ИЗОЛИРУЮЩИЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С ХИМИЧЕСКИ СВЯЗАННЫМ КИСЛОРОДОМ

Полезная модель относится к изолирующим дыхательным аппаратам с химически связанным кислородом (дыхательные аппараты или самоспасатели).
Дыхательные аппараты предназначены для постоянного ношения на производствах, например в подземных шахтах, где возможно внезапное возникновение непригодной для дыхания атмосферы. При возникновении аварийной ситуации человек включается в дыхательный аппарат, изолируя органы дыхания от окружающей среды, и дышит газовой дыхательной смесью, вырабатываемой самоспасателем. Источником необходимого для дыхания кислородом является регенеративный продукт, размещенный в патроне дыхательного аппарата. Выдыхаемый человеком воздух, содержащий влагу и диоксид углерода, вступает в реакцию с регенеративным продуктом, при этом регенеративный продукт выделяет необходимый для дыхания кислород.
Для сохранения регенерационных свойств продукта в процессе ношения самоспасателей он должен быть защищен от воздействия влаги, находящейся в окружающей атмосфере. Поэтому рабочая часть дыхательного аппарата, состоящая из патрона с регенеративным продуктом, дыхательного мешка, дыхательной трубки с мундштуком, соединяющие патрон с органами дыхания человека, заключается в герметичный футляр.
Футляр представляет собой, обычно, две жесткие емкости - корпус и крышку - которые плотно соединяются между собой с помощью стяжных лент, а для обеспечения герметичности между корпусом и крышкой устанавливается прокладка из эластичного материала.
В процессе эксплуатации дыхательные аппараты подвергаются механическим воздействиям: ударам при перемещении пользователей через труднопроходимые места, вибрациям при поездке в вагонетках, случайным падениям и т.д. При этом возможна разгерметизация футляра, попадание недопустимого количества влаги в патрон, влекущее за собой потерю работоспособности дыхательного аппарата.
Для проверки работоспособности самоспасателей в течение установленного срока эксплуатации необходима периодическая проверка их герметичности. Необходимость проверки герметичности самоспасателей при изготовлении и эксплуатации заложена в ГОСТ Р 12.4.220-2012 «Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Изолирующие самоспасатели с химически связанным или сжатым кислородом. Технические требования. Методы испытаний. Маркировка. Правила отбора образцов». Проверка герметичности проводится специальными приборами типа ПГС (авторское свидетельство СССР №205781, 09.IV.1966, авторское свидетельство СССР №601431, 08.04.75) или его аналога ПГИ. Прибор имеет камеру, закрывающуюся с помощью крышки и соединенный с камерой манометр. Дыхательный аппарат помещается в камеру, крышка закрывается, при этом в камере создается необходимое давление и по шкале манометра фиксируется падение давления. Если падение давления превышает допустимую величину, определенную документацией на дыхательный аппарат, то дыхательный аппарат считается негерметичным и выбраковывается.
Недостатком данного метода проверки герметичности самоспасателей на местах эксплуатации является необходимость наличия таких приборов, помещений для их установки и специально подготовленного персонала.
Поскольку свойства регенеративного продукта в патроне зависят от наличия влаги в футляре, пригодность аппарата к использованию можно также определить при помощи контроля влажности воздуха внутри футляра. Для этого используются индикаторы герметичности, имеющие в своем составе влагочувствительный элемент, изменяющий свой цвет в зависимости от влажности воздуха.
Известен изолирующий дыхательный аппарат (патент ФРГ №3315070, МПК G01N 31/22, 1983 г.), содержащий регенеративный патрон с регенеративным продуктом, дыхательный мешок с клапаном, мундштук, а также футляр, состоящий из корпуса и крышки, герметично сочетающиеся между собой с помощью соединительной системы. Футляр имеет ремни для переноски.
2
В крышке футляра закреплен индикатор, в корпусе которого помещен влагочувствительный элемент, по цвету которого определяется работоспособность (герметичность) аппарата. В качестве влагочувствительного элемента используется супероксид калия, который может быть в виде порошка, гранул или таблетки, спрессованной под давлением 281-562 кг/см, который реагирует даже на небольшую влажность. Влагочувствительный элемент сообщается с внутренней полостью футляра через фильтр и пластину, имеющую одно или несколько отверстий. От окружающей атмосферы влагочувствительный элемент через прокладку и уплотнительное кольцо защищен прозрачным окном. При нарушении герметичности футляра через эти отверстия поступает влага, которую поглощает влагочувствительный элемент и изменяет свой цвет с желтого на белый.
Однако этот изолирующий дыхательный аппарат не обеспечивает достаточную эффективность визуального контроля герметичности по следующим обстоятельствам:
1) Недостаточная контрастность изменения цвета влагочувствительного элемента. В условиях шахт угольной и горнодобывающей промышленности при недостаточной освещенности трудно определить переход цвета с желтого на белый.
2) Влагочувствительный элемент не обеспечивает визуальный контроль перехода цвета в условиях повышенной влажности до 100%, что характерно для угольных шахт, т.к. при взаимодействии с большим количеством влаги супероксид калия изменяет свою структуру (превращается в щелочь) и приобретает неопределенный цвет.
Известен изолирующий дыхательный аппарат по патенту РФ №92799, МПК A62B 7/08, 2006, в котором решена задача обеспечения визуального контроля более четким переходом цвета индикатора с одного на другой.
Указанный технический результат был достигнут тем, что дыхательный аппарат, содержащий регенеративный патрон с регенеративным продуктом, помещенный в футляр, крышка которого снабжена сообщающимся с полостью футляра индикатором герметичности с влагочувствительным элементом, дополнительно содержит размещенный в полости крышки футляра поглотитель влаги, а в качестве влагочувствительного элемента использована пропитанная раствором бромистого кобальта фильтровальная бумага.
Преимущества, достигнутые изобретением:
1) Контрастное изменение цвета влагочувствительного элемента индикатора герметичности - с синего на розовый, позволяет без затруднений определять работоспособность изолирующего дыхательного аппарата в случае поступления недопустимого количества влаги в аппарат. Цвет влагочувствительного элемента виден даже при плохой освещенности в условиях угольных шахт.
2) Поглотитель влаги, помещенный в крышку футляра аппарата, позволяет использовать аппарат в условиях влажности до 100%. Количество поглотителя влаги рассчитано таким образом, что он предотвращает преждевременное изменение цвета влагочувствительного элемента за счет попадания влаги, сорбированной составными частями аппарата при его изготовлении, и за счет поступления влаги внутрь футляра из атмосферы при допустимой негерметичности аппарата, т.к. упругость паров над ним ниже упругости паров над регенеративным продуктом патрона, и составляет от 10 до 40 г в зависимости от конструкции аппарата. Необратимое изменение цвета влагочувствительного элемента происходит только при нарушении герметичности аппарата сверх установленной нормы, при которой регенеративный продукт патрона становится неработоспособным.
3) Простое конструктивное решение индикатора герметичности и установки его в крышку футляра.
Однако эксплуатация дыхательных аппаратов в условиях угольных шахт показала, что изменение цвета влагочувствительного элемента имеет обратимость. При нахождении негерметичных аппаратов в среде с большой влажностью воздуха действительно происходит изменение цвета влагочувствительного элемента с синего на розовый. Но при перемещении аппаратов в помещение с сухим воздухом, например в ламповую, где они хранятся, происходит обратное изменение цвета - с розового на синий.
Изменение цвета происходит в результате снижения влажности под крышкой футляра вследствие проникновения сухого воздуха из окружающей атмосферы, а также поглощения влаги регенеративным продуктом, являющимся активным поглотителем влаги. Происходит высушивание влагочувствительного элемента и, вследствие этого, изменение цвета. При этом дыхательный аппарат уже является непригодным для дыхания.
Задачей полезной модели является обеспечение сохранения работоспособности дыхательного аппарата в течение гарантийного срока эксплуатации.
Технический результат заключается в исключении необходимости проверок его герметичности при эксплуатации и необходимых для проверок приборов, помещений и квалифицированного персонала.
Технический результат достигается тем, в что изолирующий дыхательный аппарат, состоящий из рабочей части, включающей в себя регенеративный патрон с пусковым устройством, неподвижно размещенный в корпусе футляре, дыхательную трубку с загубником, дыхательный мешок, верхней и нижней крышек футляра, стяжной ленты, имеет двойную герметизацию регенеративного продукта, находящегося в патроне. Один контур герметизации обеспечивается плотным соединением крышек футляра с корпусом футляра и находящимися между ними уплотнительными прокладками, надетыми на фланцы патрона, с помощью стяжных лент. Второй контур герметизации обеспечивается пробкой, закрепленной шарнирно на верхней крышке патрона и вставленной в загубник.
Такое конструктивное исполнение обеспечивает повышенную защищенность регенеративного продукта от контакта с окружающим воздухом, обеспечивает его сохранность в течение всего срока эксплуатации и гарантирует работоспособность дыхательного аппарата в течение всего срока эксплуатации без необходимости проверок на герметичность.
В период эксплуатации на производственных объектах, например в шахтах, дыхательные аппараты подвергаются различного вида механическим воздействиям: ударам о твердые поверхности при перемещении пользователя в труднопроходимых местах, вибрациям при транспортировке, случайным падениям. Воздействие механических нагрузок приходится на футляр, при этом возможна деформация крышек с последующей разгерметизацией футляра.
При этом второй контур герметизации - пробка, вставленная в загубник, не подвергается механическим воздействиям и обеспечивает герметичность до момента использования дыхательного аппарата.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором фиг. 1 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата, фиг. 2 - рабочая часть изолирующего дыхательного аппарата, фиг. 3 - пробка, вид сбоку.
Перечень позиций, указанных на чертежах:
1 - рабочая часть;
2 - верхняя крышка футляра;
3 - нижняя крышка футляра;
4 - стяжная лента;
5 - замок;
6 - патрон;
7 - пусковое устройство;
8 - тяга;
9 - пробка;
10 - шплинт;
11 - корпус футляра;
12 - дыхательная трубка;
13 - загубник;
14 - носовой зажим;
15 - дыхательный мешок;
16 - прокладка уплотнительная;
17 - крышка патрона верхняя.
Изолирующий дыхательный аппарат (фиг. 1) состоит из рабочей части 1, верхней крышки футляра 2, нижней крышки футляра 3, стяжной ленты 4 с замком 5.
Рабочая часть изолирующего дыхательного аппарата (фиг. 2) состоит из патрона 6 с пусковым устройством 7, тягой 8 и закрепленной шарнирно на верхней крышке патрона 17 пробкой 9 с помощью шплинта 10, неподвижно закрепленного в корпусе футляра 11, дыхательной трубки 12 с загубником 13, носового зажима 14, дыхательного мешка 15, уплотнительных прокладок 16, надетых на верхний и нижний фланцы патрона 6.
Сборку дыхательного аппарата производят следующим образом.
Рабочую часть подают на стол. Дыхательную трубку 12 с загубником 13, носовым зажимом 14 укладывают на верхнюю крышку патрона 6, при этом пробку 9 вставляют плотно в загубник 13, весь узел накрывают верхней крышкой футляра 2.
Дыхательный мешок 15 сворачивают и надевают на него нижнюю крышку футляра 3. Всю сборку плотно сжимают с помощью приспособления и оборачивают стяжной лентой 4. Стяжную ленту 4 соединяют и фиксируют с помощью замка 5 (фиг. 1). При этом верхняя крышка футляра 2, рабочая часть 1 и нижняя крышка футляра 3 образуют единый герметичный дыхательный аппарат. Герметизация обеспечивается уплотнительными прокладками 16, надетыми на фланцы патрона 6.
Включение в изолирующий дыхательный аппарат производится следующим образом. Срывают стяжную ленту 4, открыв замок 5. Сбрасывают верхнюю крышку футляра 2 и нижнюю крышку футляра 3. Снимают загубник 13 (фиг. 2) с пробки 9, расправляют дыхательную трубку 12 с загубником 13. При этом происходит запуск пускового устройства 7 при помощи тяги 8. Изолирующий дыхательный аппарат приведен в действие для дыхания.