РЕСПИРАТОР Российский патент 2001 года по МПК A62B7/00 

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека от радиоактивных аэрозолей, аэрозолей биологического происхождения, различной пыли, микроэлементов и т.п.

В качестве аналога рассмотрим респиратор [1], содержащий лицевую часть с клапанами вдоха и выдоха, дыхательные шланги и патрон с установленным в нем фильтром. В качестве фильтра применен гидрофобный фильтр картон ФМП.

Недостатком данного типа респираторов является то, что фильтрующий элемент респиратора быстро забивается и выходит из строя, что приводит к необходимости частой его замены.

В качестве прототипа рассмотрим респиратор [2], содержащий лицевую часть с клапанами вдоха и выдоха, дыхательные шланги и патрон с установленным в нем фильтром (газообменным устройством), совмещенным с дыхательным мешком, выполненным в виде эластичного мешка из пористой полимерной мембраны, при этом наиболее удаленные друг от друга области внутреннего пространства сообщены дыхательными шлангами с клапанами вдоха и выдоха.

Данный респиратор работает по принципу диффузионного газообмена. Недостатком данного респиратора является недостаточно большой дыхательный объем при выполнении тяжелых работ, наблюдается повышенное сопротивление вдоху и выдоху.

Предлагаемым изобретением решается задача увеличения дыхательного объема респиратора и уменьшение сопротивления вдоху и выдоху при сохранении компактности всего устройства.

Для достижения указанного технического результата в респираторе, содержащем лицевую часть, клапаны вдоха и выдоха, газообменное устройство, эластичный дыхательный мешок, дыхательные шланги вдоха и выдоха, газообменное устройство выполнено в виде модуля из трековых мембран с разделительными элементами, образующими чередующиеся перекрестно направленные под углом 90^o друг к другу проточные каналы двух направлений для атмосферного и внутреннего воздуха, а на выходе установлены воздуходувки с возможностью создания в проточных каналах потоков воздуха с одинаковым давлением по обе стороны трековых мембран, при этом разделительные элементы образуют каналы для прохода воздуха по всей длине постоянной ширины и высоты, а размеры пор трековых мембран выбирают меньше размеров опасных пылинок и микроорганизмов.

Отличительными признаками предлагаемого респиратора от указанного выше известного прототипа является то, что газообменное устройство выполнено в виде модуля из трековых мембран с разделительными элементами, образующими чередующиеся перекрестно направленные под углом 90^o друг к другу проточные каналы двух направлений для атмосферного и внутреннего воздуха, а на выходе установлены воздуходувки с возможностью создания в проточных каналах потоков воздуха с одинаковым давлением по обе стороны трековых мембран, при этом разделительные элементы образуют каналы для прохода воздуха по всей длине постоянной ширины и высоты, а размеры пор трековых мембран выбирают меньше размеров опасных пылинок и микроорганизмов.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными (указанными в ограничительной части формулы), достигается следующий технический результат - обеспечивается увеличение дыхательного объема, практически отсутствует повышенное сопротивление вдоху (выдоху), что позволяет легко переносить длительную работу в респираторе, поддерживать постоянным нормальный газовый состав во внутреннем контуре независимо от интенсивности дыхания (т.е. физической нагрузки, испытываемой работником), при этом гарантируется высокая степень не попадания микрочастиц, размер которых превышает установленный порог. Кроме того? в респираторе отсутствует фильтр, накапливающий пыль (микрочастицы).

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации, решений, содержащих аналогичные признаки, не обнаружено. Таким образом, можно сделать заключение о том, что предложенное устройство не известно из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию охраноспособности - "новое".

На основании сравнительного анализа предложенного решения с известным уровнем техники по источникам научно-технической и патентной информации можно утверждать, что между совокупностью признаков, в том числе отличительных, выполняемых ими функциями и достигаемой целью наблюдается неочевидная причинно-следственная связь. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что предложенное решение не следует явным образом из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию охраноспособности "изобретательский уровень".

Предложенное техническое решение может найти применение в горнорудной и угледобывающей промышленности, предприятиях порошковой металлургии, цементном производстве, атомной промышленности, микроэлектронике, оптике, точной механике, биохимическом производстве, медицине, а также на других производствах, на которых возникает необходимость защиты органов дыхания людей, работающих в атмосфере с предельно высокой концентрацией вредных аэрозолей, в том числе и биологического происхождения, особенно в условиях высокой влажности, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "промышленная применимость".

