Изолирующий дыхательный аппарат

Изолирующий дыхательный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, предназначенным для защиты органов дыхания в аварийной ситуации.

Известен изолирующий дыхательный аппарат с химически связанным кислородом, содержащий корпус с регенеративным продуктом с патрубками, пусковое устройство, смонтированное в патроне, прикрепленную к одному из патрубков патрона гофрированную трубку с лицевой частью в виде загубника и носового зажима и дыхательный мешок с соединительным элементом, присоединенным к трубе у загубника, и эластичным фланцем в виде втулки с диском и рифтами, прикрепленным к другому патрубку патрона, смонтированный в мешке клапан избыточного давления, причем диск фланца мешка выполнен с пружинящим элементом, размещенным между втулкой и периферийной частью диска, жестко прикрепленной к мешку и отделенной от центральной части диска рифтами, расположенными по обе стороны диска концентрично оси фланца, а соединительный элемент выполнен в виде пружинящей пластины, при этом пружинящий элемент фланца и пластина выполнены с модулем растяжения, равным модулю растяжения гофрированной трубки (А.С. СССР № 1785712, МПК А62В 7/08, 26.11.1990).

К недостаткам такого устройства относятся несовершенство конструктивного выполнения аппарата, приводящего к сложности сборки и повышенной материалоемкости, ухудшающей весогабаритные характеристики аппарата.

Последний недостаток частично устранен в изолирующем дыхательном аппарате на химически связанном кислороде, содержащем корпус с регенеративным продуктом, выполненном в виде патрона, в котором размещены заключенные в подпружиненную сетчатую оболочку регенеративный продукт, пусковое устройство, газораспределительное устройство в виде перфорированной трубы, заключенной в фильтрующую оболочку и соединенной с узлом изоляции органов дыхания, состоящим из гофрированной трубки с загубником и носовым зажимом, а также соединенный с патроном дыхательный мешок. Корпус с регенеративным продуктом размещен в корпусе футляра с зазором относительно его стенок. Дыхательный мешок и гофрированная трубка с загубником и носовым зажимом помещены в крышке футляра, которая снабжена жесткой вставкой, выполненной из упругого материала и связанной с крышкой гибкой связью (Патент РФ № 2156627, МПК А62В 7/08, 07.08.1987).

Однако и это устройство характеризуется несовершенством конструкции, приводящей к повышенной материалоемкости, ухудшающей весогабаритные характеристики аппарата, и неэффективному отводу тепла, приводящему к недостаточно комфортным условиям дыхания.

Известен также изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде с возвратно-поступательным или циркуляционным процессом дыхания, содержащий соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом с присоединительным патрубком, содержащий регенеративный продукт, теплообменник, закрепленный на верхней стороне патрона посредством его кожуха, и фильтрующее устройство, причем между узлом изоляции органов дыхания и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном выдоха с полостью дыхательного мешка, установленный посредством дистанционирующего устройства в виде теплоизолирующей оболочки в снабженном клапаном избыточного давления дыхательном мешке. Корпус с регенеративным продуктом и дыхательный мешок соединены между собой посредством специальных дужек, а горловина мешка выполнена с размерами, близкими к размерам патрона, и заключена в оправку (Патент СССР № 1419506, МПК 4 А62В 2/08).

Однако и это устройство характеризуется несовершенством конструкции, приводящей к повышенной материалоемкости, ухудшающей весогабаритные характеристики аппарата, и недостаточно эффективным отводом тепла, приводящим к недостаточно комфортным условиям дыхания. Таким образом, основными недостатками являются:

- недостаточная плотность упаковки - мала масса регенеративного продукта на единицу объема патрона из-за необходимости выполнения полостей в патроне - в нижней части для обоих вариантов и в верхней для циркуляционного варианта;

- из-за небольшой продолжительности контакта очищаемого воздуха с регенеративным продуктом не достигается полная отработка регенеративного продукта на тяжелых нагрузках;

- относительно высокое сопротивление патрона при вдохе из-за необходимости очистки воздуха от аэрозолей, которые попадают во вдыхаемый воздух из регенеративного продукта. Суммарное сопротивление аэрозольного фильтра и теплообменника сводят на нет выигрыш в сопротивлении, который достигается за счет создания полостей в продукте.

По совокупности общих признаков в качестве прототипа выбрано устройство по патенту СССР № 1419506.

Техническим результатом изобретения является повышение степени отработки регенеративного продукта и обеспечение увеличения плотности упаковки в сложенном состоянии.

Технический результат достигается тем, что в изолирующем дыхательном аппарате на химически связанном кислороде, содержащем соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом с присоединительным патрубком, содержащем регенеративный продукт и фильтрующее устройство, установленном в дыхательном мешке, причем между лицевой частью и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном вдоха с полостью дыхательного мешка, причем корпус выполнен в виде пакета из полимерной пленки, разделенного сварными швами на снабженные окнами карманы, в которых установлены пластины регенеративного продукта и на выходе из корпуса установлен аэрозольный фильтр, выход которого сообщается с полостью дыхательного мешка.

