Регенеративний патрон ізолювального дихального апарата

1. Регенеративний патрон ізолювального дихального апарата із хімічно зв'язаним киснем, що містить корпус із патрубками вдиху та видиху, гранульовану кисневмісну речовину між перфорованими перегородками, що утворюють з кришками корпусу порожнини, сполучені з патрубками, теплорозподільник у масі речовини, пиловловлювальний фільтр у порожнині з патрубком вдиху та пусковий пристрій, який відрізняється тим, що теплорозподільник виконаний у вигляді комплекту однакових елементів, розміщених взаємно протилежно без збігання контуру кожного з них із контурами сусідніх елементів, при цьому кожен елемент виконаний як металева штаба з двобічними різновеликими ребрами, прикріпленими до неї, а вільні кінці ребер та штаби відігнуті так, що утворюють із внутрішнім контуром обичайки корпусу прямі кути. 2. Регенеративний патрон ізолювального дихального апарата по п. 1, який відрізняється тим, що висота А кожного елемента знаходиться в межах А=(2-ьЗ)В, де В - розмір гранул кисневмісної речовини, що дорівнює В=2-^7 мм. 3. Регенеративний патрон ізолювального дихального апарата по пп. 1,2, який відрізняється тим, що штаба та ребра елемента виконані з пружинистої сталі та розміщені з забезпеченням контакту торців відігнутих кінців із обичайкою корпусу. 4. Регенеративний патрон ізолювального дихального апарата по пп. 1,2, який відрізняється тим, що відігнуті КІНЦІ ребер та штаби кожного елемента теплорозподільника приєднані до обичайки електрозварюванням із забезпеченням теплового контакту. 5. Регенеративний патрон ізолювального дихального апарата по пп. 1-3, який відрізняється тим, що поверхня кожного елемента теплорозподільника має гальванічне покриття із міді. 00 Корисна модель стосується деталей дихальних апаратів Із хімічно-зв'язаним киснем, як то шахтних ізолювальних саморятівників, які застосовуються у гірничорудній промисловості для захисту органів дихання людини в несприйнятливих умовах. Відомий регенеративний патрон ізолювального дихального апарата з хімічно-зв'язаним киснем [А.с. СРСР №1169673, А62В19/00, 1985], який має корпус із патрубками, розташовану з зазором відносно його стінок внутрішню обичайку з кисневмісною речовиною поміж перфорованими перегородками обичайки, теплорозподільник у масі речовини, виконаний у вигляді перехресноребристих та розміщених одна над другою багаточарункових просторових ґрат із гофрованих штаб. Верхня частина теплорозподільника виконана з чарунками меншого розміру шляхом установлення поміж гофрованими штабами проміжних плоских штаб, що забезпечує незбігання форми чарунок обох частин ґрат. Цей патрон має такі недоліки: - можливість "проскакування" діоксиду вуглецю із видихуваного повітря у вдихуване по зазорам поміж плоскими стінками гофрованих штаб теплорозподільника та гранулами кисневмісної речовини, що погіршує умови дихання; - складність конструкції теплорозподільника у зв'язку з наявністю поміж гофрованими штабами проміжних плоских штаб меншої висоти, що збільшує можливість "проскакування" діоксиду вуглецю із видихуваного повітря у вдихуване по зазорам поміж вершинами гофрів штаб, де немає проміжних плоских штаб. Ці недоліки усунуті у регенеративному патроні ізолювального дихального апарата з хімічно ю 00 О) 8958 зв'язаним киснем (А.