ИЗОЛИРУЮЩИЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2005 года по МПК B63C11/24 

Изобретение относится к индивидуальным изолирующим дыхательным аппаратам, обеспечивающим жизнедеятельность человека под водой, а также в атмосфере, не пригодной для дыхания. Данный аппарат может применяться подводниками при выходе из затонувшей подводной лодки методом свободного всплытия или выходе по буйрепу, а также при выполнении легких водолазных работ и борьбе за живучесть в отсеках подводной лодки.

Известен регенеративный респиратор РХ-90 (патент РФ №2119366, МПК А 62 В 7/08). Этот аппарат содержит маску с фильтром, дыхательный мешок, патрон с регенеративным продуктом и патрубок, соединяющий маску с патроном.

К недостаткам этого аппарата относятся относительно большая масса и объем переснаряжаемой части аппарата.

Известен регенеративный патрон водолазного дыхательного аппарата (патент РФ №2114655 от 22.02.95). В этом патроне используется регенеративный продукт и химический поглотитель (ХПИ).

Недостатками этого патрона являются сложность переснаряжения, большие габариты и масса регенеративного продукта.

Известен водолазный дыхательный аппарат для работы на неизменных глубинах (авт. св. СССР №187553, опубликованный 16.11.66).

Аппарат содержит патрон с регенеративным продуктом на основе надперекиси калия (О-3), патрон с химическим поглотителем (ХПИ) диоксида углерода, маску с клапанами вдоха и выдоха, дыхательный мешок и устройство регулирования необходимого объема дыхательной смеси. Конструктивное выполнение аппарата обеспечивает постоянный коэффициент регенерации и постоянное поступление кислорода в дыхательный мешок в объеме, равном объему поглощаемого водолазом кислорода.

Однако этот аппарат имеет большую массу и значительный объем переснаряжаемой части аппарата. Эти недостатки связаны с тем, что регенеративный продукт в патроне (О-3) в качестве основы может использовать только надперекись калия (выход кислорода не более 236 л/кг), имеет усложненный состав (содержание надперекиси калия в регенеративном продукте не более 85%) и всегда имеет неполную отработку (не более 85%). Это означает, что содержание активного кислорода, которое в свою очередь определяет время защитного действия, в регенеративном продукте не превышает 170 л/кг (236 л/кг×0,85×0,85=170 л/кг). Отсюда масса регенеративного продукта (О-3) на единицу объема кислорода составляет 5,9 кг/м³. Масса химического поглотителя (ХПИ) равна массе регенеративного продукта (О-3), и, таким образом, масса всего переснаряжаемого продукта на единицу объема кислорода составляет 11,8 кг/м³.

Объем переснаряжаемого продукта на единицу объема кислорода составляет 14,75 дм³/м³, так как его плотность должна быть не более 0,8 кг/дм³.

Переснаряжение такого аппарата включает замену отработанного продукта на новый продукт и утилизацию отработанного. Замена зерненного продукта в аппарате требует спецоборудования и определенных навыков у исполнителя. Время переснаряжения составляет не менее 35 мин.

Задачей изобретения является создание аппарата, имеющего меньшую массу и объем переснаряжаемого продукта, а также упрощенную процедуру переснаряжения.

Задача решается изобретением, согласно которому в изолирующем дыхательном аппарате, содержащем регенеративный патрон с регенеративным продуктом, маску с клапанами вдоха и выдоха, дыхательный мешок и устройство регулирования объема дыхательной смеси, регенеративный патрон выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, сообщающихся между собой, при этом внутренний цилиндр содержит регенеративный продукт, выполненный в виде брикета из надперекиси щелочного металла или продукта на его основе с плотностью более 1,70 г/см³, а внешний цилиндр содержит воду, и система регулирования объема дыхательной смеси содержит связанный с внутренним цилиндром малый кислородный мешок, расположенный в дыхательном мешке.

Такое конструктивное выполнение аппарата позволяет уменьшить массу и объем переснаряжаемого регенеративного продукта и упростить переснаряжение аппарата.

Это достигается тем, что в аппарате принцип хемосорбции диоксида углерода регенеративным продуктом с последующим выделением кислорода заменен на принцип гидролиза надперекиси щелочного металла водой с выделением кислорода, образованием щелочного раствора и последующим поглощением диоксида углерода этим раствором.

Существенными признаками, отличающими данное изобретение, являются следующие:

1. Устройство содержит дополнительные элементы: внутренний цилиндр и воду в регенеративном патроне и малый кислородный мешок, связанный с внутренним цилиндром, в дыхательном мешке;

2. Устройство содержит регенеративный продукт, выполненный в виде брикета из надперекиси щелочного металла или продукта на ее основе с плотностью более 1,70 г/см³.

Изобретение поясняется чертежом.

Изолированный дыхательный аппарат содержит регенеративный патрон 1, маску 10, дыхательный мешок 5 и патрубки вдоха 7 и выдоха 12.

