Регенеративный патрон дыхательного аппарата с химически связанным кислородом Советский патент 1992 года по МПК A62B19/00 A62B7/08 

характеристик патрона за счет снижения сопротивления дыханий Регенеративный патрон дыхательного аппарата содержит корпус 1 с патрубками вдоха 2 и выдоха 7. обечайкуЗ с центральной перфорированной трубкой 8, пластинами 4, 5, кислородсодержащее вещество 12, пусковое устройство, теплораспределитель 13, противопылевой фильтр в виде усеченного конуса. Обечайка 3 выполнена в виде усеченных конусов 10 и 11, совмещенных общими основаниями. Конус 10 имеет угол конусности, равный углу трения вещества о материал конуса. Конус

11 выполнен с конусностью, равной углу естественного откоса гранул вещества. Конус 10 прикреплен большим основанием к корпусу 1, а конус 11 - меньшим основанием к неподвижной пластине 5. Пластина 4 подпружинена, конусная поверхность противо- пылевого фильтра гофрирована с увеличением высоты гофр в направлении меньшего основания конуса. При этом длина окружности большего основания конуса и периметр гофрированной поверхности у меньшего основания выполнены равными. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к патронам с абсорбирующими веществами для дыхательных аппаратов с химически связанным кислородом, а именно изолирующих самоспасателей, применяемых в угольной промышленности для защиты органов дыхания людей от ютравляющегр1 воздействия атмосферы, ставшей непригодной для дыхания вследствие пожара или внезапного выброса газа или угольной пыли. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных з ;; (/ С ч XI ч ел о о со

Изобретение относится к патронам с адсорбирующими веществами для дыхательных аппаратов с химически связанным кислородом, а именно изолирующих самоспасателей, применяемых в угольной про- мышленности для защиты органов дыхания людей от отравляющего воздействия атмосферы, ставшей непригодной для дыхания вследствие пожара или внезапного выброса газа или угольной пыли. Оно может быть использовано также в химической, газовой и других отраслях промышленности, где возникает необходимость защиты органов дыхания людей с помощью указанных аппаратов.

Известен регенеративный патрон дыхательного аппарата с химически связанным кислородом (патент ФРГ Мг 2852240, кл. А 62 В 19/00. 1980; патент-аналог Великобритании Ns 2035808. кл. А 62 В 19/02. 1980), который содержит корпус с патрубками вдоха и выдоха, пусковое устройство, внутрен- нюю перфорированную обечайку с кислородсодержащим веществом, размещенную с зазором относительно стенок корпуса, центральную перфорированную трубку, сообщающуюся с патрубками вдоха, теплораспределитель в виде горизонтальных пластин, плоский противопылевой фильтр, размещенный в патрубке вдоха овальной формы. Для увеличения площади фильтра патрубок вдоха занимает значительную часть поверхности торцевой стенки корпуса патрона.

Недостатком этого патрона являются большие габаритные размеры и масса, обусловленные его конструкцией и необходимостью иметь минимально возможные величины сопротивления дыханию, для чего под патрубком выдоха, под противопыле- вым фильтром и над ним элементами патрона образованы полости прямоугольного сечения. Такое техническое решение увеличивает габарит патрона по высоте и следовательно увеличивает его массу.

Этот недостаток устранен в регенеративном патроне дыхательного аппарата с химически связанным кислородом (авторское свидетельство СССР № 1489033, кл. А 62 В 7/08, 1987). Регенеративный патрон содержит корпус с патрубками вдоха и выдоха, установленную с зазором относительно боковой стенки корпуса внутреннюю перфорированную обечайку с кислородсодержащим веществом, центральную перфорированную трубку с противопылевым фильтром и пусковым брикетом, размещенную в ней и сообщающуюся с патрубком выдоха, теплораспределитель и установленный в полости между торцами корпуса и обечайки противопылевой фильтр в виде усеченного конуса, большим основанием обращенным к выходу патрона, а меньшим - примыкающим к торцу центральной перфорированной трубки. Такое выполнение патрона отличается компактностью, так как конусообразные полости над фильтром и под ним размещены на одной и той же высоте.

Этот регенеративный патрон имеет неудовлетворительную эксплуатационную характеристику в связи с тем, что повышается гидродинамическое сопротивление проти- вопылевого фильтра за счет оседания пыли вещества. Пыль образуется вследствие истирания егоо гранул под воздействием вибрации и тряски при ежедневном ношении дыхательного аппарата. Возможность истирания гранул вещества обусловлена конструкцией регенеративного патрона, не имеющего элемента, компенсирующего образование во внутренней обечайке пустот.

не заполненных веществом, а также требуются навыки и затрата определенной работы дыхательной мускулатуры человека для преодоления сопротивления вещества, которое необходимо раздышать в начальный период использования дыхательного аппарата по назначению, в связи с тем, что он не имеет пускового устройства.

