РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПАТРОН ИЗОЛИРУЮЩЕГО ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
REGENERATIVE CARTRIDGE OF ISOLATING BREATHING APPARATUS

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде.
Известен регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата на химически связанном кислороде (Патент США №4212846, НКИ 422-122, 1980). Патрон содержит корпус, внутри которого размещен регенеративный продукт, между двумя сетками: опорной сеткой вверху патрона и поджимной сеткой внизу патрона, которая поджата пружинами. Внутри патрона имеется воздуховодная трубка. Фильтр закреплен между двумя проволочными сетками. Для уплотнения фильтра с поверхностями патрона и трубки сетки снабжены фланцами.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и повышенная материалоемкость. Кроме того, запуск такого патрона при низких температурах затруднен из-за рассеивания тепла на поверхности сеток.
Известен также изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде с возвратно-поступательным или циркуляционным процессом дыхания, патрон которого содержит корпус с регенеративным продуктом, теплообменник, закрепленный на верхней стороне патрона и фильтрующее устройство. (Патент СССР №1419506 МПК A62B 2/08).
Однако в этом устройстве недостаточна 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. Кроме того, из-за небольшой продолжительности контакта очищаемого воздуха с регенеративным продуктом не достигается полная отработка регенеративного продукта на тяжелых нагрузках.
Известен также принятый за прототип патрон изолирующего дыхательного аппарата на химически связанном кислороде по пат. РФ №1677893, МПК A62B 7/08, 1997, содержащий пусковой брикет и регенеративный продукт, причем патрон последовательно заполнен пусковым брикетом в виде многоканального термостойкого блока, слоем зерненого регенеративного продукта на основе супероксида натрия до 30% объема и остальной объем заполнен регенеративным продуктом в виде многоканальных блоков из супероксида калия.
Этот патрон характеризуется следующими недостатками:
- расположение слоя зерненого регенеративного продукта из супероксида натрия непосредственно на выдохе приводит к образованию плава продукта и, как следствие, неравномерному выделению кислорода;
- гранулированный продукт при контакте с парами воды выдыхаемого воздуха способен оплывать, т.е. покрываться пенистой пленкой, что приводит к увеличению сопротивления дыханию, создавая дискомфортные условия, и приводит к ухудшению работы продукта;
- заключение пускового брикета и зерненого регенеративного продукта в металлические сетчатые оболочки, предназначенные для исключения попадания зерненого продукта в каналы пускового брикета, обуславливают недостаточную эффективность передачи тепла от пускового брикета слою зерненого регенеративного продукта, что снижает эффективность работы патрона при низких температурах;
- как следует из описания изобретения, расположение на вдохе зерненого продукта потребовало установки перед и после него противопыльных фильтров, создающих дополнительное сопротивление дыханию;
- тепловыделение выбранного зерненого регенеративного продукта из супероксида натрия при взаимодействии с диоксидом углерода и парами воды превосходит тепловыделение того же весового количества супероксида калия, что требует дополнительного отвода тепла для обеспечения комфортности дыхания.
Техническим результатом изобретения является обеспечение комфортности дыхания, повышение степени отработки регенеративного продукта и повышение надежности работы.
Технический результат достигается тем, что в регенеративном патроне изолирующего дыхательного аппарата на химически связанном кислороде, содержащем на входе пусковой брикет в виде многоканального термостойкого блока, и регенеративный продукт в виде слоя зерненого регенеративного продукта и в виде многоканальных блоков из супероксида калия, патрон последовательно заполнен регенеративным продуктом из супероксида калия в виде многоканальных блоков, примыкающих к пусковому брикету, и зерненым регенеративным продуктом из надперекиси калия, причем расположение каналов в пусковом брикете соответствует расположению каналов в многоканальных блоках.
На входе в патрон установлена пластина из пенометалла с отверстием под пусковым устройством.
Последовательное заполнение патрона регенеративным продуктом из супероксида калия в виде многоканальных блоков, примыкающих к пусковому брикету, и зерненым регенеративным продуктом из надперекиси калия, причем расположение каналов в пусковом брикете соответствует расположению каналов в многоканальных блоках, обеспечивает:
- минимальное сопротивление дыханию, что обеспечивает комфортность дыхания;
- минимальное термическое сопротивление на границе между регенеративным продуктом и пусковым брикетом, что обеспечивает повышение надежности работы, особенно при работе при низких температурах;
- предварительную осушку воздушного потока, поступающего на очистку на зерненый регенеративный продукт, что обеспечивает комфортность дыхания за счет предотвращения заплывания регенеративного продукта, либо образования плава, увеличивающего сопротивление дыханию, а повышение степени отработки регенеративного продукта и повышение надежности работы за счет равномерности выделения кислорода.
Установка на входе в патрон пластины из пенометалла с отверстием под пусковым устройством обеспечивает:
- выравнивание скоростей потока выдыхаемого воздуха по всему живому сечению каналов пускового брикета и блоков регенеративного продукта, что способствует повышению степени отработки регенеративного продукта;
- комфортность дыхания за счет рекуперативного охлаждения вдыхаемого воздуха и очистки его от щелочных аэрозолей.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг.1 - регенеративный патрон в разрезе;
фиг.2 - вид патрона сверху, вид по стрелке А фиг.3;
фиг.3 - вид патрона снизу, вид по стрелке Б фиг.3;
фиг.4 - пластина из пенометалла;
фиг.5 - пусковой брикет, вид сбоку;
фиг.6 - блок регенеративного продукта, вид сбоку;
фиг.7 - вид сверху пускового брикета и блока регенеративного продукта.
Перечень позиций, указанных на чертежах:
1 - корпус патрона;
2 - крышка патрона верхняя
3 - патрубок вдоха-выдоха;
4 - гнездо пускового устройства;
5 - пусковое устройство;
6 - крышка патрона нижняя;
7 - патрубок дыхательного мешка;
8 - пластина из пенометалла;
9 - отверстие в пластине;
10 - пусковой брикет;
11 - многоканальный блок регенеративный;
12 - разделительная сетка;
13 - зерненый регенеративный продукт;
14 - поджимная сетка;
15 - пружина.
Регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата (фиг.1) состоит из корпуса патрона 1, верхней крышки патрона 2 с патрубком вдоха-выдоха 3, гнездом пускового устройства 4, в котором размещено пусковое устройство 5, и нижней крышки патрона 6 с патрубком дыхательного мешка 7. В корпусе патрона 1 установлена пластина из пенометалла 8, в которой выполнено отверстие 9, расположенное под гнездом пускового устройства 4. В качестве пенометалла предпочтительно используется пеноникель, возможно также использование пеномеди и других коррозионно-стойких пенометаллов. Непосредственно к пластине из пенометалла 8 примыкает пакет, включающий выполненный в виде многоканальной пластины пусковой брикет 10, многоканальный регенеративный блок 11 и разделительная сетка 12, назначение последней - исключить попадание в каналы регенеративных блоков и пускового брикета зерненого продукта 13, которым заполнено остальное пространство корпуса патрона 1. На нижней поверхности зерненого продукта 13 устанавливается поджимная сетка 14 с закрепленной на ней пружиной 15. Пружина 15 взаимодействует с нижней крышкой 6, при этом поджимная сетка, воздействуя на зерненый продукт, обеспечивает необходимую плотность его укладки и исключает образование зазоров между многоканальными регенеративными блоками 11 и пусковым брикетом 10.
Снаряжения регенеративного патрона производят следующим образом.
К корпусу патрона 1 приваривается верхняя крышка патрона 2. В гнезде пускового устройства 4 устанавливается пусковое устройство 5, представляющее собой ампулу с инициирующей жидкостью и механизм разрушения ампулы, которые могут иметь различное конструктивное исполнение. В установленную сборку, повернутую верхней крышкой 2 вниз, последовательно устанавливается пластина из пенометалла 8, при этом отверстие в пластине 9 должно располагаться под гнездом пускового устройства 4, пусковой брикет 10, многоканальные блоки регенеративного продукта 11 и разделительная сетка 12. Свободное пространство корпуса патрона 1 заполняется зерненым продуктом 13 и при необходимости производится его уплотнение вибратором. Затем устанавливается поджимная сетка 14 с прикрепленной к нему пружиной 15 и приваривается нижняя крышка 6 к корпусу патрона 1.
Патрон работает следующим образом.
Для приведения в действие пускового устройства 5, инициирующего работу пускового брикета 10, инициирующая жидкость из пускового устройства 5 через отверстие 9 в пластине из пенометалла 8 попадает на поверхность пускового брикета 10, запуская его. Запущенный пусковой брикет 10 выделяет кислород, который через патрубок вдоха-выдоха 3 поступает на дыхание пользователя, и через патрубок дыхательного мешка 7 частично заполняет дыхательный мешок (не показан), обеспечивая кислородом дыхание пользователя в начальный момент времени, когда регенеративный продукт еще не работает. При выдохе выдыхаемый воздух через патрубок вдоха-выдоха 3 проходит через пластину из пенометалла 8, которая обеспечивает выравнивание скоростей потока по всему живому сечению патрона. Одновременно пластина 8 приобретает температуру, близкую к температуре выдыхаемого воздуха. изолирующего дыхательного аппарата. Проходя через каналы разогретого пускового брикета и многоканальных блоков регенеративного продукта очищаемый воздух частично отдает влагу и тепло регенеративному продукту и очищается от диоксида углерода. Далее выдыхаемый воздух через разделительную сетку 12 поступает в слой зерненого регенеративного продукта 13.
При этом происходит дальнейшее поглощение диоксида углерода и выделяется необходимый для дыхания кислород. При этом происходит разогревание регенеративного продукта и, соответственно, очищаемого воздуха. Очищенный воздух проходит из дыхательного мешка через патрубок 7 в патрон 1 на дополнительную очистку и, проходя через пластину из пенометалла 8, охлаждается до комфортной температуры. В пластине из пенометалла 8 происходит также очистка воздуха от щелочной пыли. Очищенный воздух через патрубок вдоха-выдоха 3 поступает на вдох пользователя.
Так как в процессе работы несколько изменяется объем зерненого регенеративного продукта 13, эти изменения купируются пружиной 15, которая воздействуя на поджимную сетку 14, уплотняет зерненый регенеративный продукт 13, исключая проскок неочищенного воздуха.
Изобретение обеспечивает комфортность дыхания, повышение степени отработки регенеративного продукта и повышение надежности работы изолирующего дыхательного аппарата за счет более надежного запуска патрона при пониженных температурах.