Способ тепловой защиты организма человека и устройство для его осуществления

 

Использование: в средствах индивидуальной защиты человека при работе в среде с высокой температурой и влажностью воздуха. Сущность изобретения: способ состоит в том, что теплозащиту производят на основе твердого диоксида углерода с вентилированием подкостюмного пространства охлажденным, осушенным воздухом. Образующийся при сублимации твердого диоксида углерода низкотемпературный газообразный диоксид углерода подают изолированно от воздушного потока в межслойное пространство теплозащитной одежды и после циркуляции в межслойном пространстве выпускают его рассредоточенно в атмосферу. Устройство включает расположенный внутри кожуха резервуар, наполненный твердым диоксидом углерода, охлаждающие панели и теплозащитную одежду, воздуходувку, сообщающуюся посредством полости между кожухом и резервуаром с коллектором охлаждающих панелей, при этом газовый патрубок резервуара соединен с теплоизолированными газовыми каналами теплозащитной одежды, выход которых через перфорацию в верхней части внешней оболочки одежды сообщен с атмосферой. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты человека при работе в среде с высокой температурой и влажностью воздуха, а именно, при выполнении горноспасательных работ при пожарах в горных выработках, при ремонте технологических сооружений таких, как печей, котлов, нагревателей, сушильных камер и ликвидации любых видов пожаров.

Известны способы и устройства тепловой защиты организма человека, заключающиеся в подаче хладоносителя по трубкам, а также в избирательной подаче в подкостюмное пространство охлажденного воздуха [1, 2, 3, 4] Однако, указанные способы и средства недостаточны эффективны, т.к. не обеспечивают полное использование хладоагента и необходимый теплоотвод (свыше 250-400 ккал/ч) от внутренних источников при выполнении работ в подземных условиях.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату является способ тепловой защиты организма человека на основе твердого диоксида углерода, включающий вентилирование подкостюмного пространства охлажденным осушенным воздухом [5] Устройство тепловой защиты организма человека на основе твердого диоксида углерода включает последовательно соединенные нагнетатель, низкотемпературный охладитель, влагоотделитель, трубопровод с отводами и избыточным клапаном, соединительный шланг, соединяющий трубопровод с теплозащитной одеждой. Теплозащитная одежда включает оболочку, объединяющую последовательно соединенные каналы, предназначенные для циркуляции по ним хладоносителя - охлажденного и осушенного воздуха. Каналы оболочки имеют отверстия в местах, примыкающих к частям поверхности тела человека с наиболее интенсивным потовыделением [5] Недостатком известного способа является то, что при использовании в качестве эффективного хладоагента твердого диоксида углерода для организма человека небезопасна подача к поверхности тела смеси охлажденного воздуха и высокой концентрации газообразного диоксида углерода. А при утилизации газообразного диоксида углерода снижается эффективность теплозащиты и увеличиваются потери холода до 80-130 ккал/ч.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет использовать для теплозащиты отходящий низкотемпературный газообразный диоксид углерода, что приводит к увеличению веса устройства при равной хладоемкости, снижению эффективности его работы.

Эти недостатки устраняются в заявленном изобретении тем, что низкотемпературный газообразный диоксид углерода, образующийся при сублимации твердого диоксида углерода, подают изолированно от воздушного потока в межслойное пространство теплозащитной одежды и после циркуляции в межслойном пространстве выпускают его рассредоточено в атмосферу.

При движении низкотемпературного газообразного диоксида углерода по газовым каналам теплозащитной одежды происходит теплообмен его преимущественно с внешней оболочкой одежды (вследствие большей разности температур). Тем самым, предотвращается проникновение внешнего тепла к организму человека. Достигается это тем, что в устройстве для осуществления заявляемого способа, включающем теплозащитную одежду, охлаждающие панели с воздушными каналами, вход которых объединен коллектором, а выход сообщен с подкостюмным пространством, расположенный внутри кожуха резервуар с выведенным наружу газовым патрубком и горловиной в средней части, воздуходувку, сообщающуюся посредством полости между кожухом и резервуаром с коллектором охлаждающих панелей, газовый патрубок резервуара соединен с панелями теплоизолированных газовых каналов, выполненных из газонепроницаемого материала и расположенных в межслойном пространстве теплозащитной одежды, причем выход газовых каналов в верхней части теплозащитной одежды через перфорацию сообщен с внешней средой.

Благодаря такому выполнению устройства, рассредоточенный выпуск газообразного диоксида углерода через перфорацию внешней оболочки теплозащитной одежды создает газовый слой из диоксида углерода между теплозащитной одеждой и атмосферой внешней среды.

