Портативный дыхательный аппарат

Изобретение относится к устройствам для защиты органов дыхания изолирующего типа на химически связанном кислороде. Портативный дыхательный аппарат содержит дыхательный мешок, регенеративный патрон с регенеративным продуктом, пусковое устройство и аэрозольный фильтр. В качестве пускового устройства использована емкость с дозированным количеством воды или водного раствора щелочи. Регенеративный продукт выполнен в форме шихты с наименьшей плотностью упаковки и содержит смесь надпероксида щелочного металла и связующего компонента в количестве 3-7%. Обеспечивается снижение массы и объема аппарата, снижение сопротивления при дыхании и снижение температуры работающего регенеративного продукта, что повышает пожаробезопасность аппарата. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к устройствам для защиты органов дыхания изолирующего типа на химически связанном кислороде. Портативный дыхательный аппарат используется в режиме постоянного ношения, поэтому его самым важным качеством является малая масса и малый объем. Объекты, предусматривающие постоянное ношение аппарата: подводные лодки, шахты, туннели, метро, цистерны, колодцы и другие замкнутые объекты. При больших носимых массах и объемах возникает неудобство в работе, дискомфорт. Эти аппараты служат для экстренного покидания или пересечения опасной зоны и рассчитаны на короткое время защитного действия (5-10 мин). В данном случае относительно малое время защитного действия играет меньшую роль, нежели портативность и возможность своевременного включения при внезапном токсичном выбросе.

Известны устройства для защиты органов дыхания изолирующего типа (пат. РФ №2172192, A62B 7/00, 1999 г., пат. РФ №2304450, A62B 7/08, 2006 г., заявка Великобритании №2209123, A62B 7/00, 1989 г.). Они включают систему регенерации воздуха в виде регенеративного патрона с дыхательным мешком и колпак. Однако указанные устройства не обладают качеством портативности (относительно большая масса и объем). При наличии колпака в них трудно быстро включиться при вынужденной задержке дыхания, когда поражение может следовать после первого вдоха («эффект первого вдоха»).

Известны портативное дыхательное устройство (авт. свид. СССР №1677896, A62B 7/08, 1976 г.) и портативный дыхательный аппарат (авт. свид. СССР №1679691, A62B 7/08, 1977 г.), которые относятся к аппаратам изолирующего типа. Эти аппараты содержат регенеративный патрон, в корпусе которого размещен регенеративный продукт, пусковое устройство и аэрозольный фильтр, а также соединенные с патроном дыхательный мешок и узел изоляции органов дыхания с гофрированной трубкой. На подводных лодках они подлежат постоянному ношению личным составом в течение более полугода.

Недостатками этих портативных аппаратов являются большая масса и объем, мало удобные для постоянного ношения, повышенное сопротивление при дыхании и высокая рабочая температура регенеративного продукта (высокая пожароопасность аппаратов).

По совокупности общих признаков в качестве прототипа выбрано техническое решение по авт. свид. СССР №1679691, A62B 7/08, 1976 г.

Задачей изобретения является снижение массы и объема аппарата, снижение сопротивления при дыхании и снижение температуры работающего регенеративного продукта (повышение пожаробезопасности аппарата).

Снижение массы и объема поднимает уровень портативности. Чтобы человек мог постоянно что-то носить и при этом нормально выполнять свои профессиональные обязанности, он должен практически не ощущать носимой массы и дополнительных габаритов. Медициной установлено, что человек ощущает постоянно носимую массу, начиная примерно с 200 г. При больших массах и объемах возникает неудобство в работе, дискомфорт.

Снижение сопротивления при дыхании делает аппарат доступным для пользования человеку независимо от состояния его здоровья.

В практике применения изолирующих аппаратов известны случаи его возгорания в процессе работы. Данное изобретение позволяет исключить подобные случаи.

Указанный технический результат достигается изобретением, согласно которому портативный дыхательный аппарат, содержащий дыхательный мешок, регенеративный патрон с регенеративным продуктом, пусковое устройство и аэрозольный фильтр, в качестве пускового устройства имеет емкость с дозированным количеством воды или водного раствора щелочи, а регенеративный продукт выполнен в форме шихты с наименьшей плотностью упаковки и содержит смесь надпероксида щелочного металла и связующего компонента в количестве 3-7%.

Сущность изобретения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного технического результата:

- использование емкости с дозированным количеством раствора;

- использование воды или водного раствора щелочи;

- использование регенеративного продукта в форме шихты;

- использование регенеративного продукта смеси надпероксида щелочного металла и связующего компонента в количестве 3-7%.

Исключение любого из указанных признаков не позволяет достичь требуемый технический результат.

Использование указанных признаков позволяет, прежде всего, снизить массу и объем аппарата за счет изъятия пускового брикета, снижения массы регенеративного продукта, замены материалов отдельных деталей с металла на легкий пластик, переноса аэрозольного фильтра из регенеративного патрона к загубнику с заменой стекловолокна на легкий фильтрующий материал типа ФПП (фильтры Петрянова). В свою очередь, малый объем самого аппарата дает возможность использовать облегченную упаковочную тару из пластика.

Снижение сопротивления дыханию стало возможным за счет применения шихты, имеющей минимальную плотность упаковки (0,3-0,4 г/см3). Такую плотность шихты можно достичь использованием регенеративного продукта смеси надпероксида щелочного металла со связующим компонентом в количестве 3-7%. В качестве связующего компонента используется асбест или силикат кальция в виде волокнистого материала (волластонит Wic-10). В свою очередь, низкая плотность шихты позволяет обеспечить более полную отработку регенеративного продукта (с 65-70 до 90%). Это и позволило снизить требуемую массу регенеративного продукта.

Снижение температуры работающего регенеративного продукта с 300-350°С до температуры 85-95°С происходит за счет изъятия пиротехнического пускового брикета, создающего при запуске высокую температуру (350-400°С) и обладающего большой теплоемкостью, уменьшенной массы регенеративного продукта и рассеивания тепла вследствие его малой плотности. Таким образом, существенно повышается пожаробезопасность аппарата. Кроме того, в аппарате низкая рабочая температура в зоне реакции дает возможность использовать дешевые, простые в обработке и, самое главное, легкие пластики (полиэтиленовый дыхательный мешок, соединение патрона с загубником).

Сущность изобретения поясняется фиг.1, где приведен общий вид аппарата в рабочем состоянии, а на фиг.2 представлен аппарат в упаковке.

Аппарат содержит загубник 1, крепящийся на пластиковом расширителе 2. С другой стороны пластикового расширителя 2 крепится фильтр 3. На пластиковом расширителе 2 крепится также емкость 4 с водой или щелочным раствором с помощью нити. Верхняя часть аппарата соединяется с помощью полиэтиленового рукава 5 с регенеративным патроном 6. В регенеративном патроне 6 размещен регенеративный продукт 7. На нижнюю часть регенеративного патрона 6 крепится полиэтиленовый дыхательный мешок 8. Аппарат содержит также носовой зажим (на фиг.1 не показан).

Аппарат работает следующим образом. Первоначально аппарат находится в упакованном виде (фиг.2). При вскрытии крышки 9 аппарат вынимается из упаковки 10 и устанавливается носовой зажим. Затем или одновременно делается глубокий вдох и берется в рот загубник 1 (фиг.1) с одновременным расправлением дыхательного мешка 8 (фиг.1). Выдох делается в дыхательный мешок. Время включения для нетренированного человека составляет примерно 30 с, для достаточно тренированного - 10 с. При изъятии аппарата из упаковки 10 срабатывает механизм автоматического вскрытия емкости 4. С одной стороны, емкость 4 зафиксирована нитью определенной длины на расширителе 2. С другой стороны, пробка емкости 4 зафиксирована тонкой металлической нитью на стенке регенеративного патрона. Общая длина нитей меньше, чем длина выпрямленного полиэтиленового рукава 5, поэтому при выпрямлении рукава 5 пробка емкости 4 изымается и жидкость выливается через сетку регенеративного патрона 6. Водный 5-10%-ный раствор щелочи попадает на регенеративный продукт 7 и реагирует с получением кислорода и щелочи. Количество раствора (3-6 г) позволяет получить 3 дм3 кислорода для заполнения дыхательного мешка. При вдохе и выдохе воздух проходит через регенеративный продукт 7 с поглощением углекислого газа и выделением кислорода.

В таблице показаны преимущества предложенного аппарата, установленные в результате экспериментальной проверки макетных образцов, перед аппаратом по ав. св. СССР №1679691, A62B 7/08, 1976 г.

Таким образом, предложенный аппарат по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

- масса аппарата в упаковке меньше в 8 раз;

- объем аппарата в упаковке меньше в 3,5 раза;

- сопротивление дыханию снижено примерно в 3-4 раза;

- рабочая температура регенеративного продукта в аппарате снижена до предельно безопасной (с 350 до 95°С);

- особенность аппарата - простота конструкции и простота технологии снаряжения, а следовательно, и низкая себестоимость. При работе до предела времени защитного действия аппарат отрабатывает по кислороду, т.е. объем дыхательной смеси в мешке становится недостаточным для вдоха. Максимальная концентрация углекислого газа на вдохе нарастает линейно и в конце процесса (примерно через 10 мин) составляет 5,0%.

Необходимо отметить еще одно новое качество (преимущество) аппарата. Малая масса, малый объем, низкая себестоимость и малое время включения в аппарат (в совокупности) позволяют при необходимости запасать несколько аппаратов. Таким образом, у потребителя появляется реальная возможность неограниченного увеличения времени защитного действия.

