РЕСПИРАТОР

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека от вредных веществ непригодной для дыхания атмосферы, в частности, к изолирующим респираторам, которые применяются в горнодобывающей отрасли промышленности при проведении спасательных работ при техногенных авариях в шахтах. Она может быть использована в химической и других отраслях промышленности при чрезвычайных ситуациях, где необходима защита органов дыхания в неблагоприятных условиях, то есть при наличии вредных веществ или отсутствии кислорода в атмосфере.
Известен изолирующий регенеративный респиратор Р-12 (МУП УССР, Центральная научно-исследовательская лаборатория по горноспасательному делу, «Изолирующий кислородный респиратор Р-12. Инструкция по эксплуатации». Донецк, 1966). Респиратор содержит ранец, в котором размещены дыхательный мешок, присоединенные к нему холодильник и регенеративный патрон с сорбентом диоксида углерода, кислородоподающую систему в виде баллона с вентилем, редуктора давления, клапана аварийной подачи кислорода, легочного автомата и кислородного манометра, гофрированные дыхательные шланги, лицевую часть в виде панорамной маски или мундштучного устройства, систему для ношения в виде двух плечевых ремней с эластичными подушками. Ранец аппарата содержит крышку и корпус с амортизаторами, прилегающими к спине пользователя респиратором.
Этот респиратор имеет следующие эксплуатационные недостатки:
- большая масса аппарата, что усложняет использование по назначению;
- значительная температура вдыхаемого воздуха в результате неэффективного действия холодильника с гидрофосфатом в качестве охлаждающего вещества;
Указанные недостатки обусловлены конструктивными признаками известного технического решения.
Эти недостатки устранены в изолирующем респираторе Р-30 (ОАО «Донецкий завод горноспасательной аппаратуры», «Респиратор изолирующий регенеративный Р-30. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Р-30.00.000 ТО изм. 4», Донецк, 2009).
Респиратор содержит ранец в виде единой жесткой оболочки с отсеками (авторское свидетельство СССР №660332, A62B 7/02, 1980, «Изолирующий регенеративный респиратор»), в которых размещены дыхательный мешок, присоединенные к нему жестко соединенные между собой холодильник с клапаном выдоха и избыточным клапаном в торце; кислородоподающая система в виде баллона с вентилем, редуктора давления, клапана аварийной подачи кислорода, легочного автомата в виде мембранного клапана, выполненного с кольцевым гофром и клапана с дозирующим отверстием и пневмоусилителем с мембраной на штоке клапана и кислородного манометра с капилляром в защитной прорезиненной трубке, гофрированные дыхательные шланги с соединительной коробкой, присоединенные к клапанам вдоха и выдоха, с лицевой частью в виде панорамной маски или мундштучного устройства как загубника, носовой зажим, головной гарнитур и противодымные очки, щиток оболочки, имеющей амортизаторы и систему для ношения в виде двух плечевых ремней с эластичными подушками и поясной ремень, а также звуковой сигнализатор.
Данный респиратор имеет следующие эксплуатационные недостатки:
- мембрана легочного автомата выполнена в виде фигурной резиновой детали с гофром и шайбой по центру, присоединенной к резиновой детали клеевым швом. Такое соединение деталей мембраны ненадежно. При нарушении клеевого шва легочный автомат действует с перебоями;
- отсутствие элемента, ограничивающего расход кислорода через капилляр при нечаянном нарушении целостности манометра или трубки с капилляром во время выполнения спасательной работы. Это уменьшает время защитного действия респиратора за счет непредвиденного уменьшения запаса кислорода в баллоне, который мог быть полезно использован.
Указанные недостатки обусловлены конструктивными признаками известного технического решения.
Наиболее близким к полезной модели является изолирующий регенеративный респиратор по патенту РФ на полезную модель №109974, МПК A62B 7/02, 2011, конструкция которого реализована в респираторе Р-30Е и модернизированном респираторе Р-30, которые изготавливает ОАО «Донецкий завод горноспасательной аппаратуры».
В изолирующем регенеративном респираторе, содержащем ранец в виде жесткой оболочки с отсеками, в которых расположены дыхательный мешок, присоединенные к нему жестко соединенные между собой холодильник с клапаном вдоха и прямоструйный регенеративный патрон с клапаном выдоха и клапаном избыточного давления в торце, кислородоподающая система в виде баллона с вентилем, редуктора давления, клапана аварийной подачи кислорода (байпаса), легочного автомата в виде мембранного клапана, выполненного с кольцевым гофром и клапана с дозирующим отверстием и пневмоусилителем с мембраной на штоке клапана и кислородного манометра с капилляром в защитной прорезиненной трубке, гофрированные дыхательные шланги с соединительной коробкой, присоединенные к клапанам вдоха и выдоха, с лицевой частью в виде панорамной маски или мундштучного устройства как загубника, носовой зажим, головной гарнитур и противодымные очки, щиток оболочки, имеющей амортизаторы и систему ношения.
