КАССЕТА ДЛЯ ПОГЛОТИТЕЛЬНОГО ПАТРОНА
ABSORPTION CARTRIDGE CASSETTE

Изобретение относится к конструкции патронов для поглощения кислых газов, предназначенных для использования в средствах защиты органов дыхания.
2
Известен адсорбционный патрон кислородной дыхательной системы по патенту США № 5964221 (МПК A62B 7/10, 1999). Патрон для адсорбции СO в подводной дыхательном аппарате содержит корпус (22), в полости которого размещены листы адсорбента (30). Патрон снабжен входным и выходным отверстиями и может быть цилиндрической или прямоугольной конфигурации. Пористые гидрофобные газопроницаемые листы адсорбента размещены параллельно по потоку газа, при этом листы могут быть размещены в складчатой форме, или в кольцевой, или в спиральной форме. Листы отдельны друг от друга экранами (32). Для использования листы скручиваются в рулон (для цилиндрического формы патрона), при этом торцы рулона герметизуется смолой, а по периметру снаружи и изнутри размещается пена. Полученный таким образом картридж устанавливается в патрон.
Однако такое устройство не обеспечивает высокой емкости по диоксиду углерода из-за использования герметизующей смолы и применяемой пены, расположенных по периметру снаружи и внутри патрона, так как эти оба компоненты блокируют участки поглотительного листа, исключая возможность отработки его по диоксиду углерода.
Известна также кассета для поглотительного патрона (патент Великобритании № 2191958, МПК B01L 53/04), которая включает фильтрующую оболочку, выполненную из гибкого пористого листового материала и заполненную частицами адсорбента диоксида углерода, например soda lime, гидроксидом лития или надпероксидом калия. В качестве гибкого пористого листового материала может быть использована обычная фильтровальная бумага, стекловолокно, пенопласт с открытыми порами или любой нетканый текстильный материал. В описанном картридже адсорбент размещен между двумя листами гибкого пористого материала, при этом в одном листе сформированы канавки, которые заполнены адсорбентом. Листы сварены между собой и помещены в фильтрующий патрон.
Однако такая конструкция кассеты сложна в изготовлении из-за необходимости формирования канавок в одном из листов и не обеспечивает эффективную очистку воздуха из-за отсутствия организованного потока через слой порошкообразного или гранулированного сорбента. Из-за неравномерной отработки кассеты снижаются стехиометрические характеристики поглотителя, приводящие к увеличению потребного количества его и уменьшению времени защитного действия.
Задачей изобретения является повышение эффективности работы поглотительного патрона.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции кассеты и повышение степени отработки поглотителя.
Технический результат изобретения достигается тем, что в кассете для поглотительного патрона, содержащей листы поглотителя в виде рулона и расположенный между ними дренажный слой из сетки, заключенные в обечайку, в центре кассеты установлена формообразующая вставка с продольным каналом в центре прямоугольной формы в продольном сечении, боковые поверхности которой образованы пересечением двух овальных поверхностей в плане.
Формообразующая вставка может быть выполнена с соотношением размеров: по большому фокусу с соотношением 1:2, а по малому 1:4 к внешнему овалу кассеты.
Формообразующая вставка может быть выполнена из вспененного полимерного материала.
На боковой поверхности формообразующей вставки установлена упругая пористая обечайка.
В центральном канале формообразующей вставки установлена втулка.
На внешней поверхности кассеты установлен кожух, выполненный из пористого полимерного материала, заключенного в пленочную обечайку.
Установка в центре кассеты формообразующей вставки с продольным каналом в центре прямоугольной формы в продольном сечении, боковые поверхности которой образованы пересечением двух овальных поверхностей в плане, обеспечивает повышение эффективности работы поглотительного патрона за счет упрощения конструкции и повышения степени отработки поглотителя за счет:
- простоты сборки кассеты и достижения размеров, обеспечивающих герметичное прилегание стенок кассеты к внутренней поверхности патрона;
- фиксации кассеты в патроне с помощью центрального стержня, установленного внутри патрона;
- равномерности прилегания листов поглотителя к дренажному слою из сетки, что обеспечивает равномерность отработки листа поглотителя;
- снижения сопротивления дыханию за счет исключения перекрытых участков дренажной сетки.
Выполнение формообразующей вставки с размерами: по большому фокусу с соотношением 1:2, а по малому 1:4 к внешнему овалу кассеты обеспечивает равномерную плотность намотки листа поглотителя с воспроизведением конфигурации внутренней полости патрона. При увеличении приведенных выше соотношений происходит деформация витков, приводящая к увеличению сопротивления дыханию. При уменьшении указанных соотношений между внешней поверхностью кассеты и внутренней поверхностью патрона образуются щели, приводящие к проскоку очищаемого воздуха, минуя поглотитель, что вызывает увеличение концентрации диоксида углерода на вдохе и уменьшает время защитного действия кассеты.
Выполнение формообразующей вставки из вспененного полимерного материала позволяет снизить затраты на изготовление вставки путем выпуска погонажного изделия с последующим отрезанием кусков заданной длины. Одновременно упрощается фиксация листа поглотителя и дренажной сетки на формообразующей вставке. Для этой цели могут использоваться скобки мебельные, винты-саморезы, термосварка и т.п.
