ПРОТИВОГАЗОВЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 2002 года по МПК A62B23/02 A62B19/00 B01D53/04 

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

Известен противогазовый фильтр, содержащий цилиндрический корпус, с резьбовой горловиной для присоединения фильтра к маске, шихтовую часть, элементы крепления шихты, дно с входным отверстием (см. пат. ФРГ 3507486, кл. А 62 В 23/00, 04.09.1986).

Недостатками известного противогазового фильтра является то, что из-за конструкции верхней сотки сопротивление и динамическая активность противогазового фильтра могут колебаться в широких пределах, т.е. являются нестабильными, в то же время при воздействии продольных нагрузок возможны деформации и смещения резьбовой горловины, что приводит к полному выводу фильтрующе-поглощающей коробки из строя.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является противогазовый фильтр, содержащий цилиндрический корпус с резьбовой горловиной для присоединения фильтра к маске, шихтовую часть, слой из фильтрующего материала, сетки верхнюю и нижнюю для крепления шихтовой части, дно с входным отверстием (см. пат. ФРГ 2316278, кл. А 62 В 19/00, 24.11.1977).

Недостатком данного устройства является то, что из-за конструкции верхней сетки сопротивление и динамическая активность противогазового фильтра могут колебаться в широких пределах, т.е. являются нестабильными; в то же время при воздействии продольных нагрузок возможны деформация и смещение резьбовой горловины, что приводит к полному выводу фильтрующе-поглощающей коробки из строя.

Технический результат заключается в повышении качества очистки воздуха противогазовым фильтром, увеличении ресурса работы и повышении надежности в его работе.

Указанный технический результат достигается тем, что в противогазовом фильтре, содержащем цилиндрический корпус с резьбовой горловиной для присоединения фильтра к маске, шихтовую часть, слой из фильтрующего материала, сетки верхнюю и нижнюю для крепления шихтовой части, дно с входным отверстием, с внутренней стороны в резьбовой горловине крепится дополнительная вставка, а сетка верхняя выполняется со сферическим выступом в центре и совместно со слоем фильтрующего материала закрепляется в цилиндрическом корпусе таким образом, что слой фильтрующего материала находится между вставкой и сферическим выступом верхней сетки, причем радиус сферы выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:4,15÷4,5, а высота выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:27÷36.

Отличие предложенного устройства от известного заключается в том, что с внутренней стороны в резьбовой горловине крепится дополнительная вставка, а сетка верхняя выполняется со сферическим выступом в центре и совместно со слоем фильтрующего материала закрепляется в цилиндрическом корпусе таким образом, что слой фильтрующего материала находится между вставкой и сферическим выступом верхней сетки, причем радиус сферы выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:4,15÷4,5, а высота выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:27÷36.

Использование дополнительной вставки, закрепленной с внутренней стороны резьбовой горловины, в сочетании с выполнением сетки верхней со сферическим выступом в заявленных соотношениях из научно-технической литературы авторам неизвестно.

Использование указанных признаков в предложенном устройстве позволяет достичь высокого качества очистки воздуха, повысить надежность эксплуатации изделий в экстремальных ситуациях (броски, вибрация), увеличить ресурс работы изделий, что становится возможным за счет того, что с внутренней стороны в резьбовой горловине крепится дополнительная вставка, а сетка верхняя выполняется со сферическим выступом в центре и совместно со слоем фильтрующего материала закрепляется в цилиндрическом корпусе таким образом, что слой фильтрующего материала находится между вставкой и сферическим выступом верхней сетки, причем радиус сферы и выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:4,15÷4,5, а высота выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:27÷36.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где
На фиг.1, 1А приведен общий вид противогазового фильтра;
На фиг.2 - вид А по фиг.1;
На фиг. 3 - зависимость времени защитного действия по аммиаку и сопротивления потоку воздуха противогазового фильтра, содержащего дно с внутренней резьбовой горловиной, от величины соотношения между радиусом сферы и диаметром корпуса (D/r);
На фиг. 4 - зависимость времени защитного действия по аммиаку и сопротивления потоку воздуха противогазового фильтра, содержащего дно с внутренней резьбовой горловиной, от величины соотношения между высотой выступа и диаметром корпуса (D/h);
На фиг. 5 - зависимость времени защитного действия по бензолу и сопротивления потоку воздуха противогазового фильтра, содержащего дно о герметично закрепленным противоаэрозольным фильтром, от величины соотношения между радиусом сферы и диаметром корпуса (D/r);
На фиг. 6 - зависимость времени защитного действия по бензолу и сопротивления потоку воздуха противогазового фильтра, содержащего дно с герметично закрепленным противоаэрозольным фильтром, от величины соотношения между высотой выступа и диаметром корпуса (D/h).

Предложенный противогазовый фильтр включает цилиндрический корпус 1 с резьбовой горловиной 2 для присоединения фильтра к маске; шихтовая часть 3 фиксируется в корпусе 1 с помощью элементов крепления - сетки верхней 4 и сетки нижней 5.

С внутренней стороны в резьбовой горловине 2 крепится дополнительная вставка 6; между вставкой 6 и сеткой верхней 4, выполненной со сферическим выступом, закрепляется слой фильтрующего материала 7. К нижней части цилиндрического корпуса 1 герметично крепится дно 8 с входным отверстием.

В зависимости от назначения противогазовых фильтров дно 8 содержит, или герметично закрепленный противоаэрозольный фильтр 9, или внутреннюю резьбовую горловину 10.

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 загрязненный воздух через отверстие в дне 8 поступает в противогазовый фильтр.

