РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПАТРОН ИЗОЛИРУЮЩЕГО ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2003 года по МПК A62B19/02 

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, в частности к регенеративным патронам.

Основной критерий изолирующих дыхательных аппаратов - время защитного действия зависит от ряда параметров, в частности от их аэродинамического сопротивления и сорбционной способности регенеративного продукта в диапазоне температур эксплуатации аппарата.

В патронах изолирующих дыхательных аппаратов, содержащих гранулированный или таблетированный продукт, в результате механического воздействия на них при транспортировании и эксплуатации происходит разрушение гранул и образование значительного количества пыли, что отрицательно сказывается не только на физиологии дыхания из-за повышения аэродинамического сопротивления при дыхании и проникновения пыли регенеративного продукта в дыхательный контур, но и на полноте отработки регенеративного продукта из-за неравномерного распределения газовоздушной смеси по сечению регенеративного патрона.

Динамическая активность регенеративных продуктов в начальный период работы аппарата снижена, особенно при отрицательных температурах, что может привести к его полному или частичному отказу.

Для уменьшения количества пыли и исключения возможности попадания ее в дыхательный контур аппарата используются фильтры различной конструкции, газораспределительные сетки, размещенные в патроне, и поджимные устройства, обеспечивающие надежную фиксацию гранул в патроне.

Для расширения температурных границ эксплуатации и повышения надежности аппаратов в них применяются пусковые устройства, обеспечивающие пользователя в начальный период кислородом и за счет прогрева регенеративного продукта увеличивающие его динамическую активность.

Известен регенеративный патрон для дыхательных аппаратов, содержащий корпус, снаряженный регенеративным продуктом на основе супероксида калия, воздуховодную трубку, соединенную с горловиной патрона, и плоский фильтр (1). Продукт размещен между двумя сетками, при этом нижняя сетка поджата спиральными пружинами.

Выполнение фильтра в виде плоского листа по всему сечению патрона обеспечивает равномерное распределение потока газовоздушной смеси, что позволяет снизить сопротивление дыханию. Для исключения проскока пыли регенеративного продукта в местах контакта сеток и фильтра с боковыми стенками патрона и трубкой прижимные сетки снабжены фланцами, с помощью которых происходит уплотнение линии контакта этих элементов, что препятствует проникновению пыли.

Фиксация сеток осуществляется через продукт коническими пружинами, что препятствует перемещению сеток и продукта.

Конструкция вышеприведенного регенеративного патрона обладает рядом существенных недостатков:
- в результате механических воздействий на патрон в процессе его эксплуатации происходит частичное измельчение регенеративного продукта, появление пыли и оседание ее на поверхности фильтра. Пыль, осевшая на его поверхности, существенно увеличивает сопротивление дыханию. Высота слоя фильтроматериала, которая во многом определяет его сопротивление и пылеемкость, зависит от усилия поджатия фильтроматериала опорной сеткой фильтра. В процессе эксплуатации, при механических воздействиях на патрон, эти условия постоянно меняются, что приводит к изменению характеристик фильтра.

Кроме того, вышеприведенная конструкция регенеративного патрона не имеет устройств, обеспечивающих устойчивую разработку регенеративного продукта в начальный период, и не может быть использована при отрицательных температурах.

Известен регенеративный патрон для изолирующих дыхательных аппаратов, содержащий корпус с опорной и поджимной сетками, воздуховодную трубку, соединенную с патрубком патрона, плоский фильтр, пусковое устройство и плоский пусковой брикет (2). Регенеративный продукт размещен между двумя перфорированными сетками, при этом нижняя сетка выполнена подвижной и поджата коническими пружинами. Пусковой брикет размещен над лобовым слоем регенеративного продукта.

Несмотря на наличие пускового брикета, что расширяет температурный диапазон эксплуатации и повышает надежность его запуска, конструкция патрона обладает теми же недостатками, что и конструкция патрона по (1), а именно: появление пыли в результате механических воздействий на патрон и оседание ее на поверхности фильтра существенно увеличивает его сопротивление, особенно при работе аппарата, когда влага от дыхания в результате ее реакции с пылью регенеративного продукта на фильтре приводит к образованию газонепроницаемых зон на его поверхности, а также то, что расположение пускового брикета над слоем продукта не позволяет создать оптимальные условия теплопередачи, поскольку выделяемые брикетом тепло и влага поступают только на часть регенеративного продукта, находящуюся непосредственно под брикетом,
Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик регенеративного патрона изолирующего дыхательного аппарата.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в стабилизации аэродинамического сопротивления патрона в процессе его эксплуатации за счет повышения эффективности работы узла фильтрации и улучшении условий разработки регенеративного продукта во всем температурном диапазоне эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что в регенеративном патроне изолирующего дыхательного аппарата, содержащем корпус с патрубком вдоха-выдоха и патрубком дыхательного мешка, сплошную воздуховодную трубку, соединенную с патрубком вдоха-выдоха, регенеративный продукт, размещенный между опорной и поджимной сетками, фильтр и пусковой брикет, воздуховодная трубка и пусковой брикет расположены симметрично относительно плоскости патрона, перпендикулярной большой оси патрона, а пружины поджимной сетки расположены соосно с осями воздуховодной трубки и пускового брикета, при этом фильтр размещен в воздуховодной трубке, а пусковой брикет, высота которого составляет не менее 2/3 от высоты слоя регенеративного продукта, размещен в цилиндрическом стакане. Часть цилиндрического стакана, обращенная к воздуховодной трубке, снабжена перфорацией.