с. СРСР №1127118, А62В19/00, 1983), який має корпус із патрубками та пусковим пристроєм, розташовану з зазором відносно стінок корпуса внутрішню обичайку з кисневмісною речовиною поміж перфорованими перегородками обичайки, теплорозподільник у масі речовини, виконаний у вигляді двох перехресноребристих багаточарункових просторових ґрат із гофрованих штаб та сітки з дроту поміж ґратами, при цьому стінки чарунок однієї грати зсунуті відносно стінок чарунок другої грати. Розміри чарунок обох ґрат однакові, а відношення площі подовжнього перерізу прошарку речовини у патроні до площі його поперечного перерізу дорівнює 1,2-1,4. Як найближчий аналог обрано регенеративний патрон дихального апарата по а. с. СРСР №1127118. Цей патрон має такі недоліки: - надзвичайна складність внаслідок наявності у теплорозподільнику трьох різних по конструкції елементів; - можливість відхилення часу захисної дії від номінального значення при використанні дихального апарата за призначенням, що пов'язане з непостійністю і невизначеністю величини "проскакування" діоксида вуглецю з видихуваного повітря у вдихуване, яке залежить не тільки від умов перебігу хімічних реакцій у речовині патрона, але І від розмірів каналів проміж безформними гранулами речовини та високими стінками чарунок у ґратах, розмір яких у напрямку руху повітря в патроні дорівнює половині висоти прошарку речовини. На підставі викладеного випливає, що завданням, на розв'язання якого спрямована корисна модель, що заявляється, є усунення зазначених недоліків, тобто поліпшення експлуатаційних характеристик патрона і дихального апарата в цілому шляхом збільшення часу захисної дії І поліпшення умов дихання в апараті за рахунок зниження об'ємної частки діоксиду вуглецю у вдихуваному повітрі, та спрощування конструкції" теплорозподільника. Вирішення цього завдання досягається тим, що у регенеративному патроні дихального апарата, який містить корпус із патрубками вдиху та видиху, гранульовану кисневмісну речовину поміж перфорованими перегородками, що утворюють з кришками корпуса порожнини, сполучені з патрубками, теплорозподільник у масі речовини, пиловловлювальний фільтр у порожнині з патрубком вдиху та пусковий пристрій, відповідно до корисної моделі, теплорозподільник виконаний у вигляді комплекта однакових елементів, розміщених взаємно протилежно без збігання контура кожного з них із контурами сусідніх елементів, при цьому кожен елемент виконаний як металева штаба з двобічними різновеликими ребрами, прикріпленими до неї, а вільні кінці ребер та штаби відігнуті так, що утворюють із внутрішнім контуром обичайки корпуса прямі кути, висота А кожного елемента знаходиться в межах А=(2ч-3)В, де В - розмір гранул кисневмісної речовини, що дорівнює В=(2-^7)мм; штаба та ребра елемента виконані з пружнистої сталі та розміщені з забезпеченням контакта торців відігнутих кінців із обичайкою корпуса; відігнуті кінці ребер та штаби елемента теплорозподільника приєднані до обичайки електрозваркою із забезпеченням теплового контакту; поверхня кожного елемента теплорозподільника має гальванічне покриття із міді. Виконання ізолювального дихального апарата з таким регенеративним патроном відрізняється поліпшеною експлуатаційною характеристикою, тому що забезпечує збільшення часу захисної дії апарата за рахунок запобігання передчасного "проскакування" діоксида вуглецю з видихуваного повітря у вдихуване, а також тому що поліпшує умови дихання людини за рахунок зниження температури вдихуваного повітря внаслідок забезпечення рівномірного відпрацювання кисневмісної речовини у всіх зонах прошарку та ефективного відводу тепла із маси речовини до обичайки корпуса та зовні. Це пояснюється наступним чином: - виконання теплорозподільника у вигляді комплекта (із 4 штук) однакових елементів, розміщених у патроні взаємно протилежно без збігання контура кожного з них із контурами сусідніх елементів, та виконання кожного елемента у вигляді металевої штаби з двобічними різновеликими ребрами, прикріпленими до неї, а вільних кінців ребер та штаби відігнутими так, що утворюють із внутрішнім контуром обичайки корпуса прямі кути, а