Пройдя последовательно через противогазовый фильтр 9 и шихтовую часть 3 или в зависимости от назначения и конструкции через внутреннюю резьбовую горловину и шихтовую часть 3, зафиксированную в корпусе 1 с помощью сетки верхней 4 и сетки нижней 5, а также через слой фильтрующего материала 7, закрепленного между вставкой 6 и сеткой верхней 4, воздух очищается и через горловину 2 поступает в подмасочное пространство лицевой части и используется для дыхания.

Для повышения качества очистки воздуха и увеличения ресурса работы противогазового фильтра сетка верхняя выполняется со сферическим выступом в центре, причем радиус сферы у выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1: 4,15÷4,5, а высота выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:27÷36.

На фиг. 3-6 приведены результаты экспериментов, обосновывающих целесообразность выбора соотношений между радиусом сферы у выступа и диаметром корпуса, а также между высотой выступа и диаметром корпуса.

На фиг. 3 показана зависимость времени защитного действия по аммиаку и сопротивления потоку воздуха противогазового фильтра, содержащего дно с внутренней резьбовой горловиной, от величины соотношения между радиусом сферы и диаметром корпуса (D/r), где пунктирными линиями обозначены требования ГОСТов к изделиям такого класса и фактическое время защитного действия прототипа.

УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИИ:
V=30 л/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t^o=25±5^oС - температура;
ϕ=75% - относительная влажность воздуха;
С_о=10 мг/л - начальная концентрация вредной примеси;
С_к=0,02 мг/л - концентрация вредной примеси на выходе.

Из результатов экспериментов следует, что при отношении между радиусом сферы и диаметром корпуса (D/r)>4,5 время защитного действия противогазового фильтра уменьшается ниже предельно допустимых величин, что может происходить за счет изменения профиля фронта сорбционной волны, в то время как рост сопротивления при (D/r)<4,15 обусловлен, по-видимому, увеличением степени уплотнения шихты при закреплении в корпусе сеток с указанными параметрами.

Аналогичным образом могут быть интерпретированы результаты экспериментов, приведенные на фиг.4 и показывающие зависимость времени защитного действия по аммиаку и сопротивления потоку воздуха противогазового фильтра, содержащего дно с внутренней резьбовой горловиной, от величины соотношения между высотой выступа и диаметром корпуса: при (D/h)>36 время защитного действия по аммиаку становится меньше нормативов, принятых для этого класса изделий, а при (D/h)<27 сопротивление увеличивается до недопустимых пределов.

На фиг. 5 показана зависимость времени защитного действия по бензолу и сопротивления потоку воздуха противогазового фильтра, содержащего дно с герметично закрепленным противоаэрозольным фильтром, от величины соотношения между радиусом сферы и диаметром корпуса (D/r), где пунктирными линиями обозначены требования ГОСТов и нормативно-технической документации к изделиям такого класса.

УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ:
V=30 л/мин - объемный расход паровоздушной смеси;
t^o=20±5^oС - температура воздушного потока;
ϕ=50±3% - относительная влажность воздуха;
С_о=25 мг/л - начальная концентрация вредной примеси;
С_н=0,005 мг/л - концентрация вредной примеси на выходе.

Из результатов экспериментов следует, что при отношении между радиусом сферы и диаметром корпуса (D/r)>4,5 время защитного действия противогазового фильтра уменьшается ниже предельно допустимых величин, а при (D/r)<4,15 сопротивление противогазового фильтра увеличивается и становится выше нормативных показателей.

На фиг. 6 показана зависимость времени зажитного действия по бензолу и сопротивления потоку воздуха противогазового фильтра, содержащего дно с герметично закрепленным противоазрозольным фильтром, от величины соотношения между высотой сферического выступа (h) и диаметром корпуса (D); условия проведения экспериментов те же, что и в предыдущем случае: при (D/h)>36 время защитного действия по бензолу становится меньше нормативов, принятых для этого класса изделий, в то время как при (D/h)<27 сопротивление увеличивается до недопустимых пределов.

Данное выполнение устройства позволяет достичь высокого качества очистки воздуха от вредных примесей, увеличить ресурс его работы и существенно повысить надежность за счет того, что с внутренней стороны в резьбовой горловине крепится дополнительная вставка, а сетка верхняя выполняется со сферическим выступом в центре и совместно со слоем фильтрующего материала закрепляется в цилиндрическом корпусе таким образом, что слой фильтрующего материала находится между вставкой и сферическим выступом верхней сетки, причем радиус сферы у выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:4,15÷4,5, а высота выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:27÷36.

Противогазовый фильтр может быть использован для очистки воздуха от паров вредных веществ. В фильтре с внутренней стороны в резьбовой горловине крепится дополнительная вставка. Сетка верхняя выполнена со сферическим выступом в центре и своместно со слоем фильтрующего материала закреплена в цилиндрическом корпусе таким образом, что слой фильтрующего материала находится между вставкой и сферическим выступом верхней сетки. Радиус сферы у выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:4,15 - 4,5, а высота выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:27 - 36. Фильтр отличается повышенным качеством очистки, увеличенным ресурсом работы. 7 ил.

Противогазовый фильтр, содержащий цилиндрический корпус с резьбовой горловиной для присоединения фильтра к маске, шихтовую часть, слой из фильтрующего материала, сетки верхнюю и нижнюю для крепления шихтовой части, дно с входным отверстием, отличающийся тем, что с внутренней стороны в резьбовой горловине крепится дополнительная вставка, а сетка верхняя выполнена со сферическим выступом в центре и совместно со слоем фильтрующего материала закреплена в цилиндрическом корпусе таким образом, что слой фильтрующего материала находится между вставкой и сферическим выступом верхней сетки, причем радиус сферы выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1: 4,15-4,5, а высота выступа относится к внутреннему диаметру корпуса фильтра как 1:27-36.