Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат замкнутого цикла для погружения под воду

Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат замкнутого цикла для погружения под воду, включающий воздушную систему, включающую компенсирующий баллон со сжатым газом, редуктор и манометр; систему анализа газов; регенеративное устройство, включающее реакторы с картриджами с регенерирующим кислород веществом; дыхательный контур, включающий лицевую маску, пространство под лицевой маской, дыхательный мешок, клапан для стравливания давления в дыхательном контуре; соединительные воздуховоды, соединяющие дыхательный контур с регенеративной системой и воздушной системой, при этом все компоненты помещены в корпус-моноблок. При этом реакторы с картриджами с регенерирующим кислород веществом содержат вещество, которое посредством химической реакции преобразует углекислый газ в кислород. Аппарат может применяться для рекреационного дайвинга, технического дайвинга, профессионального дайвинга или для спасательных целей. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам замкнутого цикла, предназначенным для защиты органов дыхания при погружении под воду.

Известны различные конструкции изолирующих дыхательных аппаратов. Так, из документа CN206107521 известен дыхательный аппарат полузакрытого типа, где генератор кислорода связан с верхним поглотителем углекислого газа. Документ US5036841 раскрывает дыхательный аппарат закрытого цикла, включающий, среди прочего, дыхательный резервуар, поглотитель углекислого газа и источник сжатого дыхательного газа, включающего кислород примерно 20% по объему. Из документа RU 2562033 известен дыхательный аппарат, содержащий лицевую часть, клапаны вдоха и выдоха, патрон с регенеративным продуктом, дыхательный мешок, фильтрующий патрон, устройство для управления работой аппарата, отличающийся тем, что фильтрующий патрон, соединенный с внешней средой через обратный клапан, содержит катализатор глубокого окисления вредных газовых примесей и соединен также с дыхательным мешком, с одной стороны, и клапаном сброса выдыхаемой смеси, с другой стороны, через устройство автоматического управления работой аппарата.

Однако, все они характеризуются следующими недостатками:

- являются аппаратами полузамкнутого типа, т.е. включают отвод образующегося при дыхании углекислого газа;

- в аппаратах иной конструкции необходим подвод кислорода или кислородно-азотной дыхательной смеси;

- имеют большие габаритные размеры и массу;

- сложные в производстве, требуют сборки и разборки при хранении и транспортировке, т.к. не являются моноблочными аппаратами;

- при наличии баллона с кислородом, такой аппарат является опасным из-за возможности возгорания некоторых материалов при контакте с кислородом под давлением.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание индивидуального изолирующего дыхательного аппарата замкнутого цикла для погружения под воду, который является безопасным, легким, простым в использовании и не требует сборки перед погружением.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложен индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат замкнутого цикла для погружения под воду, включающий:

- воздушную систему, включающую компенсирующий баллон с сжатым газом, редуктор и манометр;

- систему анализа газов, включающую датчики, определяющие парциальное давление кислорода и углекислого газа, при этом датчики встроены между реакторами с картриджами с регенерирующим кислород веществом и дыхательным мешком;

- регенеративное устройство, включающее реакторы с картриджами с регенерирующим кислород веществом;

- дыхательный контур, включающий лицевую маску, пространство под лицевой маской, дыхательный мешок и клапан для стравливания давления в дыхательном контуре;

- соединительные воздуховоды, соединяющие дыхательный контур с регенеративной системой и воздушной системой.

