Изолирующий дыхательный аппарат


 


Владельцы патента RU 2547643:

Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") (RU)

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам, обеспечивающим жизнедеятельность человека в атмосфере, непригодной для дыхания. Данный аппарат может применяться горноспасателями для работы в шахтах.

Изолирующий дыхательный аппарат содержит баллон со сжатым кислородом, дыхательный мешок и маску с клапанами вдоха и выдоха. Дополнительно изолирующий дыхательный аппарат содержит абсорбер, использующий жидкий регенерируемый поглотитель углекислого газа и электрохолодильное устройство, работающее по принципу Пельтье.

Такое конструктивное выполнение аппарата позволяет исключить использование расходуемых материалов, кроме кислорода, и обеспечить подачу потребителю охлажденной дыхательной смеси и, таким образом, исключить необходимость в запасах льда. Последнее обстоятельство особенно важно, так как горноспасателям, как правило, приходится работать при повышенных температурах среды (после пожара). 1 ил.

 

Изобретение относится к индивидуальным изолирующим дыхательным аппаратам, обеспечивающим жизнедеятельность человека в атмосфере, непригодной для дыхания. Данный аппарат может применяться горноспасателями для работы в шахтах. Изобретение может быть использовано также и в коллективных средствах защиты.

Каждая аварийная ситуация по-своему индивидуальна, имеет свои особенности, требует своего подхода. В связи с этим требуется некоторое разнообразие средств защиты, позволяющее пользователю иметь определенный выбор применительно к обстановке. Например, часто при непригодной для дыхания атмосфере сохраняется возможность применения электроэнергии как ресурса вместо дорогих и дефицитных расходуемых материалов.

Известны изолирующие дыхательные аппараты (респираторы), работающие на химически связанном кислороде (регенеративном продукте). Химическую основу этих продуктов составляют надперекисные соединения щелочных металлов (KO2; NaO2 и Li2O2). Использование регенеративного продукта, поглощающего углекислый газ и одновременно выделяющего кислород, реализовано во многих устройствах (например, патент РФ 2483767, А62В 19/00, 2006; патент РФ 2461398, A62B 7/08, 2006; патент РФ 2428232, A62B 7/08, 2006; патент РФ 2119366, A62B 7/08, 1997 и др.). Основное достоинство этих аппаратов - компактность, малые массо-габаритные характеристики. К недостаткам относятся прежде всего дороговизна и дефицит регенеративных продуктов. Кроме того, они обладают повышенной пожароопасностью. Как правило, это аппараты разового использования, так как контроль их отработки практически отсутствует.

Известны изолирующие дыхательные аппараты, конструкция которых включает только воздушные баллоны облегченного типа (патент РФ 2307688, A62B 7/02, 2006; патент РФ 2176923, A62B 18/10, 2000; патент РФ 2164162, A62B 7/04, 1999). Основное достоинство этих аппаратов - отсутствие регенеративных продуктов и поглотителей углекислого газа. Однако эти аппараты значительно уступают аппаратам с регенеративными продуктами по массо-габаритным характеристикам, поэтому используются относительно короткое время (не более 1,5 час). Основная сфера их применения - использование пожарными при тушении пожаров.

Известны изолирующие дыхательные аппараты, использующие поглотитель углекислого газа (патент РФ 2137516, А62В 7/08, 1997; патент РФ 2107525, A62D 9/00, 1996). В качестве источника кислорода в таких аппаратах применяются кислородные баллоны.

Известен изолирующий респиратор Р-30 (авт. свид. СССР №171267, МПК A62b 7/00, 1963 г.; авт. свид. СССР №254334, кл. 61а 29/01, МПК A62b 7/00, 1968 г.). Этот аппарат содержит баллон со сжатым до 200 атм кислородом, патрон с химическим поглотителем (ХПИ) диоксида углерода на основе гидроокиси кальция, холодильник с водяным льдом, дыхательный мешок и маску с клапанами вдоха и выдоха.

Достоинством этого аппарата являются допустимые массо-габаритные характеристики для работы при относительно большом времени защитного действия (4-5 час), возможность контроля отработки.

К недостаткам респиратора относятся необходимость использования расходуемых материалов, поглотителя ХПИ и водяного льда для охлаждения дыхательной смеси (при температуре внешней среды выше 26°C). Поглотитель ХПИ является относительно дефицитным продуктом.

К числу других недостатков респиратора относится значительное тепловыделение при поглощении углекислого газа хемосорбентом ХПИ и, несмотря на применение для охлаждения водяного льда, температура дыхательной смеси на вдохе остается достаточно высокой (до 40°C). Последний фактор особенно важен, так как горноспасателям, как правило, приходится работать при повышенных температурах среды (после пожара).

