СПОСОБ ЗАПУСКА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ИЗОЛИРУЮЩЕГО АППАРАТА
METHOD OF ACTIVATION OF INDIVIDUAL INSULATING UNIT

Изобретение относится к способам запуска в работу индивидуальных дыхательных аппаратов изолирующего типа на химически связанном кислороде. Большинство известных индивидуальных средств защиты органов дыхания в настоящее время используют регенеративные продукты на основе надперекисей щелочных металлов. При дыхании регенеративный продукт в стационарном режиме поглощает углекислый газ и выделяет кислород.
Инициирование работы регенеративного продукта предполагает его предварительный разогрев, так как при относительно низких температурах (ниже плюс 20°С) регенеративный продукт трудно или не разрабатывается. Обычно инициирование работы регенеративного продукта производится путем подачи инициирующей жидкости на пусковой брикет пиротехнического действия. При контакте инициирующей жидкости с поверхностью пускового брикета брикет разогревается и генерирует кислород для заполнения дыхательного мешка. Затем тепло пускового брикета передается теплопроводностью регенеративному продукту и таким образом регенеративный продукт активизируется, то есть становится восприимчивым для выдыхаемой газовой смеси, инициирующей поглощение углекислого газа и соответствующего выделения кислорода.
Этот способ запуска широко известен и реализован во многих патентах, например, патент RU 2335314, А62В 7/08, 2006.01; патент RU 2223126, A62B 7/08, 2004.02; патент RU 2130789, A62B 19/00, A62B 7/08, 1997.09.
Недостатком способа является недостаточно быстрый разогрев регенеративного продукта при пониженных температурах среды (ниже 0°С) и таким образом замедленный его запуск (более 30 с). Очевидно, что последнее нарушает естественный ритм дыхания человека. При температурах внешней среды ниже минус 20°С известны случаи незапуска индивидуального изолирующего аппарата.
Другим недостатком способа является высокая пожароопасность пиротехнического брикета и, следовательно, изолирующего аппарата. В практике их применения известны случаи самопроизвольного запуска пускового брикета.
Реализованный в патенте RU 2130789 способ принят за прототип.
Задачами изобретения являются:
- снижение времени запуска в работу индивидуального изолирующего аппарата;
- повышение пожаробезопасности индивидуального изолирующего аппарата.
Для решения перечисленных задач предлагаемый способ запуска индивидуального изолирующего аппарата в работу с применением инициирующей жидкости отличается тем, что инициирующую жидкость подают на тепловой состав, который при контакте с жидкостью генерирует горячий водяной пар, после чего горячий водяной пар подают в объем (чаще в центр) регенеративного продукта.
Для запуска регенеративного продукта в работу (восприимчивости его к поглощению углекислого газа) необходимо выполнение двух условий:
- разогрев, по крайней мере, части продукта;
- наличие поверхностного слоя гидроокиси щелочного металла.
Сущность изобретения заключается в том, что подготовка поверхности в объеме и прогрев регенеративного продукта для поглощения углекислого газа производятся прямой подачей горячего водяного пара непосредственно в объем (центр) регенеративного продукта. При этом одновременно выполняются оба условия подготовки к работе регенеративного продукта.
В известном способе разогрев регенеративного продукта от пускового брикета производится через механизм теплопроводности. Этот процесс отличается малой скоростью теплопередачи, большими теплопотерями и прогревает только внешний слой регенеративного продукта. Однако этого еще недостаточно. Для начала работы (поглощения углекислого газа) требуется еще подготовить поверхность регенеративного продукта. Непосредственно с чистой надперекисью щелочного металла углекислый газ при пониженных температурах не взаимодействует. Необходимо, чтобы на поверхности регенеративного продукта присутствовал поверхностный слой гидроокиси. Холодный водяной пар для образования гидроокиси в этом способе поступает на продукт при дыхании, что в свою очередь требует времени. В сущности дальнейший разогрев продукта значительно дополняется за счет дыхания.
