Ізолюючий дихальний апарат з хімічно-зв’язаним киснем

Ізолюючий дихальний апарат з хімічнозв'язаним киснем, що вміщує в собі футляр у вигляді корпуса з ременем, герметизуючої кришки, еластичного ущільнення і стяжних стрічок із замком, що з'єднують корпус і кришку, дихальний міхур, лицьову частину, регенеративний патрон із кисневовміщуючою речовиною, виконаною у вигляді тонкостінної обичайки з встановленим у ній розподільником із пластин, пусковий пристрій у вигляді брикету і механізму ініціювання його розкладання, зібраному в сполученому з порожниною міхура корпусі, що відрізняється тим, що обичай A (54) ІЗОЛЮЮЧИЙ ДИХАЛЬНИЙ АПАРАТ З ХІМІЧНО-ЗВ'ЯЗАНИМ КИСНЕМ 37547 регенеративного патрона в зв'язку зі складністю його конструкції. Найбільш близьким до винаходу є дихальний апарат із хімічно-зв'язаним киснем «ОХУ К50 фірми «ДрегерверкАГ» (див. «ОХУ К50 kyslikovy sebezahrarnny pristroji Dragerwerk AG 4 видання, 1994), що позбавлений зазначених недоліків, який має футляр у вигляді корпуса з ременем, кришку, герметизуючоє еластичне ущільнення і стяжну обойму з замком, що з'єднує корпус і кришку; дихальний міхур, лицьову частину, регенеративний патрон із кисневовміщуючою речовиною, і пусковий пристрій. Лицьова частина з'єднана з патроном за допомогою повітроводної системи. Регенеративний патрон виконаний у вигляді тонкостінної обичайки з перфорованими перегородками на торцях, у порожнині якої розміщені теплорозподілювач і кисневовміщуюча речовина на основі надпероксида калію КО2 (див. патент ЕПВ № 0518085, А 62 В 19/02, 1991). Теплорозподілювач виконаний у вигляді розміщених фігурно гнутих пластин. На кришці розміщений поворотний важіль з ексцентриком, що взаємодіє з фланцем корпуса. При повороті важеля з метою відкриття футляра розмикається замок обойми, що забезпечує можливість її зняття, а між корпусом і кришкою утворюється щілина, що полегшує розкриття апарата. Пусковий пристрій у вигляді хлоратної свічі з механізмом, що ініціює її розкладання з виділенням кисню, розміщено в окремому корпусі, який закріплено в корпусі футляра. Порожнина корпуса пускового пристрою з'єднується з порожниною міхура за допомогою короткої гумової трубки. Привід механізму пускового пристрою у вигляді еластичного шнура з чекою на одному кінці прикріплений до кришки футляра іншим кінцем. Регенеративний патрон встановлений у корпусі за допомогою двох торцевих пластмасових кришок. До патрубка однієї з кришок, закріпленої на корпусі футляра гвинтами, приєднана гофрована трубка лицьової частини. До патрубків іншої кришки приєднаний міхур. Ця кришка патрона приєднана до корпуса футляра за допомогою пружних дротових скоб. Лицьова частина апарата виконана у вигляді загубника з носовим затискачем, які установлені на тепловологообміннику, і окулярів. Тепловологообмінник прикріплений до гофрованої трубки. Цей дихальний апарат має такі недоліки: підвищений (до 1 кПа) опір диханню при використанні апарата за призначенням наприкінці призначеного терміну служби в зв'язку із здрібнюванням кисневміщуючої речовини у патроні через відсутність амортизаторів в елементах його кріплення до корпусу, що сприймали б вібраційні й ударні навантаження, які виникають у процесі щоденного спуску (підйому) гірника в шахту і переміщення його утиснутими гірничими виробками; можливість втрати запасу хімічно-зв'язаного кисню хлоратної свічею, склад якої хоча і є слабко гігроскопічним, але здатний поглинати вологу з повітря, що потрапляє у футляр при складанні апарата, а також із тканини, неметалевих деталей повітроводної системи й лицьової частини, що характеризуються визначеним вмістом вологи в порах матеріалів навіть у повітросухому стані; трудомісткість відкриття апарата шляхом повороту важеля з ексцентриком, що утворює між корпусом і кришкою щілину. Це обумовлено тим, що при повороті важеля необхідно подолати сили, що впливають ззовні на