Аэрозольный фильтр выполнен в виде рулона, свернутого из фильтрующей стеклобумаги и снабженного поперечными надрезами.

Поперечные надрезы выполнены на противоположных сторонах аэрозольного фильтра.

Суммарная площадь надрезов больше условного прохода корпуса.

Средняя часть и торцы фильтра закреплены на оболочке корпуса.

Вдоль боковых сторон пластин регенеративного продукта установлены вставки.

Выполнение корпуса в виде пакета из полимерной пленки, разделенного сварными швами на снабженные окнами карманы, в которых установлены пластины регенеративного продукта и на выходе из корпуса установлен аэрозольный фильтр, выход которого сообщается с полостью дыхательного мешка, обеспечивает очистку отрегенерированного воздуха от аэрозолей, выделяющихся в процессе регенерации воздуха из-за выноса щелочи из продукта. Это обеспечивает комфортность дыхания. Кроме того, обеспечивается создание наддува в полости корпуса, что увеличивает его внутренний объем, увеличивая продолжительность контакта очищаемого воздуха с регенеративным продуктом в каждом кармане. Если в металлическом корпусе время контакта выдыхаемого воздуха, которое можно определить как отношение объема корпуса к объему выдыхаемого воздуха, составляет несколько секунд, то в предлагаемом устройстве время контакта составляет примерно 10-15 секунд. За счет увеличения продолжительности контакта возрастает степень отработки регенеративного продукта по углекислому газу. При выдохе воздух раздвигает стенки карманов, увеличивая объем корпуса. При вдохе под действием атмосферного давления объем карманов уменьшается, вытесняя в дыхательный мешок очищенный воздух.

Выполнение аэрозольного фильтра в виде рулона, свернутого из фильтрующей стеклобумаги рулона, снабженного поперечными надрезами, обеспечивает снижение сопротивления потоку за счет возможности послойной фильтрации. При работе такого фильтра очищаемый от аэрозолей воздух через надрезы с одной стороны рулона поступает внутрь него. Перемещаясь вдоль листов стеклобумаги по спирали и проходя через фильтрующий материал, воздух очищается от аэрозолей за счет его оседания на поверхности фильтрующих листов. Очищенный от аэрозолей воздух выходит из прорезей противоположной стороны рулона. При этом аэрозоли, состоящие из щелочного продукта, остаются на поверхности фильтрующего материала и нейтрализуются при взаимодействии с диоксидом углерода выдыхаемого воздуха. Помимо защиты органов дыхания от аэрозолей, такое конструктивное исполнение обеспечивает необходимый наддув в корпусе, что обеспечивает повышение степени отработки регенеративного продукта.

Выполнение поперечных надрезов на противоположных сторонах аэрозольного фильтра обеспечивает использование всего сечения фильтра для фильтрации при одновременном уменьшении сопротивления на выдохе и повышении грязеемкости фильтра. Такая конструкция проста в изготовлении и обеспечивает надежное удержание улавливаемых частиц. За счет уменьшения сопротивления фильтра достигается упрощение его крепления на выходе из корпуса: для этого достаточно закрепить оболочку корпуса на внешней поверхности фильтра.

Выполнение поперечных надрезов с суммарной площадью, большей условного прохода корпуса, обеспечивает минимизацию сопротивления фильтра, что уменьшает сопротивление дыханию при пользовании корпуса. Это обеспечивает комфортность дыхания.

Закрепление средней части и торцов аэрозольного фильтра на оболочке корпуса обеспечивает запирание полости аэрозольным фильтром с наддувом заданной величины, равной сопротивлению аэрозольного фильтра, что обеспечивает разведение пластин в момент выдоха на расстояние, обеспечивающее необходимую продолжительность контакта очищаемой газовоздушной смеси с регенеративным продуктом, что обеспечивает максимальную отработку продукта по диоксиду углерода.

Установка вдоль боковых сторон пластин регенеративного продукта вставок обеспечивает герметизацию карманов корпуса относительно боковых поверхностей пластин регенеративного продукта, исключая проскок непрореагировавшего с регенеративным продуктом воздуха.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:

фиг.1 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата;

фиг.2 - вид аэрозольного фильтра и его закрепление, выноска А;

фиг.3 - сечение аэрозольного фильтра по Б-Б;

фиг.4 - сечение аэрозольного фильтра по В-В;

фиг.5 - сечение корпуса по Г-Г;

фиг.6 - выноска Д, боковая вставка в виде профиля при вдохе;

фиг.7 - выноска Д, боковая вставка в виде круглого жгута при вдохе;

фиг.8 - то же, что на фиг.7, при выдохе;

фиг.9 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата, схема организации потоков в корпусе.

