ПРОТИВОГАЗОВЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 1999 года по МПК A62B23/02 A62B7/10 

Изобретение относится к области производства средств для очистки воздуха, в частности, к противогазовой технике, и может быть использовано для очистки воздуха рабочей зоны от паров вредных веществ.

Известен противогазовый фильтр, содержащий цилиндрический корпус с резьбовой горловиной для присоединения фильтра к маске, двухслойную шихтовую часть, элементы крепления шихты, дно с входным отверстием (см. пат. ФРГ N 3507486, кл. A 62 B 23/02, 02.01.87 г.).

Недостатками известного противогазового фильтра является то, что двухслойная шихтовая часть выполнена из гопкалита и катализатора Pt-группы, что во-первых, резко сужает область использования фильтра, т.к. катализаторы Pt-группы отравляются даже незначительными концентрациями соединений серы и оксидов азота, и поэтому предпочтительна очистка воздуха этими катализаторами только от монооксида углерода; во-вторых, сокращает время эффективной работы противогазового фильтра даже по монооксиду углерода в условиях повышенной влажности окружающего воздуха; и, в-третьих, применение в составе шихты фильтра катализаторов Pt-группы резко увеличивает стоимость противогазовых фильтров.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является противогазовый фильтр, содержащий цилиндрический корпус с резьбовой горловиной для присоединения фильтра к маске, двухслойную шихтовую часть, состоящую из осушителя и катализатора, слой из фильтрующего материала, элементы крепления шихты, дно с входным отверстием (см. пат. ФРГ N 2316278, кл. A 62 B 19/00, 13.07.78 г.).

Недостатком данного устройства является то, что ненормируемое соотношение между длинами слоев осушителя и катализатора существенно ограничивает возможности его применения при очистке воздуха рабочей зоны, т.к. противогазовый фильтр предназначен для очистки воздуха только от монооксида углерода. Слой из фильтрующего материала расположен перед слоем осушителя и позволяет проводить очистку воздуха только от аэрозолей, поступающих из окружающей атмосферы на фильтр.

Вместе с тем, отсутствие эффективной очистки от выдуваемой в процессе эксплуатации фильтра высокотоксичной пыли катализатора, существенно снижает время эксплуатации противогазового фильтра, а отсутствие в дне резьбовой горловины не дает возможности присоединения дополнительных приспособлений, расширяющих область его применения, например, фильтрующе-поглощающих коробок различных марок для обеспечения универсальной защиты в экстремальных ситуациях.

Целью изобретения является повышение качества очистки воздуха, увеличение ресурса работы, придание противогазовому фильтру универсальных защитных свойств и повышение надежности в его работе.

Поставленная цель достигается тем, что в противогазовом фильтре, содержащем цилиндрический корпус с резьбовой горловиной для присоединения фильтра к маске, двухслойную шихтовую часть, состоящую из последовательно расположенных по ходу движения воздуха слоев осушителя и катализатора, слой из фильтрующего материала, элементы крепления шихты, дно с входным отверстием, катализатор выполнен в виде гопкалита, при этом длина слоя гопкалита относится к длине слоя осушителя как 1:0,8-1,1, слой из фильтрующего материала расположен между слоем гопкалита и резьбовой горловиной, а дно выполнено с внутренней резьбовой горловиной.

Отличие предложенного устройства от известного заключается в том, что катализатор выполнен в виде гопкалита, при этом длина слоя гопкалита относится к дине слоя осушителя как 1:0,8:1,1, слой из фильтрующего материала расположен между слоем гопкалита и резьбовой горловиной, а дно выполнено с внутренней резьбовой горловиной.

Использование осушителя и гопкалита в заявленных соотношениях в сочетании с введением дополнительного слоя из высокоэффективного фильтрующего материала и выполнением дна с внутренней резьбовой горловиной из научно-технической литературы авторам неизвестно.

