ИЗОЛИРУЮЩИЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2008 года по МПК A62B7/08 A62B19/00 

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, предназначенным для защиты органов дыхания в аварийной ситуации.

Известен изолирующий дыхательный аппарат с химически связанным кислородом, содержащий корпус с регенеративным продуктом с патрубками, пусковое устройство, смонтированное в корпусе, прикрепленную к одному из патрубков корпуса гофрированную трубку с лицевой частью в виде загубника и носового зажима и дыхательный мешок с соединительным элементом, присоединенным к трубе у загубника, и эластичным фланцем в виде втулки с диском и рифтами, прикрепленным к другому патрубку корпуса, смонтированный в мешке клапан избыточного давления, причем диск фланца мешка выполнен с пружинящим элементом, размещенным между втулкой и периферийной частью диска, жестко прикрепленной к мешку и отделенной от центральной части диска рифтами, расположенными по обе стороны диска концентрично оси фланца, а соединительный элемент выполнен в виде пружинящей пластины, при этом пружинящий элемент фланца и пластина выполнены с модулем растяжения, равным модулю растяжения гофрированной трубки. (А.с. СССР N 1785712, МПК А62В 7/08, 26.11.1990).

К недостаткам такого устройства относятся несовершенство конструктивного выполнения аппарата, приводящего к сложности сборки и повышенной материалоемкости, ухудшающей весогабаритные характеристики аппарата.

Последний недостаток частично устранен в изолирующем дыхательном аппарате на химически связанном кислороде, содержащем корпус с регенеративным продуктом, выполненном в виде корпуса, в котором размещены заключенные в подпружиненную сетчатую оболочку регенеративный продукт, пусковое устройство, газораспределительное устройство в виде перфорированной трубы, заключенной в фильтрующую оболочку и соединенной с узлом изоляции органов дыхания, состоящим из гофрированной трубки с загубником и носовым зажимом, а также соединенный с корпусом дыхательный мешок. Корпус с регенеративным продуктом размещен в корпусе футляра с зазором относительно его стенок. Дыхательный мешок и гофрированная трубка с загубником и носовым зажимом помещены в крышке футляра, которая снабжена жесткой вставкой, выполненной из упругого материала и связанной с крышкой гибкой связью. (Патент РФ N 2156627, МПК А62В 7/08, 07.08.1987).

Однако и это устройство характеризуется несовершенством конструкции, приводящей к повышенной материалоемкости, ухудшающей весогабаритные характеристики аппарата, и неэффективному отводу тепла, приводящему к недостаточно комфортным условиям дыхания.

Известен также изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде с возвратно-поступательным или циркуляционным процессом дыхания, содержащий соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом с присоединительным патрубком, содержащий регенеративный продукт, теплообменник, закрепленный на верхней стороне корпуса посредством его кожуха, и фильтрующее устройство, установленный посредством дистанционирующего устройства в виде теплоизолирующей оболочки в снабженном клапаном избыточного давления дыхательном мешке. Корпус с регенеративным продуктом и дыхательный мешок соединены между собой посредством специальных дужек, а горловина мешка выполнена с размерами, близкими к размерам корпуса, и заключена в оправку. (Патент СССР N 1419506, МПК 4 А62В 2/08).

Однако и это устройство характеризуется несовершенством конструкции, приводящей к повышенной материалоемкости, ухудшающей весогабаритные характеристики аппарата, и недостаточному эффективному отводу тепла, приводящему к недостаточно комфортным условиям дыхания. Технологически формирование оболочки дыхательного мешка осуществляется путем склеивания из отдельных резинотканевых фрагментов, после чего методом вулканизации формируется горловина дыхательного мешка. Затем горловина соединяется с корпусом и на ее внешней поверхности устанавливается металлическая оправка, а между горловиной и внешней поверхностью регенеративного корпуса устанавливаются специальные дужки. Помимо всего перечисленного, для достижения герметичности используются также различные герметики и подмотки из изоляционной ленты, которая может изготовляться из различных материалов. Перечисленные конструктивные особенности показывают, насколько сложна конструкция устройства и насколько трудоемка сборка аппарата при его изготовлении. Все это приводит к сложности сборки и повышенной материалоемкости, ухудшающей весогабаритные характеристики аппарата. В процессе эксплуатации происходит разогрев частей изолирующего дыхательного аппарата, при этом из резины и мест склейки выделяются вредные вещества в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации.