Установка на боковой поверхности формообразующей вставки упругой пористой обечайки обеспечивает уплотнение зазора между листом поглотителя и внешней поверхности вставки и обеспечивает более равномерное распределение сил сжатия при намотке листов на формообразующую вставку.
Установка в центральном канале формообразующей вставки втулки обеспечивает исключение деформации центрального канала при установке кассеты в патрон и при ее работе при взаимодействии с центральным стержнем патрона.
Установка на внешней поверхности кассеты кожуха, выполненного из пористого полимерного материала, заключенного в пленочную обечайку, обеспечивает поглощение избыточной влаги, конденсирующейся из выдыхаемого воздуха и образующейся при взаимодействии материала поглотителя с диоксидом углерода, что обеспечивает более полную отработку патрона и исключает повышение сопротивления кассеты. Пленочная обечайка исключает попадание продукта на руки пользователя при установке и извлечении кассеты из патрона.
На чертежах изображены:
фиг.1 - общий вид кассеты для поглотительного патрона, вид сбоку;
фиг.2 - то же, вид сверху;
фиг.3 - сечение формообразователя, вид сверху;
фиг.4 - то же, что на фиг.3, продольное сечение;
фиг.5 - поглотительный патрон с установленной кассетой;
фиг.6 - то же, что на фиг.5, сечение по А-А.
Перечень позиций, указанных на чертежах:
1. кассета для поглотительного патрона;
2. листы с поглотительным продуктом;
3. дренажная сетка;
4. формообразующая вставка;
5. втулка;
6. обечайка;
7. обечайка пористая;
8. оболочка влагонепроницаемая;
9. патрон;
10. корпус;
11. крышка;
12. вставка металлическая;
13. шпилька;
14. патрубок;
15. патрубок;
16. гайка ручная.
Кассета для поглотительного патрона 1 содержит лист с поглотительным продуктом 2 и дренажную сетку 3, намотанные на боковую поверхность формообразующей вставки 4, изготовленной из вспененного полистирола. Формообразующая вставка 4 имеет прямоугольную форму в продольном сечении, ее боковые поверхности образованы пересечением двух овальных поверхностей в плане. Формообразующая вставка 4 выполнена с размерами: по большому фокусу с соотношением 1:2, а по малому 1:4 к внешнему овалу кассеты 1.
Лист с поглотительным продуктом 2 выполнен в виде рукава из нетканого полипропиленового материала «Спандбонд», внутри которого равномерно распределена известково-щелочная паста. Ширина листов соответствует высоте кассеты, а толщина может быть от 0,8 до 2 мм и определяется условиями применения кассеты. В качестве дренажной сетки может использоваться полимерная сетка, стойкая к воздействию щелочной среды. Размер ячеек сетки в свету от 2,5 до 7 мм. В центральной части формообразующей вставки 4 выполнен канал, в котором установлена втулка 5, изготовленная в виде металлической трубки либо из металлопластикового материала. На внешней поверхности формообразующей вставки 4 установлена обечайка 6 из упругого материала, в качестве которого может использоваться поролон, микропористая резина. Из этого же материала выполнена обечайка пористая 7, установленная на внешней поверхности кассеты 1. На обечайке 7 может устанавливаться оболочка влагонепроницаемая 8, как показано на фиг.1, в качестве которой используется полипропиленовая пленка толщиной 50-100 мкм. Назначение герметичной оболочки 8 - защита рук от воздействия щелочи при установке кассеты в патрон 9 и при ее извлечении. Патрон 9 содержит корпус 10 с крышкой 11. Корпус 10 выполнен в виде конического стакана овальной формы. В центральной части днища стакана установлена металлическая вставка 12, в которой закреплена шпилька 13. Вблизи днища корпуса 10 расположен патрубок 14, а в противоположном конце корпуса 10 - расположен патрубок 15. В крышке 11 выполнено отверстие, в котором установлена гайка ручная 16, навинчиваемая на шпильку 13.
Устройство работает следующим образом.
Кассета 1 устанавливается в корпусе патрона 10 так, чтобы шпилька 13 вошла во втулку 5, а нижний торец формообразующей вставки 4 дошел до упора в днище. При этом оболочка влагонепроницаемая 8 плотно прилегает к нижней части внутренней поверхности корпуса патрона 10 за счет частичной деформации пористой обечайки 7. Герметичность прилегания листа 2 к формообразующей вставке 4 достигается за счет частичной деформации обечайки 6. После установки кассеты 1 на корпусе патрона 10 устанавливается крышка 11, которая герметизуется навинчиванием ручной гайки 16 на шпильку 13, закрепленную в металлической вставке 12.
Снаряженный патрон 9 в горизонтальном положении подсоединяется к системе регенерации воздуха подводного пловца (не показана). При этом выдыхаемый воздух поступает на очистку через патрубок 15 и пространство, заключенное между крышкой 11 и торцом кассеты 1 в зазоры между витками листа поглотителя 2, в которых помещена дренажная сетка 3. Проходя через кассету 1 воздух очищается от диоксида углерода. При этом в результате химической реакции поглощения диоксида углерода образуется карбонат и бикарбонат кальция и калия и вода. Последняя впитывается пористой обечайкой 7.
Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы поглотительного патрона за счет упрощения конструкции и повышения степени отработки поглотителя.