ИЗОЛИРУЮЩИЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
SELF-CONTAINED RESPIRATORY APPARATUS

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, предназначенным для защиты органов дыхания в аварийной ситуации.
Известен изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде с возвратно-поступательным или циркуляционным процессом дыхания, содержащий соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом с присоединительным патрубком и дыхательный мешок. В этом устройстве в регенеративном продукте выполнены одна или две полости, снижающие сопротивление дыханию (Патент СССР №1419506, МПК 4 А62В 7/08, 1988).
Однако это устройство характеризуется следующими недостатками:
- недостаточной плотностью упаковки: мала масса регенеративного продукта на единицу объема корпуса из-за необходимости выполнения полостей в корпусе - в нижней части для обоих вариантов и в верхней для циркуляционного варианта;
- относительно высоким сопротивлением патрона при вдохе из-за необходимости очистки воздуха от аэрозолей, которые попадают во вдыхаемый воздух из регенеративного продукта. Суммарное сопротивление аэрозольного фильтра и теплообменника сводят на нет выигрыш в сопротивлении, который достигается за счет создания полостей в продукте;
- условия применения неудовлетворительны из-за неудобства ношения устройства с большой массой и габаритами.
Наибольшая плотность упаковки и минимальные габариты в сложенном состоянии достигаются в изолирующем дыхательном аппарате на химически связанном кислороде по патенту РФ №2320384, МПК А62В 7/08, 2008. Аппарат содержит соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом с присоединительным патрубком, установленный в дыхательном мешке. Между лицевой частью и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном выдоха с входом корпуса и клапаном вдоха с полостью дыхательного мешка и фильтрующее устройство, причем корпус с регенеративным продуктом выполнен в виде оболочки из полимерной пленки, разделенной на последовательно соединенные камеры, на противоположных стенках которых закреплен регенеративный продукт. Регенеративный продукт выполнен в виде рифленых пластин из супероксида калия с армирующей добавкой. Регенеративный продукт закреплен на стенках камер лентами из полимерного материала. Ленты из полимерного материала соединены со стенками камер в промежутках между регенеративным продуктом. Ленты из полимерного материала закреплены на оболочке дыхательного мешка.
Недостатком такого устройства является относительно высокое сопротивление дыханию и неудобство приведения устройства в работу из-за необходимости принудительного разворачивания пакета при приведении устройства в рабочее положение. Такие аппараты не могут работать в маятниковом режиме из-за возможного схлопывания дыхательного мешка при вдохе.
Известен также защитный дыхательный аппарат по патенту Великобритании №2234440, МКИ А62В 7/08, 1991. Аппарат содержит узел изоляции органов дыхания в виде колпака с шейным уплотнением и смотровым окном. Узел изоляции органов дыхания (колпак) соединен с дыхательным мешком двумя каналами, при этом с одним каналом соединены поглотительная коробка с регенеративным продуктом, например надпероксидом калия, и холодильник. Внутри дыхательного мешка установлен вентилятор, приводимый в действие электромотором, питаемым от батарейки. Вентилятор подает воздух из дыхательного мешка через поглотительную коробку с регенеративным продуктом и холодильник по каналу в колпак. Из колпака воздух по второму каналу поступает в дыхательный мешок. Для оптимизации работы аппарата и повышения комфортности дыхания аппарат может быть снабжен пусковым устройством, клапанами вдоха и выдоха, установленными в каналах, а также вторым дыхательным мешком, при этом схема дыхания не изменяется.
Такое устройство характеризуется следующими недостатками:
- отрегенерированний в поглотительной коробке с регенеративным продуктом воздух подается через холодильник на вдох пользователя. Холодильник создает дополнительное сопротивление на выходе из поглотительной коробки, что требует увеличения мощности электропривода и увеличения емкости электрической батарейки в 10-20 раз, что в несколько раз увеличивает массу батарейки и электропривода вентилятора;
- часть выдыхаемого воздуха может сдуваться потоком очищенного воздуха в полость колпака, что увеличивает концентрацию диоксида углерода на вдохе;
- при выполнении устройства с двумя или тремя мешками, соединенными каналами, усложняется продолжительность одевания и усложняется запуск в работу устройства, что неудобно для неподготовленного пользователя при внезапном возникновении аварийной ситуации.