Регенеративный патрон 1 состоит из внешнего цилиндра, в который заливается вода 4, и внутреннего цилиндра 2, в который помещается брикет 3 регенеративного продукта. Низ внутреннего цилиндра 2 открыт для свободного доступа воды.

Маска 10 включает фильтр и клапаны вдоха 9 и выдоха 11, определяющие направление потока дыхательной смеси.

Дыхательный мешок 5 содержит малый кислородный мешок 6 с клапаном автоматической подачи кислорода 8 и клапаном аварийного сброса газа 13.

Клапан 8 предназначен для дозированной подачи кислорода на вдохе и допускает ручное управление.

При работе аппарата малый кислородный мешок 6 сообщается с внутренним цилиндром 2 через вентиль 14 и клапаном 8.

Крышка 15 предназначена для помещения брикета 3 во внутренний цилиндр 2 патрона 1, а вентиль 16 служит для слива отработанного раствора и залива воды.

После залива воды 4 она реагирует с брикетом 3 по реакции (1) с выделением кислорода:

При закрытом вентиле 14 и накоплении кислорода во внутреннем цилиндре 2 вода 4 оттесняется от брикета 3, и реакция прекращается. После этого аппарат готов к использованию.

Аппарат работает следующим образом. Открывается вентиль 14, и малый кислородный мешок 6 заполняется кислородом. После заполнения мешка 6 кислородом вода 4 оттесняется из внутреннего цилиндра 2, и реакция (1) вновь прекращается.

При включении человека в аппарат делается выдох. Выдыхаемая газовая смесь через клапан выдоха 11 и трубку выдоха 12 поступает в регенеративный патрон 1, в котором происходит поглощение диоксида углерода образовавшимся при гидролизе брикета 3 раствором щелочи по реакции (2):

Очищенная от диоксида углерода газовая смесь поступает в дыхательный мешок 5.

При вдохе смесь из дыхательного мешка 5 через трубку вдоха 7, клапан вдоха 9 и фильтр поступает в маску 10. Дыхательный мещок 5 при вдохе сжимается. Внешнее давление среды или сжатие мешка 5 приводит в действие клапан подачи кислорода 8, и часть кислорода из кислородного мешка 6 также подается на дыхание. Кислородный мешок 6 автоматически вновь заполняется кислородом за время вдоха и выдоха.

Для переснаряжения аппарата после полного растворения брикета 3 необходимо открыть крышку 15 и произвести слив раствора соды открытием вентиля 16. Затем во внутренний цилиндр 2 необходимо поместить свежий брикет 3 и закрыть крышку 15, а внешний цилиндр патрона 1 заполнить свежей водой через вентиль 16. Общее время переснаряжения аппарата не превышает 7 мин (вместо 35 мин) и не требует от переснаряжающего специальных навыков.

Уменьшение массы переснаряжаемого регенеративного продукта достигается, во-первых, за счет того, что появляется возможность использования в регенеративном продукте вместо надперекиси калия (выход кислорода 236 л/кг) надперекиси натрия с выходом кислорода до 280 л/кг. Во-вторых, регенеративный продукт может состоять из чистой надперекиси без включения дополнительных компонентов, служащих для обеспечения хемосорбционного процесса. В третьих, отработка регенеративного продукта происходит полностью. Это означает, что содержание активного кислорода в регенеративном продукте составляет 280 л/кг (280 л/кг ×1×1=280 л/кг). Отсюда масса регенеративного продукта на единицу объема кислорода составляет 3,57 кг/м³. Дополнительно химический поглотитель (ХПИ) не требуется. Таким образом, масса переснаряжаемого продукта в аппарате может быть уменьшена в раза, а объем переснаряжаемого продукта в аппарате может быть уменьшен в

Изолирующий дыхательный аппарат содержит регенеративный патрон с регенеративным продуктом, маску с клапанами вдоха и выдоха, дыхательный мешок и устройство регулирования объема дыхательной смеси. Регенеративный патрон выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, сообщающихся между собой, при этом внутренний цилиндр содержит регенеративный продукт, выполненный в виде брикета из надперекиси щелочного металла или продукта на его основе с плотностью более 1,70 г/см³, а внешний цилиндр содержит воду. Система регулирования объема дыхательной смеси содержит связанный с внутренним цилиндром малый кислородный мешок, расположенный в дыхательном мешке. Такое выполнение аппарата обеспечивает снижения его массы и массы переснаряжаемого продукта, а также упрощение процедуры переснаряжения. 1 ил.

Изолирующий дыхательный аппарат, содержащий регенеративный патрон с регенеративным продуктом, маску с клапанами вдоха и выдоха, дыхательный мешок и устройство регулирования объема дыхательной смеси, отличающийся тем, что регенеративный патрон выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, сообщающихся между собой, при этом внутренний цилиндр содержит регенеративный продукт, выполненный в виде брикета из надперекиси щелочного металла или продукта на его основе с плотностью более 1,70 г/см³, а внешний цилиндр содержит воду, и система регулирования объема дыхательной смеси содержит связанный с внутренним цилиндром малый кислородный мешок, расположенный в дыхательном мешке.