Первой особенностью способа (первый отличительный признак) является то, что инициирующую жидкость подают на тепловой элемент. В качестве инициирующей жидкости может быть использована чистая вода. Тепловой элемент (тепловыделяющий состав) при сбросе жидкости автоматически разогревается и, таким образом, нагревает воду до парообразного состояния. Тепловой элемент размещают в объеме регенеративного продукта. Количество тепла, выделяемое тепловым элементом, не трудно связать и рассчитать на потребное количество тепла для парообразования воды.
Второй особенностью способа (второй отличительный признак) является то, что водяной пар автоматически подают в объем регенеративного продукта для его разогрева и непосредственной реакции горячего водяного пара с образованием гидроокиси и одновременным выделением кислорода. Прогрев продукта паром - процесс значительно более быстрый, чем нагрев продукта, например, теплопроводностью.
В совокупности перечисленных выше отличительных признаков выражается сущность изобретения.
Данный способ может быть реализован, например, в устройстве, схема которого показана на чертеже.
Тепловой элемент 1 размещен в объеме регенеративного продукта 2. Тепловыделяющий состав 3 помещен в корпусе теплового элемента 1. Трубка 4 для подачи инициирующей жидкости из ампулы (на рисунке не показана) соединена с корпусом теплового элемента 1.
При запуске инициирующую жидкость из ампулы (на рисунке не показана) по трубке 4 сбрасывают в тепловой элемент 1 непосредственно на тепловыделяющий состав 3. При контакте с инициирующей жидкостью тепловыделяющий состав 3 разогревается и превращает воду инициирующей жидкости в горячий водяной пар. Горячий водяной пар в свою очередь через верхнюю перфорированную часть теплового элемента поступает в объем регенеративного продукта и таким образом инициирует его работу.
Пример 1. Температура внешней среды плюс 20°С. В качестве инициирующей жидкости используется чистая вода. Количество подаваемой жидкости - 2 г. Время сброса инициирующей жидкости составляет примерно 1-2 с. Время начала реакции воды с тепловыделяющим составом (время задержки) составляет 2-3 с. Время окончания реакции (время испарения воды) и выброса пара в объем продукта составляет 10-12 с. Общее время готовности регенеративного продукта к работе составляет 15-20 с. Выделение кислорода регенеративным продуктом начинается с момента подачи пара в его объем, то есть через 3-4 с и заканчивается через 20 с.
Для сравнения время готовности регенеративного продукта к работе согласно способу по патенту RU 2130789 составляет 35-40 с, то есть примерно в два раза больше.
Масса теплового элемента - 10 г. Масса тепловыделяющего состава - 2 г. Теплота разложения теплового состава - 1,2-1,4 ккал/г.
Поскольку тепловой состав расположен в объеме регенеративного продукта и имеет сравнительно с пусковым брикетом значительно меньшую массу, то он не повышает пожароопасность изолирующего аппарата.
Пример 2. Температура внешней среды минус 20°С. В качестве инициирующей жидкости используется раствор серной кислоты (20%). Количество подаваемой жидкости - 2 г. Время сброса инициирующей жидкости составляет примерно 2 с. Время начала реакции воды с тепловыделяющим составом (время задержки) составляет 4-8 с. Время окончания реакции (время испарения воды) и выброса пара в объем продукта составляет 20-30 с. Общее время готовности регенеративного продукта к работе составляет 25-40 с.
Масса теплового элемента - 10 г. Масса тепловыделяющего состава - 2 г.
Таким образом, преимущества предлагаемого способа заключаются в сокращении времени запуска индивидуального изолирующего аппарата примерно в два раза, а также в возможности запуска аппарата при низких температурах.
В сравнении со способом, использующим пиротехнический пусковой брикет, данный способ позволяет конструктивно снизить массу пусковой части примерно в 3-4 раза, объем пусковой части - также примерно в 3-4 раза. Поскольку тепловой состав расположен в объеме регенеративного продукта и имеет сравнительно с пусковым брикетом значительно меньшую массу, то он не повышает пожароопасность изолирующего аппарата.
В числе других достоинств предлагаемого способа следует отметить отсутствие выделения высокодисперсного дыма, неизбежно сопровождающего работу пиротехнического брикета и трудно фильтруемого.