Задачей изобретения является улучшение удобства применения за счет обеспечения комфортности дыхания.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции.
Технический результат достигается тем, что в изолирующем дыхательном аппарате на химически связанном кислороде, содержащем установленную в дыхательном мешке соединенную с узлом изоляции органов дыхания поглотительную коробку с регенеративным продуктом и вентилятор, приводимый в действие электромотором, согласно изобретению между узлом изоляции органов дыхания и входом поглотительной коробки с регенеративным продуктом установлена камера разрежения, снабженная окнами, соединяющими камеру с полостью дыхательного мешка.
Основание камеры разрежения может быть выполнено в виде пластины с отверстием, соединенным с вентилятором, а окна, соединяющие камеру с дыхательным мешком, выполнены на боковых стенках камеры.
Регенеративный продукт может быть выполнен в виде пакета пластин, установленных с зазором относительно друг друга.
Поглотительная коробка и камера разрежения могут быть выполнены в виде оболочек из полимерной пленки.
3
3
Установка между узлом изоляции органов дыхания и входом поглотительной коробки с регенеративным продуктом камеры разрежения, снабженной окнами, соединяющими камеру с полостью дыхательного мешка, обеспечивает упрощение конструкции за счет исключения переключателя потока и холодильника. При работе вентилятора в камере разрежения создается разрежение от 0,5 до 5 мм вод. ст., не оказывающее существенного влияния на процесс дыхания (при маятниковой системе вентиляции это разрежение обычно достигает от 20 до 60 мм вод. ст.). В устройстве регенеративный продукт работает по круговой схеме, при которой воздух из дыхательного мешка вместе с выдыхаемым воздухом подается в поглотительную коробку с регенеративным продуктом, в которой происходит поглощение диоксида углерода и выделение кислорода, и очищенный воздух поступает в полость дыхательного мешка. При дыхании пользователя поток воздуха меняет направление при вдохе и выдохе, причем при выдохе весь выдыхаемый воздух поступает в поглотительную коробку с регенеративным продуктом. При вдохе воздух поступает только из дыхательного мешка через окна в камере разрежения. Это объясняется следующими соотношениями: величина легочной вентиляции составляет от 10 до 60 дм/мин, а производительность вентилятора - от 170 до 350 дм/мин. Это означает, что практически весь воздух поступает на вдох, пройдя регенерацию. Это обеспечивает комфортность дыхания, так как обеспечивается минимальное сопротивление дыханию и снижение температуры на вдохе.
Выполнение основания камеры разрежения в виде пластины с отверстием, соединенным с вентилятором, и выполнение окон, соединяющих камеру с дыхательным мешком, на боковых стенках камеры обеспечивает минимальный проскок выдыхаемого воздуха на вдох. Это позволяет отказаться от применения клапанов, т.е. снизить сопротивление дыханию в несколько раз.
Выполнение регенеративного продукта в виде пакета пластин, установленных с зазором относительно друг друга, обеспечивает снижение сопротивления и исключает перегрев регенеративного продукта. При этом исключается нестабильность работы регенеративного продукта из-за образования плава.
Выполнение поглотительной коробки и камеры разрежения в виде оболочек из полимерной пленки обеспечивает снижение массы аппарата и возможность компактного складывания для хранения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг.1 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата;
фиг.2 - общий вид регенеративного патрона, вид спереди;
фиг.3 - то же, что на фиг.2, вид сбоку;
фиг.4 - вид изолирующего дыхательного аппарата, помещенного в футляр;
фиг.5 -сечение по А-А фиг.3, вид камеры разрежения в разрезе;
фиг.6 - сечение по В-В фиг.5 камеры разрежения;
фиг.7 - вид по стрелке Б фиг.5 в положениях: рабочем положении и в сжатом состоянии;
фиг.8 - общий вид устройства с направлением потоков газовоздушной смеси.
Перечень позиций, указанных на чертежах:
1. присоединительный патрубок;
2. узел изоляции органов дыхания;
3. оболочка;
4. регенеративный продукт;
5. дыхательный мешок;
6. вентилятор с электромотором;
7. электрическая батарейка;
8. камера разрежения;
9. окно;
10. пластина;
11. отверстие;
12. пусковое устройство;
13. клапан избыточного давления;
14. корпус футляра;
15. крышка футляра;
16. скоба пружинная;
17. проушины.