Этот известный регенеративный патрон дыхательного аппарата с химически связанным кислородом выбран в качестве прототипа.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, т.е. улучшение эксплуатационной характеристики за счет снижения сопротивления дыханию.

Эта цель достигается тем, что в известном регенеративном патроне, содержащем корпус с патрубками вдоха и выдоха, установленную с зазором относительно корпуса перфорированную обечайку с кислородсодержащим веществом, закрытую сплошными пластинами, центральную перфорированную трубку с противопылевым фильтром, сообщающуюся с патрубком выдоха, теплораспреде- литель и установленный в корпусе противопылевой фильтр в виде усеченного конуса, внутренняя перфорированная обечайка образована двумя усеченными конусами, совмещенными общими основаниями. При этом один из конусов, прикрепленный большим основанием к корпусу патрона, выполнен с конусностью, равной углу трения вещества о материал конуса, а второй конус, прикрепленный меньшим основанием к пластине, выполнен с конусностью, равной углу естественного откоса вещества. Вторая пластина подпружинена, а конусная поверхность противопылевого фильтра гофрирована с увеличением высоты гофр в направлении меньшего основания конуса. При этом длина окружности большего основания конуса и периметр гофрированной поверхности у меньшего основания выполнены равными, а патрон снабжен камерой с пусковым устройством, размещенной в полости центральной перфорированной трубки и сообщенной каналом через отверстие, выполненное в подпружиненной пластине, с кислородсодержащим веществом. При этом выходной торец канала закреплен на этой пластине.

Такое выполнение регенеративного патрона отличается улучшенной эксплуатационной характеристикой.

Это объясняется следующим образом. Выполнение внутренней обечайки в виде двух конусов с указанными углами конусности и наличие подпружиненной пластины обеспечивает плотную укладку гранул вещества в обечайке, исключает образование пустот и следовательно практически предотвращает пылеобразование в патроне в

5 процессе ежедневной эксплуатации дыхательного аппарата. Это значительно уменьшает запыление противопылевого фильтра и следовательно уменьшает его гидродинамическое сопротивление. Выполнение ко0 нусной поверхности противопылевого фильтра гофрированной увеличивает его рабочую поверхность при тех же габаритных размерах (диаметрах и высоте), что уменьшает гидродинамическое сопротивление

5 фильтра потоку вдыхаемого воздуха. Наличие пускового устройства в регенеративном патроне обеспечивает низкое сопротивление дыханию в начальный период работы патрона при использовании дыхательного аппарата по назначению. Выделившийся при разложении брикета пускового устройства газ заполняет не только дыхательный мешок, но и все полости патрона и полость гофрированной трубки лицевой части и

обеспечивает возможность дыхания до тех пор, пока под воздействием влаги брикетного газа и диоксида углерода выдыхаемого воздуха начнутся реакции в кислородсодержащем веществе с выделением кислорода.

0 Пусковое устройство исключает затраты энергии человека на то, чтобы раздышать вещество в регенеративном патроне. Размещение пускового устройства в полости центральной трубки обеспечивает компакт5 ность конструкции и улучшает эксплуатационную характеристику патрона за счет уменьшения габаритов патрона.

На фиг. 1 изображен регенеративный патрон, продольный разрез; на фиг. 2 - про0 тивопылевой фильтр патрона, продольный разрез; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Регенеративный патрон дыхательного аппарата с химически связанным кислородом (см. фиг. 1) содержит корпус 1 с патруб5 ком вдоха 2, внутреннюю перфорированную обечайку 3, закрытую с одной стороны подвижной пластиной 4, а с другой - неподвижной пластиной 5. Пластина 4 установлена в обечайке 3 с возможностью

0 осевого перемещения под воздействием пружины 6. На пластине 5 закреплен патрубок выдоха 7 и центральная перфорированная трубка 8 с противопылевым фильтром 9. Обечайка 3 выполнена в виде усеченных ко5 нусоа 10 и 11, совмещенных общими основаниями. Конус 10 перфорирован и имеет угол конусности 4-5°, равный углу трения гранул вещества К02 о материал конуса (сталь 08 кп ГОСТ 16523-70). Конус 11 не

0 имеет перфорации и выполнен с конусностью 40-45°, равной углу естественного откоса гранул вещества. Перфорированный конус 10 прикреплен большим основанием к корпусу 1, а конус 11 - меньшим основанием, к пластине 5. Полость обечайки 3 заполнена кислородсодержащим веществом 12, в массе которого размещен теплорасп- ределитель 13. На пластине 4 с помощью торцовых фланцев закреплены оболочки 14 и 15, установленные с зазором между ними и образующие канал 16, сообщающийся с полостью обечайки 3 через отверстие 17 в пластине4. В камере, образованной обечайкой 15, размещено пусковое устройство, содержащее пусковой брикет 18, ампулу 19 с инициирующей жидкостью и механизм разрушения ампулы в виде стержня 20, пружины 21, шариков 22, сепаратора 23 и съемной обоймы 24. Механизм разрушения установлен в резиновом сильфоне 25, прикрепленном к торцовой стенке корпуса 1.

