Способ тепловой защиты человека

 

Изобретение относится к горной промышленности , в частности к средствам тепловой защиты горноспасателей. Цель изобретения - повышение эффективности и надежности тепловой защиты человека при выполнении тяжелой работы в условиях высокой температуры и влажности воздуха. С нагнетателем 1 воздуха последовательно соединены низкотемпературный охладитель 2 с подводами 3 и 4 низкотемпературного хладагента, влагоотделитель 5 (например, инерционного типа), трубопровод 6 с отводами 7 и избыточным клапаном 8, соединительный шланг 9, соединяющий трубопровод 6 с теплозащитной одеждой. Оболочка 10 теплозащитной одежды объединяет последовательно соединенные каналы 11, предназначенные для циркуляции по ним хладоносителя - охлажденного и осуW сл С vj со о ся ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з А 62 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

° е

Ъ (21) 4730114/23 (22) 09.08.89 (46) 30.05.92. Бюл. N. 20 (71) Центральный штаб военизированных горноспасательных частей Донбасса (72) M.Н.Судиловский, И,И.Кондратенко, А.Е.Горбатенко и А.E.Èëüèí (53) 614.39(088.8) (56) Соболев Г.Г. Горноспасательное дело.

M. Недра, 1972, с.85-86.

Алексеев С.M., Умайский С.П. Высотные и космические скафандры. М.: Машиностроение, 1973, с. 167.

Авторское свидетельство СССР

М 963524, кл. А 62 В 17/00, 1983, Авторское свидетельство СССР

N. 96656, кл. А 62 В 17/00, 1954. (54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА

Ы2 1736519 А1 (57).Изобретение относится к горной промышленности, в частности к средствам тепловой защиты горноспасателей. Цель изобретения - повышение эффективности и надежности тепловой защиты человека при выполнении тяжелой работы в условиях высокой температуры и влажности воздуха. С нагнетателем 1 воздуха последовательно соединены низкотемпературный охладитель 2 с подводами З.и 4 низкотемпературного хладагента, влагоотделитель 5. (например, инерционного типа), трубопровод 6 с отводами 7 и избыточным клапаном

8, соединительный шланг 9, соединяющий трубопровод 6 с теплозащитной одеждой.

Оболочка 10 теплозащитной одежды объединяет последовательно соединенные каналы 11; предназначенные для циркуляции по ним хлэдоносителя - охлажденного и осу- .

1736519 шенного воздуха, Каналы 11 оболочки 10, имеют отверстия 12 в местах, примыкающих к частям поверхности тела человека с наиболее интенсивным потовыделением. С помощью нагнетателя 1 подают воздух в низкотемпературный охладитель 2, заполняемый, например, твердой углекислотой или криогенными жидкостями. В охладителе 2 охлаждают воздух до температуры ниже тройной точки воды, При этом конденсируется влага не только на низкоИзобретение относится к горной промышленности, в частности к средствам тепловой защиты горноспасателей при выполнении работ в условиях высокой температуры и влажности воздуха.

Известны способы и устройства тепловой защиты организма человека, заключающиеся в подаче хладоносителя по трубкам и отводе после теплообмена нагретого хладоносителя, .

Однако при выполнении тяжелой работы в шахтах в условиях высокой температу. ры и влажности окружающего воздуха эти способы и средства недостаточно эффективны, так как не обеспечивают необходимый теплоотвод от организма человека— свыше 500 ккал/ч.

Известны средства, основанные на избирательной подаче в подкостюмное проСтранство охлажденного воздуха.

Однако указанные средства не обеспечивают необходимый теплоотвод от организма человека в шахтах, в условиях высокой температуры и влажности воздуха,, так как подаваемый хладоноситель не обладает необходимой хладоемкостью.

Известен газотеплозащитный скафандр, в котором применена система подачи в подкостюмное пространство охлажденного воздуха и отсасывания нагретого воздуха., Данный скафандр характеризуется низкой эффективностью и недостаточной надежностью теплозащиты, а также сложностью конструкции устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является способ теплозащиты, согласно кото,рому воздух перед подачей в подкостюмное пространство предварительно осушают в силикагелевом осушителе и охлаждают в радиаторе с твердой углекислотой.

Недостаток известного способа — низкая его эффективность вследствие маломощного силикагелевого осушителя и температурных поверхностях, но и на расстоянии от них, Охлажденный воздух с остаточным влагосодержанием до 2 г/кг направляют во влагоотделитель 5, например, инерционного типа. Охлажденный и осушенный воздух направляют по трубопроводу 6, отводам 7 и шлангу 9 в каналы 11 оболочки 10, откуда по отверстиям 12 подают к местам поверхности тела человека наиболее интенсивного потовыделения. 4 ил. неопределенности параметров воздухахладоносителя при охлаждении его твердой углекислотой.

Цель изобретения — повышение эффек5 тивности и надежности тепловой защиты организма человека при выполнении тяжелой работы в условиях высокой температуры и влажности воздуха.

