Устройство регенерации дыхательной смеси в герметически закрытых объемах

 

Устройство предназначено для использования в системах жизнеобеспечения глубоководных подводных комплексов. Содержит источник питания, компрессорную установку, подающую дыхательную смесь в абсорбционную камеру, частично заполненную водой и оборудованную в верхней части клапаном предельного давления, соединенным с трубопроводом для отвода очищенного воздуха в герметически закрытый объем. Через жиклер, находящийся в нижней части абсорбционной камеры, и сопло вода с растворенным в ней углекислым газом подается в циклон дегазационной камеры, где газовая фракция отделяется от воды и удаляется вторым компрессором через обратный клапан в верхней части дегазационной камеры, а вода стекает на днище бака-накопителя, являющегося также частью дегазационной камеры, и через трубопровод насосом подается вновь в абсорбционную камеру, завершая цикл. Абсорбционная камера в нижней части оборудована обратным клапаном. Обеспечивается повышение экологичности устройства. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для регенерации воздуха в герметически закрытых объемах и может быть использовано, например, в системах жизнеобеспечения глубоководных водолазных комплексов, подводных лодках и т. п.

Известен способ очистки дыхательной газовой смеси для сварочных работ и устройство для его осуществления (патент СССР N 648057, кл. A 62 B 11/00, 1979). Способ осуществляется путем рециркуляции газовой смеси через адсорбент углекислого газа, причем перед рециркуляцией газовую смесь пропускают через слой катализатора, а устройство для осуществления этого способа содержит газовод, вентилятор и сосуды с адсорбентом углекислого газа, кроме того, оно содержит установленные по ходу перемещения газовой смеси перед сосудами с адсорбентом не менее двух сосудов с катализатором, подключенных параллельно газоводу и снабженных запорными задвижками.

Известно устройство регенерации дыхательной смеси в герметически закрытых объемах, содержащее компрессорную установку, соединенную с абсорбционной камерой, частично заполненной водой и оборудованной в верхней части клапаном предельного давления, соединенным с трубопроводом для отвода очищенного воздуха в герметически закрытый объем, источник питания, бак накопитель, соединенный в нижней части через трубопровод с насосом (заявка Франции N 2342746, кл. A 62 B 11/00, 1977).

Недостатками этих устройств являются опасность отравления человека в случае неисправности, сложность устройства.

Химические катализаторы вредны для организма человека, т.к. вместе с очищенным воздухом человек вдыхает и пары катализатора. Катализаторы могут быть пожаровзрывоопасными. Время работы любого катализатора ограничено до предельного наполнения, поэтому в системах жизнеобеспечения в герметически закрытых объемах обязательно должен быть необходимый запас катализаторов.

Задача - повышение экологичности устройства регенерации дыхательной смеси в герметически закрытых объемах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве регенерации дыхательной смеси в герметически закрытых объемах, содержащем компрессорную установку, соединенную с абсорбционной камерой, частично заполненной водой и оборудованной в верхней части клапаном предельного давления, соединенным с трубопроводом для отвода очищенного воздуха в герметически закрытый объем, источник питания, бак-накопитель, соединенный в нижней части через трубопровод с насосом, в отличие от известного, абсорбционная камера в нижней части оборудована жиклером, через сопло соединенным с циклоном дегазационной камеры, при этом бак-накопитель установлен в дегазационной камере, которая в верхней части оборудована обратным клапаном, подсоединенным ко второй компрессорной установке для удаления углекислого газа, при этом бак-накопитель соединен через упомянутый насос с абсорбционной камерой, а компрессорная установка соединена с абсорбционной камерой через обратный клапан, находящийся в нижней части абсорбционной камеры.

На чертеже представлена схема устройства для регенерации дыхательной смеси в герметически закрытых объемах.