Предлагаемый респиратор иллюстрируется приложенной к описанию схемой. Респиратор содержит лицевую часть 1, клапаны вдоха 2 и выдоха 3, дыхательный мешок 4 с дыхательными шлангами вдоха 5 и выдоха 6, газообменное устройство 7 в виде модуля из трековых мембран с разделительными элементами, образующими чередующиеся перекрестно направленные под углом 90^o друг к другу проточные каналы двух направлений для атмосферного и внутреннего воздуха, а на выходе установлены воздуходувки 8 и 9 с приводом от двигателя 10, работающего от источника электрического питания 11.

При этом конструктивно система состоит из двух контуров: внешнего - I и внутреннего - II, разделенных газообменным устройством 7 на трековых мембранах с калиброванными порами (0,25 - 0,50 мкм).

Внешний контур I состоит из воздуходувки 9 и части газообменного устройства 7, открыт во внешнее пространство и имеет принудительный поддув воздуха с помощью воздуходувки 9.

Внутренний контур II состоит из лицевой части 1 респиратора, гибких соединительных шлангов 5 и 6 с клапанами вдоха 5 и выдоха 6, воздуходувки 8, части газообменного устройства 7 и дыхательного мешка 4.

Устройство работает следующим образом. Выдыхаемый и вдыхаемый воздух циркулирует по внутреннему контуру 1 под воздействием воздуходувки 8. При этом воздух через шланг выдоха 6 прямым током проходит по проточным каналам газообменного устройства 7 и через дыхательный мешок 4 проходит в шланг вдоха 5. Одновременно с этим по внешнему контуру II под воздействием воздуходувки 9 циркулирует воздух внешнего пространства, проходящий по проточным каналам газообменного устройства 7 в направлении? перпендикулярном направлению движения внутреннего воздуха. Обеспечение нормальных условий жизнедеятельности человека выполняется за счет разности парциальных давлений O₂ и CO₂ соответственно по разные стороны трековых мембран, расположенных в газообменном устройстве 7. Кислород O₂ диффундирует через мембраны снаружи вовнутрь, а углекислый газ CO₂ - в обратном направлении. Этот процесс проходит постоянно при работе воздуходувок 8 и 9. Таким образом воздух для дыхания обогащается кислородом из атмосферного воздуха, а в воздух атмосферы поступает углекислый газ. При этом обеспечивается отсутствие перепада давления по обе стороны мембран и гарантируется высокая степень задержки (не попадания) микрочастиц, размер которых превышает установленный порог.

Литература
1. Афанасьева Е. , Трумпайц Я. Индивидуальные средства защиты органов дыхания. Москва, изд. ВЦСПС Профиздат, 1962 г., стр. 13.

2. Авторское свидетельство СССР N 1119197, A 62 B 7/10.

Предназначен для использования при защите органов дыхания человека от радиоактивных аэрозолей, аэрозолей биологического происхождения, различной пыли, микроэлементов и т.п. В респираторе, содержащем лицевую часть, клапаны вдоха и выдоха, газообменное устройство, эластичный дыхательный мешок, дыхательные шланги вдоха и выдоха, газообменное устройство выполнено в виде модуля из трековых мембран с разделительными элементами, образующими чередующиеся перекрестно направленные под углом 90° друг к другу проточные каналы двух направлений для атмосферного и внутреннего воздуха, а на выходе установлены воздуходувки с возможностью создания в проточных каналах потоков воздуха с одинаковым давлением по обе стороны трековых мембран, при этом разделительные элементы образуют каналы для прохода воздуха по всей длине постоянной ширины и высоты, а размеры пор трековых мембран выбирают меньше размеров опасных пылинок и микроорганизмов. Обеспечивается увеличение дыхательного объема респиратора и уменьшение сопротивления вдоху и выдоху при сохранении компактности всего устройства. 1 ил.

Респиратор, содержащий лицевую часть, клапаны вдоха и выдоха, газообменное устройство, эластичный дыхательный мешок, дыхательные шланги вдоха и выдоха, отличающийся тем, что газообменное устройство выполнено в виде модуля из трековых мембран с разделительными элементами, образующими чередующиеся перекрестно направленные под углом 90^o друг к другу проточные каналы двух направлений для атмосферного и внутреннего воздуха, а на выходе установлены воздуходувки с возможностью создания в проточных каналах потоков воздуха с одинаковым давлением по обе стороны трековых мембран, при этом разделительные элементы образуют каналы для прохода воздуха по всей длине постоянной ширины и высоты, а размеры пор трековых мембран выбирают меньше размеров опасных пылинок и микроорганизмов.