Изолирующий дыхательный аппарат (фиг.1) содержит размещенный в дыхательном мешке 1 корпус 2 с размещенным в нем регенеративным продуктом на основе супероксида калия, выполненным в виде пластин 3, снабженных выступами для образования воздушных полостей между ними. Корпус 2 выполнен в виде оболочки из полимерной пленки, в которой установлены пластины 3 регенеративного продукта и на выходе из корпуса установлен аэрозольный фильтр 4. Аэрозольный фильтр 4 выполнен в виде рулона, свернутого в форме одинарной или двойной спирали Архимеда. Материал аэрозольного фильтра - фильтрующая стеклобумага 5 типа БМДк или БМДф. Аэрозольный фильтр 4 снабжен поперечными надрезами 6. Поперечные надрезы 6 выполнены со стороны корпуса 2 и со стороны дыхательного мешка 1, т.е. на противоположных сторонах аэрозольного фильтра. При этом количество надрезов 6 определяется площадью надрезов - суммарная площадь надрезов больше условного прохода корпуса 2. В верхней части оболочки корпуса 2 выполнены участки, герметично охватывающие среднюю часть и торцы фильтра 4 так, что обращенные к пластинам 3 регенеративного продукта надрезы 6 являются входом очищаемого воздуха, который выходит на противоположной стороне фильтра 4 через соответствующие надрезы 6. В верхней части дыхательного мешка 1 и корпуса 2 установлена клапанная коробка 7, штуцер 8 которого соединен с лицевой частью 9 трубкой 10, клапан выдоха 11 герметично соединен с корпусом 2, а клапан вдоха 12 - с верхней частью дыхательного мешка 1. Лицевая часть 9 может быть выполнена в виде загубника, полумаски, расположенной в колпаке, либо маски. Для закрепления пластин регенеративного продукта 3 во внутренней поверхности корпуса 2 сварные швы 13, соединяющие противоположные стенки корпуса 2 и в которых установлены пластины регенеративного продукта 3, которые пневматически соединены окнами 14. В дыхательном мешке установлен клапан избыточного давления 15. В нижней части корпуса 2 выполнена также перепускная полость 16. Вдоль боковых сторон пластин регенеративного продукта 3 установлены вставки 17. Эти вставки могут изготавливаться в виде жгутов из стеклобумаги, а также в виде рамок из фторопласта либо из другого полимерного материала.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При дыхании пользователя выдыхаемый воздух поступает из лицевой части 9 по трубке 10 в клапанную коробку 7. Из клапанной коробки 7 через клапан выдоха 11 выдыхаемый воздух поступает в корпус 2, в котором он проходит через зазор, ограниченный пластинами 3 регенеративного продукта, стенками корпуса 2 и вставками 17, взаимодействуя с пластинами 3 регенеративного продукта. При этом происходит поглощение диоксида углерода и выделяется необходимый для дыхания кислород. Очищенный воздух проходит через надрезы 6 со стороны продукта и затем, перемещаясь в зазоре между листами 5 и через надрезы 6 с противоположной стороны аэрозольного фильтра 4, на выход из корпуса 2 в дыхательный мешок 1. Выделяющееся при работе пластин 3 регенеративного продукта тепло отдается через стенки корпуса 2 воздуху, находящемуся в дыхательном мешке 1, из которого оно рассеивается в окружающее пространство. Избыток воздуха из дыхательного мешка при этом сбрасывается через клапан избыточного давления 15. При вдохе очищенный воздух из дыхательного мешка 1 через клапан вдоха 12 вновь поступает в клапанную коробку 7 и по трубке 10 через штуцер 8 в лицевую часть 9. Так как аэрозольный фильтр создает подпор, то в процессе дыхания происходит изменение внутреннего объема мешка: при выдохе он увеличивается, а при вдохе объем уменьшается. Проходя через окна 14, как показано на фиг.9, над группами пластин I, II, III очищаемый воздух поступает в перепускную полость 16 и затем проходит вверх над пакетами пластин IV, V, VI к аэрозольному фильтру 4.

Изобретение обеспечивает равномерную отработку пластин регенеративного продукта, что позволяет снизить массу аппарата, уменьшить сопротивление дыханию, снизить температуру воздуха на вдохе и уменьшить общий расход регенеративного продукта, а также упростить конструкцию и повысить удобство снаряжения.

1. Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде, содержащий соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом, установленным в дыхательном мешке, причем между лицевой частью и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном вдоха с полостью дыхательного мешка, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде пакета из полимерной пленки, разделенного сварными швами на снабженные окнами карманы, в которых установлены пластины регенеративного продукта, а на выходе из корпуса установлен аэрозольный фильтр, выход которого сообщается с полостью дыхательного мешка.

2. Изолирующий дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что аэрозольный фильтр выполнен в виде рулона, свернутого из фильтрующей стеклобумаги и снабженного поперечными надрезами.

3. Изолирующий дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что средняя часть и торцы аэрозольного фильтра закреплены на оболочке корпуса.

4. Изолирующий дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что вдоль боковых сторон пластин регенеративного продукта установлены вставки.

5. Изолирующий дыхательный аппарат по п.2, отличающийся тем, что поперечные надрезы выполнены на противоположных сторонах аэрозольного фильтра.

6. Изолирующий дыхательный аппарат по п.2, отличающийся тем, что суммарная площадь надрезов больше условного прохода корпуса.