Фильтрующе-поглощающая коробка средства индивидуальной защиты органов дыхания человека

Фильтрующе-поглощающая коробка средства индивидуальной защиты органов дыхания человека

Реферат

Изобретение предназначено для защиты органов дыхания человека от вредных газов, паров и аэрозолей.

Известны фильтрующе-поглощающие коробки (ФПК), включающие в качестве поглощающего слоя зерненый специализированный сорбент, обеспечивающий защиту от индивидуального вредного вещества или группы веществ сходной физико-химической природы (см. «Промышленные противогазы и респираторы». Каталог. Черкассы, 1982).

Недостатком таких ФПК является невозможность их использования для защиты от разных групп вредных веществ со значительно различающимися физико-химическими свойствами. Например, ФПК, предназначенная для защиты от паров органических веществ, не защищает от аммиака и оксидов азота и т.п. Кроме того, при механических воздействиях проявляется другой недостаток этих ФПК - вероятность нарушения упаковки зерен сорбентов и снижения времени защитного действия.

Наиболее близкой к предложенной ФПК по технической сущности и количеству совпадающих признаков является ФПК по патенту РФ №2166972 от 05.06.2000, кл. А62В 23/02, 7/10, содержащая крышку, корпус с дном, противоаэрозольный фильтр и поглощающий блок, представляющий собой зерненый сорбент, сплавленный полиэтиленом.

Недостатком данной ФПК является ее неуниверсальность по веществам с различными физико-химическими свойствами. Эта ФПК принята за прототип предлагаемого изобретения.

Задача изобретения заключается в создании ФПК, обеспечивающей универсальную защиту от широкого круга вредных веществ со значительно различающимися физико-химическими свойствами.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в значительном повышении ресурса работы универсальной ФПК.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в ФПК средства индивидуальной защиты органов дыхания, содержащей крышку, корпус с дном, противоаэрозольный фильтр и поглощающий блок из зерненого сорбента, сплавленного пластмассой, блок состоит из смеси зерненых сорбентов и полиэтилена при следующем соотношении компонентов (по массе):

углеродный сорбент, содержащий
24,0-28,0% сернокислого никеля,	- 31,0-32,0;
углеродный сорбент, содержащий 6,0-7,5% меди,
2,0-2,5% хрома и 0,04-0,06% серебра,	- 11,0-11,5;
активный уголь	- 19,0-20,0;
активный оксид алюминия, содержащий
8,0-9,0% перманганата калия,	- 26,0-27,0;
полиэтилен	- 11,0-11,5%.

Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является то, что поглощающий блок состоит из смеси зерненых сорбентов и полиэтилена при следующем соотношении компонентов (по массе):

углеродный сорбент, содержащий
24,0-28,0% сернокислого никеля,	- 31,0-32,0;
углеродный сорбент, содержащий 6,0-7,5% меди,
2,0-2,5% хрома и 0,04-0,06% серебра,	- 11,0-11,5;
активный уголь	- 19,0-20,0;
активный оксид алюминия, содержащий
8,0-9,0% перманганата калия,	- 26,0-27,0;
полиэтилен	- 11,0-11,5%.

Использование указанного признака в предлагаемой ФПК средства индивидуальной защиты позволяет обеспечить универсальную защиту от широкого круга вредных веществ с различными физико-химическими свойствами (паров органических веществ, кислых газов, оксидов азота, аммиака и его органических производных) при значительно повышенном ресурсе ее работы.

Из научно-технической литературы авторам не известна ФПК средства индивидуальной защиты органов дыхания человека, содержащая заявленные признаки.

ФПК состоит из крышки, корпуса с дном и поглощающего блока, причем противоаэрозольный фильтр располагается первым по ходу воздуха, а поглощающий блок - вторым. Дно коробки может быть выполнено за одно целое с корпусом или в виде отдельной детали.

На чертеже показан вариант ФПК, корпус которой выполнен за одно целое с дном, где 1 - крышка, 2 - корпус, 3 - противоаэрозольный фильтр, 4 - поглощающий блок, 5 - дно.

ФПК работает следующим образом. Воздух из окружающей среды через отверстие в дне 5 корпуса 2 поступает в противоаэрозольный фильтр 3, очищается от аэрозоля и затем поступает в поглощающий блок 4, где очищается от вредных газов (паров) и направляется через горловину крышки 1 в подмасочное пространство к органам дыхания человека.

Использование поглощающего блока, состоящего из заявленной смеси зерненых сорбентов и полиэтилена, обеспечивает универсальную защиту от широкого круга вредных веществ, значительно повышает ресурс работы ФПК.

Блок изготавливается следующим образом. Берут в заявленном соотношении смесь сорбентов и полимер, загружают в смеситель, например, трубчатого типа. После смешения до однородного состояния помещают в форму и прессуют. Затем смесь в форме термообрабатывают при температуре размягчения полимера, охлаждают и извлекают из формы поглощающий блок, обладающий низким сопротивлением потоку воздуха, высокими прочностными и сорбционными свойствами.

Использование составляющих поглощающий блок сорбентов известно для защиты от индивидуальных вредных веществ:

- углеродного сорбента ПАН-3, содержащего сернокислый никель - от аммиака и его производных;

- углеродного сорбента КТ-17, содержащего медь, хром и серебро - от паров органических веществ и кислых газов;

- активного угля СКТ-6а - от паров органических веществ;

- активного оксида алюминия, содержащего перманганат калия - от оксидов азота.