Сравнение основных показателей известного и предлагаемого аппаратов
№ п.п. Технические характеристики Портативный дыхательный аппарат по авт. св. СССР №SU 1679691 А1 Предлагаемый портативный дыхательный аппарат
1 Время защитного действия при физической нагрузке средней тяжести, не менее, мин 15 6-12
2 Сопротивление дыханию при физической нагрузке средней тяжести, не более, Па (мм вод. ст.) 1470
(150)
350 (35)
3 Масса в упаковке, не более, кг 1,8 0,22
4 Габаритные размеры в упаковке, мм 103×149×248 диаметр - 85 высота - 185
5 Объем в упаковке, л 3,8 0,9-1,0
6 Рабочая температура регенеративного продукта, °С 300-350 85-95
7 Время перевода в рабочее состояние, не более, с 30 30
8 Температурный диапазон среды при работе аппарата, °С 0…+50 0…+50
9 Гарантийный срок хранения, лет 5 5

Портативный дыхательный аппарат, содержащий дыхательный мешок, регенеративный патрон с регенеративным продуктом, пусковое устройство и аэрозольный фильтр, отличающийся тем, что аппарат в качестве пускового устройства имеет емкость с дозированным количеством воды или водного раствора щелочи, а регенеративный продукт выполнен в форме шихты с наименьшей плотностью упаковки и содержит смесь надпероксида щелочного металла и связующего компонента в количестве 3-7%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к индивидуальным устройствам для защиты органов дыхания, используемым в атмосфере, непригодной для дыхания. .

Изобретение относится к пусковым устройствам изолирующих дыхательных аппаратов. .

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде. .

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

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

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде. .

Изобретение относится к области спасательной техники, а именно к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, преимущественно маятникового типа, работающим на химически связанном кислороде.

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

Изобретение относится к области защиты органов дыхания и может быть использовано для повышения эффективности очистки газовой среды в обитаемом гермообъекте. .

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

Изобретение относится к устройствам для защиты органов дыхания в аварийной ситуации

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

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

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для использования в аварийных ситуациях или при работе в непригодной для дыхания атмосфере

Изобретение относится к индивидуальным изолирующим дыхательным аппаратам, обеспечивающим жизнедеятельность человека в атмосфере, непригодной для дыхания

Изобретение относится к способам запуска в работу индивидуальных дыхательных аппаратов изолирующего типа на химически связанном кислороде. Способ запуска индивидуального изолирующего аппарата с применением инициирующей жидкости заключается в том, что инициирующую жидкость подают на тепловой состав. Тепловой состав при контакте с инициирующей жидкостью разогревается и генерирует горячий водяной пар. Затем водяной пар подают в объем регенеративного продукта. Естественный дыхательный процесс по реакции с тепловыделением быстро (15-20 с) довершает процесс запуска. Тепловой состав имеет высокое удельное тепловыделение и значительно меньшую массу, что позволяет компактно разместить его в объеме регенеративного продукта. 1 ил.
Способ получения дыхательной смеси из закиси азота в смеси с инертными газами для обеспечения жизнедеятельности человека при его нахождении в средах, непригодных для дыхания, и оказания помощи, связанной с дыхательной функцией, позволяет контролировать запас защитной способности, делать перерывы в работе, и превосходит известные способы создания искусственной атмосферы для дыхания по соотношению времени защитного действия к массе устройства.

Изобретение относится к устройствам регенерации воздуха в непригодной для дыхания атмосфере, закрытых помещениях, и может быть использовано, например, в респираторах горноспасателей. Система регенерации воздуха содержит поглотительный патрон, который снаряжен поглотителем углекислого газа, и баллон с кислородом. Поглотительный патрон снаряжен брикетом перекиси или окиси лития. Кроме того, поглотительный патрон выполнен с использованием раствора гидроокиси лития и парогазовой фазы. Устройство позволяет значительно снизить массогабаритные показатели системы регенерации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде предназначен для защиты органов дыхания в аварийной ситуации. Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде содержит установленный в дыхательном мешке и соединенный с узлом изоляции органов дыхания снаряженный регенеративным продуктом корпус в виде оболочки из полимерной пленки. В корпусе помещен упругий элемент и закреплены пластины регенеративного продукта. Согласно изобретению, противоположные стороны упругого элемента закреплены на стенках дыхательного мешка. Изобретение обеспечивает создание избыточного давления в аппарате, исключающего подсос окружающего воздуха при нарушении герметичного прилегания к лицу узла изоляции органов дыхания. 5 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области спасательной техники, а именно к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, использующим химические продукты, конкретнее к холодильному устройству компрессионного типа для охлаждения дыхательной смеси изолирующего аппарата. В качестве источника холода для дыхательной смеси используется холодильное устройство компрессионного типа, у которого компрессирующий элемент (компрессор) устройства выполнен в форме эластичных камер, расположенных под подошвой обуви, а в качестве источника механической энергии устройства используется энергия ступни человека. Такое конструктивное выполнение устройства для охлаждения дыхательной смеси позволяет исключить традиционный компрессор из схемы холодильного устройства и, таким образом, радикально снизить массу, уменьшить габариты и исключить использование электроэнергии в холодильном устройстве. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для защиты органов дыхания изолирующего типа на химически связанном кислороде

Наверх