В одном варианте реализации, индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат включает количество реакторов с картриджами с регенерирующим кислород веществом от 1 до 6. В еще одном варианте реализации индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат имеет реакторы с картриджами с регенерирующим кислород веществом, содержащие вещество, которое посредством химической реакции преобразует углекислый газ в кислород. В другом варианте реализации индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат включает картриджи с регенерирующим кислород веществом, при этом в качестве вещества, которое посредством химической реакции преобразует углекислый газ в кислород, могут быть использованы вещества или их смесь, выбранная из группы: Li2O2, Na2O2, K2O2, KO2, Rb2O2, Cs2O2, MgO2, CaO2, SrO2, BaO2, LiO2, NaO2, KO2, RbO2, CsO2, Mg(O2), Ca(O2)2, Sr(O2)2, Ba(O2)2 и ферраты надпероксидов, KO2 в смеси с CaO. В одном дополнительном варианте реализации индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат включает картриджи с регенерирующим кислород веществом, которые представляют собой сменные картриджи.

В одном варианте реализации индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат может содержать баллон со сжатым газом, который может содержать один из газов, представляющих собой смесь, выбранную из группы: кислородно-азотная смесь, кислородно-гелиевая смесь, кислородно-неоно-гелиевая смесь, кислородно-азотно-гелиевая смесь, кислородно-неоновая смесь, кислородно-азотно-неоновая смесь и кислородно-азотно-неоно-гелиевая смесь. В другом варианте реализации индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат может содержать дополнительно баллоны с CO2 (углекислым газом) для добавочной регенерации углекислого газа в кислород, подсоединенные к воздуховодам, ведущим в дыхательный мешок, при этом количество баллонов с углекислым газом может варьироваться от 1 до 6.

В одном варианте реализации индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат включает воздушную систему, систему анализа газов, регенеративное устройство, дыхательный контур, соединительные патрубки, при этом все указанные компоненты заключены в корпус. В еще одном варианте реализации индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат выполнен так, что свободное пространство внутри корпуса занимает дыхательный мешок.

В одном варианте реализации индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат выполнен в виде моноблочной конструкции. В еще одном варианте реализации индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат выполнен таким образом, что корпус имеет форму шлема или округлую форму. В другом варианте реализации индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат выполнен таким образом, что лицевая маска имеет конфигурацию полной лицевой маски.

Также раскрыто применение индивидуального изолирующего дыхательного аппарата замкнутого цикла согласно изобретению для рекреационного дайвинга, технического дайвинга, профессионального дайвинга или для спасательных целей.

ОПИСАНИЕ ФИГУР

Фиг. 1 – схематично показано устройство индивидуального изолирующего дыхательного аппарата замкнутого цикла для погружения под воду, включающее

1 – Лицевая маска

2 – Реактор с картриджем

3 – Дыхательный мешок

4 – Соединительный патрубок СО2 баллончика

5 – Кнопка подачи СО2

6 – СО2

7 – Баллон с СО2

8 – Редуктор компенсирующего баллона с газом

9 – Анализатор О2

10 – Анализатор СО2

11 – Компенсирующий баллон с газом

12 – Манометр

13 – Стравливающий клапан

На Фиг. 2 – схематично показано устройство индивидуального изолирующего дыхательного аппарата замкнутого цикла для погружения под воду, включающее

1 – Лицевая маска

2 – Реактор с картриджем

3 – Дыхательный мешок

4 – Соединительный патрубок СО2 баллончика

5 – Кнопка подачи СО2

6 – СО2

7 – Баллон с СО2

8 – Редуктор компенсирующего баллона с газом

9 – Анализатор О2

10 – Анализатор СО2

11 – Компенсирующий баллон с газом

12 – Манометр

13 – Стравливающий клапан

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложен индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат замкнутого цикла, включающий

- воздушную систему, включающую баллон со сжатым газом, редуктор и манометр

- систему анализа газов, включающую датчики, определяющие парциальное давление кислорода и углекислого газа, при этом датчики встроены между реакторами с картриджами с регенерирующим кислород веществом и дыхательным мешком;

- регенеративное устройство, включающее реакторы с картриджами с регенерирующим кислород веществом;

- дыхательный контур, включающий лицевую маску, пространство под лицевой маской, дыхательный мешок, клапан для стравливания давления в дыхательном контуре;

- соединительные воздуховоды, соединяющие дыхательный контур с регенеративной системой и воздушной системой.