Использование указанных признаков в предложенном устройстве позволяет достичь высокого качества очистки воздуха, универсальность защиты органов дыхания в экстремальных ситуациях от широкого спектра СДЯВ, обеспечивает безопасность использования противогазового фильтра за счет полного исключения проскока токсичных соединений марганца и дает возможность, не снимая противогаза, присоединить, при необходимости, дополнительные приспособления: например, высокоэффективные противоаэрозольные фильтры или фильтрующе-поглощающие коробки различных марок, и тем самым, повысить надежность защиты в аварийных ситуациях, что становится возможным за счет того, что катализатор выполнен в виде гопкалита, при этом длина слоя гопкалита относится к длине слоя осушителя как 1: 0,8: 1,1, слой из фильтрующего материала расположен между слоем гопкалита и резьбовой горловиной, а дно выполнено с внутренней резьбовой горловиной.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведен общий вид противогазового фильтра.

Предложенный противогазовый фильтр включает цилиндрический корпус 1 с резьбовой горловиной 2 для присоединения фильтра к маске; двухслойная шихтовая часть, состоящая из осушителя 3 и гопкалита 4, фиксируется в корпусе 1 с помощью элементов крепления - сетки верхней 5 и сетки нижней 6. На сетке верхней 5 со стороны резьбовой горловины 2 закрепляется слой из высокоэффективного фильтрующего материала 7. К нижней части цилиндрического корпуса 1 герметично крепится дно 8 с внутренней резьбовой горловиной 9.

Противогазовый фильтр работает следующим образом.

С помощью резьбовой горловины 2 противогазовый фильтр присоединяется к маске или через гофрированную трубку или непосредственно к узлу вдоха. При вдохе загрязнений воздух через отверстие во внутренней резьбовой горловине 9 дна 8 поступает в противогазовый фильтр.

Пройдя последовательно через слой осушителя 3 и гопкалита 4, зафиксированные в цилиндрическом корпусе 1 с помощью сетки верхней 5 и сетки нижней 6, а также через слой фильтрующего материала 7, воздух очищается и через горловину 2 поступает в подмасочное пространство маски и используется для дыхания.

Для повышения качества очистки воздуха и обеспечения универсальности защиты органов дыхания в экстремальных ситуациях от широкого спектра СДЯВ, последовательно расположенные по ходу движения воздуха слои осушителя и гопкалита выполнены так, что длина слоя гопкалита относится к длине слоя осушителя как 1:0,8-1,1.

Результаты экспериментов, обосновывающих целесообразность выброса соотношений между длинами слоев гопкалита и осушителя приведены на рисунках фиг. 2 (а,б,в).

На фиг. 2 (а) приведены результаты экспериментов, показывающие зависимость времени защитного действия θ противогазового фильтра по монооксиду углерода от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и осушителя.

Пунктирная линия показывает требования ГОСТ к фильтрующим средствам защиты от монооксида углерода.

Условия испытаний: C_o = 6,2 мг/л; C_k = 0,02 мг/л; V = 30 л/мин; t^o = 25±5^oC; ϕ = 90±3%, здесь и далее использованы следующие обозначения:
C_o - начальная концентрация вредной примеси, мг/л;
C_k - концентрация на выходе, мг/л;
V - объемный расход газовоздушной смеси, л/мин;
t^o - температура, ^oC;
ϕ - относительная влажность воздуха, %.

Как следует из результатов экспериментов, при указанных соотношениях между длинами слоев гопкалита и осушителя обеспечивается надежная защита от монооксида углерода.

На фиг. 2 (б) приведены результаты экспериментов, показывающие зависимость времени защитного действия θ противогазового фильтра по аммиаку от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и осушителя. Пунктирной линией показана рекомендуемая величина времени защитного действия для устройств такого типа.

Условия испытаний: C_o = 5 мг/л; C_k = 0,02 мг/л; V = 30 л/мин.; t^o = 25 ± 5^oC; ϕ = 50%, обозначения те же, что и в предыдущем примере.

Как следует из результатов экспериментов, при отношении длин слоев осушителя и гопкалита l_o/l_г > 1,1 время защитного действия противогазового фильтра по аммиаку уменьшается ниже предельно допустимых величин, за счет уменьшения длины слоя гопкалита, необходимого для каталитического разложения аммиака.

