СПАСАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО В.А.СТАРЦЕВА Российский патент 1998 года по МПК E21F11/00 

Изобретение относится к горному делу и удовлетворению жизненных потребностей человека и может быть использовано как спасательное устройство горнорабочих и других лиц, подверженных воздействию ядовитых и вредных веществ, а также лиц, оказавшихся в состоянии "мнимой" смерти.

Известны камеры-убежища [1] , а также известно газозащитное устройство для горнорабочих [2].

Недостатком известных устройств является то, что они не обеспечивают создания и поддержания в течение заданного периода времени качественных характеристик газовой среды внутри помещения, в котором находятся люди, в части поддержания необходимого уровня содержания электрически заряженных легких аэроионов, а также невозможность предотвращения воздействия на органы дыхания продуктов распада тяжелых радиоактивных газов.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи по созданию и поддержанию в спасательном устройстве полноценного по физико-химическим характеристикам воздуха, обеспечивающего сохранение и реабилитацию здоровья людей.

Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом, заключающимся в генерировании в спасательном устройстве электрически заряженных кластеров размером от 2,5 • 10^-4 до 6 • 10^-3 мкм, способных осаждаться в дыхательных путях организма и оказывать восстановительное и профилактическое действие как за счет поступления непосредственно в кровяное русло жизненно необходимых ионов минеральных солей (K, Na, Mg, Cl), так и переноса электрического заряда, а также в размещении людей в объеме палаты со стабильным характером протекания массообменных процессов и за пределами зоны скопления тяжелых радиоактивных газов.

Существенные признаки заявленного технического решения: ограничительные - спасательное устройство содержит изолированную палату для размещения людей и систему для подачи воздуха внутрь палаты; отличительные - изолированная палата образована в толще соляных пород, оборудована перфорированным полом с фильтром-насытителем в виде дробленой соляной породы и сообщена посредством отверстий в полу с боксом подготовки воздуха, при этом в палате установлена платформа для размещения людей с зазором относительно поверхности пола и боковых стен палаты, величина зазора между платформой и полом составляет не менее

где
H - высота палаты, м;
δ - максимальная ширина отверстия в полу палаты, м;
величина зазора между платформой и боковыми стенами палаты составляет не менее
В = 0,1 L,
где
L - длина палаты, м;
а отношение площади, занятой платформой, к площади палаты составляет не более 0,65.

На чертеже показано спасательное устройство В.А. Старцева.

Спасательное устройство В. А. Старцева содержит изолированную палату 1 для размещения людей, образованную в толще соляных пород 2. Палата 1 оборудована перфорированным полом 3 с фильтром-насытителем 4 в виде дробленой соляной породы, платформой 5 с лежаками 6 для размещения людей. Платформа 5 расположена с зазором относительно поверхности пола 3 и боковых стен палаты 1. При этом величина зазора между платформой 5 и полом 3 составляет не менее

где
H - высота палаты, м;
δ - максимальная ширина отверстий в полу 3 палаты 1, м;
величина зазора между платформой 5 и боковыми стенами палаты 1 составляет не менее
В = 0,1L,
где
L - длина палаты 1, м,
а отношение площади, занятой платформой 5, к площади палаты 1 составляет не более 0,65.

Палата 1 содержит входной канал 7 и посредством отверстий в полу 3, каналов 8, 9, 10, 11 и вентилятора 12 соединена с боксом подготовки воздуха 13, снабженным входным каналом 14.

При эксплуатации спасательного устройства В.А. Старцева людей помещают в изолированной палате 1 на лежаках 6.

Микроклиматические параметры и вещественный состав воздуха в палате 1 поддерживается следующим образом.

1. При наличии внешнего источника постоянного "питания" спасательного устройства - свежим кондиционированным воздухом. Свежий кондиционированный воздух по входному каналу 14 проходит в бокс подготовки воздуха 13 и с помощью вентилятора 12 по каналам 11, 10, 9, 8, через отверстия в перфорированном полу 3 и соляной фильтр-насытитель 4 поступает в палату 1. При прохождении воздуха через фильтр-насытитель 4 происходит его очистка от пыли и аллергенов и насыщение электрически заряженными соляными кластерами. Прошедший через фильтр-насытитель 4 воздух смешивается с воздухом палаты 1 и используется для дыхания людей, размещенных в палате 1. Избыточный воздух вместе с респираторными отбросами людей через выходной канал 7 выходит за пределы палаты 1.

2. При наличии внешнего источника "питания" спасательного устройства - свежим, но не кондиционированным воздухом.

Свежий воздух по входному каналу 14 поступает в бокс подготовки воздуха 13, где с помощью кондиционера (на чертеже не показан) проходит операцию кондиционирования и с помощью вентилятора 12 по каналам 11, 10, 9, 8, через отверстия в перфорированном полу 3 и соляной фильтр-насытитель 4 поступает в палату 1, смешивается с воздухом палаты 1 и используется для дыхания людей, размещенных в палате 1. Избыточный воздух вместе с респираторными отбросами людей через выходной канал 7 выходит за пределы палаты 1.

3. При отсутствии внешнего источника постоянного "питания" спасательного устройства - свежим воздухом и осуществлением регенерации отработанного воздуха.