Воздушная система включает компенсирующий баллон со сжатым газом, редуктор и манометр. Баллон со сжатым газом представляет собой резервуар различного подходящего объема достаточного как для компенсации давления в дыхательном контуре, так и для размещения внутри аппарата. Сжатый газ может содержать один из газов, представляющих собой смесь, выбранную из группы: кислородно-азотная смесь, кислородно-гелиевая смесь, кислородно-неоно-гелиевая смесь, кислородно-азотно-гелиевая смесь, кислородно-неоновая смесь смесь, кислородно-азотно-неоновая смесь и кислородно-азотно-неоно-гелиевая смесь. Данный баллон предназначен для добавления дыхательной смеси в систему при компенсации давления в аппарате. При погружении происходит увеличение внешнего давления, что приводит к уменьшению объёма дыхательного контура. Для поддержания постоянного объёма дыхательного контура давление в нём должно быть равно давлению окружающей среды, что достигается включением баллона со сжатой дыхательной смесью в состав компонентов аппарата. При этом объем баллона может быть 0,1 – 1 л. Также конструкция аппарата может включать 2 компенсирующих баллона со сжатым газом. В случае наличия 2 компенсирующих баллонов в аппарате они могут быть заполнены различными дыхательным смесями. При этом один из баллонов может быть заполнен водородом для подачи в дыхательный контур при содержании кислорода в дыхательной смеси меньше 5%, а второй - гелием, неоном, неоно-гелиевой смесью или дыхательной смесью из перечисленных выше. Это, как правило, применяют при продолжительных глубоководных погружениях.

Лицевая маска предназначена для удобства и может иметь конфигурацию полной лицевой маски. Полная лицевая маска имеет такую конфигурацию, что полностью располагается на лице и имеет обтюрацию по контуру лица.

Аппарат согласно изобретению также включает систему анализа газов. Данная система предназначена для контроля содержания кислорода и углекислого газа в дыхательном контуре. Система анализа газов включает датчики, определяющие парциальное давление кислорода и углекислого газа. Датчики расположены между реакторами с картриджами с регенерирующим кислород веществом и дыхательным мешком. Этим достигается корректный контроль содержания углекислого газа и кислорода в дыхательном контуре. Датчики представляют собой электрохимические или оптические сенсоры. Дополнительно система анализа газов может содержать датчики, определяющие парциальное давление газов, поступающих из дыхательной смеси, в частности, водорода, гелия и неона.

Аппарат также включает регенеративное устройство, включающее реакторы с картриджами с регенерирующим кислород веществом. Данное устройство предназначено для регенерации углекислого газа, образующегося при дыхании, в кислород. Картриджи расположены таким образом, что углекислый газ, образующийся при дыхании во время выдоха, поступает в регенеративное устройство, где преобразуется в кислород, который поступает в дыхательный мешок. При вдохе в лёгкие человека поступает очищенная от углекислого газа и обогащённая кислородом дыхательная смесь. Данная смесь может быть дополнена дыхательной смесью, поступающей из компенсирующего дыхательного баллона. Таким образом, аппарат согласно изобретению, является аппаратом замкнутого цикла, без какого-либо дополнительного подвода воздуха, кислорода или иного газа или их смеси, необходимого для дыхания.

Аппарат имеет дыхательный контур, включающий лицевую маску, пространство под лицевой маской, дыхательный мешок, клапан для стравливания давления в дыхательном контуре. Лицевая маска имеет такую конфигурацию, что создается достаточное пространство между лицом использующего маску человека и лицевой маской. Также в дыхательный контур включен дыхательный мешок, который представляет собой герметичный резервуар из мягкого водонепроницаемого материала, предпочтительно из полиуретановой пленки. Дыхательный мешок расположен в пространстве внутри корпуса аппарата. Он имеет объем от 2 до 10 литров и предназначен для удержания дыхательной смеси, которая получается во время выдоха и после прохождения через реакторы.

