УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕРКИ ГЕРМЕТИЧНОСТИ, ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЯ И АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ПАТРОНОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области исследований показателей качества материалов и изделий.
Исключение или снижение риска причинения вреда здоровью людей, при воздействии вредных факторов окружающей среды, обеспечивается использованием средств защиты и, в частности, средствами индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) [1].
В настоящее время основную часть СИЗОД составляют фильтрующие противогазы, которые обладают рядом неоспоримых достоинств и выполняют возложенные на них функции. Однако существует ряд достаточно серьезных ограничений, при которых их использование невозможно или категорически запрещено. К таковым целесообразно отнести следующее:
- наличие в атмосфере недостаточного количества кислорода (менее 17%);
- наличие в атмосфере веществ, защита от которых фильтрующе-поглощающей коробкой противогаза не обеспечивается (хлорфторзамещенные углеводороды, угарный газ, продукты горения);
- наличие в атмосфере сверхвысоких концентраций опасных химических веществ (аварии на химически опасных объектах, проливы в закрытых помещениях);
- неизвестная химическая обстановка, которая может сложиться при аварии на химически опасном объекте, имеющем в производственных циклах широкий перечень химикатов различной природы и классов опасности.
Во всех вышеперечисленных случаях для защиты необходимо использовать изолирующие дыхательные аппараты (ИДА).
В мировой практике создания ИДА наибольшее распространение получили два типа: на химически связанном кислороде и на сжатом воздухе (кислороде). Известны также аппараты комбинированного типа. Выбор той или иной конструкции ИДА обусловлен, в первую очередь, характером его использования. К неоспоримым достоинствам ИДА на химически связанном кислороде относятся:
- большое время защитного действия;
- небольшой вес и габариты;
- взрывобезопасность при механических воздействиях;
- простота конструкции;
- не требуется дополнительное оборудование, предназначенное для их переснаряжения, и специально подготовленного персонала.
Конструктивно ИДА состоит из следующих основных элементов [2]:
- лицевая часть;
- регенеративный патрон;
- дыхательный мешок;
- каркас аппарата;
- сумка для хранения и переноски;
- соединительная трубка.
Наиболее важным элементом ИДА является регенеративный патрон (РП), от технического состояния которого зависит, будет ли работать аппарат в целом.
Регенеративные патроны подвергаются периодической проверке, в ходе которой одними из основных показателей являются:
- сопротивление постоянному потоку воздуха;
- герметичность;
- пылевыделение (возможность появления во вдыхаемом воздухе частиц регенеративного продукта).
Сущность определения сопротивления постоянному потоку воздуха заключается в измерении разности давлений на входе и выходе оцениваемого образца при прохождении через него воздушного потока с расходом, установленным в нормативной документации. Определение сопротивления постоянному потоку воздуха регенеративных патронов и фильтрующих коробок проводится на однотипных установках.
Сущность определения герметичности заключается в создании и измерении в объеме испытуемого образца избыточного давления в регламентированных пределах.
Сущность определения пылевыделения заключается в создании постоянного потока воздуха через регенеративный патрон в направлении линии вдоха и контроля наличия в выходящем потоке регенеративного продукта.
Порядок проведения, лабораторное оборудование и материально-техническое обеспечение испытаний по определению вышеуказанных показателей приведены в ГОСТ 10188-1974 и ГОСТ 12.4.272-2014 [3, 4].
Известна установка [3], состоящая из регулирующего вентиля, ротаметра, присоединительного устройства и измерителя разности давления. Установка предназначена для определения аэродинамического сопротивления РП постоянному потоку воздуха.
Аэродинамическое сопротивление регенеративного патрона постоянному потоку воздуха определяется при помощи измерителя разности давления во время продувания через него воздушного потока с заданным объемным расходом.
Известна установка [4], позволяющая создавать внутри испытуемого образца избыточное давление и измерять его изменение за установленный промежуток времени. Установка включает: регулирующий вентиль, присоединительное устройство и измеритель разности давления. Установка предназначена для определения как герметичности воздуховодной системы ИДА в сборе, так и отдельных его элементов (например РП).
Герметичность РП определяется путем подачи в него очищенного воздуха в объеме, необходимом для создания регламентированного избыточного давления и измерении падения давления в течение установленного промежутка времени. Величина допустимого падения давления устанавливается техническими условиями на конкретный регенеративный патрон.
Для определения пылевыделения РП используется установка, состоящая из регулирующего вентиля, ротаметра и присоединительного устройства.
Оценка пылевыделения заключается в продувании через регенеративный патрон воздушного потока с заданным объемным расходом и определении при помощи химического индикатора частиц регенеративного продукта, выносимых вместе с током воздуха.
Недостатком данных установок является то, что они позволяют определять только один из необходимых параметров контроля с обязательным демонтажем РП.
Это значительно увеличивает время проведения испытаний, требует большой площади для размещения установок в лаборатории, значительного количества коммуникаций, приборов и оборудования. Кроме того, каждая установка должна быть аттестована и регулярно поверяться.
Необходимо отметить то, что все три испытания проводятся с использованием воздушного потока, создаваемого компрессором.
Анализ данных установок и методик проведения испытаний РП показал, что их реализация возможна в единой конструкции.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей, снижение трудозатрат и повышение производительности при определении герметичности, пылевыделения и аэродинамического сопротивления регенеративных патронов без их демонтажа с установки при соблюдении техники безопасности.
Данная задача решается за счет того, что заявленная установка проверки герметичности, пылевыделения и аэродинамического сопротивления регенеративных патронов содержит герметично соединенные между собой с помощью воздуховодов, компрессор с ресивером, емкость с осушителем и очистителем воздуха, ротаметр, переключатель потока (кран), измеритель разности давлений и присоединительный ниппель.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является определение герметичности, пылевыделения и аэродинамического сопротивления регенеративных патронов без их демонтажа при соблюдении техники безопасности.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг. 1 - принципиальная схема разработанной и сконструированной установки;
1 - компрессор с ресивером; 2 - емкость с осушителем и очистителем воздуха; 3 - ротаметр; 4 - переключатель потока воздуха (кран); 5 - измеритель разности давлений; 6 - присоединительный ниппель; 7 - регенеративный патрон.
- на фиг. 2 - внешний вид разработанной и сконструированной установки.
Назначение компрессора с ресивером 1, емкости с осушителем и очистителем воздуха 2, ротаметра 3, присоединительного ниппеля 6 и измерителя разности давлений 5 аналогично работе существующих установок. Переключатель потока воздуха (кран) 4 предназначен для открытия или закрытия линии определения контролируемого показателя. Установка работает следующим образом:
- включается компрессор с ресивером 1, после наполнения ресивера воздух через емкость с осушителем и очистителем 2 подается на ротаметр 3, далее через переключатель потока 4 (линия измерения открыта) на присоединительный ниппель 6 и подсоединенный к нему измеритель разности давлений 5;
- с регенеративного патрона 7 снимаются заглушки, и с помощью присоединительного ниппеля 6 он подключается к установке;
- по показанию измерителя разности давления 5 определяется сопротивление регенеративного патрона 7 (с учетом собственного сопротивления установки);
- напротив патрубка вдоха располагается тампон, смоченный химическим индикатором, и по отсутствию его окраски устанавливают соответствие РП техническим требованиям по показателю пылевыделения;
- патрубок вдоха РП 7 закрывается заглушкой, в установке создается избыточное давление в соответствии с требованием технической документации на данный образец; переключатель потока воздуха 4 переводится в положение «линия измерения закрыта», фиксируется время продолжительности испытания, а по показанию измерителя разности давления 5 определяется соответствие образца предъявляемым требованиям.
При проведении экспериментальной апробации предлагаемой установки была показана возможность определения герметичности, пылевыделения и аэродинамического сопротивления регенеративных патронов без их демонтажа.
Следует отметить, что время, затрачиваемое на оценку десяти РП по показателям герметичности, пылевыделения и аэродинамического сопротивления на существующих установках, составляет примерно от 25 до 40 мин. Для оценки десяти РП на разработанной установке затрачивается не более 18 мин.
К дополнительным преимуществам предлагаемой установки следует отнести, что она позволяет определить герметичность воздуховодной системы ИДА в сборе, а при использовании специального переходника обеспечивается возможность определения герметичности дыхательного мешка и работоспособность клапана избыточного давления.
Литература
1. Никитаев С.П., Шаталов Э.В., Солошин С.В., Севостьянов А.А. Концептуальные основы направлений совершенствования средств индивидуальной защиты органов дыхания [Текст]. Тезисы докладов VIII Международной конференции «Новейшие тенденции в области конструирования и применения баллистических материалов и средств защиты». Хотьково: Центральный НИИ Специального машиностроения, 2005 - С. 85-88.
2. Изолирующий противогаз ИП-4М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации [Текст]. 1989. - 49 с.
3. ГОСТ10188-74 Коробки фильтрующие к противогазам и респираторами) метод определения сопротивления постоянному потоку воздуха [Текст]. - Введ. 1975-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1974. - 7 с.
4. ГОСТ 12.4.272-2014 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Изолирующие дыхательные аппараты с химически связанным или сжатым кислородом. Технические требования. Методы испытаний. Маркировка. Правила отбора проб. [Текст]. - Введ. 2015-12-01. - М.: Стандартинформ, 2015. - 28 с.