також вибір висоти А елемента в межах А=(2-гЗ)В, де В є найбільшим розміром гранул речовини В=(2-^7)мм, забезпечує рівномірне відпрацювання всієї маси речовини і сприяє створюванню умов, що виключають "проскакування" діоксида вуглецю з видихуваного повітря у вдихуване. Ці умови виникають за рахунок відсутності довгих каналів поміж гранулами речовини та стінками складових частин кожного елемента теплорозподільника, та задовільним ущільненням речовиною прямих кутів поміж обичайкою та прилеглими до неї відігнутими кінцями штаб та ребер елементів; - виконання штаби та ребер елемента теплорозподільника з пружнистої сталі та розміщення торців відігнутих кінців із забезпеченням контакта із обичайкою патрона, або приєднання відігнутих кінців штаб та ребер елементів теплорозподільника до обичайки електрозваркою із забезпеченням теплового контакта сприяє ефективному відведенню тепла із зони хімічних реакцій у прошарку речовини зовні через обичайку корпуса, яка охолоджується за рахунок теплопередачі та тепловипромінювання у навколишнє середовище; - виконання кожного елемента теплорозподільника з гальванічним покриттям із міді усієї поверхні забезпечує [Вольнов И.И., "Перекисные соединения щелочных металлов", Наука, М., 1980, с. 85] рівномірний розподіл тепла по масі речовини та діє як каталізатор при перебігу хімічних реакцій, що створює оптимальні умови для рівномірного відпрацьовування всієї маси речовини та збільшення часу захисної дії дихального апарата. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями, де: - на Фіг.1 показаний загальний вигляд дихального апарата Із відкритою кришкою (у стані готовності до використання); 8958 - на Фіг.2 показаний регенеративний патрон (подовжній перетин); - на Фіг.З показаний переріз А-А Фіг.2; - на Фіг.4 показаний переріз Б-Б Фіг.2 (варіант виконання); - на Фіг.5 показаний елемент теплорозподільника в вільному стані (аксонометрична проекція); Ізолювальний дихальний апарат (Фіг.1) має регенеративний патрон 1, який закріплений усередині корпуса 2 на амортизаторах 3 і 4. На торцевій кришці 5 (Фіг.2) патрона 1 розміщені патрубки вдиху 6 і видиху 7, до яких прикріплені дихальний мішок 8, гофрована трубка 9 з лицьовою частиною у вигляді загубника 10 з носовим затискачем 11. На кришці 5 розміщений пусковий пристрій 12, який має пусковий брикет, ампулу з ініціюючою рідиною і механізм руйнування ампул (не показані). До корпусу 2 прикріплений плечовий ремінь 13. Регенеративний патрон (Фіг.2) має корпус 14 із торцевими кришками 5 і 15, горизонтальні перфоровані перегородки 16 і 17, які утворюють з торцевими кришками 5 і 15 порожнини, що сполучаються із патрубками 6 і 7. Поміж перегородками 16 і 17 розміщений прошарок кисневмісної речовини 18 та теплорозподільник 19 у масі речовини 18. Кисневмісна речовина 18 виробляється у вигляді гранул із розмірами в межах (2-7)мм. Теплорозподільник 19 має комплект (наприклад, 4 штуки) однакових елементів 20 (Фіг.5), що виконані як металева штаба 21 з різновеликими ребрами 22 та 23, що прикріплені до неї. Вільні кінці ребер 22, 23 та шайби 21 відігнуті так, що утворюють з обичайкою корпуса 14 прямі кути. Внаслідок виконання деталей елемента із пружиністої сталі торці відігнутих кінців штаби 21 та ребер 22, 23 контактують із обичайкою корпуса 14. Бажано, щоб вільні кінці ребер 23 та штаби 21 були приєднані до обичайки корпусу 14 (Фіг.4) електрозваркою (Кт - контактная точечная) із забезпеченням теплового контакту, тобто без зазора поміж ними. Бажано також, щоб поверхня кожного елемента 20 теплорозподільника мала гальванічне покриття із міді. Висоту елемента теплорозподільника слід вибирати в межах (14-21)мм, що дозволяє розташування по сусідству з площинами ребер та штаби 23 гранул речовини. Це забезпечує малу довжину каналів поміж гранулами і площинами складових частин елемента порівняно з висотою прошарку речовини в патроні (яка дорівнює 50-120мм), що запобігає проскакуванню діоксида вуглецю уздовж ребер та штаби із видихуваного повітря у вдихуване. У корпусі 14 (Фіг.