Для сообщения всех компонентов аппарата согласно изобретению аппарат включает соединительные воздуховоды, соединяющие дыхательный контур с регенеративной системой и воздушной системой. Данные воздуховоды представляют собой трубки или шланги с патрубками, входящими или выходящими из компонентов аппарата. Трубки или шланги, как правило, выполнены из гибкого эластичного водонепроницаемого материала. В общем случае система имеет 2 воздуховода, соединяющих лицевую маску с регенеративной системой, и 2 воздуховода, соединяющих регенеративную систему с дыхательным мешком и системой анализа газов. При этом воздуховоды могут располагаться симметрично или несимметрично в системе.

Аппарат также может дополнительно иметь датчики, воздуховоды и иные компоненты или части, не влияющие на общий принцип работы аппарата.

Аппарат как правило имеет форму шлема или округлую форму. Этим достигается оптимальный объем дыхательного мешка, а также улучшение гидродинамики при погружении.

Общий объем аппарата варьируется от 5 до 15 л. Общий вес аппарата может составлять от 3 до 15 кг. Аппарат может быть использован для погружения на глубину до 200 метров. Объем реакторов колеблется от 0,25 до 1 л., а объем регенеративного вещества, используемого в них – от 0,2 до 0,75 л., с максимальной массой регенеративного вещества – до 3 кг. Общее число реакторов с регенеративным веществом варьируется от 1 до 6. Аппарат может быть использован для рекреационного дайвинга, технического дайвинга, профессионального дайвинга или для спасательных целей. При этом время погружения в зависимости от количества регенеративных картриджей и условий погружения варьируется от 1 до 6 часов.

Возможные конструкции аппаратов приведены на Фигурах, при этом показаны лишь основной принцип работы. Объем данного изобретения не ограничивается приведенными Фигурами и описанием.

Пример 1.

Используемый аппарат показан на Фиг. 1. Проводили погружение с данным аппаратом на глубину до 20 м. Дайвер в течение 40 мин находился под водой, не испытывая каких-либо побочных действий и дискомфорта. Были отмечены легкость и удобство в использовании, отсутствие каких-либо дополнительных устройств, кроме шлема, было отмечено как преимущество данного аппарата перед другими аппаратами для погружения.

1. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат замкнутого цикла для погружения под воду, включающий:

- воздушную систему, включающую компенсирующий баллон со сжатым газом, редуктор и манометр;

- систему анализа газов, включающую датчики, определяющие парциальное давление кислорода и углекислого газа, при этом датчики встроены между реакторами с картриджами с регенерирующим кислород веществом и дыхательным мешком;

- регенеративное устройство, включающее реакторы с картриджами с регенерирующим кислород веществом;

- дыхательный контур, включающий лицевую маску, пространство под лицевой маской, дыхательный мешок, клапан для стравливания давления в дыхательном контуре;

- соединительные воздуховоды, соединяющие дыхательный контур с регенеративной системой и воздушной системой,

при этом реакторы с картриджами с регенерирующим кислород веществом содержат вещество, которое посредством химической реакции преобразует углекислый газ в кислород,

а воздушная система, система анализа газов, регенеративное устройство, дыхательный контур, соединительные патрубки заключены в корпус.

2. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что количество реакторов с картриджами с регенерирующим кислород веществом варьируется от 1 до 6.

3. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что картриджи с регенерирующим кислород веществом в качестве вещества, которое посредством химической реакции преобразует углекислый газ в кислород, вещество, выбранное из группы: Li2O2, Na2O2, K2O2, KO2, Rb2O2, Cs2O2, MgO2, CaO2, SrO2, BaO2, LiO2, NaO2, KO2, RbO2, CsO2, Mg(O2), Ca(O2)2, Sr(O2)2, Ba(O2)2 или ферраты надпероксидов, KO2 в смеси с CaO.

4. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что картриджи с регенерирующим кислород веществом представляют собой сменные картриджи.

5. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что баллон со сжатым газом может содержать один из газов, представляющих собой смесь, выбранную из группы: кислородно-азотная смесь, кислородно-гелиевая смесь, кислородно-неоно-гелиевая смесь, кислородно-азотно-гелиевая смесь, кислород кислородно-неоновая смесь, кислородно-азотно-неоновая смесь и кислородно-азотно-неоно-гелиевая смесь.

6. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что аппарат дополнительно включает баллоны с CO2 (углекислым газом) для добавочной регенерации углекислого газа в кислород, подсоединенные к воздуховодам, ведущим в дыхательный мешок.

7. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат по п. 6, отличающийся тем, что количество баллонов с углекислым газом составляет от 1 до 6.

8. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат по пп. 1-7, отличающийся тем, что свободное пространство внутри корпуса занимает дыхательный мешок.

9. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что аппарат представляет собой моноблочную конструкцию.

10. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат по пп. 1-9, отличающийся тем, что корпус имеет форму шлема или округлую форму.

11. Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат по пп. 1-10, отличающийся тем, что лицевая маска имеет конфигурацию полной лицевой маски.

12. Применение аппарата по пп. 1-11 для рекреационного дайвинга, технического дайвинга, профессионального дайвинга или для спасательных целей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты организма человека, в частности органов дыхания и лица в условиях аномально низких температур. Устройство состоит из полумаски, двух клапанов вдоха и двух клапанов выдоха, причем один из клапанов выдоха, расположенный на передней части полумаски, содержит регулятор запирания.

Респираторное устройство включает корпус респиратора, приемник фильтрующего картриджа, выполненный за единое целое с корпусом респиратора и протяженный от корпуса респиратора, и фильтрующий картридж.

Группа изобретений относится к области медицины, а также к области безопасности жизнедеятельности, а именно к устройствам защиты органов дыхания и зрения, а также к устройствам обработки и подачи воздуха для облегчения дыхания и улучшения общего физиологического состояния человека.

Изобретение предназначено для удаления загрязняющих веществ из газовой среды. Фильтрующий картридж содержит герметичный корпус, включающий впускное отверстие для газа, фильтрующий материал и выпускное отверстие для газа.

Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде предназначен для защиты органов дыхания в аварийной ситуации с повышенной комфортностью. Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде содержит лицевую часть, регенеративный патрон, пусковое устройство, клапанную коробку, дыхательный мешок, хемосорбент, шланги вдоха и выдоха, установленное на шланге выдоха устройство регулирования, выполненное в виде воздуховода с распределительным клапаном, управляемым гибкой связью, закрепленной на противоположной клапану стороне дыхательного мешка.

Настоящее изобретение относится к респиратору. Респиратор (10), содержащий корпус (14) маски, гнездовой элемент (15) фильтрующего картриджа и фильтрующий картридж (12).

Заявленное изобретение относится к устройству фильтрации. Устройство 10 фильтрации воздуха, содержащее корпус 12, содержащий множество подсекций 32, 34 и 36, при этом каждая подсекция выполнена с возможностью вмещения фильтрующего элемента 26, 28 и 30.

Настоящее изобретение относится к устройству фильтрации воздуха. Устройство 10 для фильтрации воздуха, содержащее корпус 12, содержащий множество подсекций 32, 34 и 36, при этом каждая подсекция содержит фильтрующий элемент 26, 28 и 30.

Настоящее изобретение относится к способу изготовления фильтрующей маски-респиратора. Способ изготовления фильтрующей маски-респиратора содержит следующие операции: обеспечение чашеобразной формующей матрицы 30; обеспечение формующей камеры 24, в которой находится формующая матрица 30 и в которую вводят свободные волокна 22 в воздух формующей камеры 24; накапливание 10 свободных волокон 22 на формующей матрице 30 в формующей камере 24 и скрепление 12 волокон друг с другом в точках пересечения волокон.