С другой стороны, действие охлаждающего эффекта льда неуправляемо. На практике лед закладывается в аппарат непосредственно перед входом в шахту. Однако перемещение горноспасателя до места спасательных работ с повышенной температурой, как правило, составляет длительное время (более 1 часа) и происходит при относительно низкой температуре (10-15°C). В этом случае наличие льда вызывает чрезмерное охлаждение дыхательной смеси и дополнительный дискомфорт.

Респиратор Р-30 является на сегодня основным аппаратом в горноспасательном деле. Респиратор Р-30 наиболее близок по технической сущности к предлагаемому и потому выбран в качестве прототипа.

Задачей изобретения является создание изолирующего аппарата, исключающего использование расходуемых материалов, кроме кислорода, и обеспечивающего подачу потребителю охлажденной дыхательной смеси.

Задача решается изобретением, согласно которому в изолирующем дыхательном аппарате, содержащем баллон со сжатым кислородом, дыхательный мешок и маску с клапанами вдоха и выдоха, отличающемся тем, что он дополнительно содержит абсорбер, использующий жидкий регенерируемый поглотитель углекислого газа и электрохолодильное устройство, работающее по принципу Пельтье.

Такое конструктивное выполнение аппарата позволяет исключить использование твердого хемосорбента для поглощения углекислого газа и снизить температуру дыхательной смеси на вдохе.

Существенным признаком, отличающим данное изобретение, является введение абсорбера, использующего жидкий регенерируемый поглотитель углекислого газа.

Вторым существенным признаком, отличающим данное изобретение, является введение электрохолодильного устройства, работающего по принципу Пельтье.

Совокупность этих признаков обеспечивает работоспособность изолирующего дыхательного аппарата.

На представленном чертеже показана схема изолирующего дыхательного аппарата. Изолирующий дыхательный аппарат в качестве основных элементов содержит маску 1 с клапанами вдоха и выдоха, дыхательный мешок 2, баллон 3 со сжатым кислородом и абсорбер 4. Маска 1 соединена через клапан вдоха и гофрированную трубку 5 с дыхательным мешком 2 и через клапан выдоха и гофрированную трубку 6 с абсорбером 4. Абсорбер 4 включает абсорбционную часть с насадкой 7 для поглощения углекислого газа, десорбционную часть с выводом углекислого газа 8 во внешнюю среду и насос 9 для циркуляции жидкого абсорбента. В верхней части абсорбер 4 имеет электрохолодильник Пельтье 10, холодная сторона 11 которого вмонтирована в абсорбционную часть абсорбера 4, а горячая сторона 12 электрохолодильника вмонтирована в десорбционную часть абсорбера 4.

Аппарат работает следующим образом. Включение в аппарат и работа аппарата в начальный период ничем не отличатся от работы респиратора Р-30. Перед включением в работу пользователь 1 делает выдох в дыхательный мешок 2 или включением (открытием вентиля) баллона 3 наполняет дыхательный мешок. Одновременно включается в работу насос 9 для циркуляции жидкого поглотителя и электрохолодильник 10. При хранении аппарата весь жидкий поглотитель находится в нижней части абсорбера. Направление движения жидкости на схеме показано стрелками. Пусковой период выхода на рабочий режим для абсорбера составляет примерно 1,5-2 мин. Рабочая температура жидкости в десорбционной части абсорбера 4 составляет 100-110°C. Рабочая температура в сорбционной части аппарата зависит от подаваемой мощности электроэнергии на элемент Пельтье.

Направление движения дыхательной смеси на схеме показано стрелками. При выдохе дыхательная смесь продавливается через насадку 7, омытую поглотителем, с поглощением углекислого газа. Далее дыхательная смесь поступает в дыхательный мешок 2. При вдохе дыхательная смесь насыщается кислородом из баллона 3 и поступает потребителю.

Важно отметить, что работа электрохолодильника 10 хорошо управляема. При низких температурах внешней среды (10-15°C) его работа может быть больше ориентирована на нагрев десорбционной части абсорбера 4, а при высоких температурах внешней среды (более 26°C) его работа больше ориентирована на охлаждение абсорбционной части абсорбера.

Пример 1. Температура внешней среды составляет 27°C. В качестве жидкого поглотителя углекислого газа использован 30%-ный водный раствор моноэтанолэтилендиамина (МЭЭДА). Динамическая емкость МЭЭДА по углекислому газу составляет 30-40 л/кг. Температура регенерации поглотителя 100-105°C. Для циркуляции жидкого поглотителя 90 г/мин требуется насос мощностью не более 2 Вт. Концентрация углекислого газа на вдохе при запуске составляет примерно 2,2%, после выхода на стационарный режим составляет 1,7%. Для экономии тепловой энергии конструкция абсорбера выполнена в форме «труба в трубе».