Цель достигается тем, что согласно спо10 собу охлаждение воздуха ведут на низкотемпературном охладителе до температуры ниже тройной точки воды, осушку проводят конденсированием и отделением влаги до абсолютного влагосодержания 2 г/кг, после

15 чего нагревают воздух до максимального граничного значения комфортной температуры 30 С и подают его в подкостюмное пространство непосредственно к поверхности тела человека в местах наиболее интен20 сивного потовыделения.

На фиг, 1 показано устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг.

2 — места наибольшего потовыделения человека; на фиг. 3 — график изменения влагосо25 держания воздуха d от температуры с ; на фиг, 4- графики, характеризующие комфортный состав воздуха.

Устройство включает последовательно соединенные нагнетатель 1, низкотемпера30 турный охладитель 2 с подводами 3 и 4 низкотемператур ного хладагента, влагоотделитель 5 (например, инерционного тела), трубопровод 6 с отводами 7 и избыточным клапаном 8, соединительный шланг

35 9, соединяющий трубопровод 6 с теплоэащитной одеждой. Теплозащитная одежда включает оболочку 10, объединяющую. последовательно соединенные каналы 11, предназначенные для циркуляции по ним

40 хладоносителя — охлажденного и осушенного воздуха. Каналы 11 оболочки 10 имеют отверстия 12 в местах, примыкающих к частям 13 поверхности тела человека с наиболее интенсивным потовыделением (фиг. 2).

1736519

При осуществлении способа включают в работу нагнетатель 1, с помощью которого воздух подают в низкотемпературный воздухоохладитель 2 (содержащий, например, твердую углекислоту или криогенные жидкости, подаваемые по отводам 3, 4). При прохождении воздуха через низкотемпературный охладитель снижается его температура и конденсируется влага. Причем влага конденсируется не только на низкотемпературных поверхностях, но и на расстоянии от них. Расход подаваемого воздуха регулируют с расчетом, чтобы на выходе из воздухоохладителя 2 температура его была ниже температуры в тройной точке воды (ниже

0 С) и остаточное влагосодержание его после отделения сконденсировавшейся влаги составляло до 2 г/кг (фиг. 3). Отделение сконденсировавшейся в потоке воздуха влаги и находящейся в твердом состоянии производят за счет инерционных сил во влагоотделителе 5, Охлажденный и осушенный воздух по трубопроводу 6 и через отводы 7 и соединительные шланги 9 подают в каналы 11 обо. лочки 10 теплозащитной одежды. За счет движения охлажденного воздуха по каналам 11 оболочки 10 осуществляют теплоэащиту от внешних источников тепла. При этом воздух нагревается и при нагреве его до максимального граничного значения комфортной температуры 30 С (фиг. 4) относительная влажность его снижается ниже

10%. Струи 14 воздуха с низкой относительной влажностью по отверстиям 12 направляют к местам поверхности тела человека наиболее интенсивного потовыделения. За счет испарения . влаги пота осуществляют теплоотвод от внутренних источников тепловыделения организма человека.

Таким образом, повышается эффективность тепловой защиты организма человека при тяжелых работах в сложных климатических условиях.

Количество тепла (см. таблицу), отводимое за счет теплообмена охлажденным воздухом при движении его по каналам 11 оболочки 10 составляет

g)Ов ) в Ср At TJ, где q> — количество тепла, ккал/ч;

Q8 — расход воздуха, м /ч; з у — удельный вес воздуха, кг/м; з.

Cp — теплоемкость воздуха, ккэл/кг. Град;

Ь t- разность температур воздуха до и после нагревания его в каналах оболочки; д- КПД устройства, объемные доли.

Количество тепла, отводимое от организма человека за счет теплообмена при испарении влаги пота, равно щ" ib| ni Оь yb A ть1 nj, где ib >1 — теплота испарения воды, ккал/кг;

Ь db»> — изменение влагосодержания воздуха при изменении его температуры на

At, кг/кг.

Принимаем, что температура воздуха повышается в воздухопроводе после охлаждения с-10 до-5 Си в каналахоболочки с-5 до 30 С, т.е.

Лt=30+5) =35 С.

При этом фактическое (или возможное) влагосодержание воздуха изменяется от 2

2 r/êã при t=-10 С до 26 r/êã при t-30 С, а

0 относительная влажность воздуха при 30 С составляет 7%.

Формула изобретения

Способ тепловой защиты человека, заключающийся в вентилировании подкостюмного пространства охлажденным на

: низкотемпературном охладителе и осушенным воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности тепловой защиты организма человека при выполнении тяжелой работы в условиях высокой температуры и влажности воздуха. охлаждение воздуха ведут до температуры ниже тройной точки воды, осушку

4р проводят конденсированием и отделением влаги до абсолютного влагосодержания 2

r/êã, после чего нагревают воздух до максимального граничного значения комфортной температуры 30 С и подают в подкостюм45 ное пространство непосредственно к поверхности тела человека в местах наиболее интенсивного потовыделения.

1736519 фиг 3

Рог 2

12с

ФцГ4

Составитель H. Ульшина

Редактор М. Бандура Техред М.Моргентал Корректор Н, Король

Заказ 1846 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 пФ

8

Ц

egg

Ф

g ff

Р@

3 Х

„Е о уе . -:ф g$ ф) д щдфдщ р(gg +#0949 уфФ0 М