НАСАДКА НА СОРБЦИОННЫЙ ПАТРОН РЕСПИРАТОРА

Полезная модель относится к области устройств и может найти применение для защиты органов дыхания человека от содержащихся в воздухе различных примесей. Полезная модель относится также к области респираторов, которые используются для защиты от производственной пыли и вредных веществ, например монооксида углерода (CO).
Известно фильтрующе-поглощающее устройство, которое содержит последовательно расположенные в закрытом крышкой корпусе противоаэрозольный фильтр, первую сетку, слой поглотителя, вторую сетку, противопылевой тампон (Патент на ПМ РФ №113663, МПК A62B 23/00, опубл. 27.02.2012 / Скобцов А., Атрошенко А.А., Горбушкин В.Д.). Недостатками фильтрующе-поглощающего устройства являются отсутствие приспособления - насадки на сорбционный патрон, предотвращающего вредное влияние монооксида углерода.
Известен противогаз, содержащий лицевую часть, первое и второе средство герметизации, воздухозаборник, воздуховыпускное отверстие, средство подачи воздуха под давлением и уплотнительный элемент (патент GB №2301094, МПК A62B 18/00, A62B 18/08, опубл. 20.06.2007).
В данном случае защита противогазом дыхательных путей человека от паров монооксида углерода не обеспечивается, что является недостатком изобретения. Насадка на сорбционный патрон противогаза отсутствует.
Аналогом можно также считать фильтрующе-поглощающее устройство, которое содержит противоаэрозольный фильтр, первую сетку, слой поглотителя, вторую сетку, по крайней мере, один противопылевой тампон, а в качестве герметика применяется компаунд (Патент РФ №130856, МПК A62B 23/02, опубл. 10.08.2013).
Недостатками фильтрующе-поглощающего устройства являются сложности, возникающие при изготовлении устройства, у него отсутствуют свойства, не позволяющие защитить дыхательные пути человека от паров монооксида углерода, что является недостатком изобретения. Насадка для фильтрующе-поглощающего устройства также отсутствует.
В качестве прототипа нами взят респиратор фильтрующий противогазовый РПГ-67 по ГОСТ 12.4.004-74. Респиратор предназначен для защиты органов дыхания от паро- и газообразных вредных веществ, присутствующих в воздухе рабочей зоны производственных помещений.
В зависимости от назначения противогазовый респиратор укомплектовывают фильтрующими патронами различных марок. Однако недостатком респиратора являются отсутствие свойств по поглощению паров монооксида углерода. Такую роль могла бы выполнить насадка, однако она отсутствует.
Из достигнутого уровня техники известно использование быстродействующих замков-защелок различной конструкции, содержащих рычажной механизм для создания требуемой величины натяга между скрепляемыми деталями (см., например, патенты RU №2241898, 2004; RU №2298131, 2007; RU №50627 U1, 2006). Однако при их использовании требуется значительное количество замков-защелок, которое существенно усложняет монтаж и демонтаж насадки.
Задачей полезной модели является повышение безопасности органов дыхания человека.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемой полезной модели, является:
обеспечение высокой степени защиты человека от производственной пыли и вредных веществ, например, монооксида углерода при исполнении своих служебных обязанностей.
2
4
Технический результат достигается за счет использования респиратора РПГ-67 и дополнительно насадки на сорбционный патрон респиратора. Насадка на сорбционный патрон респиратора включает круглый диск, по краям диска имеются 3 фиксирующих стреловидных защелки для крепления к штатному сорбционному патрону респиратора, а диск включает отверстия квадратной формы, с внутренней стороны диска имеется нетканый материал для удержания сорбента внутри насадки, а между сорбентом и патроном расположены последовательно нетканый материал и стальная сетка. Сорбентом насадки является известное химически активное вещество по переводу CO в CO, а именно перманганат калия (KMnO) с размером частиц 5-10 мкм (Патент РФ №2129914 от 10.05.1999. Способ получения катализатора окисления оксида углерода // Аникин С.К., Васильев Н.П., Киреев С.Г., Куликов Н.К., Мухин В.М., Шевченко А.О.). Предлагаемая насадка на сорбционный патрон респиратора надежно обеспечивает защиту человека от воздействия монооксида углерода.