Устройство подсоединяется к подводной камере 1, наполненной газовой дыхательной смесью, и содержит компрессорную установку 2, работающую от источника питания (не показан) и соединенную через обратный клапан 3 с абсорбционной камерой 4, частично заполненной водой и в верхней части оборудованной клапаном 5 предельного давления для отвода очищенного воздуха через трубопровод 6 в камеру 1, а в нижней части - жиклером 7, соединяющим абсорбционную камеру 4 с соплом 8, которое соединено с дегазационной камерой 9, состоящей из циклона 10 и бака - накопителя 11. Дегазационная камера 9 имеет в верхней части обратный клапан 12 для удаления углекислого газа компрессором 13, а бак-накопитель в нижней части через трубопровод 14 соединен с насосом 15.

Устройство работает следующим образом.

Газовая дыхательная смесь, которую надо очистить, находится в подводной камере 1. Через компрессорную установку 2 и обратный клапан 3 газовая дыхательная смесь под давлением попадает в абсорбционную камеру 4, частично заполненную водой. В абсорбционной камере 4 дыхательная смесь проходит через воду, в которой углекислый газ растворяется, поглощается водой, а очищенный воздух через клапан 5 предельного давления выходит через трубопровод 6 в газовую дыхательную среду камеры 1. Эффективность поглощения углекислого газа водой увеличится, если применять дистиллированную воду и охлаждать в камере 4 до 1-2^oC.

Вода с растворенным в ней углекислым газом выходит из абсорбционной камеры 4 через жиклер 7 и попадает в сопло 8, в котором давление снижается постепенно по мере продвижения воды по соплу, вследствие чего углекислый газ выделяется из воды, образуя смесь, состоящую из воды и мелких пузырьков газа. Эффективность выделения углекислого газа будет выше, если воду нагревать в области сопла. Далее смесь попадает в дегазационную камеру 9, содержащую циклон 10, где газовая фракция отделяется от воды за счет центробежных сил. Из циклона 10 вода стекает на днище бака-накопителя 11, а углекислый газ удаляется из дегазационной камеры 9 через обратный клапан 12 за борт замкнутой системы или собирается в баллоны для конкретных целей.

В дегазационной камере 9 давление значительно меньше, чем в абсорбционной камере 4. Очищенная от газа жидкость, вода, собранная на две бака-накопителя 11 по трубопроводу 14 насосом 15 подается в абсорбционную камеру, завершая цикл. Компрессор 13 работает периодически, по мере накопления углекислого газа в камере 9.

Таким образом, предлагаемое устройство для регенерации дыхательной смеси в герметически закрытых объемах является более экологически чистым, чем применение устройств с химическими поглотителями, т.к. исключает нежелательные вредные последствия (отравление, химическое заражение жизненного пространства) и повышает его безопасность.

Кроме того, данное устройство можно вынести за борт герметически закрытой системы, и оно не будет занимать жизненного пространства. Углекислый газ можно собирать в баллоны и использовать, например, для пожаротушения. Применение компрессорных установок под водой приведет к более полному использованию ресурса подводного комплекса.

Формула изобретения

Устройство регенерации дыхательной смеси в герметически закрытых объемах, содержащее компрессорную установку, соединенную с абсорбционной камерой, частично заполненной водой и оборудованной в верхней части клапаном предельного давления, соединенным с трубопроводом для отвода очищенного воздуха в герметически закрытый объем, источник питания, бак-накопитель, соединенный в нижней части через трубопровод с насосом, отличающееся тем, что абсорбционная камера в нижней части оборудована жиклером, через сопло соединенным с циклоном дегазационной камеры, при этом бак-накопитель установлен в дегазационной камере, которая в верхней части оборудована обратным клапаном, подсоединенным ко второй компрессорной установке для удаления углекислого газа, при этом бак-накопитель соединен через упомянутый насос с абсорбционной камерой, а компрессорная установка соединена с абсорбционной камерой через обратный клапан, находящийся в нижней части абсорбционной камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1