Анализ информационных материалов и результатов собственных исследований позволил выбрать качественный состав смеси сорбентов поглощающего блока, количественный состав смеси определен в результате проведения большого объема экспериментальных исследований.

В предложенном решении использование указанных признаков приводит к новым свойствам, позволяет получить новый положительный эффект, заключающийся, в частности, в создании универсальной ФПК со значительно увеличенным ресурсом работы, а также позволяет уменьшить трудозатраты при изготовлении блока за счет использования смеси вместо применения нескольких поглощающих слоев.

Проведены экспериментальные исследования опытных образцов ФПК, снаряженных поглощающими блоками, содержащими индивидуальные сорбенты и их смеси различного состава. Обобщенные результаты приведены в таблице.

Как видно из таблицы, суммарная величина времени защитного действия, обеспечиваемая сорбентами индивидуально, по всем вредным веществам существенно ниже, чем обеспечивает смесь тех же сорбентов, взятых в тех же количествах.

В результате испытаний опытных образов предлагаемых ФПК самыми эффективными в отношении поглощения вредных веществ оказались коробки, у которых поглощающий блок состоит из смеси 31,0-32,0% углеродного сорбента, содержащего 24,0-28,0% сернокислого никеля, 11,0-11,5% углеродного сорбента, содержащего 6,0-7,5% меди, 2,0-2,5% хрома и 0,04-0,06% серебра, 19,0-20,0% активного угля, 26,0-27,0% активного оксида алюминия, содержащего 8,0-9,0% перманганата калия и 11,0-11,5% полиэтилена.

Указанные испытания также показали, что если какого-либо компонента смеси взято меньше, чем заявлено, а другого больше, то изменяется эффективность смеси в отношении одного или двух веществ. В таблице приведены два примера: при уменьшении в смеси количества сорбента КТ-17 и увеличении количества ХСПК-3 существенно снижается время защитного действия по оксидам азота, а также по циклогексану; при уменьшении количества сорбента ПАН-3 в смеси и увеличении СКТ-6а снижается время защитного действия по аммиаку. Однако следует отметить, что снижение времени защитного действия ФПК в отношении одного или двух веществ наблюдалось в каждом случае выхода за заявленные интервалы.

Таким образом, предлагаемая ФПК средства индивидуальной защиты органов дыхания обеспечивает универсальную защиту от широкого круга вредных веществ со значительно различающимися физико-химическими свойствами и повышенный ресурс работы.

ТаблицаВремя защитного действия фильтрующе-поглощающих коробок с поглощающими блоками различного состава
Сорбенты и полиэтилен	Количество сорбентов и полиэтилена в блоке	Время защитного действия, мин	Примечание
см3	г	%	аммиак 1,0 мг/дм3	сернистый ангидрид 2,7 мг/дм3	оксиды азота 0,5 мг/дм3	циклогексан, 3,5 мг/дм3
ПАН-3	150	69	91	90	0	0	2	1. Условия испытаний: Испытания ФПК проведены при концентрациях вредных веществ 0,5-3,5 мг/дм3, расходе парогазовоздушной смеси 45 дм3/мин, относительной влажности воздуха 75%, температуре 20°С.
полиэтилен	64	7	9
КТ-17	50	23	92
полиэтилен	21	2	8	0	2	0	5
СКТ-6а	150	43	86	0	0	0	50
полиэтилен	64	7	14
ХСПК-3	120	55	90	0	90	50	5
полиэтилен	51	6	10
Суммарно:	90	92	50	62
смесь
ПАН-3	150	69	32
КТ-17СКТ-6а	50150	2343	1120	110	100	100	92	2. Требование к времени защитного действия ФПК по всем веществам - 90 минут.
ХСПК-3	120	55	26
полиэтилен	201	23	11
смесь
ПАН-3	135	62	31
КТ-17	47	22	11,5					3. Оптимальный объем смесисорбентов с полиэтиленом составляет 655-671 см3.
СКТ-6а	135	38	19	100	95	95	90
ХСПК-3	115	53	27
полиэтилен	185	22	11,5
смесь
ПАН-3	150	69	32
КТ-17	15	7	3	110	110	60	80
СКТ-6а	150	43	20					4. Испытания проведены по контрольным веществам - представителям групп веществ сосходными химическими свойствами.
ХСПК-3	155	71	34
полиэтилен	201	24	11
смесь ПАН-3	120	55	27
КТ-17	50	23	11
СКТ-6а	180	51	25	80	100	100	90
ХСПК-3	120	55	26
полиэтилен	201	23	11

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение технического результата, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Фильтрующе-поглощающая коробка средства индивидуальной защиты органов дыхания человека, содержащая крышку, корпус с дном, противоаэрозольный фильтр, поглощающий блок из зерненого сорбента, сплавленного пластмассой, отличающаяся тем, что блок состоит из смеси зерненых сорбентов и полиэтилена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углеродный сорбент, содержащий
24,0-28,0% сернокислого никеля	31,0-32,0
углеродный сорбент, содержащий 6,0-7,5% меди,
2,0-2,5% хрома и 0,04-0,06% серебра	11,0-11,5
активный уголь	19,0-20,0
активный оксид алюминия, содержащий
8,0-9,0% перманганата калия	26,0-27,0
полиэтилен	11,0-11,5.