Полезная модель поясняется чертежами фиг. 1 - фиг. 3, на которых представлен общий вид насадки.
15
17
n
3
3
x
4
6
y
8
8
z
Насадка напечатана на 3d принтере Ultimaker2 из теплостойкой до 103°С пластмассы АБС (CHN), акрилонитрил-бутадиен-стирол, (CHN)⋅(CH)⋅(CH), имеющей широкий диапазон эксплуатационных температур (от -40 до +90°C), методом послойного наплавления. Для этого предварительно была построена 3d модель в программе Blender.
2
2
4
4
По краям насадки имеются 3 фиксирующих стреловидных защелки по окружности через 120° для крепления к штатному сорбционному патрону респиратора. Основание насадки включает отверстия размером 1,5-2 мм плотностью 15…20 шт./см. Такие отверстия достаточно технологично изготовляются на 3d принтере и не создают дополнительного сопротивления воздушному потоку. С внутренней стороны основания насадки расположены по всей площади последовательно нетканый материал, сорбент, нетканый материал и фиксирующая сорбент стальная сетка размером ячеек 1-2 мкм. Нетканый материал и стальная сетка (ТУ14-4-1374) с таким размером ячеек надежно удерживают сорбент в насадке от просыпания. В качестве сорбента использовали KMnO, а в качестве нетканого материала известный композит на основе полиакрилонитрила ПАН и поливинилидендифторида ПВДФ с соотношением компонентов 1:3 поверхностной плотности 25-32 г/м. KMnO обладает окислительными свойствами по переводу монооксида углерода в безвредный диоксид углерода.
2
Полимерную композицию для получения нетканого материала готовили из формовочных растворов с последовательным растворением навески ПАН при перемешивании на магнитной мешалке в течение 1-2 час при температуре 50-60°C и навески ПВДФ при перемешивании в течение 1,5-3 часов при температуре 75-85°C в 250 мл конической колбе. Использовалась известная композиция ПАН-ПВДФ, с соотношением компонентов 1:3, для получения нетканого материала методом электроформования из смеси растворителей N,N-диметилформамид-ацетон с соотношением компонентов 7:3 для сепаратора-носителя электролита литиевых батарей (Gopalan A.I., Santhosh P., Manesh K.M., Nho J.H., Kim S.H., Hwang C-G., Lee K-P., Development of electrospun PVdF-PAN membrane-based polymer electrolytes for lithium batteries. J. Membr. Sci., 2008, 325(2), p. 683-690). Полученные растворы смеси полимеров ПАН и ПВДФ самопроизвольно охлаждались до комнатной температуры и переливались в кювету для электроформования. Основные параметры электроформования: напряжение на капилляре U=70-75 кВ, ток I=0,04-0,05 мА, межэлектродное расстояние h=160-180 мм. Температура финишной обработки нетканого материала 100-160°C, давление прижимного валка 1-6 атм. Оптимальная температура обработки нетканого материала составляла 110-115°C. Нетканый материал толщиной от 0,02 до 0,04 мм и плотностью 20…25 г/м сушат, снимают с подложки и используют в насадке на сорбционный патрон респиратора.
Экспериментальная проверка работоспособности насадки проводилась по защите от монооксида углерода.
Пример
Произвели сравнительный анализ содержания монооксида углерода после прохождения слоя адсорбента сорбционного патрона РПГ-67 монооксидом углерода без химически активного вещества, предлагаемой насадки и с ним. Результаты представлены в табл. 1.
4
4
Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности защитных свойств разработанной насадки от монооксида углерода. Два сантиметра слоя химически активного сорбента (KMnO), зафиксированные стальной сеткой с размером ячеек 1-2 мкм, увеличивают время защитного действия респиратора от монооксида углерода более чем в два раза. Защитное действие слоя угля в 8 и 10 см сорбционного патрона респиратора от монооксида углерода составляет всего 9 и 11 мин, соответственно. Защитное действие слоя химически активного сорбента (KMnO) в 8 и 10 см от монооксида углерода составляет 27 и 36 мин, соответственно, что в 3-3,3 раза превосходит защитные свойства угля респиратора по монооксиду углерода с теми же слоями.
Экспериментально найдено, что предлагаемый крепеж выдерживает 100…120 последовательных операций по креплению и съему со штатного сорбционного патрона респиратора.