РЕСПИРАТОР ИЗОЛИРУЮЩИЙ РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека от вредных веществ непригодной для дыхания атмосферы, в частности, к изолирующим респираторам, которые применяются в горнодобывающей отрасли промышленности при проведении спасательных работ при техногенной аварии в шахтах. Она может быть использована в химической и других отраслях промышленности при чрезвычайных ситуациях, где необходима защита органов дыхания при помощи таких аппаратов в неблагоприятных условиях, то есть при наличии вредных веществ или отсутствии кислорода в атмосфере.
Известен изолирующий регенеративный респиратор Р-12 (МУП УССР, Центральная научно-исследовательская лаборатория по горноспасательному делу, «Изолирующий кислородный респиратор Р-12. Инструкция по эксплуатации». Донецк, 1966). Респиратор содержит ранец, в котором размещены дыхательный мешок, присоединенные к нему холодильник и регенеративный патрон с сорбентом диоксида углерода, кислородоподающую систему в виде баллона с вентилем, редуктора давления, клапана аварийной подачи кислорода (байпаса), легочного автомата и кислородного манометра, гофрированные дыхательные шланги, лицевую часть в виде панорамной маски или мундштучного устройства, систему для ношения в виде двух плечевых ремней с эластичными подушками. Ранец аппарата содержит крышку и корпус с амортизаторами, прилегающими к спине пользователя респиратором.
Этот респиратор имеет следующие эксплуатационные недостатки:
- большая масса аппарата, что усложняет использование по назначению;
- значительная температура вдыхаемого воздуха в результате неэффективного действия холодильника с гидрофосфатом в качестве охлаждающего вещества;
- наличие лицевой части в виде загубника с носовым зажимом не обеспечивает надежную защиту глаз при наличии дыма в атмосфере горной выработки.
Эти недостатки устранены в изолирующем респираторе Р-30 (ОАО «Донецкий завод горноспасательной аппаратуры», «Респиратор изолирующий регенеративный Р-30. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Р-30.00.000 ТО изм.4», Донецк, 2009).
Респиратор содержит ранец в виде единой жесткой оболочки с отсеками (авторское свидетельство СССР №660332, А62В 7/02, 1980, «Изолирующий регенеративный респиратор»), в которых размещены дыхательный мешок, присоединенные к нему жестко соединенные между собой холодильник с клапаном выдоха и избыточным клапаном в торце; кислородоподающая система в виде баллона с вентилем, редуктора давления, клапана аварийной подачи кислорода (байпаса), легочного автомата в виде мембранного клапана, выполненного с кольцевым гофром и клапана с дозирующим отверстием и пневмоусилителем с мембраной на штоке клапана и кислородного манометра с капилляром в защитной прорезиненной трубке, гофрированные дыхательные шланги с соединительной коробкой, присоединенные к клапанам вдоха и выдоха, с лицевой частью в виде панорамной маски или мундштучного устройства как загубника, носовой зажим, головной гарнитур и противодымные очки, щиток оболочки, имеющей амортизаторы и систему для ношения в виде двух плечевых ремней с эластичными подушками и поясной ремень, а также звуковой сигнал.
Данный респиратор имеет такие эксплуатационные недостатки:
- каждый из плечевых ремней выполнен со сплошной амортизационной подушкой, которая, во-первых, может создать поверхностные потертости и местные смятия кожи на плечах человека при длительном ношении респиратора (до 4 часов), что обеспечивается временем его защитного действия, а, во-вторых, увеличивает габариты респиратора и ящика, в котором он находится в состоянии ожидания применения по назначению;
- мембрана легочного автомата выполнена в виде фигурной резиновой детали с гофром и шайбой по центру, присоединенной к резиновой детали клеевым швом. Такое соединение деталей мембраны ненадежно. При нарушении клеевого шва легочный автомат действует с перебоями;
- отсутствие элемента, ограничивающего расходы кислорода через капилляр при нечаянном нарушении целостности манометра или трубки с капилляром во время выполнения спасательной работы. Это уменьшает время защитного действия респиратора за счет непредвиденного уменьшения запаса кислорода в баллоне, который мог быть полезно использован.