корпус і кришку внаслідок зовнішнього надлишкового тиску повітря (до 133,3 кПа) у гірничих виробках глибоких (1000-1200 м) шахт. Апарат не має клапанна, що вирівнює внутрішній і зовнішній тиск повітря. На підставі викладеного випливає, що завданням, на розв'язання якого спрямований винахід, є усунення зазначеного недоліку, тобто поліпшення експлуатаційних характеристик дихального апарата шляхом забезпечення сталості опору дихання при використанні його в будь-який період протягом призначеного терміну служби, забезпечення цілості запасу хімічно-зв'язаного кисню в брикеті пускового пристрою і полегшення відкриття футляра апарата за рахунок вирівнювання внутрішнього і зовнішнього тиску повітря. Вирішення цього завдання досягається тим, що ізолюючий дихальний апарат із хімічнозв'язаним киснем, що має футляр у вигляді корпуса з ременем, кришку, герметизуюче еластичне ущільнення, стяжні стрічки із замком, що з'єднують корпус і кришку, дихальний міхур, лицьову частину, регенеративний патрон із кисневовміщуючою речовиною, який виконаний у вигляді тонкостінної обичайки з встановленим на ній теплорозподілювачем із пластин; пусковий пристрій у вигляді брикету і механізму ініціювання його розкладання, зібрані в з'єднаному з порожниною міхура корпусі, відповідно до винаходу, теплорозподілювач патрона виконаний у вигляді просторово-вічкової ґратки, обичайка патрона має по торцях герметично встановлені теплостійкі еластичні кришки, розміщені в корпусі за допомогою кріпильних елементів із можливістю демпфірування зовнішніх навантажень на патрон, при цьому одна кришка має патрубок із приєднаною до нього лицьовою частиною, інша кришка виконана з фланцем, приєднаним до дихального міхура, а кріпильні елементи виконані у вигляді перфорованого стакана з буртом, що контактує з фланцем кришки, і пружних стяжних стрічок, прикріплених до стакана і вушок корпуса апарата, пусковий пристрій розміщений у герметичному еластичному корпусі з еластичною мембраною на торцях, що з'єднується з порожниною міхура за допомогою нормально закритої щілини в мембрані, а привід механізму виконаний у вигляді шнура один кінець якого за допомогою з'ємного ковпачка сполучено із важелем механізму, а інший пропущений через отвір в еластичному сідлі клапана і має шайбу, що контактує із сідлом клапана, при цьому клапан, що вирівнює в ньому тиск з атмосферним, розміщений на кришці під стяжною стрічкою і взаємодіє з нею із забезпеченням герметичності футляра. Таке виконання ізолюючого дихального апарата з хімічно-зв'язаним киснем відрізняється поліпшеною експлуатаційною характеристикою, тому що забезпечує комфортні умови дихання, що характеризуються опором вдиху і видиху, температурою вдихуваного повітря і об'ємною долею диоксида вуглецю в ньому; забезпечує схоронність запасу кисню в брикеті пускового пристрою, необхідного для дихання в початковий період викорис 2 37547 тання апарата за призначенням; забезпечує простоту і легкість відкриття футляра в екстремальній ситуації в гірничих виробках будь-яких горизонтів шахти; виключає можливість опіку рук при ненавмисному дотику до нагрітого патрона. Це пояснюється наступним чином: виконання теплорозподілювача у вигляді просторово-вічкової ґратки виключає утворення каналу уздовж осі патрона внаслідок усадки гранульованої кисневовміщуючої речовини, при впливі ударних і вібраційних навантажень під час експлуатації дихального апарату в шахтах. Це запобігає передчасному «проскакуванню» диоксида вуглецю з видихуваного повітря у вдихуване і, отже, збільшує час захисної дії, що вимірюється від моменту вмикання в апарат до досягнення гранично припустимої об'ємної частки диоксида вуглецю (3 %) у вдихаємому повітрі, тобто покращує експлуатаційну характеристику дихального апарата; виконання патрона з еластичними кришками на торцях і розміщення його в корпусі апарата за допомогою кріпильних елементів у