Таким образом, основными недостатками являются:

- недостаточная плотность упаковки: мала масса регенеративного продукта на единицу объема корпуса из-за необходимости выполнения полостей в корпусе - в нижней части для обоих вариантов и в верхней для циркуляционного варианта;

- повышенная сложность конструкции корпуса и его снаряжения регенеративным продуктом;

- относительно высокое сопротивление патрона при вдохе из-за необходимости очистки воздуха от аэрозолей, которые попадают во вдыхаемый воздух из регенеративного продукта. Суммарное сопротивление аэрозольного фильтра и теплообменника сводят на нет выигрыш в сопротивлении, который достигается за счет создания полостей в продукте.

По совокупности общих признаков в качестве прототипа выбрано устройство по патенту СССР N 1419506.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение степени отработки регенеративного продукта и улучшение условий применения.

Технический результат достигается тем, что в изолирующем дыхательном аппарате на химически связанном кислороде, содержащем соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом с присоединительным патрубком, установленный в дыхательном мешке, причем между лицевой частью и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном выдоха с входом корпуса и клапаном вдоха с полостью дыхательного мешка, и фильтрующее устройство, причем корпус с регенеративным продуктом выполнен в виде оболочки из полимерной пленки, разделенной на последовательно соединенные камеры, на противоположных стенках которых закреплен регенеративный продукт.

Регенеративный продукт выполнен в виде рифленых пластин из супероксида калия с армирующей добавкой.

Регенеративный продукт закреплен на стенках камер лентами из полимерного материала.

Ленты из полимерного материала соединены со стенками камер в промежутках между регенеративным продуктом.

Ленты из полимерного материала закреплены на оболочке дыхательного мешка.

Выполнение корпуса в виде оболочки из полимерной пленки, разделенной на последовательно соединенные камеры, на противоположных стенках которых закреплен регенеративный продукт, обеспечивает повышение степени отработки регенеративного продукта за счет более интенсивного омывания потоком регенерируемого воздуха пластин регенеративного продукта. Так как стенки корпуса с регенеративным продуктом работают аналогично мехам, сближаясь при вдохе и расходясь при выдохе, происходит интенсивное перемешивание регенерируемого воздуха, что улучшает условия отработки регенеративных пластин. Применение полимерной пленки позволяет обеспечить упрощение изготовления деталей изолирующего дыхательного аппарата за счет исключения штамповки, склеивания и использования прогрессивных технологий сварки пленочных полимеров, одновременно достигается упрощение конструкции. За счет резкого уменьшения массы аппарата достигается улучшение условий его применения.

Выполнение регенеративного продукта в виде рифленых пластин из супероксида калия с армирующей добавкой обеспечивает упрощение конструкции за счет турбулизации потока при взаимодействии потока воздуха с выступами рифлений, что позволяет отказаться от применения дополнительных турбулизаторов. Одновременно достигается повышение степени отработки регенеративного продукта за счет перемешивания выдыхаемого воздуха.

Закрепление регенеративного продукта на стенках камер лентами из полимерного материала обеспечивает упрощение конструкции, так как исключается необходимость в упругих элементах для поджима продукта. Повышение степени отработки регенеративного продукта достигается за счет более интенсивного омывания потоком регенерируемого воздуха пластин регенеративного продукта при движении относительно друг друга противоположных стенок корпуса 3. Так как стенки корпуса с регенеративным продуктом работают аналогично мехам, сближаясь при вдохе и расходясь при выдохе, происходит интенсивное перемешивание регенерируемого воздуха, что улучшает условия отработки регенеративных пластин.