Наиболее близким к полезной модели является изолирующий регенеративный респиратор Р-30.
9
На основании изложенного следует, что задачей, на решение которой направлена разработка полезной модели, является устранение указанных недостатков, то есть улучшение эксплуатационной характеристики респиратора. Решение этой задачи достигается тем, что в изолирующем регенеративном респираторе, содержащем ранец в виде единой жесткой оболочки с отсеками, в которых расположены дыхательный мешок, присоединенные к нему жестко соединенные между собой холодильник с клапаном вдоха и прямоструйный регенеративный патрон с клапаном выдоха и клапаном избыточного давления в торце, кислородоподающая система в виде баллона с вентилем, редуктора давления, клапана аварийной подачи кислорода (байпаса), легочного автомата в виде мембранного клапана, выполненного с кольцевым гофром и клапана с дозирующим отверстием и пневмоусилителем с мембраной на штоке клапана и кислородного манометра с капилляром в защитной прорезиненной трубке, гофрированные дыхательные шланги с соединительной коробкой, присоединенные к клапанам вдоха и выдоха, с лицевой частью в виде панорамной маски или мундштучного устройства как загубника, носовой зажим, головной гарнитур и противодымные очки, щиток оболочки, имеющей амортизаторы и систему для ношения в виде двух плечевых ремней с эластичными подушками и поясной ремень, а также звуковой сигнал, согласно полезной модели, капилляр кислородного манометра выполнен в виде навитой в спираль трубки, соединенной при помощи штуцеров с манометром и кислородоподающим блоком и размещенной в защитном прорезиненном шланге с наружным отверстием, при этом в конце капилляра нарезана внутренняя резьба со сбегом, конусность которого соответствует заходу резьбы метчика, а класс точности резьбы не ниже среднего, при этом в резьбе капилляра вкручен винт с резьбой класса точности не ниже среднего, имеющий лыски под ключ; мембрана легочного автомата выполнена с кольцевым гофром и снабжена жесткой шайбой с наружным диаметром меньше диаметра гофра, при этом шайба присоединена к мембране с помощью штырей с буртами, сформованными заодно с мембраной и взаимодействующими с соответствующими отверстиями в шайбе, или завулканизирована в материал мембраны в центральной зоне; система для ношения, в которой плечевые ремни выполнены с подушечками в виде ряда последовательных отдельных элементов, разделенных строчными швами, которые объединяют ремень и общую облицовку элементов, выполненных из антистатических материалов, при этом последняя подушка в ряду на стороне конца ремня, присоединенного к респиратору, имеет продольный размер не больше половины продольного размера соседних подушек; тем, что жесткая оболочка ранца выполнена из антистатической пластмассы, которая не поддерживает горение и имеет поверхностное электрическое сопротивление не более 10 Ом, например из слоистого пластика «NORPOL 840-810» фирмы «Reichhold» или других материалов с аналогичными физико-механическими свойствами; а также тем, что мембрана автомата выполнена из силиконовой резины, например, резиновой смеси ИРП-1338У.
Такое исполнение изолирующего регенеративного респиратора отличается улучшенной эксплуатационной характеристикой. Это объясняется следующим образом:
- исполнение капилляра кислородного манометра в виде навитой в спираль трубки, соединенной при помощи штуцеров с манометром и кислородоподающим блоком и размещенной в защитном прорезиненном шланге с наружным отверстием, при этом в конце капилляра нарезана внутренняя резьба со сбегом, конусность которого соответствует заходу резьбы метчика, в которую вкручен винт с лысками под ключ, а класс точности резьбы не ниже среднего (6H/6g), значительно облегчает регулировку расхода кислорода через дюзу, выполненную как резьбовое соединение, не только на заводе, но и при эксплуатации респиратора при сервисном обслуживании;
- исполнение мембраны легочного автомата с жесткой шайбой, соединенной с резиновой деталью при помощи штырей с буртами, отформованных заодно с резиновой деталью и взаимодействующих с отверстиями в металлической шайбе, обеспечивает надежность соединения деталей мембраны весь срок службы респиратора и стабильность работы легочного автомата;
- исполнение плечевых ремней с амортизационными подушечками в виде ряда последовательных отдельных элементов, разделенных строчными швами, которые объединяют ремень и общую облицовку элементов, обеспечивает компактные размеры респиратора в состоянии ожидания использования по назначению, удобство пользования аппаратом, так как ремни плотно прилегают к фигуре пользователя, что исключает поверхностные потертости и местные смятия кожи на плечах человека. Конструкция плечевых ремней позволяет снимать их и монтировать на ранце респиратора без применения специального инструмента;
- исполнение составных частей системы для ношения респираторов из антистатических материалов исключает накопление статического электрического заряда на деталях, что обеспечивает искробезопасность аппарата при использовании в шахтах, опасных по выбросу газа.
Суть полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 показана принципиальная схема респиратора;
- на фиг.2 показан респиратор (вид с бока, прилегающего к спине пользователя);
- на фиг.3 показан вид респиратора фиг.2 со снятым щитком ранца;
- на фиг.4 показано сечение А-А фиг.2;
- на фиг.5 показан плечевой ремень;
- на фиг.6 показан легочный автомат (поперечное сечение);
- на фиг.7 показана мембрана легочного автомата (вариант исполнения);
- на фиг.8 показан общий вид манометра с капилляром;
- на фиг.9 показано место Г фиг.8.
Изолирующий регенеративный респиратор состоит (фиг.1) из воздухоподающей системы, содержащей соединительную коробку 1, слюноотводной насос 2, гофрированный шланг выдоха 3, клапан выдоха 4, патрон регенеративный 5, клапан избыточного давления 6, мешок дыхательный 7, холодильник 18 с охлаждающим элементом 17 (брикетом водяного льда), герметизирующую резиновую крышку 16, клапан вдоха 19, гофрированный клапан вдоха 20. Соединительная коробка обеспечивает возможность быстрого соединения лицевой части как в виде панорамной маски, так и мундштучного устройства в виде загубника и носового зажима. Кислородоподающая система состоит из кислородного баллона 8 с вентилем 9, к которому присоединен кислородоразделительный блок с перекрывающим вентилем 10, кислородный манометр 15, клапан аварийной подачи кислорода (байпас) 12, редуктор давления 13 с предохранительным клапаном 11 и легочным автоматом 14. Манометр 15 присоединен к блоку с помощью капиллярной трубки 21.
Респиратор в рабочем состоянии располагается на спине человека. Составные части респиратора (фиг.1, 2, 3, 4) (за исключением гофрированных шлангов, лицевой части, манометра и звукового сигнала) расположены в жестком ранце 23 и закрыты щитком 26, оборудованным двумя амортизаторами 34 и 35 и системой для ношения в виде двух плечевых ремней 32 и поясного ремня 31. Ранец имеет жесткую оболочку 24, которая поперечным С-образным ребром разделена на три отсека. В верхнем из них расположены регенеративный патрон 5 с клапаном 6 в торце и холодильник 18 с элементом 17, закрытый крышкой 16 и соединенный с патроном 5 байонетом (не показан). В среднем отсеке расположен мешок 7 и кислородораспределительный блок, кнопка байпаса 12, находящаяся фронтально отверстию С-образного ребра ранца под палец ладони пользователя респиратором. В нижнем отсеке располагается баллон 8 с вентилем 9, к которому присоединен кислородораспределительный блок. Верхний отсек ранца 23, в котором расположены составные части, нагревающиеся при использовании респиратора по назначению, хорошо вентилируются со стороны спины человека благодаря перфорации щитка 27, 28, что обеспечивает эффективное теплоотведение от указанных составных частей.
9
Жесткая оболочка ранца 23 может быть выполнена из антистатической пластмассы, которая не поддерживает горение и имеет поверхностное электрическое сопротивление не более 10 Ом, например из слоистого пластика, армированного стекломатом (из стекловолокна по ГОСТ 6943.0-93) с применением огнеупорной смолы.
Каждый из плечевых ремней 32 имеет амортизатор, являющийся основной лентой 4 (фиг.5), на которой размещены отдельные эластичные элементы (подушки) 5 из пружинистого материала, например пенополиуретана по ТУ 6-55-43-90, отделенные один от другого строчными швами 3, объединяющими основную ленту 4 с общей облицовкой элементов 2, выполненной, например, из ткани ВП Пироватекс Антистат ФС КМ (543). Плечевой ремень 4 одним концом присоединен к ранцу, а на другом конце есть самозатягивающаяся пряжка 1, которая взаимодействует с концевыми ремнями, последняя подушка 6 (фиг.5) имеет продольный размер Б<А/2, где А - продольный размер соседних подушек. Расположение респиратора на спине человека регулируется концевыми ремнями 36 (путем их затягивания или отпускания). Положения ремней фиксируется кольцами.
2
Легочный автомат (фиг.6 и 7) предназначен для подачи дополнительного кислорода в воздухоподающую систему респиратора в случае, когда в ней возникает вакуумметрическое давление в пределах 100-300 Па (10-30 мм HO). Автомат содержит основной 6 и вспомогательный клапан 4. Вспомогательный клапан имеет мембрану 2, закрепленную при помощи крышки 1 на корпусе кислородораспределительного блока. На мембрану с обоих боков действуют пружины сжатия 3 и 5, благодаря которым достигается необходимая жесткость мембраны.
Подача кислорода к манометру 15 от кислородораспределительного блока выполняется при помощи капиллярной трубки 21 (фиг.1 и 8). Манометр 15 предназначен для контроля расхода кислорода из баллона 8. На торце капиллярной трубки нарезана внутренняя резьба со сбегом, конусность которого соответствует заходу резьбы метчика. В резьбу капилляра закручен винт 1, имеющий лыски под ключ (фиг.9).
Респиратор работает следующим образом. Выдыхаемый человеком воздух, имеющий объемную долю диоксида углерода до 4%, через лицевую часть, соединительную коробку 1, шланг выдоха 4, клапан выдоха 3, регенеративный патрон 5 поступает в мешок 7. При прохождении через патрон 5, снаряженный химическим известковым поглотителем (ХП-И), воздух очищается от диоксида углерода, нагревается и увлажняется. При вдохе воздух из мешка 7 через холодильник 18, клапан вдоха 19, шланг вдоха 20, соединительную коробку и лицевую часть поступает в легкие человека. Движение воздуха при дыхании человека благодаря клапанам 4 и 19 выполняется всегда в одном и том же направлении по замкнутому кругу. При выдохе открывается клапан 4, при вдохе - клапан 19. Направление движения воздуха при дыхании и кислорода в системе респиратора показаны стрелками (фиг.1). Вдыхаемый воздух из мешка 7 при движении через холодильник 18 и шланг вдоха 19 охлаждается за счет теплопередачи в окружающую среду через стенки указанных составных частей. При работе в условиях повышенной температуры окружающей среды во внутреннюю полость холодильника 18 помещают охлаждающий элемент 17, обеспечивающий эффективное охлаждение вдыхаемого воздуха.
Воздух в системе респиратора обогащается кислородом, приходящим в мешок 7 и холодильник 18 из баллона через вентиль 9 и составные части кислородораспределительного блока: редуктор 13, легочный автомат 14, байпас 12. Для автоматического обеспечения дыхания человека кислородом при выполнении спасательных работ с разными энергозатратами, а также предотвращения накопления азота в системе респиратора применена комбинированная подача кислорода в систему в обход редуктора 13 через байпас 12, который открывается при нажатии кнопки.
Избыток воздуха из системы респиратора выводится в окружающую среду через клапан 6.
Слюноотводной насос 2 предназначен для вывода из соединительной коробки 1 слюны, стекающей из мундштучного устройства, а также конденсата и пота, стекающих из панорамной маски. Насос приводится в действие при нажатии рукой резиновой груши.
По сравнению с прототипом-респиратором Р-30 - предложенный дыхательный аппарат отличается улучшенной эксплуатационной характеристикой. Предложенные технические решения реализованы в респираторе Р-30Е и модернизированном респираторе Р-30, которые изготавливает ОАО «Донецкий завод горноспасательной аппаратуры».