РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПАТРОН ИЗОЛИРУЮЩЕГО ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
REGENERATIVE CARTRIDGE OF ISOLATING RESPIRATORY SYSTEM

Изобретение относится к регенеративным патронам изолирующих дыхательных аппаратов на химически связанном кислороде.
Основной задачей при разработке регенеративных патронов изолирующих дыхательных аппаратов является обеспечение надежной корреляции между различными параметрами, в частности, массой и реакционной способностью регенеративного продукта, схемой его размещения в патроне, условиями распределения потока воздуха в объеме регенеративного продукта, условиями тепло- и массопереноса, которые должны обеспечить оптимальную отработку регенеративного продукта и оптимальное соотношение величин сопротивления на вдохе и выдохе при заданной легочной вентиляции. Соответственно, конструктивное выполнение регенеративного патрона должно обеспечить равномерное распределение гранул регенеративного продукта и равномерное распределение воздушного потока по сечению патрона, исключить разрушение гранул при механических нагрузках на патрон, оптимизировать тепловлажностные условия работы регенеративного продукта.
Известен регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата (авт. св. СССР №1677898, МПК А62В 19/00, 1997 г.), содержащий корпус с крышкой, пусковой брикет и размещенный в корпусе регенеративный продукт. Для снижения сопротивления дыханию и оптимизации распределения воздушного потока по слою регенеративного продукта патрон снабжен установленной в осевом направлении центральной перфорированной газораспределительной трубкой.
Однако в условиях интенсивных механических воздействий неизбежно происходит разрушение гранул (зерен) регенеративного продукта, особенно в месте контакта продукта с перфорированной распределительной трубкой. В результате нарушатся равномерность распределения потока воздуха по сечению патрона, что приводит к ухудшению регенеративных свойств продукта, и увеличивается сопротивления дыханию. Кроме того, пыль регенеративного продукта может попасть и в газораспределительную трубку.
Известен регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата (патент РФ №2091099, МПК А62В 19/00, 1997 г.), содержащий корпус с крышкой, пусковой брикет и размещенный в корпусе зерненый регенеративный продукт. По оси корпуса патрона расположена центральная перфорированная трубка, в которой размещен фильтр. Над регенеративным продуктом расположен пусковой брикет. На крышке закреплены пусковое устройство и патрубки для подсоединения элементов дыхательного аппарата.
Однако в такой конструкции образующаяся при механических воздействиях пыль регенеративного продукта оседает на поверхности фильтра, установленного в перфорированной трубке, что приводит к ухудшению газопроницаемости, как самого фильтра, так и перфорированной трубки. В результате так же, как и в конструкции по авт. св. №1677898, нарушается равномерность распределения потока воздуха по сечению патрона и увеличивается сопротивление дыханию.
Известен регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата, содержащий корпус с зерненым регенеративным продуктом, в центральной части которого по оси установлена перфорированная воздуховодная трубка. Внутри воздуховодной трубки расположен перфорированный стакан с размещенным на нем фильтром. Между фильтром и воздуховодной трубкой имеется зазор. На регенеративном продукте размещен пусковой брикет. Корпус закрыт крышкой, на которой установлено пусковое устройство и патрубки для монтажа узлов дыхательного аппарата (патент РФ №1670859, МПК А62В 19/00, 1994 г.).
В этой конструкции возможность попадания пыли регенеративного продукта при работе патрона на поверхность фильтра уменьшается, поскольку из-за наличия зазора между фильтром и воздуховодной трубкой отсутствует прямой контакт продукта с этой поверхностью. Тем не менее, поскольку регенеративный продукт контактирует с поверхностью перфорированной воздуховодной трубки, пыль регенеративного продукта забивает перфорацию, что приводит к образованию газонепроницаемых зон и росту сопротивления узла фильтрации. В результате изменяются условия распределения потока воздуха в объеме регенеративного продукта, приводящие к снижению степени отработки регенеративного продукта и в итоге к уменьшению времени защитного действия дыхательного аппарата. При этом конструктивное выполнение узла фильтрации практически в виде двух соосно расположенных цилиндров способствует росту сопротивления дыханию. Кроме того, в случае выполнения корпуса патрона овальной формы, которая является наиболее распространенной в производстве изолирующих дыхательных аппаратов, такая конструкция узла фильтрации приводит к существенному нарушению равномерности распределения воздушного потока по сечению слоя продукта и, соответственно, нарушению условий теплопередачи, что в итоге приводит как к росту сопротивления слоя продукта, так и снижению эффективности использования регенеративного продукта в патроне.
Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик регенеративного патрона.
Техническим результатом изобретения является обеспечение оптимальной работы регенеративного продукта и снижение сопротивления дыханию.
Технический результат достигается изобретением, согласно которому в регенеративном патроне изолирующего дыхательного аппарата, содержащем корпус с зерненым регенеративным продуктом, в центральной части которого по оси установлена воздуховодная трубка, расположенный внутри воздуховодной трубки с зазором перфорированный стакан с размещенным на нем фильтром, пусковой брикет и крышку, воздуховодная трубка выполнена с ромбовидным сечением с закругленными вершинами и снабжена в нижней части перфорацией, при этом площадь поперечного сечения воздуховодной трубки составляет 0,06-0,08 от площади поперечного сечения корпуса патрона, расстояние воздуховодной трубки от стенки корпуса патрона по его малой оси составляет 0,3-0,4 длины малой оси, расстояние воздуховодной трубки от стенки корпуса патрона по его большой оси составляет 0,3-0,4 длины большой оси, а нижняя часть воздуховодной трубки выступает за слой регенеративного продукта.
