Фильтрующе-поглощающая коробка средства индивидуальной защиты органов дыхания человека
Владельцы патента RU 2323022:
Открытое акционерное общество "Электростальское научно-призводственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") (RU)
Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека от вредных газов, паров и аэрозолей. Фильтрующе-поглощающая коробка средства индивидуальной защиты органов дыхания содержит крышку, корпус с дном, противоаэрозольный фильтр и поглощающий блок из зерненого сорбента, сплавленного пластмассой. Блок состоит из смеси зерненых сорбентов и полиэтилена при следующем соотношении компонентов (мас.%): углеродный сорбент, содержащий 24,0-28,0% сернокислого никеля, - 31,0-32,0; углеродный сорбент, содержащий 6,0-7,5% меди, 2,0-2,5% хрома и 0,04-0,06% серебра, - 11,0-11,5; активный уголь - 19,0-20,0; активный оксид алюминия, содержащий 8,0-9,0% перманганата калия, - 26,0-27,0; полиэтилен - 11,0-11,5. Обеспечивается универсальная защита от широкого круга вредных веществ со значительно различающимися физико-химическими свойствами и значительное повышение ресурса работы. 1 ил., 1 табл.
Изобретение предназначено для защиты органов дыхания человека от вредных газов, паров и аэрозолей.
Известны фильтрующе-поглощающие коробки (ФПК), включающие в качестве поглощающего слоя зерненый специализированный сорбент, обеспечивающий защиту от индивидуального вредного вещества или группы веществ сходной физико-химической природы (см. «Промышленные противогазы и респираторы». Каталог. Черкассы, 1982).
Недостатком таких ФПК является невозможность их использования для защиты от разных групп вредных веществ со значительно различающимися физико-химическими свойствами. Например, ФПК, предназначенная для защиты от паров органических веществ, не защищает от аммиака и оксидов азота и т.п. Кроме того, при механических воздействиях проявляется другой недостаток этих ФПК - вероятность нарушения упаковки зерен сорбентов и снижения времени защитного действия.
Наиболее близкой к предложенной ФПК по технической сущности и количеству совпадающих признаков является ФПК по патенту РФ №2166972 от 05.06.2000, кл. А62В 23/02, 7/10, содержащая крышку, корпус с дном, противоаэрозольный фильтр и поглощающий блок, представляющий собой зерненый сорбент, сплавленный полиэтиленом.
Недостатком данной ФПК является ее неуниверсальность по веществам с различными физико-химическими свойствами. Эта ФПК принята за прототип предлагаемого изобретения.
Задача изобретения заключается в создании ФПК, обеспечивающей универсальную защиту от широкого круга вредных веществ со значительно различающимися физико-химическими свойствами.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в значительном повышении ресурса работы универсальной ФПК.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в ФПК средства индивидуальной защиты органов дыхания, содержащей крышку, корпус с дном, противоаэрозольный фильтр и поглощающий блок из зерненого сорбента, сплавленного пластмассой, блок состоит из смеси зерненых сорбентов и полиэтилена при следующем соотношении компонентов (по массе):
| углеродный сорбент, содержащий | |
| 24,0-28,0% сернокислого никеля, | - 31,0-32,0; |
| углеродный сорбент, содержащий 6,0-7,5% меди, | |
| 2,0-2,5% хрома и 0,04-0,06% серебра, | - 11,0-11,5; |
| активный уголь | - 19,0-20,0; |
| активный оксид алюминия, содержащий | |
| 8,0-9,0% перманганата калия, | - 26,0-27,0; |
| полиэтилен | - 11,0-11,5%. |
Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является то, что поглощающий блок состоит из смеси зерненых сорбентов и полиэтилена при следующем соотношении компонентов (по массе):
| углеродный сорбент, содержащий | |
| 24,0-28,0% сернокислого никеля, | - 31,0-32,0; |
| углеродный сорбент, содержащий 6,0-7,5% меди, | |
| 2,0-2,5% хрома и 0,04-0,06% серебра, | - 11,0-11,5; |
| активный уголь | - 19,0-20,0; |
| активный оксид алюминия, содержащий | |
| 8,0-9,0% перманганата калия, | - 26,0-27,0; |
| полиэтилен | - 11,0-11,5%. |
Использование указанного признака в предлагаемой ФПК средства индивидуальной защиты позволяет обеспечить универсальную защиту от широкого круга вредных веществ с различными физико-химическими свойствами (паров органических веществ, кислых газов, оксидов азота, аммиака и его органических производных) при значительно повышенном ресурсе ее работы.