Соединение лент из полимерного материала со стенками камер в промежутках между регенеративным продуктом обеспечивает упрощение конструкции и обеспечивает лучшую отработку пластин регенеративного продукта за счет исключения проскока части воздуха через большой зазор между пластинами, не позволяя раздуваться по длинной стороне корпуса, как это показано на фиг.7.

Закрепление лент из полимерного материала на оболочке дыхательного мешка обеспечивает улучшение условий применения, так как при выдыхании воздуха происходит раздувание дыхательного мешка и противоположные стороны корпуса за счет натяжения лент растягиваются в противоположные стороны, не давая корпусу сложиться в гармошку.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на котором изображены:

фиг.1 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата;

фиг.2 - сечение по А-А фиг.1 корпуса и дыхательного мешка;

фиг.3 - выноска Б фиг.2, исходное положение и положение вдоха;

фиг.4 - то же, что и на фиг.3, положение выдоха;

фиг.5 - сечение по В-В, фиг.1, в начальном положении и положении вдоха;

фиг.6 - то же, что на фиг.5, в положении выдоха при натянутой оболочке корпуса;

фиг.7 - то же, что на фиг.6, момент выдоха при свободной оболочке;

фиг.8 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата, схема организации потоков в корпусе;

фиг.9 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата при поперечном расположении крепящих лент.

Изолирующий дыхательный аппарат содержит соединенный с узлом изоляции органов дыхания в виде колпака 1 с установленной в нем полумаской 2 корпус 3 в виде пакета из пленочного материала, разделенного на камеры с регенеративным продуктом 4 и с присоединительным патрубком 5. Присоединительный патрубок 5 соединен со штуцером 6 переключателя потока, клапан выдоха 7 которого соединен с входом корпуса 3, а клапан вдоха 8 - с полостью дыхательного мешка 9, в которой установлен корпус 3. Регенеративный продукт 4 выполнен в виде рифленых пластин из супероксида калия с армирующей добавкой, он также может быть выполнен в виде плоской сетчатой оболочки с гранулированной засыпкой из супероксида калия (не показан). На выходе корпуса 3 установлено фильтрующее устройство 10, через которое корпус 1 соединен с полостью дыхательного мешка 9. Фильтрующее устройство 10 может быть выполнено из фильтрующей стеклобумаги типа БМДф, а также в виде пористой металлической пластины, например, из пеномеди или пеноникеля. Дыхательный мешок 9 снабжен клапаном избыточного давления 11. Колпак 1, дыхательный мешок 9 и корпус 3 изготовлены из полимерной пленки, предпочтительно из фторопласта, толщиной 50 мкм, с соединением краев посредством ультразвуковой сварки. Корпус 3 выполнен в виде оболочки из указанной полимерной пленки, разделенной на последовательно соединенные камеры сварными швами 12. На противоположных стенках камер лентами 13 из того же материала закреплен регенеративный продукт 4. Ленты 13 из полимерного материала соединены со стенками корпуса 3 в промежутках между регенеративным продуктом 4. Концы лент 13 закреплены по краям дыхательного мешка 9. Для крепления пластин регенеративного продукта 4 к внутренней поверхности корпуса 3 используются ленты 13, соединенные по краям пластин 4 с корпусом 3 посредством сварки. На фиг.9 показан вариант поперечного по отношению к ходу воздушного потока расположения лент 13, на остальных чертежах - продольное расположение лент 13. Причем вид закрепления зависит от геометрических размеров пластин 4. В промежутке между пластинами регенеративного продукта 4 в корпусе 3 выполнены упоры 14 (см. фиг.9), а в нижней - перепускная полость 15, пневматически соединяющая левую группу камер корпуса 3 с правой группой камер, как показано на фиг.8. Корпус 3 при хранении складывается в плоский пакет, складываясь вместе с дыхательным мешком по линии сварных швов 12.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При сборке корпуса на внутренние поверхности корпуса 3 привариваются ленты 13, после чего в зазоры между лентами 13 и корпусом 3 устанавливаются пластины из регенеративного продукта 4, после чего боковые кромки корпуса 3 соединяются ультразвуковой сваркой. Затем производится сборка составных частей изолирующего дыхательного аппарата.