Такое конструктивное выполнение регенеративного патрона позволяет оптимизировать распределение воздушного потока по сечению слоя регенеративного продукта, так как масса регенеративного продукта по отношению к потоку воздуха равномерно распределена как по сечению, так и по высоте корпуса регенеративного патрона. При этом обеспечивается равномерное распределение усилия поджатия слоя регенеративного в продольном и поперечном направлении, и достигаются оптимальные условия распределения тепла и влаги при работе регенеративного продукта, в результате снижается сопротивление слоя продукта. Конструктивное выполнение воздуховодной трубки позволяет ослабить турбулентность потока воздуха и тем самым снизить сопротивление дыханию. В итоге оптимизируется соотношение величин сопротивления на вдохе и выдохе. Изобретение поясняется чертежами, на которых:
фиг.1 - общий вид регенеративного патрона;
фиг.2 - поперечное сечение регенеративного патрона.
Регенеративный патрон содержит корпус 1 овальной формы, крышку 2, на которой расположены патрубок 3 вдоха-выдоха, патрубок 4 дыхательного мешка и патрубок 5 пускового устройства. В корпусе 1 патрона расположены опорная 6 и поджимная 7 сетки, между которыми расположен слой 8 регенеративного продукта. Сетка 7 поджата пружиной 9, опирающейся на дно 10 корпуса 1 патрона. На слое 8 регенеративного продукта расположен пусковой брикет 11. По оси корпуса 1 патрона расположена воздуховодная трубка 12. Трубка 12 имеет ромбовидное сечение с закругленными вершинами (см. фиг.2). Внутри воздуховодной трубки 12 расположен перфорированный стакан 13 с размещенным на нем фильтром 14, причем между фильтром 14 и воздуховодной трубкой 12 имеется зазор. Площадь поперечного сечения воздуховодной трубки 12 составляет 0,06-0,08 от площади поперечного сечения корпуса 1 патрона. Расстояние (А) воздуховодной трубки 12 от стенки корпуса 1 патрона по его малой оси составляет 0,3-0,4 длины малой оси (L). Расстояние (В) воздуховодной трубки 12 от стенки корпуса 1 патрона по его большой оси составляет 0,3-0,4 длины большой оси (М). Величина этих расстояний определяется размерами корпуса 1 патрона и размерами воздуховодной трубки 12. Воздуховодная трубка 12 снабжена в нижней части перфорацией 15. Нижняя часть трубки 12 выступает за поджимную сетку 7. Выступ формируется за счет разницы высоты трубки 12 и высоты слоя 8 регенеративного продукта. Верхняя часть трубки 12 соединена с патрубком 3 вдоха-выдоха.
Регенеративный патрон работает следующим образом. При инициировании пускового брикета 11 парокислородная смесь, образующаяся при разложении брикета 11, поступает в слой 8 регенеративного продукта, обеспечивая прогрев этого слоя и тем самым начало его работы. Затем на фазе выдоха выдыхаемый пользователем воздух из патрубка 3 вдоха-выдоха проходит через перфорированный стакан 13, фильтр 14 и по воздуховодной трубке 12 через перфорацию 15 и зазор между дном 10 корпуса 1 патрона и торцом воздуховодной трубки 12 поступает в нижнюю часть регенеративного патрона. Далее воздух через поджимную сетку 7, слой 8 регенеративного продукта и опорную сетку 6 поступает в патрубок 4 дыхательного мешка. При этом воздух очищается от диоксида углерода и обогащается кислородом. На фазе вдоха направление движения воздуха обратное. Из патрубка 4 дыхательного мешка воздух последовательно проходит через опорную сетку 6, слой 8 регенеративного продукта, где происходит доочистка от диоксида углерода, поджимную сетку 7 и далее через перфорацию 15, зазор между торцом воздуховодной трубки 12 и дном 10 корпуса 1 патрона поступает в воздуховодную трубку 12. Из воздуховодной трубки 12 через фильтр 14 и перфорированный стакан 13 воздух поступает в патрубок вдоха-выдоха 3.
Испытания регенеративного патрона в составе изолирующего дыхательного аппарата проведены на установке «Искусственные легкие» (ГОСТ Р 12.4.220-2001). По результатам испытаний установлено, что регенеративный патрон, имеющий массу 0,85 кг и габаритные размеры 140×75×100 мм, имеет следующие характеристики:
3
Сопротивление постоянному потоку воздуха с объемным расходом 60 дм/мин составляет 7-8 мм вод. ст.
3
Сопротивление дыханию на вдохе и выдохе при легочной вентиляции 35 дм/мин составляет 50/60 мм вод. ст.
Температура вдыхаемой газовой смеси составляет 50°С.
3
Сопротивление дыханию на вдохе и выдохе при легочной вентиляции 70 дм/мин составляет 150/160 мм вод. ст.
3
Время защитного действия при легочной вентиляции 35 дм/мин составляет 35-38 минут.
3
Время защитного действия при легочной вентиляции 70 дм/мин составляет 14-15 минут.