Регенеративный продукт для изолирующих дыхательных аппаратов

 

Использование: в производстве регенеративных продуктов на основе надпероксида калия. Сущность изобретения: регенеративный продукт включает в свой состав надпероксид калия и добавки, в качестве которых используются пероксид щелочноземельного металла и хлорид щелочного или щелочноземельного металла. 4 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к составам химических веществ, используемых в изолирующих дыхательных аппаратах, и может быть использовано в производстве регенеративных продуктов на основе надпероксида калия.

Использование регенеративных продуктов в регенеративных патронах изолирующих дыхательных аппаратах основано на выделении ими кислорода при взаимодействии с влагой и диоксидом углерода выдыхаемого воздуха. При этом возникающие в процессе реакции термические и влажностные условия вызывают оплывание и спекание продукта, что снижает степень использования продукта в патроне и, соответственно, приводит к сокращению времени его защитного действия. Кроме того, выделение регенеративным продуктом кислорода из-за различных условий диффузии в слое регенеративного продукта может быть неравномерным, причем в начальный период работы патрона выделение кислорода вообще не достаточно для обеспечения дыхания. Защитная мощность патронов, снаряженных регенеративным продуктом на основе надпероксидов щелочных металлов, может лимитироваться либо исчерпанием запаса активного кислорода, либо снижением кинетики поглощения диоксида углерода.

Повышение эффективности работы регенеративного продукта осуществляется над путем совершенствования конструкции регенеративного патрона, так и оптимизацией состава регенеративного продукта. Для исключения оплывания регенеративного продукта при работе его в патроне и увеличения интенсивности выделения кислорода в состав продукта вводят структурирующие добавки и катализаторы. Введение структурирующих добавок позволяет повысить кинетику поглощения диоксида углерода, и использование каталитических добавок (в основном, соединений тяжелых металлов) увеличивает скорость выделения кислорода.

Из разработанных в настоящее время составов регенеративных продуктов промышленное применение получил продукт, содержащий в качестве основного вещества надпероксид калия, в качестве структурирующей добавки оксид кальция, в качестве катализатора оксихлорид меди. Вместе с тем наличие в составе регенеративного продукта инертной добавки оксида кальция снижает массу основного компонента, приходящуюся на единицу массы регенеративного патрона, и, соответственно, залог активного кислорода. Увеличение интенсивности выделения кислорода за счет каталитических добавок является необходимым в начальный период работы регенеративного патрона, однако в последующем процессе работы патрона избыточное по сравнению с требуемым выделением кислорода обусловливает необходимость его стравливания из дыхательного аппарата.

Задача изобретения заключается в разработке состава регенеративного продукта, обеспечивающего равномерное выделение кислорода при одновременном увеличении его запаса и повышение емкости по диоксиду углерода.

Для решения этой задачи предлагается состав регенеративного продукта на основе надпероксида калия, содержащий в качестве добавок пероксид щелочно-земельного металла и хлорид щелочного или щелочно-земельного металла.

В качестве пероксида щелочноземельного металла могут быть использованы пероксид кальция, пероксид бария, пероксид магния, а в качестве хлорида щелочного или щелочно-земельного металла могут быть использованы хлорид калия, хлорид натрия, хлорид лития, хлорид цезия, хлорид кальция, хлорид магния. Соотношение компонентов в составе следующее (в мас.): надпероксид калия 50 59 пероксид щелочно-земельного металла 0 40 хлорид щелочного или щелочно-земельного металла 0 10 Несмотря на то, что пероксиды щелочно-земельных металлов имеют низкую реакционную способность, плохо растворимы в воде, медленно взаимодействуют с диоксидом углерода, выделяют активный кислород при достаточно сильном нагревании (более 150^oC), введение их в состав регенеративного продукта способствует их химической активности. Выделение активного кислорода пероксидами щелочно-земельных металлов происходит при достижении температуры в регенеративном патроне уровня выше 200^oC, когда запас кислорода в основном веществе надпероксида калия уже исчерпан. До этого момента пероксид щелочно-земельного металла выполняет функцию структурирующей добавки, оптимизирующей работу надпероксида калия по выделению кислорода и препятствующей его спеканию. В результате добавки пероксида щелочно-земельного металла способствует равномерному выделению кислорода в течение всего срока защитного действия патрона и увеличению этого срока.

Введение в состав регенеративного продукта хлоридов щелочных или щелочно-земельных металлов увеличивает время защитного действия регенеративного продукта за счет улучшения условий диффузии диоксида углерода внутрь гранулы или таблетки продукта.

Регенеративный продукт готовят обычным смешиванием компонентов в требуемых соотношениях с последующим формованием шихты в гранулы или таблетки. При этом сочетание компонентов выбирается в зависимости от условий эксплуатации, для которых предназначен дыхательный аппарат, например, при низких температурах окружающей среды целесообразно использовать в аппарате продукт, содержащий надпероксид калия и пероксид кальция или надпероксид калия и хлорид калия. В ряде случаев для повышения эффективности работы регенеративного патрона целесообразно снарядить его продуктом, состоящим из гранул или таблеток состава надпероксид калия и пероксид щелочно-земельного металла и гранулами или таблетками состава надпероксид калия и хлорид металла либо послойно, либо в виде смеси. При эксплуатации аппаратов при обычной температуре окружающей среды предпочтительным является состав, содержащий надпероксид калия, пероксид кальция и хлорид калия.

Регенеративный продукт предлагаемого состава испытан в регенеративном патроне изолирующего дыхательного аппарата на установке "Искусственные легкие" при следующих условиях: легочная вентиляция 30 и 35 л/мин; объемная доля диоксида углерода в газовоздушной смеси 4,0% влажность газовоздушной смеси 96 98% температура на входе в патрон 35 36^oC; температура окружающей среды 20 25^oC.

Результаты испытаний приведены в таблицах 1 и 2.

Для сравнения: отечественный анал ог регенеративного продукта по пат. ЕПВ N 0086138 продукт ОКЧ-3 при тех же условиях испытаний имеет следующие характеристики:
состав продукта: KO₂ 87%
CaO 13%
вес продукта 900 г
форма гранулы
время защитного действия 50 мин
динамическая активность по CO₂ 65,4 л/кг
коэффициент регенерации 2,25
При замене пероксида кальция на пероксиды бария или магния, а также при замене хлорида калия на хлориды других щелочных или щелочно-земельных металлов получаемые при испытаниях результаты аналогичны указанным в таблицах.

При использовании хлорида магния повышается плавкость системы. В этом случае целесообразно увеличить содержание пероксида щелочно-земельного металла до уровня верхнего предела. Однако использование пероксида кальция и хлорида калия является предпочтительным, поскольку производство этих компонентов освоено отечественной промышленностью.

Формула изобретения

1. Регенеративный продукт для изолирующих дыхательных аппаратов, содержащий надпероксид калия и добавки, отличающийся тем, что в качестве добавок он содержит пероксид щелочноземельного металла и хлорид щелочного или щелочноземельного металла.

2. Продукт по п. 1, отличающийся тем, что содержание пероксида щелочноземельного металла составляет не более 40 мас.

3. Продукт по п. 1, отличающийся тем, что содержание хлорида щелочного или щелочноземельного металла составляет не более 10 мас.

4. Продукт по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пероксида щелочноземельного металла используют пероксид металла, выбранного из группы: кальций, магний или барий.

5. Продукт по п. 1, отличающийся тем, что в качестве хлорида щелочного или щелочноземельного металла используют хлорид металла, выбранного из группы: калий, натрий, цезий, литий, кальций, магний.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 02.07.2007

Извещение опубликовано: 20.02.2009        БИ: 05/2009

---