Из научно-технической литературы авторам не известна ФПК средства индивидуальной защиты органов дыхания человека, содержащая заявленные признаки.
ФПК состоит из крышки, корпуса с дном и поглощающего блока, причем противоаэрозольный фильтр располагается первым по ходу воздуха, а поглощающий блок - вторым. Дно коробки может быть выполнено за одно целое с корпусом или в виде отдельной детали.
На чертеже показан вариант ФПК, корпус которой выполнен за одно целое с дном, где 1 - крышка, 2 - корпус, 3 - противоаэрозольный фильтр, 4 - поглощающий блок, 5 - дно.
ФПК работает следующим образом. Воздух из окружающей среды через отверстие в дне 5 корпуса 2 поступает в противоаэрозольный фильтр 3, очищается от аэрозоля и затем поступает в поглощающий блок 4, где очищается от вредных газов (паров) и направляется через горловину крышки 1 в подмасочное пространство к органам дыхания человека.
Использование поглощающего блока, состоящего из заявленной смеси зерненых сорбентов и полиэтилена, обеспечивает универсальную защиту от широкого круга вредных веществ, значительно повышает ресурс работы ФПК.
Блок изготавливается следующим образом. Берут в заявленном соотношении смесь сорбентов и полимер, загружают в смеситель, например, трубчатого типа. После смешения до однородного состояния помещают в форму и прессуют. Затем смесь в форме термообрабатывают при температуре размягчения полимера, охлаждают и извлекают из формы поглощающий блок, обладающий низким сопротивлением потоку воздуха, высокими прочностными и сорбционными свойствами.
Использование составляющих поглощающий блок сорбентов известно для защиты от индивидуальных вредных веществ:
- углеродного сорбента ПАН-3, содержащего сернокислый никель - от аммиака и его производных;
- углеродного сорбента КТ-17, содержащего медь, хром и серебро - от паров органических веществ и кислых газов;
- активного угля СКТ-6а - от паров органических веществ;
- активного оксида алюминия, содержащего перманганат калия - от оксидов азота.
Анализ информационных материалов и результатов собственных исследований позволил выбрать качественный состав смеси сорбентов поглощающего блока, количественный состав смеси определен в результате проведения большого объема экспериментальных исследований.
В предложенном решении использование указанных признаков приводит к новым свойствам, позволяет получить новый положительный эффект, заключающийся, в частности, в создании универсальной ФПК со значительно увеличенным ресурсом работы, а также позволяет уменьшить трудозатраты при изготовлении блока за счет использования смеси вместо применения нескольких поглощающих слоев.
Проведены экспериментальные исследования опытных образцов ФПК, снаряженных поглощающими блоками, содержащими индивидуальные сорбенты и их смеси различного состава. Обобщенные результаты приведены в таблице.
Как видно из таблицы, суммарная величина времени защитного действия, обеспечиваемая сорбентами индивидуально, по всем вредным веществам существенно ниже, чем обеспечивает смесь тех же сорбентов, взятых в тех же количествах.
В результате испытаний опытных образов предлагаемых ФПК самыми эффективными в отношении поглощения вредных веществ оказались коробки, у которых поглощающий блок состоит из смеси 31,0-32,0% углеродного сорбента, содержащего 24,0-28,0% сернокислого никеля, 11,0-11,5% углеродного сорбента, содержащего 6,0-7,5% меди, 2,0-2,5% хрома и 0,04-0,06% серебра, 19,0-20,0% активного угля, 26,0-27,0% активного оксида алюминия, содержащего 8,0-9,0% перманганата калия и 11,0-11,5% полиэтилена.
Указанные испытания также показали, что если какого-либо компонента смеси взято меньше, чем заявлено, а другого больше, то изменяется эффективность смеси в отношении одного или двух веществ. В таблице приведены два примера: при уменьшении в смеси количества сорбента КТ-17 и увеличении количества ХСПК-3 существенно снижается время защитного действия по оксидам азота, а также по циклогексану; при уменьшении количества сорбента ПАН-3 в смеси и увеличении СКТ-6а снижается время защитного действия по аммиаку. Однако следует отметить, что снижение времени защитного действия ФПК в отношении одного или двух веществ наблюдалось в каждом случае выхода за заявленные интервалы.