На фиг. 2(в) приведена зависимость времени защитного действия θ противогазового фильтра по парам четыреххлористого углерода от соотношения между длинами слоев гопкалита и осушителя. Пунктирной линией показана рекомендуемая Европейским стандартом En143 величина времени защитного действия по четыреххлористому углероду.

Условия испытаний: C_o = 32 мг/л; C_k = 0,66 мг/л; ϕ = 50% t^o =20 ± 5^o; V = 30 л/мин, обозначения те же, что и в предыдущих примерах.

Результаты экспериментов показывают, что при отношении длин слоев осушителя и гопкалита l_o/l_г < 0,8 время защитного действия противогазового фильтра по четыреххлористому углероду уменьшается ниже предельно допустимых величин, за счет уменьшения длины слоя осушителя, представляющего из себя активный уголь с нанесенными добавками галоидных солей щелочных и щелочно-земельных металлов, и являющегося одновременно эффективным поглотителем паров органических веществ.

Таким образом, как следует из результатов экспериментов, оптимальным с точки зрения обеспечения универсальности защиты, является отношение длины слоя гопкалита к длине слоя осушителя как 1:0,8-1,1.

Для обеспечения высокоэффективной очистки от выдуваемой в процессе эксплуатации фильтра высокотоксичной (ПДК-0,0003 мг/л) пыли соединений марганца, являющихся одной из составных частей гопкалита, между слоем гопкалита и резьбовой горловиной размещен дополнительный слой из фильтрующего материала.

На фиг. 3 приведены результаты сравнительных испытаний по выдуванию пыли соединений марганца из прототипа и предложенного противогазового фильтра.

Размещение дополнительного слоя из фильтрующих материалов (например, ФПП, ФПКС, РМПК, РФМ) позволяет обеспечить безопасную работу фильтра в течение всего ресурса по СДЯВ.

Выполнение дна с внутренней резьбовой горловиной позволяет, не снимая противогаза, присоединить к противогазовому фильтру дополнительные приспособления, расширяющие область его применения, например, высокоэффективные противоаэрозольные фильтры или фильтрующе-поглощающие коробки различных марок и тем самым повысить надежность защиты в аварийных ситуациях.

Предложенный противогазовый фильтр за счет того, что катализатор выполнен в виде гопкалита, при этом длина слоя гопкалита относится к длине слое осушителя как 1: 0,8: 1,1, слой из фильтрующего материала расположен между слоем гопкалита и резьбовой горловиной, а дно выполнено с внутренней резьбовой горловиной, позволяет достичь высокого качества очистки воздуха, обеспечить универсальность защиты органов дыхания в экстремальных ситуациях от широкого спектра СДЯВ, обеспечивает безопасность использования за счет полного исключения проскока токсичных соединений марганца и дает возможность, не снимая противогаза, присоединить при необходимости дополнительные приспособления и тем самым повысить надежность защиты в аварийных ситуациях.

Изобретение предназначено для очистки воздуха рабочей зоны от паров вредных веществ. Противогазовый фильтр содержит цилиндрический корпус с резьбовой горловиной для присоединения фильтра к маске, двухслойную шихтовую часть, состоящую из последовательно расположенных по ходу движения воздуха слоев осушителя и гопкалита, слой из фильтрующего материала, расположенный между слоем гопкалита и резьбовой горловиной, дно с внутренней резьбовой горловиной, элементы крепления шихты. Длина слоя гопкалита относится к длине слоя осушителя как 1 : 0,8 - 1,1. Обеспечивается повышение качества очистки воздуха, увеличивается ресурс работы, повышается надежность. 3 ил.

Противогазовый фильтр, содержащий цилиндрический корпус с резьбовой горловиной для присоединения фильтра к маске, двухслойную шихтовую часть, состоящую из последовательно расположенных по ходу движения воздуха слоев осушителя и катализатора, слой из фильтрующего материала, элементы крепления шихты, дно с входным отверстием, отличающийся тем, что катализатор выполнен в виде гопкалита, при этом длина слоя гопкалита относится к длине слоя осушителя как 1 : 0,8 - 1,1, слой из фильтрующего материала расположен между слоем гопкалита и резьбовой горловиной, а дно выполнено с внутренней резьбовой горловиной.