Такое конструктивное выполнение регенеративного патрона улучшает условия разработки регенеративного продукта особенно при отрицательных температурах, поскольку расположение пускового брикета в слое регенеративного продукта на определенную высоту и взаимное расположение пускового брикета и воздуховодной трубки в патроне обеспечивают интенсивный нагрев продукта по всей его массе горячей парокислородной смесью, выделяющейся при срабатывании пускового брикета. При работе патрона исключается попадание пыли регенеративного продукта на поверхность фильтра, поскольку отсутствует прямой контакт продукта с этой поверхностью, в результате чего обеспечивается стабильное аэродинамическое сопротивление. Для отделения пыли используется эффект "циклона", т. е. воздушный поток проходит через слой продукта и входит в воздуховодную трубку, изменяя свое направление на 180^o. Роль завихрителей потока выполняют витки конической пружины поджимной сетки, расположенные соосно с воздуховодной трубкой.

Изобретение поясняется чертежом, где фиг.1 - вид патрона в разрезе, фиг. 2 - вид патрона сверху.

Регенеративный патрон состоит из корпуса 1 с верхней крышкой, на которой расположены патрубок 2 вдоха-выдоха, патрубок 3 дыхательного мешка и пусковое устройство 4. В корпусе патрона расположены опорная 5 и поджимная 7 сетки, между которыми размещен слой регенеративного продукта 8. Патрубок 2 вдоха-выдоха соединен с воздуховодной трубкой 13, которая выполнена сплошной и проходит через опорную 5 и поджимную 7 сетки. Внутри воздуховодной трубки 13 размещен фильтр 14, состоящий из перфорированного стакана 10, на котором смонтирован фильтрующий материал 11. Пусковое устройство 4 соединено с пусковым брикетом 6, который проходит через слой регенеративного продукта на высоту, составляющую не менее 2/3 высоты слоя продукта. Пусковой брикет 6 расположен в слое продукта 8 симметрично с воздуховодной трубкой 13 относительно плоскости 16 патрона, перпендикулярной его большой оси 17.

Пусковой брикет 6 установлен в цилиндрическом стакане 15, половина поверхности которого, обращенная к воздуховодной трубке 13, снабжена перфорацией.

Сетка 7 поджата коническими пружинами 9, опирающимися на дно 12 патрона.

Патрон работает следующим образом. При срабатывании пускового устройства 4, инициирующего пусковой брикет 6, парокислородная смесь, выделяющаяся при разложении брикета 6, поступает в слой продукта 8 через перфорированный сектор стакана 15, обеспечивая эффективный прогрев всего слоя регенеративного продукта 8. На фазе выдоха газовоздушная смесь из патрубка вдоха-выдоха 2 проходит через перфорированный стакан 10 и фильтрующий материал 11, далее по воздуховодной трубке 13 поступает в нижнюю часть патрона, где проходит через поджимную сетку 7, через регенеративный продукт 8, где очищается от диоксида углерода и обогащается кислородом, через опорную сетку 5 и поступает в патрубок 3 дыхательного мешка.

На фазе вдоха направление движения газовоздушной смеси обратное. Из патрубка 3 газовоздушная смесь последовательно проходит опорную сетку 5, регенеративный продукт 8, где происходит доочистка от диоксида углерода, поджимную сетку 7 и поступает в воздуховодную трубку 13. Далее смесь проходит через фильтрующий материал 11, очищается от пыли и поступает в патрубок вдоха-выдоха 2.

Образующиеся в процессе транспортирования и эксплуатации патрона мелкие частицы регенеративного продукта проходят через отверстия поджимной сетки 7 и попадают в пространство между ней и дном 12 патрона. Так как воздушный поток, входя в воздуховодную трубку 13, изменяет свое направление на 180^o, возникает эффект "циклона", при этом завихрителями потока газовоздушной смеси служат витки конической пружины 9, установленные соосно с воздуховодной трубкой 13, что позволяет частично отделить пыль от газовоздушной смеси еще до входа ее в фильтр 10.

Таким образом, в процессе работы патрона обеспечивается как стабильное аэродинамическое сопротивление, так и значительное улучшение работы регенеративного продукта в начальный период, особенно при отрицательных температурах.

Литература
1. Патент США 4212846, НКИ 422-122, 1980 г.

2. Авт. св. СССР 121665, МПК А 62 В 7/08, 1959 г.

Устройство относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, в частности к регенеративным патронам. Регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата содержит корпус с патрубком вдоха-выдоха и патрубком дыхательного мешка, сплошную воздуховодную трубку, соединенную с патрубком вдоха-выдоха, регенеративный продукт, размещенный между опорной и поджимной сетками, фильтр и пусковой брикет. Воздуховодная трубка и пусковой брикет расположены симметрично относительно плоскости патрона, перпендикулярной большой оси патрона. Пружины поджимной сетки расположены соосно с осями воздуховодной трубки и пускового брикета. Фильтр размещен в воздуховодной трубке, а пусковой брикет, высота которого составляет не менее 2/3 от высоты слоя регенеративного продукта, размещен в цилиндрическом стакане. Данный патрон отличается улучшенными эксплуатационными характеристиками. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата, содержащий корпус с патрубком вдоха-выдоха и патрубком дыхательного мешка, сплошную воздуховодную трубку, соединенную с патрубком вдоха-выдоха, регенеративный продукт, размещенный между опорной и поджимной сетками, фильтр и пусковой брикет, отличающийся тем, что воздуховодная трубка и пусковой брикет расположены симметрично относительно плоскости патрона, перпендикулярной большой оси патрона, а пружины поджимной сетки расположены соосно с осями воздуховодной трубки и пускового брикета, при этом фильтр размещен в воздуховодной трубке, а пусковой брикет, высота которого составляет не менее 2/3 от высоты слоя регенеративного продукта, размещен в цилиндрическом стакане. 2. Регенеративный патрон по п.1, отличающийся тем, что часть цилиндрического стакана, обращенная к воздуховодной трубке, снабжена перфорацией.