В корпусе 1 размещен противопылевой фильтр 26 в виде усеченного конуса (см. фиг. 2 и фиг. 3). Он содержит внутренний 27 и наружный 28 гофрированные перфорированные элементы (см. фиг. 3), между которыми размещен фильтровальный пакет 29 из стекловолокна в виде прямоугольной полосы. Возможность такого выполнения фильтра обеспечивается тем, что длина окружности большого основания конуса и периметр гофрированной поверхности у меньшего основания равны. Большим основанием фильтр 26 прикреплен к корпусу 1,-а меньшим - к пластине 5.

Регенеративный патрон в составе дыхательного аппарата работает следующим образом. При угрозе отравления горнорабочий вскрывает футляр дыхательного аппарата (на фиг. не показан) и извлекает лицевую часть, например в виде загубника и носового зажима (не показаны), присоединенную к патрубку 7, и дыхательный мешок с избыточным клапаном (не показаны), присоединенный к патрубку 2, Взяв в рот загубник и установив носовой зажим, он приводит в действие механизм разрушения ампулы 19 путем снятия обоймы 24 с сепаратора 23. Шарики 22 освобождают стержень 20 и он под воздействием усилия пружин 21 деформирует ампулу 19 и разрушает ее. Инициирующая жидкость попадает на брикет 18, который, разлагаясь, выделяет нагретый брикетный газ, содержащий кислород и пары воды. Кислород заполняет полость патрона и дыхательного мешка. Он необходим для дыхания в начальный период работы дыхательного аппарата, пока под воздействием влаги брикетного газа, влаги и диоксида углерода выдыхаемого воздуха начнутся химические реакции в

кислородсодержащем веществе, протекающие с выделением кислорода и тепла. Брикетный газ поступает в полость обечайки 3 по каналу 16 через отверстие 17,

При выдохе воздух по патрубку 7 поступает в полость центральной трубки 8 и далее - в полость обечайки 3, кислородсодержащее вещество 12 который сорбирует диоксид углерода и выделяет кислород.

0 Обогащенный кислородом воздух через перфорацию в конусе 10 поступает в полость под фильтром 26 и далее через фильтр в мешок. При вдохе воздух из дыхательного мешка следует в обратном направлении и

5 поступает в дыхательные пути человека (если схема движения воздуха в дыхательном аппарате маятниковая) или непосредственно в дыхательные пути человека (если схема движения воздуха в аппарате круговая).

0 Химические реакции в патроне идут с выделением тепла. Для предотвращения спекания гранул в отдельных зонах вещества тепло с помощью теплораспределителя 13 равномерно распределяется по всей мас5 се вещества и отводится к периферийным слоям, прилегающим к стенке обечайки 3.

Посравнениюс прототипом-регенеративным патроном респиратора с химически связанным кислородом типа РХС, изготав0 ливаемым Луганским заводом горноспасательной техники Горизонт, предлагаемый регенеративный патрон отличается лучшей эксплуатационной характеристикой за счет того, что обладает меньшим (на 5-6 мм

5 вод.ст.) первоначальным гидродинамическим сопротивлением, обеспечивает возможность даже нетренированному человеку изолировать органы дыхания от внешней атмосферы в течение короткого (10-15 с)

0 периода времени.

Это не только повышает безопасность труда горнорабочего, но и позволяет снизить энергозатраты человека при использовании аппарата по назначению.

5Формула изобретения

5 патрубком выдоха, теплораспределитель и установленный в корпусе противопылевой фильтр в виде усеченного конуса, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационной характеристики за счет снижения сопротивления дыханию, внутренняя перфориоованнэя обечайка образована двумя усеченными конусами, совмещенными общими основаниями, при этом один из конусов, прикрепленный большим основанием к корпусу патрона, выполнен с конусностью, равной углу трения вещества о материал конуса, а другой конус, прикрепленный меньшим основанием к пластине, выполнен с конусностью, равной углу естественного откоса вещества, вторая пластина подпружинена, а конусная поверхность противопылевого фильтра гофрирована с увеличением высоты гофр в направлении

А

Фиг. 2

0

меньшего основания конуса, при этом длина окружности большего основания конуса и периметр гофрированной поверхности у меньшего основания выполнены равными. 2. Патрон по п. 1, отличающийся тем. что патрон снабжен камерой с пусковым устройством, размещенной в полости центральной перфорированной трубки и сообщенной каналом через отверстие, выполненное в подпружиненной пластине, с кислородсодержащим веществом, при этом выходной торец канала закреплен на этой же пластине.

Б-б

Фиг.З