Таким образом, предлагаемая ФПК средства индивидуальной защиты органов дыхания обеспечивает универсальную защиту от широкого круга вредных веществ со значительно различающимися физико-химическими свойствами и повышенный ресурс работы.
| Таблица Время защитного действия фильтрующе-поглощающих коробок с поглощающими блоками различного состава | ||||||||
| Сорбенты и полиэтилен | Количество сорбентов и полиэтилена в блоке | Время защитного действия, мин | Примечание | |||||
| см3 | г | % | аммиак 1,0 мг/дм3 | сернистый ангидрид 2,7 мг/дм3 | оксиды азота 0,5 мг/дм3 | циклогексан, 3,5 мг/дм3 | ||
| ПАН-3 | 150 | 69 | 91 | 90 | 0 | 0 | 2 | 1. Условия испытаний: Испытания ФПК проведены при концентрациях вредных веществ 0,5-3,5 мг/дм3, расходе парогазовоздушной смеси 45 дм3/мин, относительной влажности воздуха 75%, температуре 20°С. |
| полиэтилен | 64 | 7 | 9 | |||||
| КТ-17 | 50 | 23 | 92 | |||||
| полиэтилен | 21 | 2 | 8 | 0 | 2 | 0 | 5 | |
| СКТ-6а | 150 | 43 | 86 | 0 | 0 | 0 | 50 | |
| полиэтилен | 64 | 7 | 14 | |||||
| ХСПК-3 | 120 | 55 | 90 | 0 | 90 | 50 | 5 | |
| полиэтилен | 51 | 6 | 10 | |||||
| Суммарно: | 90 | 92 | 50 | 62 | ||||
| смесь | ||||||||
| ПАН-3 | 150 | 69 | 32 | |||||
| КТ-17 СКТ-6а | 50 150 | 23 43 | 11 20 | 110 | 100 | 100 | 92 | 2. Требование к времени защитного действия ФПК по всем веществам - 90 минут. |
| ХСПК-3 | 120 | 55 | 26 | |||||
| полиэтилен | 201 | 23 | 11 | |||||
| смесь | ||||||||
| ПАН-3 | 135 | 62 | 31 | |||||
| КТ-17 | 47 | 22 | 11,5 | 3. Оптимальный объем смеси сорбентов с полиэтиленом составляет 655-671 см3. | ||||
| СКТ-6а | 135 | 38 | 19 | 100 | 95 | 95 | 90 | |
| ХСПК-3 | 115 | 53 | 27 | |||||
| полиэтилен | 185 | 22 | 11,5 | |||||
| смесь | ||||||||
| ПАН-3 | 150 | 69 | 32 | |||||
| КТ-17 | 15 | 7 | 3 | 110 | 110 | 60 | 80 | |
| СКТ-6а | 150 | 43 | 20 | 4. Испытания проведены по контрольным веществам - представителям групп веществ со сходными химическими свойствами. | ||||
| ХСПК-3 | 155 | 71 | 34 | |||||
| полиэтилен | 201 | 24 | 11 | |||||
| смесь ПАН-3 | 120 | 55 | 27 | |||||
| КТ-17 | 50 | 23 | 11 | |||||
| СКТ-6а | 180 | 51 | 25 | 80 | 100 | 100 | 90 | |
| ХСПК-3 | 120 | 55 | 26 | |||||
| полиэтилен | 201 | 23 | 11 |
Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение технического результата, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.
Фильтрующе-поглощающая коробка средства индивидуальной защиты органов дыхания человека, содержащая крышку, корпус с дном, противоаэрозольный фильтр, поглощающий блок из зерненого сорбента, сплавленного пластмассой, отличающаяся тем, что блок состоит из смеси зерненых сорбентов и полиэтилена при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| углеродный сорбент, содержащий | |
| 24,0-28,0% сернокислого никеля | 31,0-32,0 |
| углеродный сорбент, содержащий 6,0-7,5% меди, | |
| 2,0-2,5% хрома и 0,04-0,06% серебра | 11,0-11,5 |
| активный уголь | 19,0-20,0 |
| активный оксид алюминия, содержащий | |
| 8,0-9,0% перманганата калия | 26,0-27,0 |
| полиэтилен | 11,0-11,5. |