Выходной канал 7 аэродинамически связывается с входным каналом 14, в боксе подготовки воздуха 13 размещается регенерационная установка (не показана), включающая баллон со сжатым кислородом, патроны с химическим поглотителем углекислого газа, патроны с осушителем воздуха. В качестве вентилятора 12 используется ручной или комбинированный вентилятор. Проветривание палаты 1 осуществляется в рециркуляционном режиме с регенерацией отработанного воздуха. Отработанный воздух из палаты 1 выдается по выходному каналу 7 и через входной канал 14 поступает в бокс подготовки воздуха 13, где происходит его кондиционирование: осушение, поглощение углекислого газа и насыщение кислородом. Кондиционированный воздух с помощью вентилятора 12 по каналам 11, 10, 9, 8, через отверстия в полу 3 и соляной фильтр-насытитель 4 поступает в палату 1, смешивается с воздухом палаты 1 и используется для дыхания людей, размещенных в палате 1. Избыточный воздух вместе с респираторными отбросами людей через выходной канал 7 и входной канал 14 поступает в бокс подготовки воздуха 13.

4. При отсутствии внешнего источника постоянного "питания" спасательного устройства - свежим воздухом и использованием аккумулированного кондиционированного воздуха.

Выходной канал 7 аэродинамически связывается с началом емкости (на чертеже не показана), аккумулирующей кондиционированный воздух, а конец емкости - с входным каналом 14.

Избыточный (отработанный) воздух из палаты 1 выдается по выходному каналу 7 в начало емкости, аккумулирующей кондиционированный воздух, смешивается с последним и через входной канал 14 поступает в бокс подготовки воздуха 13, откуда с помощью вентилятора 12 по каналам 11, 10, 9, 8, через отверстия в перфорированном полу 3 и соляной фильтр-насытитель 4 поступает в палату 1, смешивается с воздухом палаты 1 и используется для дыхания людей, размещенных в палате 1.

Избыточный воздух вместе с респираторными отбросами людей через выходной канал 7 поступает в емкость аккумулированного воздуха и смешивается с ним. Из емкости смесь воздуха через входной канал 14 переходит в бокс подготовки воздуха 13.

Пример.

В калийном руднике, в соляной толще, представленной сильвинитовой горной породой, сложенной из водорастворимых минералов: сильвина (KCl) и галита (NaCl), комбайном ПК-8 пройдена горная выработка - изолированная палата 1 сечением 9,8 м² и длиной 30 м, которая через тамбур связана с аккумулирующей кондиционированный воздух горной выработкой объемом 600 м³, пройденной в толще соляных пород, которая через тамбур связана с боксом подготовки воздуха 13 объемом 50 м³. Горная выработка - палата 1 через скважину 7 диаметром 80 мм аэродинамически связана с началом аккумулирующей горной выработкой, а бокс подготовки воздуха 13 через скважину 14 диметром 80 мм аэродинамически соединен с концом аккумулирующей горной выработки и посредством каналов 11, 10, скважины 9, канала 8, отверстий в полу 3 - с выработкой - палатой 1. Перфорированный пол 3 размещен на расстоянии 200 мм от почвы выработки - палаты 1 и выполнен из колосниковой шпальтовой сетки с размером отверстий 1 мм. На полу 3 размещен слой дробленой сильвинитовой горной породы (размер кусков 40 - 60 мм) толщиной 100 - 150 мм. На высоте 400 мм от пола 3 с зазором относительно стен палаты 1 смонтирована платформа 5 шириной 2,2 м и длиной 28 м. На платформе 5 расставлены 10 лежаков 6 для спасаемых людей. В боксе подготовки воздуха 13 смонтирован комбинированный вентилятор 12 производительностью до 10 м³ в час воздуха, который аэродинамически подключен на нагнетание к каналу 11.

Результаты производственного эксперимента и расчеты показывают, что при применении спасательного устройства В.А. Старцева в указанном конструктивном исполнении обеспечивается автономное жизнедеятельное пребывание 10 человек в течение четырех суток. Этому способствует насыщение воздуха, поступающего для дыхания людей, соляными электрически заряженными кластерами и способность соляных поверхностей, ограждающих выработку - палату 1, аккумулирующую выработку и бокс подготовки воздуха 13 поглощать респираторные отбросы, газо- и влаго-выделения людей.

Спасательное устройство относится к горному деду и может быть использовано как спасательное устройство горнорабочих и других лиц, подверженных воздействию ядовитых и вредных веществ. Для этого спасательное устройство содержит изолированную палату для людей и систему подачи воздуха внутрь палаты. Палата образована в толще соляных пород, содержит перфорированный пол с фильтром-насытителем в виде слоя дробленой соляной породы и сообщена посредством отверстий в полу с боксом подготовки воздуха. Кроме того, палата дополнительно содержит платформу для размещения людей, расположенную с зазором относительно поверхности пола и боковых стен палаты. Устройство способствует насыщению воздуха кластерами и поглощению отбросов газо- и влаговыделений людей. 1 ил.

Спасательное устройство, содержащее изолированную палату для размещения людей и систему для подачи воздуха внутрь палаты, отличающееся тем, что изолированная палата образована в толще соляных пород, оборудована перфорированным полом с фильтром-насытителем в виде дробленой соляной породы и сообщена посредством отверстий в полу с боксом подготовки воздуха, при этом в палате установлена платформа для размещения людей с зазором относительно поверхности пола и боковых стен палаты, величина зазора между платформой и полом составляет не менее

где H - высота палаты, м;
δ - максимальная ширина отверстия в полу палаты, м,
величина зазора между платформой и боковыми стенами палаты составляет не менее
B = 0,1 L,
где L - длина палаты, м,
а отношение площади, занятой платформой, к площади палаты составляет не более 0,65.