Таким образом, создаются четыре теплоотводящих слоя: первый отвод тепла внутреннего источника непосредственно от поверхности тела человека за счет испарения влаги пота, второй отвод тепла внутреннего источника за счет нагрева охлажденного воздуха в охлаждающих панелях; третий отвод тепла, проникающего из внешней среды, за счет нагрева низкотемпературного газообразного диоксида углерода, циркулирующего по изолированным газовым каналам теплозащитной одежды; четвертый теплозащитный слой газообразного диоксида углерода на внешней поверхности теплозащитной одежды. Следовательно, обеспечивается более полное использование хладоемкости твердого диоксида углерода и повышается эффективность теплозащиты.

Изобретение поясняется чертежами устройства, где на фиг. 1 изображена схема охлаждающих панелей; на фиг. 2 общий вид теплозащитной одежды; на фиг. 3 схема блока подготовки охлаждающего воздуха; на фиг. 4 вид задней стенки теплозащитной одежды в разрезе по А-А на фиг. 2.

Устройство состоит из трех основных элементов; охлаждающих панелей, теплозащитной одежды и блока подготовки охлаждающего воздуха.

Блок подготовки охлаждающего воздуха включает оребренный снаружи и помещенный внутри кожуха 1 резервуар 2 с выведенными наружу газовым патрубком 3, имеющий в средней части горловину 4 для снаряжения его твердым диоксидом углерода и образующий с кожухом 1 полость 5, сообщающуюся на входе с воздуходувкой и на выходе с патрубком 7, установленным на кожухе 1. Охлаждающие панели 8, расположенные под теплозащитной одеждой 9, изготовлены из двух слоев эластичного воздухонепроницаемого материала, соединенные таким образом, что они образуют каналы 10, сообщающиеся через коллектор 11 с патрубком 7 и заканчивающиеся перфорацией 12, обращенной к телу человека. Теплозащитная одежда 9 состоит из двух слоев 13 теплозащитного материала, между которыми проложены панели газовых каналов 14, изготовленные из эластичного газонепроницаемого материала аналогично охлаждающим панелям 8. Газовые каналы 14 соединены через коллектор 15 с газовым патрубком 3 резервуара 2 и на выходе через перфорацию 16 в верхней части внешней оболочки одежды сообщаются с атмосферой.

Осуществляют способ следующим образом.

Включают в работу воздуходувку 6, с помощью которой нагнетают воздух в полость 5, образованную оребренным резервуаром 2 и кожухом 10. При теплообмене между рассредоточенными по сечению полости 5 воздушными потоками и оребренным резервуаром 2, наполненным низкотемпературным твердым диоксидом углерода, происходит низкотемпературное охлаждение и осушение воздуха с конденсацией и осаждением влаги.

Охлажденный и осушенный воздух из полости 5 подают через патрубок 7 в коллектор 11 и далее в каналы 10 охлаждающих панелей 8. При циркуляции по каналам 10 воздух нагревается за счет поглощения тепла от внутренних источников, при этом снижается его относительная влажность, вследствие чего возрастает влагоемкость. После нагрева сухой воздух по перфорации 12 поступает в подкостюмное пространство, к местам наиболее интенсивного потовыделения поверхности тела человека. За счет испарения влаги пота происходит дополнительный отвод тепла от внутренних источников тепловыделения организма человека.

В резервуаре 2 в результате теплообмена с воздухом, циркулирующим в полости 5, твердый диоксид углерода сублимирует и низкотемпературный газообразный диоксид углерода через газовый патрубок 3 и коллектор 15 под собственным давлением подается в газовые каналы 14 теплозащитной одежды 9 и далее через перфорацию 16 в верхней части внешней оболочки одежды выбрасывается в атмосферу внешней среды.

Таким образом, применение заявляемых способа и устройства позволяет более эффективно использовать удобный в применении с повышенной хладоемкостью низкотемпературый хладоагент твердый диоксид углерода, полнее использовать его хладоемкость и повысить безопасность аварийно-спасательных работ.

Формула изобретения

1. Способ тепловой защиты организма человека на основе твердого диоксида углерода, включающий вентилирование подкостюмного пространства охлажденным осушенным воздухом, отличающийся тем, что образующийся при сублимации твердого диоксида углерода низкотемпературный газообразный диоксид углерода подают изолированно от воздушного потока в межслойное пространство теплозащитной одежды и после циркуляции в межслойном пространстве выпускают его рассредоточено в атмосферу.

2. Устройство для тепловой защиты организма человека на основе твердого диоксида углерода, включающее теплозащитную одежду, охлаждающие панели с воздушными каналами, вход которых объединен коллектором, а выход сообщен с подкостюмным пространством, расположенный внутри кожуха резервуар с выведенным наружу газовым патрубком и горловиной в средней части и содержащее воздуходувку, сообщающуюся посредством полости между кожухом и резервуаром с коллектором охлаждающих панелей, отличающееся тем, что теплозащитная одежда снабжена теплоизолированными газовыми каналами, выполненными из газонепроницаемого материала и размещенными на панелях в межслойном пространстве одежды, при этом газовый патрубок резервуара соединен с входом теплоизолированных газовых каналов, выход которых через перфорацию в верхней части одежды сообщен с атмосферой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4