Основные недостатки заключаются в практическом дублировании системы, подающей кислород, что помимо усложнения конструкции аппарата может привести к снижению надежности и уменьшению срока хранения аппарата. Другим недостатком является большое сопротивление на вдохе, что снижает комфортность дыхания.
Указанные недостатки обусловлены конструктивными признаками известного технического решения.
На основании изложенного следует, что задачей, на решение которой направлена разработка полезной модели, является устранение указанных недостатков, то есть улучшение эксплуатационных характеристик респиратора: уменьшения сопротивления при вдохе и снижение температуры вдыхаемого воздуха.
Решение этой задачи достигается тем, что изолирующий регенеративный респиратор, содержащий ранец в виде жесткой оболочки с отсеками, имеющими монтажные отверстия, в которых размещены дыхательный мешок, присоединенные к нему холодильник и регенеративный патрон, гофрированные дыхательные шланги с соединительной коробкой с клапанами вдоха и выдоха, узел изоляции органов дыхания в виде панорамной маски или загубника с носовым зажимом и противодымными очками и систему ношения в виде плечевых ремней и поясного ремня, в нижнем отсеке ранца размещен дыхательный мешок, взаимодействующий с упругим элементом, выполнено снабженное клапаном окно, сообщающееся с атмосферой, в боковом отсеке размещен холодильник, выполненный в виде оребренной трубы, соединяющей дыхательный мешок с клапанной коробкой, нижний отсек соединен патрубком охлаждающего воздуха и снабжен на выходе клапаном, между отсеком с регенеративным патроном и боковым отсеком с оребренной трубой установлена теплоизоляция и между стенками бокового отсека и торцами оребрения выполнены чередующиеся окна.
Упругий элемент может быть выполнен в виде плоской пружины сжатия.
Верхняя часть дыхательного мешка может быть закреплена на стенке нижнего отсека посредством липучек.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Размещение в нижнем отсеке ранца дыхательного мешка, взаимодействующего с упругим элементом, выполнение снабженного клапаном окна, сообщающегося с атмосферой, размещение в боковом отсеке холодильника, выполненного в виде оребренной трубы, соединяющей дыхательный мешок с клапанной коробкой, соединение нижнего отсека патрубком охлаждающего воздуха с боковым отсеком и снабжение патрубка на выходе клапаном, установка между отсеком с регенеративным патроном и боковым отсеком с оребренной трубой теплоизоляции и выполнение между стенками бокового отсека и торцами оребрения чередующихся окон обеспечивает:
- эффективное охлаждение холодильника путем обдува трубы с оребрением за счет изменения объема дыхательного мешка при дыхании и исключения нагрева вдыхаемого воздуха теплом от стенки регенеративного патрона за счет размещения теплоизоляции между оребренной трубой и регенеративным патроном, все это повышает комфортность дыхания;
- снижение сопротивления дыханию на вдохе за счет использования упругого элемента, что способствует увеличению комфортности дыхания;
Выполнение упругого элемента в виде плоской пружины сжатия обеспечивает уменьшение габаритов в сжатом состоянии и снижение массы упругого элемента.
Закрепление верхней части дыхательного мешка на стенке нижнего отсека посредством липучек обеспечивает удобство сборки и исключает перекос дыхательного мешка при работе респиратора.
По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "новизна".
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в производстве различных модификаций дыхательных аппаратов с получением технического результата, заключающегося в обеспечении комфортности дыхания за счет уменьшения сопротивления дыханию на вдохе и снижение температуры вдыхаемого воздуха и повышении надежности работы, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "промышленная применимость".
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 показан общий вид респиратора со снятой крышкой при выдохе;
- на фиг. 2 показано то же, что на фиг. 1 при вдохе;
- на фиг. 3 показана конструкция оребренной трубы;
- на фиг. 4 показано то же, что на фиг. 3, вид сбоку;
- на фиг. 5 показано то же, что на фиг. 3, сечение по А-А;
- на фиг. 6 показано крепление дыхательного мешка к верхней стенке.
Перечень позиций, указанных на чертежах:
1. ранец;
2. отсеки 2(1), 2(2), 2(3);
3. монтажное отверстие;
4. дыхательный мешок;
5. холодильник;
6. регенеративный патрон;
7. регенеративный продукт;
8. гофрированный дыхательный шланг;
9. соединительная коробка;
10. клапан вдоха;
11. клапан выдоха;
12. узел изоляции органов дыхания;
13. система ношения;
14. упругий элемент;
15. пластина промежуточная;
16. клапан нижний;
17. окно;
18. труба;
19. охлаждающее ребро;
20. вырез;
21. соединительный элемент;
22. патрубок охлаждающего воздуха;
23. клапан;
24. теплоизоляция;
25. текстильная застежка типа «репей»;
26. пусковое устройство;
27. дистанционный привод.
