Система регенерации воздуха

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.

 

Изобретение относится к устройствам регенерации воздуха в непригодной для дыхания атмосфере, закрытых помещениях, и может быть использовано, например, в респираторах горноспасателей.

Основная проблема для систем регенерации воздуха состоит в требовании минимальной массы (респираторы для горноспасателей) и минимального объема (закрытые помещения).

Известен регенеративный респиратор Р-30 для горноспасателей (Диденко Н.С., Регенеративные респираторы для горноспасательных работ, М, «Недра», 1984 г., с.156, Респиратор Р-30). Респиратор включает патрон с поглотителем углекислого газа на основе гидроокиси кальция (продукт ХПИ) и баллон с кислородом. Поглотитель работает по механизму хемосорбции в твердой фазе.

Основным достоинством устройства является относительная простота его схемы.

Однако респиратор имеет большую массу, связанную с большой массой и объемом расходуемых продуктов.

Задачей изобретения является снижение массы расходуемых продуктов в системе регенерации.

Поставленная задача решается с помощью системы, содержащей поглотительный патрон, снаряженный брикетом перекиси или окиси лития. Кроме того, поглотительный патрон выполнен с использованием раствора гидроокиси лития и парогазовой фазы.

Сущность изобретения заключается в следующем. Поглотительный патрон содержит брикет перекиси или окиси лития. Следовательно, потенциальные возможности поглотительного патрона в отношении углекислого газа резко возрастают. Дополнительно перекись лития выделяет часть необходимого для дыхания кислорода. Однако, принимая во внимание низкую активность перекиси или окиси лития, поглотительный патрон выполнен с включением в его объем раствора гидроокиси лития и активного участия в процессе хемосорбции парогазовой фазы.

В этой особенности устройства (его отличительный признак) заключается сущность изобретения. Главное, такой устройство позволяет использовать в качестве поглотителя перекись или окись лития и, таким образом, значительно снизить массогабаритные показатели системы регенерации.

Общая схема системы регенерации воздуха показана на чертеже (фиг.1).

Брикет 1 перекиси лития находится в поглотительном патроне 2. Поглотительный патрон 2 соединен с вводом 3 выдыхаемой дыхательной смеси, выводом дыхательной смеси 4 и сливом конденсата 5. Дыхательный мешок 6 кроме ввода 4 имеет вывод для слива конденсата и вывод 7 дыхательной смеси. На линии вдоха расположены газовый холодильник 8 и ввод подпитывающего кислорода из баллона 9. Линии вдоха и выдоха соединены с лицевой частью 10 через клапан 11.

Устройство регенерации воздуха (модель респиратора) в общем работает следующим образом. При выдохе дыхательная смесь через ввод 3 направляется в поглотительный патрон 2, где с помощью брикета 1 очищается от углекислого газа и с парами воды подается в дыхательный мешок 6. Теплоотдающая поверхность дыхательного мешка достаточна для сброса тепла конденсации во внешнюю среду и сконденсированная жидкость автоматически сливается обратно в поглотительный патрон. Из мешка на вдох поступает только газовоздушная смесь, которая затем охлаждается в холодильнике 8, насыщается недостающим объемом кислорода (из баллона 9) и подается на дыхание потребителю.

Суть заключена в работе поглотительного патрона, схема которого показана на чертежах (фиг.2 и 3). На чертеже (фиг.2) показано исходное положение (к моменту начала работы) поглотительного патрона. На чертеже (фиг.3) показано рабочее положение.

Брикет 1 перекиси лития размещен в верхней гофрированной емкости 2 на решетке 3. С помощью кольца уплотнения 4 большая часть брикета отделена от зоны реакции 5. В нижней гофрированной емкости 6 находится раствор 7 гидроокиси лития и осадок 8 карбоната лития. Направление потока дыхательной смеси указано стрелками 9. Общая высота патрона ограничена ограничителем 10.

При подготовке аппарата к работе в емкость 6 предварительно заливают фиксированное количество воды (100-200 г). Прямого контакта продукта и воды нет. Для запуска в работу встряхиванием патрона нижняя часть брикета смачивается. При выдохе углекислый газ дыхательной смеси реагирует с образовавшейся пленкой щелочного раствора с образованием карбоната лития, кислорода и тепла. Достаточно быстро (1-2 мин.) щелочной раствор на поверхности брикета разогревается до температуры 85-100°С и образовавшийся водяной пар вместе с газом подается в дыхательный мешок. Ожиженная часть продукта и нерастворимый карбонат лития под действием силы тяжести попадают в воду и образуют раствор гидроокиси лития. Далее этот уже разогретый раствор вместе с поверхностью брикета работает как хемосорбент. При высокой температуре (85-100°С) в зоне реакции кинетика процесса достаточно высока. Внешняя (рабочая) поверхность части брикета всегда остается достаточно чистой от осадка, так как карбонат лития фактически не растворим и оседает на дно.