Изобретение относится к области спасательной техники, а именно к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, использующим химические продукты. Индивидуальный дыхательный аппарат содержит лицевую часть, клапаны вдоха и выдоха, патрон с регенеративным продуктом, дыхательный мешок, фильтрующий патрон, устройство для управления работой аппарата.

Изобретение относится к области жизнеобеспечения в экстренных ситуациях, возникающих в жилых или производственных помещениях при пожарах или отравлениях. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение интенсивности очистки газа за счет увеличения удельного расхода газа через средство очистки и соответственно повышение интенсивности теплоотвода от газа, а также предотвращение возникновения условий для поддержания горения путем рециркуляции очищенных газов обратно в аварийное помещение.

Изобретение относится к устройствам утилизации водорода в замкнутых помещениях, изолированных от внешней среды. Техническим результатом является возможность выработки электрической энергии с возвратом утилизированного водорода в приемник, например в бортовую систему для хранения или немедленного использования данного газа.

Изобретение относится к области жизнеобеспечения в экстренных ситуациях, возникающих в жилых или производственных помещениях при пожарах или поступлении отравляющих газов.

Группа изобретений относится к области очистки воздуха от диоксида углерода в герметично закрытых помещениях при возникновении аварийной ситуации при отсутствии электроэнергии.

Заявленное изобретение относится к области защиты органов дыхания и может быть использовано в обитаемом герметичном объекте с регенерацией воздуха. Способ очистки газовой среды в герметичном объекте включает восполнение в герметичном объекте расходуемого на дыхание кислорода, поглощение диоксида углерода из газовой среды поглотителем.

Устройство для регенерации воздуха в герметично закрытом помещении содержит вентилятор (1) и патрон (3) с регенеративным продуктом (2) на основе супероксида калия, закрепленный на стойке (8).

Изобретение относится к области защиты органов дыхания и может быть использовано в обитаемых герметичных объектах с регенерацией кислорода. Способ очистки газовой среды в герметичном объекте с регенерацией кислорода включает восполнение в герметичном объекте расходуемого на дыхание кислорода, поглощение диоксида углерода из газовой среды поглотителем.

Изобретение относится к области спасательной техники, а именно к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, использующим химические продукты. Индивидуальный дыхательный аппарат содержит лицевую часть, клапаны вдоха и выдоха, патрон с регенеративным продуктом, дыхательный мешок, фильтрующий патрон, устройство для управления работой аппарата.

Устройство предназначено для защиты зон скопления людей от отравляющих веществ и токсинов. Устройство для поглощения токсинов содержит микропроцессорный комплект, блоки анализа окружающей среды, блок запуска и блок блокирования всего комплекса электронной системы управления устройством.

Изобретение относится к водолазному оборудованию, в частности к оборудованию декомпрессионных камер. Автоматическое стабилизирующее устройство стравливающей системы декомпрессионных камер содержит клапан, регулирующий выпуск воздуха, соединённый трубопроводом с клапаном выпуска камеры.

Индивидуальный изолирующий дыхательный аппарат замкнутого цикла для погружения под воду, включающий воздушную систему, включающую компенсирующий баллон со сжатым газом, редуктор и манометр; систему анализа газов; регенеративное устройство, включающее реакторы с картриджами с регенерирующим кислород веществом; дыхательный контур, включающий лицевую маску, пространство под лицевой маской, дыхательный мешок, клапан для стравливания давления в дыхательном контуре; соединительные воздуховоды, соединяющие дыхательный контур с регенеративной системой и воздушной системой, при этом все компоненты помещены в корпус-моноблок. При этом реакторы с картриджами с регенерирующим кислород веществом содержат вещество, которое посредством химической реакции преобразует углекислый газ в кислород. Аппарат может применяться для рекреационного дайвинга, технического дайвинга, профессионального дайвинга или для спасательных целей. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх