ИЗОЛИРУЮЩИЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
SELF-CONTAINED BREATHING APPARATUS

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, предназначенным для защиты органов дыхания в аварийной ситуации.
Известен изолирующий дыхательный аппарат с химически связанным кислородом, содержащий корпус с регенеративным продуктом, выполненном в виде патрона, в котором размещены заключенные в подпружиненную сетчатую оболочку регенеративный продукт, пусковое устройство, газораспределительное устройство в виде перфорированной трубы, заключенной в фильтрующую оболочку и соединенной с узлом изоляции органов дыхания, состоящим из гофрированной трубки с загубником и носовым зажимом, а также соединенный с патроном дыхательный мешок. Корпус с регенеративным продуктом размещен в корпусе футляра с зазором относительно его стенок. Дыхательный мешок и гофрированная трубка с загубником и носовым зажимом помещены в крышке футляра, которая снабжена жесткой вставкой, выполненной из упругого материала и связанной с крышкой гибкой связью. (Патент РФ N 2156627, МПК A62B 7/08, 1987).
Однако это устройство характеризуется несовершенством конструкции, приводящей к повышенной материалоемкости, ухудшающей весогабаритные характеристики аппарата, и неэффективным отводом тепла, приводящим к недостаточно комфортным условиям дыхания.
Известен также 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, содержащий регенеративный продукт, теплообменник, закрепленный на верхней стороне патрона посредством его кожуха, и фильтрующее устройство, причем между узлом изоляции органов дыхания и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном выдоха с полостью дыхательного мешка, установленный посредством дистанционирующего устройства в виде теплоизолирующей оболочки в снабженном клапаном избыточного давления дыхательном мешке. Корпус с регенеративным продуктом и дыхательный мешок соединены между собой посредством специальных дужек, а горловина мешка выполнена с размерами, близкими к размерам патрона, и заключена в оправку. (Патент СССР N 1419506, МПК A62B 2/08).
Однако и это устройство характеризуется несовершенством конструкции, приводящей к повышенной материалоемкости, ухудшающей весогабаритные характеристики аппарата, и недостаточно эффективным отводом тепла, приводящим к недостаточно комфортным условиям дыхания. Таким образом, основными недостатками являются:
- недостаточная плотность упаковки - мала масса регенеративного продукта на единицу объема патрона из-за необходимости выполнения полостей в патроне - в нижней части для обоих вариантов и в верхней для циркуляционного варианта;
- из-за небольшой продолжительности контакта очищаемого воздуха с регенеративным продуктом не достигается полная отработка регенеративного продукта на тяжелых нагрузках;
- повышенная сложность конструкции патрона и его снаряжение регенеративным продуктом;
- относительно высокое сопротивление 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.
Известен также принятый за прототип изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде (патент РФ №2323753, МПК A62B 19/00, 2008), содержащий соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом с присоединительным патрубком, установленным в дыхательном мешке, причем между лицевой частью и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном выдоха с входом корпуса и клапаном вдоха с полостью дыхательного мешка, и фильтрующее устройство, корпус с регенеративным продуктом выполнен в виде оболочки из полимерной пленки, разделенной на последовательно соединенные камеры, на противоположных стенках которых закреплен регенеративный продукт в виде рифленых пластин из супероксида калия с армирующей добавкой.
Недостатками такого устройства являются:
- недостаточная надежность работы из-за возможности перекрытия прохода между последовательно соединенными камерами с регенеративным продуктом при изгибе корпуса, выполненного в виде оболочки из полимерной пленки, что вызывает повышение сопротивления дыханию.
Техническим результатом изобретения является повышение удобства пользования за счет уменьшения сопротивления дыханию.
Технический результат достигается тем, что в изолирующем дыхательном аппарате на химически связанном кислороде, содержащем установленный в дыхательном мешке и соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом в виде пластин, причем между узлом изоляции органов дыхания и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном выдоха с входом корпуса и клапаном вдоха с полостью дыхательного мешка, корпус выполнен в виде юбки из полимерной пленки, на которой на внутренней и внешней поверхностях закреплены пластины регенеративного продукта.
Регенеративный продукт может быть выполнен в виде рифленых пластин.
Дыхательный мешок может быть выполнен в виде оболочки из полимерной пленки.
В нижней части юбки могут быть установлены стяжные элементы.
На дыхательном мешке могут быть закреплены шейные и поясные лямки.
Дыхательный мешок может быть изготовлен из токопроводящей пленки.
Дыхательный мешок может быть заключен в кожух из негорючего материала.
Выполнение корпуса в виде юбки из полимерной пленки, на которой на внутренней и внешней поверхностях закреплены пластины регенеративного продукта, обеспечивает:
- снижение сопротивления дыханию до комфортного за счет оптимизации потоков в патроне путем отказа от многокамерной конструкции;
- упрощение конструкции аппарата и удобство сборки;
- более полную отработку регенеративного продукта за счет увеличения продолжительности контакта очищаемого воздуха с продуктом и образования конвективных потоков воздуха в дыхательном мешке;
- удобство пользования аппаратом за счет упрощения приведения аппарата в рабочее положение.
Выполнение регенеративного продукта в виде рифленых пластин обеспечивает более полную отработку пластин в процессе регенерации за счет образования зазора между пластинами.
Выполнение дыхательного мешка в виде оболочки из полимерной пленки обеспечивает снижение массы дыхательного мешка и удобство сборки за счет использования сварки.
Установка в нижней части юбки стяжных элементов обеспечивает создание подпора в полости юбки до 3-5 мм вод. ст., обеспечивающего образование канала в центральной части юбки для прохода очищаемого воздуха, это способствует более полной отработке продукта.
Закрепление на дыхательном мешке шейных и поясных лямок обеспечивает удобство приведения изолирующего дыхательного аппарата в рабочее положение и удобство ношения.
Изготовление дыхательного мешка из токопроводящей пленки обеспечивает возможность безопасного применения изолирующего дыхательного аппарата во взрывоопасных условиях за счет исключения искрообразования.
Заключение дыхательного мешка в кожух из негорючего материала обеспечивает защиту дыхательного мешка от повреждений горящими и острыми предметами при применении изолирующего дыхательного аппарата в аварийных условиях
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата в рабочем положении с лицевой частью в виде маски, вид спереди;
фиг. 2 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата с лицевой частью в виде загубника и носового зажима в разрезе, и схема газовых потоков в аппарате, вид спереди;
фиг. 3 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата с лицевой частью в виде загубника и носового зажима в разрезе, и схема газовых потоков в аппарате, вид сзади;
фиг. 4 - то же, что на фиг. 2, боковой разрез;
фиг. 5 - сечение по A-A, фиг. 4;
фиг. 6 - вид изолирующего дыхательного аппарата в футляре для его ношения;
фиг. 7 - рабочая часть изолирующего дыхательного аппарата в герметичной оболочке;
фиг. 8 - то же, что на фиг. 7, при извлечении из герметичной оболочки;
фиг. 9 и фиг. 10 - порядок приведения аппарата в рабочее положение;
фиг. 11 - вид пластины регенеративного продукта;
фиг. 12 - сечение пластины по Б-Б;
фиг. 13 - вид пластины регенеративного продукта;
фиг. 14 - сечение пластины по В-В;
Перечень позиций указанных на фиг.1-14:
1 - дыхательный мешок;
2 - узел изоляции органов дыхания;
3 - юбка;
4 - пластина регенеративного продукта;
5 - переключатель потока;
6 - клапан выдоха;
7 -узел крепления юбки;
8 - клапан вдоха;
9 - стяжной элемент;
10 - маска;
11 - шланг;
12 - загубник;
13 - носовой зажим;
14 - клапан избыточного давления;
15 - пусковое устройство;
16 - шейная лямка;
17 - поясная лямка;
18 - текстильная застежка (липучка);
19 - кожух;
20 - оболочка из «Терафола»;
21 - надрез;
22. футляр;
23 - проушина;
24 - скоба.
Изолирующий дыхательный аппарат (фиг. 1) содержит дыхательный мешок 1, выполненный из химически стойкой полимерной пленки (пленка из фторопласта Ф4-МБ толщиной 50 мкм, либо из полиимидной пленки толщиной 35 мкм, покрытой напыленным фторопластом Ф4-МБ), соединенный с узлом изоляции органов дыхания 2. Внутри дыхательного мешка 1 помещен корпус патрона, выполненный в виде юбки 3 из описанной выше химически стойкой полимерной пленки. Верх юбки 3 также соединен с узлом изоляции органов дыхания 2, а в нижней части полость юбки 3 сообщается с полостью дыхательного мешка 1.
На внешней и внутренней поверхности юбки 3 закреплены пластины регенеративного продукта 4 с помощью известных устройств, например лент из пленки, скоб, сетчатых карманов и т.д. Между узлом изоляции органов дыхания 2 и дыхательным мешком 1 установлен переключатель потока 5, клапан выдоха 6 которого соединен с верхней частью юбки 3 узлом крепления 7. Клапан вдоха 8 переключателя потока 5 соединен с полостью дыхательного мешка 1. В нижней части юбки 3 установлены стяжные элементы 9 в виде скобок, зажимов, либо участков, соединенных сваркой. Узел изоляции органов дыхания, показанный на фиг. 1, выполнен в виде маски 10, соединенной с переключателем потока 5 шлангом 11. На фиг. 2 и 3 показан узел изоляции органов дыхания 2 в виде загубника 12 и носового зажима 13. На стенке дыхательного мешка установлен клапан избыточного давления 14. В полости дыхательного мешка установлено пусковое устройство 15. В качестве пускового устройства могут использоваться традиционный пусковой состав с ампулой, снаряженной пусковым раствором. Может также использоваться таблетка, снабженная спиралью, соединенной с химическим источником тока. С внешней стороны к дыхательному мешку прикреплены лямки шейные 16 и лямки поясные 17, имеющие на концах текстильные застежки 18 (липучки). Юбка 3 закреплена в дыхательном мешке 1 путем прикрепления верхней части к переключателю потока 5. Дыхательный мешок 1 помещен в кожух 19, выполненный из негорючей ткани типа Номекс, обладающей высокой механической прочностью. В сложенном виде изолирующий дыхательный аппарат представляет собой пакет, заключенный в оболочку из «Терафола» 20 (фольгированный материал заключенный в полимерную оболочку), для удобства извлечения аппарата из оболочки на последней выполнены надрезы 21. При необходимости постоянного ношения дыхательный аппарат помещается в футляр 22, снабженный проушинами 23 для ношения на плечевом ремне и скобой 24 для ношения на поясном ремне.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Для приведения в действие изолирующего дыхательного аппарата в действие аппарат в герметичной оболочке 20 извлекается из футляра 22, герметичная оболочка 20 разрывается по надрезам 21 (фиг. 7). Дыхательный мешок 1 распрямляется в вертикальной и горизонтальных плоскостях, как показано на фиг. 2, 9 и 10, и включается пусковое устройство 15 путем разрушения ампулы с пусковой жидкостью либо путем нагрева спирали (не показаны). После этого пользователем надевается маска 10 так, чтобы она плотно прилегала к лицу, закрывая нос и рот. В случае комплектования аппарата лицевой частью в виде загубника 12 последний устанавливается в ротовой полости, а на носу пользователя устанавливается носовой зажим 13. После этого рабочая часть аппарата закрепляется на теле пользователя лямками 16 и 17 с помощью текстильных застежек 18.
При дыхании пользователя выдыхаемый воздух поступает из узла изоляции органов дыхания 2, через шланг 11 и переключатель потока 5 через клапан выдоха 6 в юбку 3, в которой он взаимодействует с пластинами регенеративного продукта 4, закрепленными на внутренней поверхности юбки 3. В юбке 3 воздух проходит между рифлениями на поверхности пластин регенеративного продукта 4. При этом происходит поглощение диоксида углерода и выделяется необходимый для дыхания кислород. Благодаря стяжным элементам 9 в юбке 3 создается избыточное давление, раздвигающее стенки юбки. Частично очищенный воздух проходит из юбки 3 в дыхательный мешок 1, в котором он взаимодействует с пластинами регенеративного продукта 4, закрепленными на внешней поверхности юбки 3, при этом также происходит поглощение диоксида углерода и выделяется необходимый для дыхания кислород. Очищенная от диоксида углерода и обогащенная кислородом газовоздушная смесь поступает через клапан вдоха 8 переключателя потока 5, как показано на фиг. 2 и 3, через узел изоляции органов дыхания на вдох пользователя. Одновременно достигается уменьшение сопротивления дыханию за счет сохранения зазора в дыхательном мешке 1 и юбке 3 при любом положении в пространстве изолирующего дыхательного аппарата, т.к. в дыхательном мешке 1 и юбке 3 создается избыточное давление. Это позволяет повысить надежность и уменьшить сопротивление дыханию при эксплуатации изолирующего дыхательного аппарата. Использование кожуха 19 обеспечивает защиту дыхательного мешка от механических повреждений.
Так как количество генерируемого продуктом 4 кислорода превышает количество поглощаемого продуктом диоксида углерода, в дыхательном мешке 1 повышается давление, при этом происходит сброс в окружающую среду через клапан избыточного давления 14.
Изобретение обеспечивает повышение надежности работы аппарата и обеспечивает упрощение его сборки и применения.