Регенеративный патрон дыхательного аппарата с химически связанным кислородом

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зО5 А 62 В 19/00, 7/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

12

2б

Сд (21) 4781861/23 (22) 11.01.90 (46) 23.11.92. Бюл. f4 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела (72) А.И. Артеменко, M.Ã. Данилевский, 3.Г.

Ильинский, В.К. Кочерга, В.Н Лучко, А.Е.

Марголис и В,К. Овчаров (73) Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательн ого дела (56) Патент ФРГ М 2852240, кл. А 62 В 19/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1489033, кл. А 62 В 7/08, 1987.

17

16

1$ б

21

22 20

„„ Ы„„1777566 А3 (54) РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПАТРОН ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ХИМИЧЕСКИ

СВЯЗАННЫМ КИСЛОРОДОМ (57) 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 отравляющегоi воздействия атмосферы, ставшей непригодной для дыхания вследствие пожара или внезапного выброса газа или угольной пыли. Цель изобретения — улучшение эксплуатационных

Ю > 11

1777566

10

30 характеристик патрона за счет снижения сопротивления дыханий. Регенеративный патрон дыхательного аппарата содержит корпус 1 с патрубками вдоха 2 и выдоха 7. обечайку 3 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

Изобретение относится к патронам с адсорбирующими веществами для дыхательных аппаратов с химически связанным кислородом, а именно изолирующих самоспасателей, применяемых в угольной промышленности 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 М 2852240, кл. А

62 В 19/00, 1980; патент-аналог Великобритании М 2035808, кл. А 62 В 19/02. 1980), который содержит корпус с патрубками вдоха и выдоха, пусковое устройство, внутреннюю 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 противопылевым фильтром и над ним элементами патро11 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 противопылевого фильтра гофри рована 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 э.п. ф-лы, 3 ил. на 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 М 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 перфо15 рированную 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 противопылевого фильтра эа 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 конст.рукцией регенеративного патрона, не имеющего элемента, компенсирующего образование во внутренней обечайке пустот, 1777566 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, теплораспределитель 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

45 процессе ежедневной эксплуатации дыхательного аппарата; Это значительно уменьшает запыление противопылевого фильтра и следовательно уменьшает его гидродинамическое сопротивление. Выполнение ко50 нусной поверхности противопылевого фильтра гофрированной увеличивает его рабочую поверхность при тех же габаритных размерах (диаметрах и высоте), что уменьшает гидродинамическое сопротивление

55 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

5 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, 10 Пусковое устройство исключает затраты энергии человека на то, чтобы "раздышать" вещество в регенеративном патроне. Размещение пускового устройства в полости центральной трубки обеспечивает компакт15 ность конструкции и улучшает эксплуатационную характеристику патрона за счет уменьшения габаритов патрона, На фиг. 1 изображен регенеративный патрон, продольный разрез; на фиг. 2 — про20 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 патруб25 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

30 осевого перемещения под воздействием пружины 6. На пластине 5 закреплен патру бок выдоха 7 и центральная перфорированная трубка З с противопылевым фильтром 9.

Обечайка 3 выполнена в виде усеченных ко35 нусов 10 и 11, совмещенных общими основаниями. Конус 10 перфорирован и имеет угол конусности 4-5О, равный углу трения гранул вещества КО2 о материал конуса (сталь 08 кп ГОСТ 16523 — 70). Конус 11 не

40 имеет перфорации и выполнен с конусностью 40-45О, равной углу естественного от1777566 коса 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 теплораспределитель 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 пластине 4. 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 сьемной обоймы 24. Механизм разрушения установлен в резиновом сильфоне 25, прикрепленном к торцовой стенке корпуса 1.

В корпусе 1 размещен противопылевай фильтр 26 в виде усеченного конуса (см, фиг.

2 и фиг, 3). Он содер>кит внутренний 27 и наружный 28 гофрированные перфориро.— ванные элементы (см. фиг. 3), между которыми размещен фильтравальный 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 наказан) 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 выдыхаемаго воздуха начнутся химические реакции в кислородсадержащем веществе, протекающие с выделением кислорода и тепла. Брикетный газ поступает в полость абечайки 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.

Обогащенный кислородом воздух через перфорацию в конусе 10 поступаег в полость под фильтром 26 и далее через фильтр в мешок. При вдохе воздух из дыхательного мешка следует в обратном направлении и аппарате маятниковая) или непосредственна в дыхательные пути человека (если схема движения воздуха в аппарате круговая) Химические реакции в патроне идут с

20.выделением тепла. Для предотвращения спекания гранул в отдельных зонах вещества тепло с помощью теплораспределителя

13 равномерно распределяется по всей мас25 се вещества и отводится к периферийным слоям, прилегающим к стенке абечайки 3, Па сравнению с прототипом — регенеративным патроном респиратора с химически связанным кислородом типа РХС, изготав30 ливаемым Луганским заводом горнаспасательной техники "Горизонт", предлагаемый регенеративный патрон отличается лучшей эксплуатационной характеристикой за счет того, чта обладает меньшим (на 5 — б мм вод.ст.) первоначальным гидрадинамическим сопротивлением, обеспечивает возможность даже нетренированному человеку изолировать органы дыхания от внешней атмосферы в течение короткого (10 — 15 с) 40 периода времени.

Эта не только повышает безопасность труда горнорабочего, но и позволяет снизить энергазатраты человека при использовании аппарата па назначению.

Формула изобретения

1. Регенеративный патрон дыхательного аппарата с химически связанным кислородом, содержащий корпус с патрубками вдоха и выдоха, установленную с зазором от50 носительна корпуса перфорированную абечайку с кислородсодержащим веществом, закрытую сплошными пластинами, центральную перфорированную трубку с противопыльным фильтром, сообщающуюся с патрубкам выдоха, теплораспределитель и установленный в корпусе противопылевой фильтр в виде усеченного конуса, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационной характеристики за счет снижения сопротивления дыханию, внут15 поступает в дыхательные пути человека (если схема движения воздуха в дыхательном

ii r ivvv

CbH 3

Составитель А.Артеменко

Техред М.Моргентал Корректор Н,Тупица

Редактор Н.Козлова

Заказ 4129 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4I5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ренняя перфориоованная 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 меньшего основания конуса, при этом длина окружности большего основания конуса и периметр гофрированной поверхности у меньшего основания выполнены равными.

5 2. Патрон по и, 1, отличающийся тем, что патрон снабжен камерой с пусковым устройством, размещенной в полости центральной перфорированной трубки и сообщенной каналом через отверстие, выпол10 ненное в подпружиненной пластине, с кислородсодержащим веществом, при этом выходной торец канала закреплен на этой же пластине.