ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ РЕСПИРАТОРА

Полезная модель относится к индивидуальным средствам защиты органов дыхания человека от пыли и аэрозолей, в частности к противопылевым респираторам и сменным фильтрам к ним, и может быть использована в различных областях промышленности и сельского хозяйства.
Известен фильтрующий элемент респиратора типа Ф-62Ш с концентрическими гофрами, выполненный из материала ФПП (ас 460874 БИ №7, 1975). Он содержит подложку с нанесенным на нее фильтрующим слоем и прокладку. Как правило, фильтрующий слой материала ФПП выполняется из перхлорвиниловых волокон. При утилизации отработанных фильтрэлементов путем сжигания возникают сложности из-за выделения вредных газов.
Известен также фильтрующий элемент для складчатого фильтра противопылевого респиратора, состоящий из слоя полимерных ультратонких волокон, подложки и основания. При этом подложка выполнена в виде термоскрепленного полотна из лавсановых и полипропиленовых волокон, а основание - из термоскрепленных полиамидных и лавсановых волокон. Слой полимерных ультратонких волокон содержит волокна диаметром 1,-8,0 мкм при их соотношении в слое: волокна диаметром 1-2,5 мкм - 60-70%, волокна диаметром 2,6-8,0 мкм - 30-40% (патент РФ 2031668. БИ №9, 1995 г.). Как правило, фильтрующий слой выполняется из перхлорвиниловых волокон.
Недостатками известного фильтрующего элемента являются:
2
- повышенное сопротивление дыханию из-за многослойности (три слоя) и высокой суммарной поверхностной плотности (60-70 г/м)
- многокомпонентный состав материала слоев и многостадийность их сборки усложняет технологию изготовления фильтрующего элемента;
- при использовании для фильтрующего слоя перхлорвиниловых волокон возникают серьезные проблемы, связанные со сложностью их утилизации путем сжигания из-за выделения вредных газов.
2
Наиболее близким к заявляемому является фильтрующий элемент противопылевого респиратора, который имеет концентрические гофры, выполненные из нескольких слоев полипропиленового электростатически заряженного фильтрующего материала с диаметром волокон 1...5 мкм и суммарной поверхностной плотностью слоев 80...110 г/м(патент UA №50062 А Бюл. №10, 2002 г.)
3
Известный фильтрующий элемент соответствует требованиям ГОСТ 12.4.041 - 89 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующие. Общие технические требования» по коэффициенту проникновения масляного тумана для второй степени защиты. Однако его применение не оправдано в случаях невысокой степени загрязнения воздуха помещений, например при 200-300 мг/м и наличии в воздухе рабочей зоны грубодисперсных аэрозолей.
В этих случаях недостатками известного респиратора являются:
- высокая суммарная поверхностная плотность слоев материла, приводящая к повышенному сопротивлению дыханию,
- сложность технологии изготовления из-за необходимости соединения слоев, повышенная себестоимость изделия из-за многослойности фильтрующего элемента и сложной технологии его изготовления.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение арсенала фильтрующих элементов, путем создания фильтрующего элемента с низким сопротивлением дыханию, простой технологией его изготовления, имеющего низкую себестоимость.
2
Поставленная задача решается тем, что в фильтрующем элементе респиратора, содержащего концентрические гофры, выполненные из полипропиленового электростатически заряженного фильтрующего материала с диаметром волокон 1...5 мкм, гофры выполнены из одного слоя материала с поверхностной плотностью 35-45 г/м
2
2
Низкая поверхностная плотность материала фильтрующего элемента способствует уменьшению сопротивления дыханию. Выбор нижнего предела поверхностной плотности связан с обеспечением механической прочности и при ее снижении ниже 35 г/м ведет к местным разрушениям при формовании фильтрующего элемента и снижении жесткости конструкции. Увеличение поверхностной плотности сверх 45 г/м приводит к повышению сопротивления дыханию.
Выполнение гофр фильтрующего элемента из одного слоя материала значительно упрощает технологию изготовления изделия и снижает его себестоимость. Фильтрующий элемент, выполненный из одного слоя электростатически заряженного полипропиленового материла с низким сопротивлением дыханию, расширяет арсенал средств защиты органов дыхания и более удобен и выгоден в применении при невысокой степени загрязнения воздуха.
На чертеже изображен фильтрующий элемент в разрезе. Фильтрующий элемент содержит концентрические гофры 1, колпачки 2
Для изготовления фильтрующего элемента использован фильтрующий материал из полипропиленовых волокон с электростатическим зарядом и диаметром волокон 1...5 мкм.
Фильтрующий элемент работает таким образом. Запыленный воздух поступает на поверхность гофр фильтрующего элемента и частицы пыли диаметром более 15 мкм., ударяясь о гладкую поверхность слоя материала гофр, падают, не задерживаясь не ней. Частицы, диаметр которых меньше 15 мкм., оседают на поверхности гофр за счет электростатического заряда, нанесенного на полипропиленовые волокна и, через определенное время при необходимости, могут быть легко удалены стряхиванием фильтрующего элемента.
В таблице приведены результаты лабораторных исследований фильтрующих элементов по основным техническим характеристикам и сравнение показателей заявляемого изделия с прототипом.
Результаты лабораторных испытаний фильтрующих элементов.
Показатель
Значения показателей
Требования ГОСТ 12.4.041-89
Прототип
Образцы заявляемого фильтрующего элемента
1
2
3
1. Коэффициент проницаемости масляного тумана при расходе 15 дм<sup>3</sup>/ мин,К%
Для второй степени защиты 0,1<К<1,0
0,54...0,44
0,51
0,4
0,32
2. Начальное сопротивление постоянному потоку воздуха с расходом через фильтрующий элемент 15 дм<sup>3</sup>/мин, Па
≤60 Па
22...30
10
15
20
3. Поверхностная плотность фильтрующего материала; г/м<sup>2</sup>
Не нормируется
90...110
35
40
45
Таким образом, за счет выполнения гофр фильтрующего элемента из одного слоя фильтрующего материала с низкой поверхностной плотностью снижается сопротивление потоку воздуха.
При этом эффективность защиты фильтрующего элемента (коэффициент К) удовлетворяет требованиям ГОСТ 12.4.041-89 для второй степени защиты.
Технология изготовления фильтрующего элемента значительно упрощается при сохранении достаточной жесткости конструкции, при этом себестоимость изделия достаточно низкая.
Использование предложенной полезной модели позволит расширить арсенал имеющихся фильтрующих элементов и использовать при небольшой запыленности воздуха гораздо более дешевые элементы с низким сопротивлением дыханию.