При дыхании пользователя выдыхаемый воздух поступает из расположенной в колпаке 1 полумаски 2 по присоединительному патрубку 5 в штуцер 6 переключателя потока. Из переключателя потока через клапан выдоха 7 выдыхаемый воздух поступает в корпус 3, в котором он проходит через зазор, ограниченный пластинами регенеративного продукта 4, и взаимодействует с пластинами 4 регенеративного продукта. При этом происходит поглощение диоксида углерода и выделяется необходимый для дыхания кислород. Очищенный воздух проходит последовательно через камеры с №1 по №6, как показано на фиг.8, и выходит через фильтрующее устройство 10 в полость дыхательного мешка 9. Выделяющееся при работе пластин 4 регенеративного продукта тепло отдается через стенки корпуса 3 воздуху, находящемуся в дыхательном мешке 9, из которого оно рассеивается в окружающее пространство. Избыток воздуха из дыхательного мешка при этом сбрасывается через клапан избыточного давления 11. При вдохе очищенный воздух из дыхательного мешка 9 через клапан вдоха 8 вновь поступает в переключатель потока и через штуцер 6 и присоединительный патрубок 5 поступает через полумаску 2 на вдох пользователя.

Так как камеры корпуса 3 вместе с пластинами регенеративного продукта 4 и фильтрующее устройство 10 при выдохе создают подпор, то в процессе дыхания происходит изменение внутреннего объема корпуса 3, как показано на фиг.5-7: при выдохе он увеличивает внутренний объем, а при выдохе объем уменьшается. При этом вместе со стенками корпуса 3 перемещаются пластины регенеративного продукта 4 благодаря закреплению его на стенках лентами 13. Проходя, как показано на фиг.8, над группами пластин I, II, III, очищаемый воздух поступает в перепускную полость 15 и затем проходит вверх над пакетами пластин IV, V, VI к аэрозольному фильтру 10. Аналогично работает и вариант с поперечными лентами 13, в этом случае воздух проходит с двух сторон, омывая упоры 14.

Изобретение обеспечивает равномерную отработку пластин регенеративного продукта, что позволяет снизить массу аппарата, уменьшить сопротивление дыханию, снизить температуру воздуха на вдохе и уменьшить общий расход регенеративного продукта, а также упростить конструкцию и повысить удобство снаряжения.

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, предназначенным для защиты органов дыхания в аварийной ситуации. Изолирующий дыхательный аппарат содержит соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом, установленный в дыхательном мешке. Между лицевой частью и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном выдоха с входом корпуса и клапаном вдоха с полостью дыхательного мешка, и фильтрующее устройство. Корпус с регенеративным продуктом выполнен в виде оболочки из полимерной пленки, разделенной на последовательно соединенные камеры, на противоположных стенках которых закреплен регенеративный продукт. Обеспечивается упрощение конструкции, повышение степени отработки регенеративного продукта и улучшение условий применения. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде, содержащий соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом, установленный в дыхательном мешке, причем между лицевой частью и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном выдоха с входом корпуса и клапаном вдоха с полостью дыхательного мешка, и фильтрующее устройство, отличающийся тем, что корпус с регенеративным продуктом выполнен в виде оболочки из полимерной пленки, разделенной на последовательно соединенные камеры, на противоположных стенках которых закреплен регенеративный продукт.2. Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде по п.1, отличающийся тем, что регенеративный продукт выполнен в виде рифленых пластин из супероксида калия с армирующей добавкой.3. Изолирующий дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что регенеративный продукт закреплен на стенках камер лентами из полимерного материала.4. Изолирующий дыхательный аппарат по п.3, отличающийся тем, что ленты из полимерного материала соединены со стенками камер в промежутках между регенеративным продуктом.5. Изолирующий дыхательный аппарат по п.3, отличающийся тем, что ленты из полимерного материала закреплены на оболочке дыхательного мешка.