Стационарный процесс регенерации достаточно устойчив, так как, с одной стороны, его тепловыделение ограничено режимом дыхания, а, с другой стороны, его теплосброс определяется величиной теплоотдающей поверхности дыхательного мешка (не менее 0,14 м2). В процессе работы количество воды в нижней гофрированной емкости увеличивается из-за поступления выдыхаемой влаги.

Например, для респиратора горноспасателей, если исходная масса брикета (необходимая для работы в течение 4-5 ч) составляет 600 г плюс 150 г воды, то масса конечных продуктов составляет 1500 г. Из них масса воды составляет примерно 500 г, а масса осадка карбоната лития - 1000 г. Объем остатка примерно 1200 см3.

Общие преимущества способа для респиратора горноспасателей, работающего согласно схеме (фиг.1), приведены в таблице 1.

Показатель массы Вариант респиратора с перекисью лития Вариант респиратора с окисью лития Респиратор Р-30
Требуемая масса хемосорбента, кг 0,75 0,54 2,15 (продукт ХПИ на основе гидроокиси кальция)
Масса патрона с хемосорбентом, кг 1,15 0,94 2,85
Требуемая масса баллона с кислородом, кг 0,91 1,57 1,57 (с учетом облегченного баллона)
Итого, масса продуктов, кг 2,06 2,51 4,42
Расчетная масса респиратора, кг 7,5 8,4 11,0

Вывод. Снижение массы респиратора на 2,6-3,5 кг, крайне важное для горноспасателей, следует признать существенным.

Для коллективных средств защиты (КСЗ) доминирующим показателем является занимаемый объем (габариты). Воду реакции можно не учитывать, так как в процессе хранения ее нет.

1. Система регенерации воздуха, содержащая поглотительный патрон, снаряженный поглотителем углекислого газа, и баллон с кислородом, отличающаяся тем, что она содержит поглотительный патрон, снаряженный брикетом перекиси или окиси лития.

2. Система регенерации воздуха по п.1, отличающаяся тем, что поглотительный патрон выполнен с использованием раствора гидроокиси лития и парогазовой фазы.



 

Похожие патенты:
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 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.

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

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

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 для защиты органов дыхания в аварийной ситуации. .

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

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 созданию регенерационных физико-химических максимально замкнутых систем жизнеобеспечения экипажа космического аппарата (КА) длительного функционирования.

Изобретение относится к области систем регенерации воздуха в замкнутых помещениях, а именно к системам регенерации воздуха подводных лодок. Способ определения степени отработки K2СО3 по KОН в системах электрохимической регенерации воздуха совмещенного типа подводных лодок в условиях похода включает непрерывное или периодическое измерение удельной электропроводности и температуры оборотного электролита; преобразование полученных значений в величину концентрации KОН в растворе K2СО3 и сравнение полученной величины с предельным значением концентрации KОН в растворе.

Изобретение относится к системам регенерации воздуха в обитаемых герметичных объектах, например, таких, как космические корабли, орбитальные станции, подводные лодки, герметичные подводные и подземные объекты.

Изобретение относится к устройствам для регенерации воздуха в герметично закрытых помещениях. .

Изобретение относится к системам регенерации воздуха сооружений гражданской обороны при работе последних в третьем режиме (режим изоляции) с регенерацией воздуха.

Изобретение относится к устройствам для коллективной защиты органов дыхания изолирующего типа. .

Изобретение относится к области очистки и регенерации воздуха, загрязненного воздуха. .

Изобретение относится к устройствам для регенерации воздуха в герметично закрытых помещениях. .

Изобретение относится к устройствам для регенерации воздуха в герметично закрытых помещениях. .

Изобретение относится к специальным устройствам для вентиляции газоубежищ, в частности спасения жизни людей путем подачи чистого воздуха в помещение при загрязнении атмосферного воздуха снаружи помещения.
Изобретение относится к способам получения продуктов для регенерации воздуха, используемых в системах жизнеобеспечения человека. Способ получения продукта для регенерации воздуха заключается во взаимодействии стабилизированного сульфатом магния раствора пероксида водорода и гидроксидов лития и калия с последующей дегидратацией полученного щелочного раствора пероксида водорода распылением его в токе сушильного агента. При этом в раствор пероксида водорода после его смешения с сульфатом магния и гидроксидом лития перед добавлением гидроксида калия вводят галогениды щелочных металлов при мольном соотношении гидроксид калия/галогенид щелочного металла, равном 15÷105. В качестве галогенида щелочного металла используют хлориды лития, натрия, калия или их смесь. Продукт для регенерации воздуха, полученный по изобретению, имеет более высокую динамическую емкость по диоксиду углерода на единицу массы и обеспечивает большее время защитного действия при его эксплуатации в системах жизнеобеспечения человека. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

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.

Наверх