Изолирующий регенеративный респиратор содержит (фиг. 1) выполненный в виде жесткой оболочки ранец 1, снабженный отсеками 2(1), 2(2), 2(3), соединенными между собой монтажными отверстиями 3. В нижнем отсеке 2(1) размещен дыхательный мешок 4, который соединен с холодильником 5, помещенный в боковом отсеке 2(2) регенеративный патрон 6 с регенеративным продуктом 7, помещенный в центральном отсеке 2(3). Регенеративный патрон 6 и холодильник 5 соединены гофрированными дыхательными шлангами 8 с соединительной коробкой 9, снабженной клапанами вдоха 10 и выдоха 11. Соединительная коробка 9 соединена с узлом изоляции органов дыхания 12, который может быть выполнен в виде панорамной маски или загубника с носовым зажимом и противодымными очками. Ранец 1 снабжен системой ношения 13 в виде плечевых ремней и поясного ремня. В нижнем отсеке 2(1) ранца 1 размещен упругий элемент 14, взаимодействующий с нижней поверхностью дыхательного мешка 4 через промежуточную пластину 15. В нижнем отсеке 2(1) ранца 1 выполнено снабженное нижним клапаном 16 окно 17, сообщающееся с атмосферой. Размещенный в боковом отсеке 2(2) холодильник 5 выполнен в виде трубы 18, снабженной охлаждающими ребрами 19, соединяющей дыхательный мешок 4 с соединительной коробкой 9. В охлаждающих ребрах 19 по торцу выполнены прямоугольные вырезы 20, расположенные поочередно на противоположных торцах охлаждающих ребер 19, как показано на фиг. 1. Верхняя часть трубы 18 заканчивается соединительным элементом 21, к которому присоединен гофрированный дыхательный шланг 8. Нижний отсек 2(1) соединен патрубком охлаждающего воздуха 22 с боковым отсеком 2(2) и снабжен на выходе клапаном 23. Между отсеком 2(3) с регенеративным патроном 6 и боковым отсеком 2(2) с оребренной трубой 18 установлена теплоизоляция 24. Верхняя часть дыхательного мешка 4 закреплена на верхней стенке нижнего отсека 2(1) посредством текстильных застежек типа «репей» 25. На регенеративном патроне 6 закреплено пусковое устройство 26, соединенное с дистанционным приводом 27.
Респиратор работает следующим образом.
Перед запуском дистанционным приводом 27 включается пусковое устройство 26, которое выделяет от 3,5 до 4,5 л кислорода, который, проходя через регенеративный патрон 6 разогревает регенеративный продукт 7 и поступает в дыхательный мешок 4. Выдыхаемый человеком воздух, имеющий объемную долю диоксида углерода до 4%, через узел изоляции органов дыхания 12, соединительную коробку 9, клапан выдоха 11, гофрированный дыхательный шланг 8, регенеративный патрон 6 поступает в дыхательный мешок 4. При прохождении через патрон 6, снаряженный регенеративным продуктом на основе супероксида калия на подложке 7, воздух очищается от диоксида углерода, нагревается и обогащается необходимым для дыхания кислородом.
При вдохе воздух из дыхательного мешка 4 под действием через промежуточную пластину 15 упругого элемента 14 через холодильник 5, соединительный элемент 21 гофрированный дыхательный шланг 8 клапан вдоха 10, соединительную коробку 9 и узел изоляции органов дыхания 12 поступает в легкие пользователя.
При выдохе поступающий в дыхательный мешок 4 воздух увеличивает его объем, одновременно сжимая упругий элемент 14 и вытесняя воздух из нижнего отсека 2(1) ранца 1. Вытесняемый воздух через патрубок охлаждающего воздуха 22, установленный монтажном отверстии 3 и открытый клапан 23 поступает в боковой отсек 2(2). Проходя через окна, образованные вырезами 20 и стенками бокового отсека 2(2), охлаждающий воздух омывает охлаждающие ребра 19, снижая температуру трубы 18, тем самым снижая температуру вдыхаемого воздуха.
При вдохе воздух из дыхательного мешка 4, закрепленного с помощью текстильных застежек типа «репей» на нижней поверхности стенки между отсеками 2(1) и 2(2) вытесняется упругим элементом 14 через промежуточную пластину 15, при этом увеличивается свободный объем отсека 2(1), в котором создается разрежение, открывающее клапан нижний 16 и закрывающее клапан 23, при этом наружный воздух поступает через окно 17 в ранце 1 в отсек 2(1).
Избыток воздуха из системы респиратора выводится в окружающую среду через клапан избыточного давления, установленный на дыхательном мешке 4 (условно не показан). Для использования респиратора используется система ношения 14, включающей плечевые ремни и поясной ремень.
Респиратор обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик уменьшение сопротивления при вдохе и снижение температуры вдыхаемого воздуха.