З) елементи 20 теплороподільника 19 розміщені взаємно протилежно, тобто парні - у один бік корпуса, а непарні - у протилежний бік корпусу: це виключає збігання контура кожного елемента 20 з контурами сусідніх елементів та появу довгих каналів поміж гранулами речовини та стінками штаб 21 та ребер 22 і 23, площина яких збігається з напрямком руху вдихуваного і видихуваного повітря у прошарку речовини 18. Порожнина пускового пристрою 12 сполучається із порожниною патрона 1 та порожниною дихального мішка 8 і лицьової частини. Дихальний мішок має клапан 24 надлишкового тиску. На перегородці 17 установлений пиловловлювальний фільтр 25. Загубник 10 розміщений на корпусі тепловологообмінника 27, приєднаного до трубки 9. При застосуванні дихального апарата за призначенням від футляра відокремлюють та викидають кришку (не показана), яка з'єднана гнучким шнуром із механізмом руйнування ампули пускового пристрою 12. При руйнуванні ампули ініціююча рідина (розчин сірчаної кислоти) потрапляє в пусковий брикет. При спрацюванні пускового пристрою 12 відбувається розкладання брикету з виділенням гарячого брикетного газу, що містить кисень та пари води. Газ надходить у порожнину патрона 1, мішка 8 та гофровану трубку 9 з лицьовою частиною. Кількість кисню, який виділений брикетом, достатня для того, щоб користувач апаратом міг дихати у початковий період, тобто доти, поки тепло та волога брикетного газу, а також діоксид вуглецю та волога видихуваного повітря, що потрапляють у патрон 1 через загубник 10, трубку 9 та патрубок 6, активізують перебіг хімічних реакцій у прошарку речовини 18, внаслідок яких виділяється кисень у кількості, достатній для дихання людини увесь час захисної дії апарата. Хімічні реакції відновлення у регенеративному патроні йдуть із виділенням тепла. Елементи 20 теплорозподільника 19 сприяють рівномірному прогріву гранул речовини 18 і відводять частину тепла до стінок обичайки корпуса 14 патрона 1, які випромінюють його в навколишнє середовище. Очищене від діоксида вуглецю та збагачене киснем повітря надходить із порожнин патрона у порожнину мішка 8. У мішку змонтований клапан 24 надлишкового тиску, який випускає частину повітря в навколишнє середовище при наповненні мішка 8, що зменшує опір видиху та поліпшує умови дихання людини в апараті. При вдиху повітря йде в зворотному напрямку, тобто з мішка 8 по патрубку 7 надходить у порожнину патрона 1, а потім через перегородку 16 у прошарок речовини 18, перфоровану перегородку 17, пиловловлювальний фільтр 25 і патрубок 6 у гофровану трубку 9 з тепловологообмінником 27, загубником 10 і далі у дихальні шляхи людини. Завдяки тепловологообміннику 27 температура вдихуваного повітря зменшується за рахунок витрати тепла на випаровування вологи з синтетичних волокон, яка залишилась на них після видиху. У порівнянні з найближчим аналогом запропонований регенеративний патрон сприяє поліпшенню експлуатаційної характеристики дихального апарата, бо забезпечує збільшення часу захисної дії апарата та поліпшенню умов дихання людини при застосуванні його за призначенням. Регенеративний патрон використаний при розробці шахтного ізолювального саморятівника СІ-30, який готується до випуску ВАТ "Донецький завод гірничорятувальної апаратури" 8958 8. ФІГ.1 Фіг. 2 10 Фг.З «Mr. 4 Фіг. 5 Комп'ютерна верстка А Крижан ївсь кий 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