УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ Российский патент 1998 года по МПК A62B11/00 

Изобретение относится к средствам очистки и регенерации воздуха в аварийных ситуациях и может быть использовано в качестве системы очистки газовой среды в аварийных отсеках подводной лодки, а также в загазованных герметичных помещениях при нормальном и повышенном давлении.

Известно устройство аварийной вентиляции отсеков подводных лодок и внутренних объемов водолазных снаряжений, предназначенных для поддержания в газовой среде необходимой концентрации кислорода (19-25 об.%) и очистки от диоксида углерода (CO₂), в котором гелиокислородная смесь по шлангу подается в водолазный объемный шлем через инжектор. Инжектор в свою очередь засасывает газовую смесь из шлема и осуществляет принудительную циркуляцию.

Вентилируемая гелиокислородная смесь прогоняется инжектором через регенеративный патрон, заполненный кислородсодержащим веществом, в котором очищается от диоксида углерода и пополняется кислородом [1].

Указанное снаряжение обеспечивает вентиляцию скафандра в условиях повышенного давления.

Недостатком этого типа конструкции является необходимость в источнике сжатого воздуха (газовой смеси), спекание регенеративного вещества в процессе отработки и значительная зависимость эффективности работы вещества от температуры, влажности и давления, высокая пожароопасность.

Известна регенеративных двухъярусная установка (РДУ), в которой размещены пластины кислородсодержащего (регенеративного вещества), поглощающего CO₂ и выделяющего кислород [2].

Принцип действия устройства основан на том, что вещество пластин, установленных в РДУ, вступает в химическую реакцию с парами воды и диоксидом углерода (CO₂), содержащимся в атмосфере отсека. В результате экзотермической реакции поглощается CO₂ и выделяется кислород. Тепло, выделяющееся в процессе реакции, обеспечивает подогрев регенерируемого воздуха и его конвенцию через РДУ. Воздух поступает через нижние окна установки и выходит через верхние.

Недостатком этого устройства является неэффективность его использования в условиях повышенного давления из-за снижения конвенции и уменьшения регенеративной мощности регенеративного вещества.

Кроме того, использование кислородсодержащего вещества в переснаряжаемой негерметичной конструкции крайне пожароопасно и связано с опасностью поражения кожи и дыхательных путей обслуживающего личного состава частицами пыли этого вещества.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для аварийной вентиляции, содержащее емкости с генератором кислорода на твердых химических элементах и фильтром и средство для подачи воздуха [3].

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности работы системы вентиляции при нормальном и повышенном давлении, обеспечение возможности быстрого включения аварийной ситуации и снижение пожароопасности.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве емкость для генератора кислорода выполнена в виде корпуса с отверстием, емкость для фильтра имеет отверстия с крышками, одно из которых расположено в ее днище, средство для подачи воздуха образовано инжектором, нагнетательный патрубок которого через дюзу связан с отверстием корпуса, выходной - с отверстием в днище емкости с фильтром, а всасывающий сообщается с вентилируемым пространством, при этом фильтр представляет собой известковый поглотитель, а твердые химические элементы генератора кислорода выполнены в виде пластин.

Принципиальная схема устройства для аварийной вентиляции представлена на чертеже.

Устройство для аварийной вентиляции состоит из патрона 1 с крышками со штуцерами 2 и 3, заполненного химическим известковым поглотителем XII-И 4, генератора 5 кислорода на твердых химических источниках с запальным устройством 6, размещенных в прочном герметичном корпусе 7 с крышкой 8 штуцером 9. К штуцерам 3 и 9 присоединены патрубки 10 и 11 газового инжектора 12 с набором сопел 13, перед нагнетательным патрубком 11 которого установлена дюза 14.

Забор вентилируемой среды инжектором осуществляется через всасывающий патрубок 15.

В нерабочем состоянии штуцер 2 верхней крышки патрона закрыт крышкой 16, а всасывающий патрубок 15 - крышкой 17.

Работа устройства аварийной вентиляции осуществляется следующим образом.

В момент возникновения аварийной ситуации в закрытых помещениях, например в отсеке подводной лодки (когда концентрация кислорода понизится до 19%, а содержание диоксида углерода превысит 1%), удаляются защитные крышки 16, 17 соответственно патрона и всасывающего патрубка инжектора 12. С помощью запального устройства 6 (инициированного или электрического типа) производится зажигание.

При возникновении горения в верхнем слое генератора 5 из него интенсивно начинает выделяться кислород и давление в корпусе 7 повышается. Происходит истечение кислорода через штуцер 9 крышки 8 и дюзу 14 в полость патрубка 11 газового инжектора 12.

Диаметр дюзы и расход кислорода через нее выбирается таким, чтобы истечение газа через дюзу за счет перепада давлений до и после нее находилось в электрической зоне (т.е. давление в прочном герметичном корпусе 1 не оказывает влияния на работу инжектора).

Газообразный кислород проходит через набор сопел 13 инжектора 12, за счет образовавшегося разрежения внутри всасывающего патрубка происходит засасывание воздуха из помещения в соотношении, в несколько раз большем количество кислорода, подаваемого на инжектор. Полученная воздушно-кислородная среда с повышенным содержанием диоксида углерода под напором подается в патрон 1, в котором, проходя через химический известковый поглотитель, очищается от диоксида углерода и затем через штуцер 2 выбрасывается в отсек.

Общее время вентиляции отсека (помещения) зависит от количества твердых химических источников в генераторе кислорода.

Исследования, проведенные на макете устройства аварийной вентиляции, показали, что при использовании штатного генератора кислорода, выпускаемого отечественной промышленностью, массой 1 кг инжектора с постоянной подачей на напорное сопло кислорода под давлением не ниже 3 кгс/см² и расходом 9-10 л/мин обеспечивается непрерывная вентиляция помещения 100 л/мин в течение 1 ч.

Эффективность работы устройства аварийной вентиляции при нормальном и повышенном давлении авторы усматривают в высокой пожаробезопасности устройства, быстроте введения в действие, простоте обслуживания и возможности использования в условиях нормального и повышенного давления окружающей среды.

Использование: для очистки и регенерации воздуха в аварийных ситуациях. Сущность: емкость для генератора кислорода выполнена в виде корпуса с отверстием. Емкость для фильтра имеет отверстия с крышками. Средство для подачи воздуха образовано инжектором, нагнетательный патрубок которого через дюзу связан с отверстием корпуса, выходной - с отверстием в днище емкости с фильтром, а всасывающий сообщается с вентилируемым пространством. Фильтр представляет собой известковый поглотитель. Твердые химические элементы генератора кислорода могут быть выполнены в виде пластин. 1 з.п.ф-лы, 1ил.

1. Устройство для аварийной вентиляции, содержащее емкости с генератором кислорода на твердых химических элементах и фильтром и средство для подачи воздуха, отличающееся тем, что емкость для генератора кислорода выполнена в виде корпуса с отверстием, емкость для фильтра имеет отверстия с крышками, одно из которых расположено в ее днище, средство для подачи воздуха образовано инжектором, нагнетательный патрубок которого через дюзу связан с отверстием корпуса, выходной - с отверстием в днище емкости с фильтром, а всасывающий сообщается с вентилируемым пространством, при этом фильтр представляет собой известковый поглотитель. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что твердые химические элементы генератора кислорода выполнены в виде пластин.