Изолирующий дыхательный аппарат содержит соединенный присоединительным патрубком 1 с узлом изоляции органов дыхания 2 в виде лицевой маски, оболочку 3 с регенеративным продуктом 4. Оболочка 3 изготовлена из фторопластовой пленки Ф4 МБ-А толщиной 50 мкм. В качестве регенеративного продукта 4 используется надпероксид калия с армирующей добавкой в виде пластин толщиной от 1,5 до 3 мм. Оболочка 3 с вентилятором с электромотором 6, соединенным с электрической батарейкой 7, установлены в дыхательном мешке 5, изготовленном также из фторопластовой пленки. На входе оболочки 3 с регенеративным продуктом 4 помещена камера разрежения 8, соединенная присоединительным патрубком 1 с устройством изоляции органов дыхания 2 и снабженная окнами 9, соединяющими камеру с полостью дыхательного мешка 5. Основание камеры разрежения 8 выполнено в виде пластины 10 с отверстием 11, соединенным с вентилятором 6. Окна 9, соединяющие камеру 8 с дыхательным мешком 5, выполнены на боковых стенках камеры 8. Регенеративный продукт 4 изготовлен в виде пакета пластин, установленных с зазором относительно друг друга с помощью дистанционирующих элементов, на чертежах условно не показанных. Помимо перечисленных элементов устройство дополнительно комплектуется пусковым устройством 12 в виде пиротехнической таблетки, выделяющей кислород и запускаемой в работу от батарейки 7. Пусковое устройство 12 размещено на боковой стенке оболочки 3. Дыхательный мешок 5 снабжен клапаном избыточного давления 13.
Рабочая часть изолирующего дыхательного аппарата, включающая оболочку 3 с регенеративным продуктом 4, присоединительный патрубок 1; маску 2 и дыхательный мешок 5 с клапаном избыточного давления 13, заключается в герметичную оболочку (не показана) и помещается в футляр, содержащий корпус футляра 14 с крышкой футляра 15. Корпус футляра 14 снабжен скобой пружинной 16 для ношения аппарата на ремне и двумя проушинами 17 для ношения аппарата на плечевом ремне (не показан).
Аппарат работает следующим образом.
Изолирующий дыхательный аппарат используется при возникновении опасной ситуации, когда воздух становится непригодным для дыхания из-за снижения содержания кислорода ниже допустимого уровня, либо из-за наличия в воздухе токсичных веществ.
Для запуска устройства в работу корпус футляра 14 отсоединяется от ремня путем снятия скобы пружинной 16 либо снимается плечевой ремень, закрепленный в проушинах 17. Извлекается рабочая часть, содержащая узел изоляции органов дыхания 2 и дыхательный мешок 5.
Узел изоляции органов дыхания в виде маски 2 надевается на лицо пользователя, одновременно с включением вентилятора с электромотором 6 путем соединения с электрической батарейкой 7 и запуском пускового устройства 12. При работе пускового устройства 12 выделяется кислород, заполняющий дыхательный мешок 5. Выдыхаемый воздух поступает из узла изоляции органов дыхания в виде маски 2 через присоединительный патрубок 1 и камеру разрежения 8 в оболочку 3 с регенеративным продуктом 4, в котором он проходит через зазоры между пластинами регенеративного продукта 4 в дыхательный мешок 5. При вдохе очищенный воздух из дыхательного мешка 5 проходит через окна 9 камеры разряжения 8 и поступает в узел изоляции органов дыхания 2 на вдох пользователя. При взаимодействии выдыхаемого воздуха с пластинами регенеративного продукта 4 происходит поглощение диоксида углерода и выделяется необходимый для дыхания кислород. Выделяющееся при работе пластин регенеративного продукта 4 тепло отдается через стенки оболочки 3 воздуху, находящемся в дыхательном мешке 5. Из мешка 5 через стенки тепло рассеивается в окружающее пространство. Избыток газовоздушной смеси, образующийся при работе регенеративного продукта, сбрасывается через клапан избыточного давления 13.
Изобретение обеспечивает удобство применения за счет обеспечения комфортности дыхания, а также упрощение конструкции.