УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОЗДУХА
AIR REGENERATION DEVICE

Изобретение относится к устройствам для регенерации воздуха в герметично закрытых помещениях.
Известно устройство для регенерации воздуха в герметично закрытом помещении, содержащее корпус, внутри которого помещен патрон с регенеративным продуктом на основе супероксида калия. Корпус снабжен патрубками для ввода и вывода газа. Патрон снабжен центральной перфорированной трубкой. Боковые стенки патрона выполнены перфорированными. На боковых стенках помещен фильтр. Регенеративный продукт выполнен в виде таблеток, имеющих выпуклую и/или многогранную геометрическую форму. Регенерируемый воздух циркулирует радиально по всему слою регенеративного продукта. Подача воздуха в патрон осуществляется вентилятором, т.е. регенерация воздуха осуществляется за счет его принудительной циркуляции через патрон (Патент Франции №2161482, МПК А62B 11/00, 1973).
Однако это устройство не обеспечивает возможность регенерации воздуха в аварийной ситуации, связанной с полным или временным отсутствием электроэнергии, путем организации конвективного потока за счет создания искусственной тяги при разогреве регенеративного продукта. Этому препятствует высокое сопротивление таблетированного регенеративного продукта, что осложняется также необходимостью радиальной циркуляции очищаемого воздуха и размещением перфорированных решеток и фильтра вдоль оси патрона.
Известно также устройство для регенерации воздуха в герметично закрытом помещении, содержащее вентилятор и патрон с регенеративным продуктом на основе супероксида калия, в котором регенеративный продукт выполнен в виде блоков со сквозными отверстиями, установленных в патроне с образованием сквозных каналов по всей высоте слоя продукта, причем патрон содержит от 4 до 10 блоков регенеративного продукта, а диаметр сквозных отверстий в блоке составляет 6…8 мм. В этом устройстве патрон закреплен на стойке и снабжен съемным ручным пневмонасосом и съемным патрубком. Устройство обеспечивает регенерацию воздуха как в режиме принудительной вентиляции, так и в режиме естественной конвекции (Патент РФ №2147251, МПК A62B 11/00, 2000).
Однако известное устройство не обеспечивает эффективную очистку воздуха от диоксида углерода, поскольку при работе в конвективном режиме конструкция патрона не позволяет создать равномерное распределение скоростей потока воздуха в центральной части патрона и на его периферии из-за различия в степени нагрева блокового продукта. Скорость потока в центральной части патрона выше из-за большего разогрева, чем в его периферической части, что обусловлено неизбежными тепловыми потерями в окружающую среду. В результате взаимодействие супероксида калия с диоксидом углерода происходит также неравномерно, что приводит к увеличению коэффициента проскока и соответственно к росту концентрации диоксида углерода в помещении. При этом устройство характеризуется достаточно большим периодом времени, необходимым для создания нарастающего конвективного потока с требуемым расходом.
Задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства в конвективном режиме.
Техническим результатом изобретения является повышение степени отработки регенеративного продукта за счет равномерного распределения скоростей потока воздуха в устройстве.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для регенерации воздуха в герметично закрытом помещении, содержащем вентилятор и патрон с регенеративным продуктом на основе супероксида калия, закрепленном на стойке, патрон с регенеративным продуктом выполнен в виде рукавов из эластичного материала, соединенных на входе коллектором, при этом рукава на выходе снабжены подпорными элементами, а патрон снабжен теплозащитным кожухом.
Такое конструктивное выполнение устройства позволяет получить выравнивание скоростей потока воздуха в рукавах путем создания подпора на выходе каждого рукава. Это обеспечивает уменьшение сопротивления патрона потоку регенерируемого воздуха за счет разведения стенок подпором воздуха и эластичности рукавов. Одновременно обеспечивается равномерный разогрев продукта и находящегося в рукаве воздуха за счет одинаковой длительности контакта очищаемого воздуха с регенеративным продуктом. При этом не происходит рассеивание тепла в окружающее пространство, что обеспечивает возможность работы устройства в конвективном режиме при прекращении электропитания. При этом обеспечивается полная отработка продукта и снижается коэффициент проскока.
Регенеративный продукт выполнен в виде пластин супероксида калия на пористой волокнистой матрице. Такое выполнение регенеративного продукта повышает эффективность работы продукта за счет увеличения поверхности контакта с регенерируемым воздухом.
Снабжение патрона теплозащитным кожухом исключает рассеивание тепла в окружающее пространство, что обеспечивает быстрый выход устройства на работу в конвективном режиме.
Теплозащитный кожух снабжен силовыми лентами, снабженными люверсами для соединения со стойкой, что позволяет сократить время на приведение устройства в рабочее положение.
Патрон дополнительно заключен в герметичную оболочку, что исключает контакт регенеративного продукта с атмосферой и обеспечивает герметичное хранение регенеративного продукта в течение длительного времени перед использованием.
Снабжение коллектора стыковочным узлом обеспечивает удобство подсоединения его к вентилятору.
Стыковочный узел коллектора выполнен в виде шайбы из упругого материала, что позволяет упростить конструкцию устройства и сократить время на приведение устройства в рабочее положение.
Для упрощения соединения коллектора с вентилятором на выходном патрубке вентилятора установлен наконечник, взаимодействующий со стыковочным узлом коллектора.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых
фиг.1 - общий вид устройства для регенерации воздуха;
фиг.2 - то же, вид сбоку;
фиг.3 - то же, вид по стрелке А (вид сверху);
фиг.4 - общий вид устройства для регенерации воздуха, вариант с вентилятором, помещенным в отдельный корпус;
фиг.5 - конструкция стыковочного узла, выноска I;
фиг.6 - то же, что на фиг.5, вид сверху;
фиг.7 - выноска I, конструкция подпорного элемента;
фиг.8 - общий вид патрона в теплозащитном кожухе;
фиг.9 показана первая стадия приведения патрона в рабочее положение - распрямление поперечных складок;
фиг.10 показан вид патрона после первой стадии разворачивания;
фиг.11 - то же, что на фиг.10, сечение по Б-Б;
фиг.12 - вид патрона в сложенном состоянии;
фиг.13 - то же, что на фиг.12, вид сверху.
Устройство для регенерации воздуха в герметично закрытом помещении содержит вентилятор 1 и патрон 2 с регенеративным продуктом в виде пластин 3 супероксида калия на пористой волокнистой матрице. Патрон 2 с регенеративным продуктом выполнен в виде рукавов 4 из эластичного материала, соединенных на входе коллектором 5. В качестве материала рукавов 4 и коллектора 5 используется пленка толщиной 50 мкм из фторопласта Ф-4 МБ. На выходном патрубке вентилятора установлен конический наконечник 6, взаимодействующий со стыковочным узлом коллектора 5. Стыковочный узел выполнен в виде шайбы 7 из упругого материала, заключенной в обойму, выполненную в виде стальных колец 8 и 9, соединенных заклепками 10. Рукава 4 на выходе снабжены подпорными элементами 11. В качестве подпорных элементов могут использоваться замки-молнии, шнуровка, кнопки, пуговицы и т.п. фурнитура. Показанные на фиг.3 подпорные элементы 11, как вариант, выполнены в виде задвижек, каждая из которых содержит опорную пластину 12, закрепленную на оболочке рукава 4. На пластинах 12 установлены с возможностью перемещения пластины 13, в обеих пластинах выполнены окна 14. В таком устройстве подпорный эффект достигается перемещением пластин 13 относительно пластин 12, при перемещении которых окна 14 перекрываются сплошными участками пластин 13. Поверх оболочки рукавов 4 установлен теплозащитный кожух 15 (фиг.8), снабженный силовыми лентами 16, на концах которых выполнены люверсы 17 для соединения с кнопками 18, установленными на стойке 19. В качестве материала теплозащитного кожуха 15 обычно используются негорючие высокопрочные ткани на основе полиарамидных волокон (кевлар, номекс и др.). В сложенном состоянии рукава 4 вместе с теплозащитным кожухом 15 и стыковочным узлом (7, 8, 9, 10) заключены в герметичную оболочку 20 (фиг.13). На стойке 19 установлен блок питания 21 (фиг.1) и корпус 22 с заключенным в нем вентилятором 1 (фиг.4). Рукава 4 разделены между собой сварными швами 23. Возможно также соединение боковин рукавов 4 с помощью шнуровок, кнопок и других средств.
Устройство работает следующим образом.
В помещении, в котором необходимо регенерировать воздух, устанавливается либо стойка 19 с вентилятором 1, либо стойка 19 с вентилятором 1 в корпусе 22 и блок питания 21. При использовании корпуса 22 с установленным в нем вентилятором 1 наконечник 6 устанавливается на выходном патрубке корпуса 22. Регенеративная часть устройства, включающая заключенные герметичную оболочку 20 и теплозащитный кожух 15 с силовыми лентами 16, рукавами 4 с пластинами регенеративного продукта 3, коллектором 5 со стыковочным узлом с шайбой 7 и подпорными элементами 11, хранится отдельно.
При возникновении необходимости применения устройства для регенерации воздуха герметичная оболочка разрывается и из нее извлекается содержимое, заключенное в теплозащитный кожух 15. Теплозащитный кожух 15 разворачивается по высоте, как показано на фиг.10, после чего раскладывается в поперечном направлении, как показано на фиг.9. Люверсы 17 надеваются на кнопки 18, установленные на стойке 19. После этого наконечник 6 вентилятора 1 вводится в центральное отверстие шайбы 7.
Включением блока питания 21 производится запуск вентилятора 1. Очищаемый воздух из помещения поступает на вход вентилятора 1, из которого поступает в полость коллектора 5. Из коллектора 5 воздух поступает в патрон 2, выполненный в виде рукавов 4, перемещаясь в промежутке между сварными швами 23. Выравнивание скоростей потока в рукавах 4 осуществляется подпорными элементами 11 путем перемещения относительно пластины 12 подпорной пластины 13. При этом перекрытие окон 14 должно обеспечивать равномерное разведение стенок рукавов 4, что соответствует равенству наддува в каждом вертикальном ряду рукавов. При прохождении воздуха над регенеративными пластинами 3 происходит поглощение диоксида углерода и выделяется необходимый для дыхания кислород. Степень отработки продукта может контролироваться по показаниям газоанализаторов, а также визуально - по изменению окраски пластин. При снижении содержания кислорода в помещении производится замена регенеративной части устройства на имеющуюся в запасе, при этом все операции по запуску производятся в описанной выше последовательности.
После окончания работы регенеративная часть отсоединяется от вентилятора 1 и складывается в последовательности, обратной описанной выше.
При прекращении подачи электроэнергии наконечник 6 извлекается из шайбы 7. После кратковременной работы пневмонасоса (не показан) происходит разогревание регенеративного продукта, тем самым обеспечивая работу устройства в конвективном режиме. При этом рассеиванию тепла через стенки рукавов 4 препятствует теплозащитный кожух 15.
Изобретение обеспечивает равномерную отработку пластин регенеративного продукта, а также позволяет снизить массу аппарата и уменьшить общий расход регенеративного продукта. При этом упрощается конструкция устройства и повышается удобство в эксплуатации.