вигляді перфорованого стакана з пружними стяжними стрічками виключає підвищення опору дихання при використанні апарата до кінця призначеного терміна служби: кріплення патрона з можливістю переміщення уздовж трьох координатних осей у просторі під впливом інерційних сил, що виникають при зовнішніх ударних і інерційних навантаженнях, запобігає стиранню і здрібнюванню гранул речовини в патроні. Крім того, наявність на патроні перфорованого стакана запобігає опікам рук користувача апаратом при ненавмисному дотику до патрона. Все зазначене вище покращує експлуатаційну характеристику апарата: розміщення пускового пристрою в герметичному корпусі, що з'єднується з порожниною міхура за допомогою нормально закритої щілини в мембрані запобігає втраті запасу кисню в брикеті, тому що волога не може проникнути в порожнину корпуса пускового пристрою в зв'язку з тим, що щілина в гумовій мембрані, яка грає роль зворотнього клапану, нормально закрита. Вона відчиняється під впливом надлишкового тиску кисню в корпусі пристрою після його спрацьовування і закривається, коли тиск газів у корпусі й у міхурі дихального апарата стануть рівними по величині; виконання приводу пускового механізму у вигляді шнура, один кінець якого за допомогою ковпачка, що знімається, сполучений із важелем механізму, а інший пропущений через отвір в еластичному сідлі клапанна і має шайбу, що контактує із сідлом, а самий клапан розміщений на кришці під стяжною стрічкою і взаємодіє з нею з забезпеченням герметичності футляра, по-перше, полегшує відділення кришки від корпуса футляра в зв'язку з легкістю зняття ковпачка з важеля механізму з забезпеченням надійності його спрацьовування, і, по-друге, при знятті стяжних стрічок із корпуса забезпечує можливість вирівнювання тиску повітря усередині футляра з атмосферним тиском у зв'язку з можливістю з'єднання через відкритий клапан внутрішньої порожнини з зовнішнім середовищем, що також полегшує відкриття футляра дихального апарата, особливо тоді, коли це необхідно виконати на горизонтах глибоких і надглибоких шахт. Таке технічне рішення безсумнівно покращує експлуатаційні характеристики дихального апарата. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг.1 показаний ізолюючий дихальний апарат (загальний вигляд); на фіг.2 показаний перетин А-А фіг.1; на фіг.3 показаний перетин Б-Б фіг.1;на фіг.4 показаний перетин В-В фіг.1; на фіг.5 показаний загальний вигляд повітроводної системи. Ізолюючий дихальний апарат із хімічнозв'язаним киснем (фіг. 1-5) має футляр 1, що включає корпус 2, кришку 3, стяжні стрічки 4 і 5 з елементами замка на кінцях у вигляді зачепів і двоплечних важелів, герметизуюче еластичне ущільнення 6. На корпусі 2 прикріплений плечовий ремінь 7, проте конструкція корпуса 2 дозволяє кріплення крім плечового, також поясного ременя, на якому гірник носить протягом робочої зміни шахтний світильник. У корпусі 2 закріплений також регенеративний патрон 8 із кисневовміщуючою речовиною 9, теплорозподілювачем 10, обичайкою 11, перфорованими перегородками 12 із противопиловим фільтром 13, а також герметично встановленими теплостійкими еластичними кришками 14 і 15 (із силіконової гуми) на торцях, що розміщені з можливістю демпфірування зовнішніх зусиль, тобто забезпечення можливості упругої деформації під впливом інерційних сил на патрон 8 внаслідок запропонованого кріплення його до корпусу 2 за допомогою перфорованого стакану 16 із буртом, що контактує з фланцем кришки 14 і пружних стрічок 17, що прикріплені до стакана 16 і вушок корпуса 2. До патрубка кришки 15 прикріплена гофрована трубка 18 із тепловологообмінником 19, загубником 20 і носовим затискувачем 21, що складають у цілому лицьову частину дихального апарата. До патрубка кришки 14 приєднаний дихальний міхур 22 із надлишковим клапаном 23. До фланця міхура 22 приєднаний корпус 24 пускового пристрою, що включає еластичну (гумову) мембрану 25 із нормально закритою щілиною, виконаною за допомогою перетину по всій товщині закріпленої мембрани 25 гострим інструментом із шорсткістю поверхонь, що забезпечує герметичність їхнього прилягання під впливом сил пружності матеріалу, пусковий брикет 26, пусковий механізм 27 у вигляді ампул 28 (не показана) із ініціюючою рідиною (наприклад, у вигляді 34 % розчину сірчаної кислоти H2S04), механізм руйнації ампули у вигляді ситалового ножа (не показаний), який встановлений в мембрані, штока, що підпружинений (не показаний) і діє на ніж, і кулькового фіксатора штока (не показаний) у стиснутому положенні пружини. Привід механізму виконаний у вигляді важеля 29, на який одягнуто з'ємний ковпак 30, приєднаний до одного кінця шнура 31, інший кінець якого пропущений через отвір в еластичному сідлі клапанна 32 і має шайбу 33, що контактує із сідлом клапанна 32 у зібраному вигляді футляра 1 дихального апарата. Клапан 32 розміщений на кришці 3 під стяжною стрічкою 5 і взаємодіє з нею із забезпеченням герметичності футляра 1. Теплорозподілювач 10 патрона 8 виконаний у вигляді просторово-вічкової ґратки. Дихальний апарат працює наступним чином. При відкритті апарата роз'єднують важільні елементи замка стяжних стрічок 4 і 5 і знімають їх 3 37547 із кришки 3 футляра 1. При цьому відчиняється клапан 32, що вирівнює тиск повітря усередині футляра 1 зовнішнім тиском атмосфери. Внаслідок цього з'являється можливість без прикладання особливих зусиль зняти кришку 3 з футляра 1. При знятті кришки 3 відбувається переміщення важеля 29 пускового пристрою за допомогою шнура 31 із відділенням ковпачка 30 від важеля 29 у крайньому положенні. Внаслідок цього, шток, який підпружинений, стискує ампулу 28 із ініціюючою рідиною, руйнує її і рідина розкладає пусковий брикет 28, що супроводжується виділенням нагрітого брикетного газу, що містить в собі кисень і водяні пари, які надходять у порожнину міхура, а потім у порожнину патрона через щілину в мембрані 25 пускового пристрою. Кількість кисню в міхурі 22 достатньо для того, щоб користувач дихального апарата міг дихати в початковий період, тобто доти, доки тепло і волога, які виділяються внаслідок розкладання брикету 28, а також диоксид вуглецю видихуваного повітря, які потрапляють в патрон 8, активізують хімічні реакції в кисневовміщуючій речовині 9 патрона. Хімічні реакції відновлення, що протікають у кисневовміщуючій речовині патрона 8, йдуть із виділенням тепла. Теплорозподілювач 10 сприяє рівномірному нагріванню всього шару речовини 9 і відводить тепло до стінок обичайки 11 патрона 8, що через перфорований стакан 16 випромінює його в навколишнє середовище. При видиху повітря проходить через загубник 20, теплообмінник 19, трубку 18 і патрубок кришки 15 у порожнину патрона 8, де звільняється від диоксида вуглецю і надходить у порожнину міхура 22. При наповненні міхура 22 киснем спрацьовує надлишковий клапан 23, що випускає надлишок кисню в навколишнє середовище. Під час вдоху збагачене киснем повітря йде в зворотному напрямку, тобто з міхура 22 до загубнику 20 і далі в дихальні шляхи людини, що включена в дихальний апарат. У процесі носіння дихального апарата під час експлуатації, він зазнає вібраційні та ударні навантаження: вібраційні та ударні під час спуску (підйому) гірника в шахтній клеті й ударні навантаження під час переміщення гірника стиснутими гірничими виробками. Оскільки патрон амортизований за допомогою еластичних (гумових) кришок 14 і 15, що прикріплені до корпусу 2 за допомогою перфорованого стакану 16 і стяжних стрічок 17, ударні і вібраційні навантаження на корпус 2 демпфіруються (гасяться) кришками і якщо і передаються на патрон 8, то значно зменшеними і не викликають вібрації самого патрона. 4 37547 Фіг. 1. 5 37547 Фіг. 2. 6 37547 Фіг. 3. Фіг. 4. 7 37547 Фіг. 5. 8 37547 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 9