Температура дыхательной смеси на вдохе составляет 28°C (для сравнения температура дыхательной смеси на вдохе для аппарата Р-30 составляет также 28°C). Энергопотребление электрохолодильника составляет 25 Вт. Пусковой период выхода на рабочий режим для абсорбера составляет 1,7 мин. Рабочая температура жидкости в десорбционной части абсорбера 4 составляет 107-110°C. Рабочая температура в сорбционной части аппарата - 25°C.

Пример 2. Температура внешней среды составляет 35°C. В качестве жидкого поглотителя углекислого газа использован 30%-ный водный раствор моноэтанолэтилендиамина (МЭЭДА). Концентрация углекислого газа на вдохе при запуске составляет примерно 2,2%, после выхода на стационарный режим составляет 1,8%.

Температура дыхательной смеси на вдохе составляет 36°C (для сравнения температура дыхательной смеси на вдохе для аппарата Р-30 составляет 39°С). Энергопотребление электрохолодильника составляет 33 Вт. Пусковой период выхода на рабочий режим для абсорбера составляет 1,5 мин. Рабочая температура жидкости в десорбционной части абсорбера 4 составляет 115-120°C. Рабочая температура в сорбционной части аппарата - 30°C.

Таким образом, при работе аппарата исключается необходимость в запасах льда. Таким образом, решаются все поставленные выше задачи.

Изолирующий дыхательный аппарат, содержащий баллон со сжатым кислородом, дыхательный мешок и маску с клапанами вдоха и выдоха, отличающийся тем, что он дополнительно содержит абсорбер, использующий жидкий регенерируемый поглотитель углекислого газа и электрохолодильное устройство, работающее по принципу Пельтье.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам защиты органов дыхания на химически связанном кислороде. Изолирующий дыхательный аппарат содержит корпус, выполненный в виде пакета из полимерной пленки, разделенный сварными швами на снабженные окнами карманы.

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.

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.

Изобретение относится к устройствам регенерации воздуха в непригодной для дыхания атмосфере, закрытых помещениях, и может быть использовано, например, в респираторах горноспасателей.
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 и зрения человека от вредного воздействия непригодной для дыхания, токсичной и задымленной газовой среды.

Изобретение относится к спасательной технике и предназначено для временной защиты органов дыхания от ядовитых газов группы людей, застигнутых в шахте при взрыве, пожаре, внезапных выбросах угля и газа или обрушении горных пород.
Изобретение относится к спасательной технике при тушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ. .

Изобретение относится к пневмооборудованию средств индивидуальной защиты (СИЗ) человека от вредного воздействия непригодной для дыхания токсичной и/или задымленной среды.

Изобретение относится к устройствам для спасения жизни, в частности к пневмооборудованию средств индивидуальной защиты (СИЗ). .

Изобретение относится к спасательной службе и может быть использовано в химической, горной промышленности, подводной, пожарной, космической и авиационной технике, а именно для защиты органов дыхания и зрения человека при выполнении газоопасных, аварийных работ, а также работ в не пригодной для дыхания среде.

Изобретение относится к устройствам для защиты органов дыхания человека, находящегося в непригодной для дыхания среде, и позволяет улучшить эксплуатационные характеристики аппарата.

Изобретение относится к средствам обеспечения жизнедеятельности, а именно к устройствам для защиты органов дыхания человека, находящегося в непригодной для дыхания среде.

Изобретение относится к индивидуальным средствам защиты органов дыхания . .

Изобретение относится к устройствам для защиты органов дыхания в непригодной для дыхания атмосфере и предназначено для использования в угольной и других отраслях промьппленности при ликвидации аварий.

Изобретение относится к средствам обеспечения жизнедеятельности, а именно к устройствам для защиты органов дыхания и зрения человека от вредного воздействия непригодной для дыхания, токсичной и задымленной газовой среды. Дыхательный аппарат содержит источник сжатого газа, легочный автомат, включающий корпус с впускным штуцером, крышку, мембрану, герметично закрепленную между корпусом и крышкой, впускной клапан, установленный в корпусе с образованием управляющей камеры, выход которой выполнен в виде седла впускного клапана, взаимодействующий через рычаги с седлом впускного клапана управляющий клапан, маску с клапанной коробкой и клапаном выдоха. Согласно изобретению рычаги установлены с возможностью осевого перемещения с впускным клапаном, а управляющий клапан связан с мембраной через рычаги и установлен соосно с седлом впускного клапана. Технический результат заключается в снижении сопротивления дыханию за счет уменьшения времени отклика легочного автомата на изменение потребностей пользователя в расходе газа при различных режимах дыхания, а также в повышении удобства использования за счет обеспечения автоматического включения/отключения легочного автомата при стыковке/расстыковке с маской. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх