспасатель шахтный изолирующий ШСС-1П. Південно-Африканська республіка] виймаються із Руководство по эксплуатации», С14.00.000 РЭ2, футляра та розташовуються на грудях користуваДонецк, 2001]. Апарат має футляр у вигляді корпуча, при цьому охолодження корпуса регенеративса з кришкою, герметизуючим еластичним ного патрона при роботі досягається за рахунок ущільненням (гумовим кільцем) та стяжними тепловипромінювання та теплопередачі в стрічками із замком, що з'єднують корпус та кришнавколишнє середовище. ку, регенеративний патрон із кисневмісною речоСаморятівник Auer SSR30/100 [Auer SSR виною на базі надпероксиду калію (KО2), 30/100. Oxygen Self Rescuer. Edition 5.87, приєднаний до патрона дихальний мішок із клапаНімеччина] та Oxy boks К [Sauerstoff-Selbstretter ном надлишкового тиску, лицеву частину у вигляді Oxyboks. Lubeck, 1987, Німеччина] при загубника з носовим затискачем та використанні за призначенням також виймаються з тепловологообмінником, гофрованої трубки, футляра та розташовуються на грудях користуваприєднаної до лицевої частини та патрона, пускоча. Регенеративний патрон у цих дихальних вий пристрій. Корпус футляра виконаний у вигляді апаратів розміщений у порожнин дихального стакана та має вушка, до яких прикріплені стяжні мішка і охолоджується за рахунок теплопередачі в стрічки та плечовий ремінь. Кришка футляра також навколишнє середовище через стінку мішка з виконана у вигляді стакана, тобто має круглу прогумованої тканини. форму і дно. Регенеративний патрон розміщений у При використанні за призначенням порожнині корпуса на амортизаторах і закріплений саморятівників OXY-SR 60В [OXY-SR60D Self Conза допомогою фіксатора у вигляді кільця із зачеtained Self-Rescuer. Operating Manual пами. 1165.26.1981, Німеччина] та Fenzy Biocell 1 plus Таке виконання дихального апарата - у вигляді [Closed circuit personal safety breathing apparatus прямого циліндра - відрізняється простотою operating on Solidox chemical oxygen. Франція] конструкції, простотою технологічної оснастки регенеративні патрони залишаються у корпусах (штампів) та механічною міцністю. Але він має такі футлярів і розміщені із зазором відносно їх стінок. експлуатаційні недоліки: Регенеративні патрони цих дихальних апаратів - апарат, який перекочується по тілу людини охолоджуються за рахунок теплопередачі в при ходьбі, заважає їй при переміщенні стиснутинавколишнє середовище через стінки футлярів, ми гірничими виробками; що виготовлені із пластмаси. - надто висока температура вдихуваного При використанні за призначенням повітря, яке надходить із патрона до лицевої чассаморятівників CSE SR-100 [Afrox. CSE SR-100. тини, а саме: 70-75°С до тепловологообмінника та One Hour Escape Type Breathing Apparatus. Ref 58-60°С після нього. Це є наслідком незадовільних №944-403. Південно-Африканська республіка], а умов для охолодження патрона, бо плин хімічних також ШСМ-30А та ШСМ-30Б (Україна) регенерареакцій сорбції діоксиду вуглецю і водяної пари та тивний патрон залишається у корпусі футляра. У генерації кисню є екзотермічними, тобто йдуть із апараті SR-100 при зніманні нижньої та верхньої значним виділенням тепла. При цьому температукришок футляра у порожнині поміж стінками пара у зоні реакції у шарі кисневмісної речовини трона та корпуса виникають конвекційні потоки досягає 300-400°С (див. Н.С.Диденко «Регенераповітря, які охолоджують патрон при роботі. У тивные респираторы для горноспасательных раапаратах ШСМ-30А та ШСМ-30Б при зніманні бот», М., Недра, 1984, с. 122), а температура на кришки футляра патрон залишається поверхні патрона дорівнює 100-130 "С. Патрон прикріпленим до корпуса і майже повністю розміщений у корпусі із зазором відносно його відкритий. Він охолоджується за рахунок стінок так, що у порожнині поміж ними не можуть тепловипромінювання в навколишнє середовище виникати конвекційні потоки повітря, які б та теплопередачі корпусу футляра. відводили тепло з корпуса патрона у зовнішнє сеНайбільше близьким до винаходу є дихальний редовище. апарат з хімічно зв’язаним киснем CSE SR-100, Ці недоліки усунуті в дихальних апаратах з який обрано як прототип. хімічно зв’язаним киснем, перелік яких наведений Цей дихальний апарат має такі експлуатаційні далі. Усі вони мають ті самі складові частини (за недоліки: призначенням), які є у згаданому раніше - підвищений (до 1кПа) опір диханню при саморятівнику ШСС-1П, але відрізняються використанні апарата за призначенням наприкінці різноманітністю конструктивних виконань та застовизначеного терміну служби у зв'язку із здрібнюванням кисневмісної речовини у патроні 5 74705 6 через недостатньо ефективну дію амортизаторів в Таке виконання ізолюючого дихального апараелементах його кріплення до корпусу, які сприйта відрізняється поліпшеною експлуатаційною хамали б вібраційні та ударні навантаження, що вирактеристикою тому, що забезпечує комфортні никають у процесі щоденного спуску (підйому) умови дихання, що і характеризуються опором гірника в шахту і переміщення його стисненими вдиху та видиху, температурою вдихуваного гірничими виробками; повітря, а також тому, що підвищує надійність - недостатня герметизація футляра для герметизації футляра для носіння. носіння в кінці зазначеного терміну служби, що Це пояснюється наступним чином: знижує надійність спрацьовування апарата при - виконання амортизаторів у вигляді еластичвикористанні за призначенням; них з поздовжніми ребрами втулок, які обхоплю- підвищена температура повітря, що ють патрон біля торців із можливістю контакту ревдихується в кінці часу захисної дії апарата. бер із внутрішньою поверхнею бокових стінок На підставі викладеного випливає, що завданкорпуса, розташування проміж дном патрона та ням, на вирішення якого спрямований винахід, дном корпуса пружин стиску та розміщення патроякий заявляється, є усунення зазначених на з можливістю обмеженого фіксатором недоліків, тобто поліпшення експлуатаційної хапереміщення у напрямку поздовжньої осі корпуса рактеристики апарата за рахунок поліпшення умов під дією зусилля пружин, а також виконання верхдихання та підвищення надійності герметизації нього амортизатора патрона та ущільнюючої манфутляра для носіння. жети як одної цілої деталі забезпечує ефективне Вирішення цього завдання досягається демпфування амортизаторами зовнішніх тим, що у ізолюючому дихальному апараті з хімічвібраційних та ударних навантажень на футляр но зв’язаним киснем, який має футляр у вигляді апарата, які можуть діяти уздовж усіх трьох кооркорпуса, кришки та ущільнювальної манжети, з'єддинатних осей. Це виключає здрібнювання гранул наних стяжними стрічками з замком, регенеративкисневмісною речовини, які мають розмір 2-7мм, ний патрон із кисневмісною речовиною, дихальний що запобігає підвищенню опору дихання при мішок із клапаном надлишкового тиску та гофровикористанні апарата за призначенням навіть вану трубку з тепловологообмінником та лицевою наприкінці зазначеного терміну служби, тобто чечастиною, приєднані до патрона, амортизатори рез 5-6 років після введення апарата в поміж корпусом і патроном, пусковий пристрій, експлуатацію; відповідно до винаходу, амортизатори виконані у - виконання ущільнюючої манжети у вигляді вигляді еластичних з поздовжніми ребрами втулок, еластичної втулки із зовнішнім фланцем у які охоплюють патрон біля торців із можливістю середній її частині та розміщення з натягом у контакту ребер із внутрішньою поверхнею бокових внутрішніх поверхнях корпуса та кришки з стінок корпуса, ущільнювальна манжета виконана можливістю контакту фланця з їх торцями, викоу вигляді еластичної втулки із зовнішнім фланцем нання втулки манжети з тонкостінним металевим у середній її частині та розміщена з натягом у внукільцем, яке її армує і є еквідістантним внутрішнім трішніх поверхнях корпуса та кришки з можливістю поверхням бокових стінок корпуса та кришки та контакту фланця з їх торцями, проміж дном патровиконане з гофром у бік фланця манжети, а також на та дном корпуса розташовані пружини стиску, а розміщення втулки манжети (у іншому варіанті сам корпус розміщений із можливістю обмеженого виконання дихального апарата) із можливістю конфіксатором переміщення у напрямку поздовжньої такту її внутрішньої поверхні з патроном із забезосі патрона під дією зусилля пружин стиску і викопеченням герметичності з'єднання значно наний із вентиляційними отворами на дні, які спопідвищує надійність герметизації футляра дихальлучають порожнину поміж патроном та корпусом ного апарата за рахунок збільшення поверхні кончерез пази поміж ребрами амортизаторів із атмотакту манжети з корпусом та кришкою навіть у сферою при розкритті апарата, при цьому у склажорстких умовах експлуатації в шахтах увесь заденому апараті отвори затулені еластичною герзначений термін служби. Це також поліпшує метизуючою накладкою, наприклад, гумовою, експлуатаційні характеристики дихального апараприкріпленою до нижньої стяжної стрічки з петлята; ми на кінцях, які взаємодіють із зачепами на кінцях - виконання корпуса з вентиляційними отвобокових стяжних стрічок, інші кінці яких мають рами на дні, які сполучають порожнину поміж паелементи замка; тим, що фіксатор переміщення троном та корпусом через пази поміж ребрами корпуса відносно патрона виконаний у вигляді амортизаторів з атмосферою при розкритті апараскоби, яка прикріплена жорстко до дна корпуса і та, що призводить до зниження температури охоплює планку на дні патрона з зазором по позповітря, що вдихується, дозволяє забезпечити довжній осі, який дорівнює величині допустимого ефективне охолодження патрона за рахунок переміщення корпуса; тим, що ущільнююча мантеплопередачі конвекційним потокам повітря, які жета армована тонкостінним металевим кільцем, виникають внаслідок перепаду температур при яке еквідістантне внутрішнім поверхням бокових плині хімічних реакцій в регенеративному патроні, стінок корпуса та кришки і виконане з гофром у бік що дозволяє забезпечувати герметичність корпуса фланця манжети; тим, що верхній амортизатор увесь визначений термін служби дихального апапатрона та ущільнююча манжета виконані як одне рата в стані очікування перед застосуванням ці ціле; а також тим, що ущільнююча манжета розміотвори затулені еластичною герметизуючою нащена з можливістю контакту її внутрішньої поверкладкою, наприклад, гумовою, яка прикріплена до хні з патроном із забезпеченням герметичності нижньої стяжної стрічки з петлями на кінцях, що з'єднання. 7 74705 8 взаємодіють із зачепами на кінцях бокових стяжзами, які з'явились у атмосфері гірничої виробки них стрічок, інші кінці яких мають елементи замка. внаслідок пожежі, раптового викиду вугілля або Це поліпшує експлуатаційні характеристики газу, гірник розкриває футляр дихального апарата. ізолюючого дихального апарата. Для цього необхідно, узявшись пальцями правої Сутність винаходу пояснюється кресленнями, руки за захисну накладку 19 повернути її уверх і де: убік, при цьому розкривається замок стяжних на фіг. 1 показаний ізолюючий дихальний апастрічок 5 і 6, а їх зачепи 17 розчіплюються з петрат (загальний вигляд); лями 18 стяжної стрічки 4. Усі стяжні стрічки падана фіг. 2 показаний дихальний апарат (вигляд ють додолу. Далі користувач знімає кришку 2 з збоку); корпуса 1 і, тим самим, приводить у дію пусковий на фіг. 3 показаний дихальний апарат (вигляд пристрій 20, який протягом 60 секунд виділяє 5-6 зверху); літрів брикетного газу, що містить кисень та пари на фіг. 4 показаний дихальний апарат (загальводи. Брикетний газ заповнює порожнини мішка 9, ний вигляд у стані використання); патрона 7 та гофрованої трубки 14 із загубником на фіг. 5 показаний перетин А-А фіг. 4; 11. У цей час користувач витягає з корпуса 1 лина фіг. 6 показаний перетин А-А фіг. 4 (варіант цеву частину та мішок 9, розгортає його та виконання ущільнювальної манжети). розправляє трубку 14 і включається у апарат, тобІзолюючий дихальний апарат з хімічно то бере загубник 11 у рот і затискає ніс затискачем зв'язаним киснем (фіг. 1-4) має футляр у вигляді 12. Це забезпечує можливість дихання в неприкорпуса 1 з кришкою 2, ущільнюючу манжету 3 та датному середовищі для виходу із аварійної стяжні стрічки 4, 5 і 6, які з'єднують корпус 1 та ділянки. кришку 2, регенеративний патрон 7, який заповнеКількість кисню, який виділяється пусковим ний гранульованою (розмір 2-7мм) кисневмісною пристроєм, достатня для того, щоб користувач міг речовиною 8, дихальний мішок 9 із клапаном наддихати у початковий період (1-2хв), тобто, поки лишкового тиску 10, лицеву частину у вигляді затепло та волога брикетного газу, а також діоксид губника 11 з носовим затискачем 12, вуглецю та волога видихуваного повітря, що потепловологообмінником 13 та гофрованою трубтрапляють у патрон 7 по трубці 14, активізують кою 14, яка частково розміщена у порожнині мішка плин хімічних реакцій у кисневмісній речовині 8 9. патрона 7. Хімічні реакції відновлення у Корпус 1 має вушка 15, до яких прикріплений кисневмісній речовині 8 регенеративного патрона поясний (або плечовий) ремінь 16. На одному з 7 йдуть із виділенням тепла, тому патрон 7 постукінців бокових стяжних стрічок 5 і 6 прикріплені пово нагрівається, а вдихуване повітря стає сухим зачепи 17, які взаємодіють із петлями 18 на кінцях та гарячим (температура його дорівнює 50-75°С). нижньої стяжної стрічки 4. На другому кінці кожної При видиху повітря через загубник 11, бокової стрічки 5 і 6 прикріплені елементи замка тепловологообмінник 13, трубку 14 у патрон 7, де (не показані), які закриті захисною накладкою 19. звільнюється від діоксиду вуглецю, збагачується Пусковий пристрій 20 має брикет із киснем і надходить у порожнину мішка 9. У мішку кисневмісною речовиною, ампулу з ініціюючою повітря частково охолоджується за рахунок рідиною (розчином сірчаної кислоти та ножем) та передачі тепла через стінки мішка у навколишнє механізм руйнування ампули (не показані). середовище. При видиху частина вологи видихуПроміж дном патрона 7 та дном корпуса 1 ваного повітря сорбується у тепловологообміннику розташовані дві пружини 21 стиску. Корпус 1 має 13. При наповненні мішка 9 спрацьовує клапан 10, можливість обмеженого фіксатором 22 що випускає надлишок кисню назовні. Під час вдипереміщення у напрямку поздовжньої осі патрона ху збагачене киснем повітря йде у зворотному під дією зусилля пружин 21. На дні корпуса 1 є напрямку, тобто з мішка 9 у патрон 7, де знову вентиляційні отвори 23, які затулені еластичною нагрівається, а далі по трубці 14 до герметизуючою накладкою 24, що прикріплена до тепловологообмінника 13, де зволожується, стяжної стрічки 4. охолоджується за рахунок втрати тепла на випаПатрон 7 розміщений у корпусі 1 на амортизарювання вологи з поверхні волокон торах 25 (верхній) та 26 (нижній). Амортизатори тепловологообмінника та загубника 11 і далі у виконані у вигляді еластичного гумового кільця із дихальні шляхи користувача. зовнішніми поздовжніми ребрами. При розкритті футляра дихального апарата Ущільнююча манжета 3 виконана у вигляді пружини 21 переміщують патрон 7 на величину, еластичної втулки 27 із зовнішнім фланцем 28 у яка обмежена фіксатором 22. Це забезпечує спосередній її частині та розміщена з натягом у лучення порожнин поміж патроном 7 та корпусом 1 внутрішніх поверхнях корпуса 1 та кришки 2. Втуліз зовнішнім середовищем через отвори 23 на дні ка армована металевим кільцем 29 (фіг.5) у однокорпуса 1 та щілини поміж ребрами амортизаторів му з варіантів її виконання. 25 і 26, а також та пази 30 манжети 3 у одному У іншому варіанті виконання ущільнююча варіанті виконання дихального апарата (фіг. 6), манжета може бути виконана як одна ціла деталь або через зазор поміж фланцем 28 манжети 3 та із верхнім амортизатором 25, та розміщена з торцем корпуса 1, який з'явився внаслідок можливістю контакту її внутрішньої поверхні з папереміщення патрона 7 з манжетою 27 при троном 7 та корпусом 1 із забезпеченням розкритті апарата, що забезпечує охолодження герметичності з'єднання. Дихальний апарат із поверхні патрона 7 за рахунок теплопередачі хімічно зв'язаним киснем працює наступним чиконвекційним потокам повітря, які утворюються у ном. У випадку загрози отруєння шкідливими газазорах поміж патроном 7 та корпусом 1. Це 9 74705 10 дозволяє зменшити температуру вдихуваного об добувні механізми, що розміщені у виробці, та повітря, тобто поліпшити умови дихання користупри випадковому падінні апарата додолу. Амортивача. затори патрона забезпечують ефективне демпфуУ процесі щоденного носіння дихального апавання зовнішніх навантажень на патрон. Це рата при експлуатації, він зазнає дію вібраційних виключає здрібнення гранул кисневмісної речовита ударних навантажень: вібраційні та ударні під ни, що запобігає підвищенню опору диханню при час спуску (підйому) гірника у шахтній кліті, а використанні апарата за призначенням. ударні навантаження - при переміщенні гірника Винахід використаний при розробці шахтних стиснутими гірничими виробками об їх кріплення, ізолюючих саморятівників СІ-40. 11 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 74705 Підписне 12 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