САМОСПАСАТЕЛЬ-ГАЗОДЫМОЗАЩИТНЫЙ КОМПЛЕКТ

Изобретение относится к производству индивидуальных средств очистки воздуха, в частности к противогазовой технике, и может быть использовано для защиты органов дыхания, глаз и головы человека в случае экстренной эвакуации из зоны химического заражения, радиационного загрязнения, а также пожара от химически опасных веществ, монооксида углерода и радиоактивных веществ.
Известно индивидуальное средство защиты, включающее капюшон из эластичного термостойкого материала со смотровым окном из прозрачного материала (пленки), полумаску с манжетой для крепления фильтрующе-поглощающего патрона, герметично соединенную с капюшоном так, что полумаска находится внутри капюшона, а манжета снаружи, фильтрующе-поглощающий патрон, состоящий из последовательно расположенных по ходу воздуха противоаэрозольного фильтра и шихты поглотителя (DE 3921603 А1, 10.01.1991).
3
2
Недостатком данного устройства является то, что шихта поглотителя содержит только гопкалит, что не позволяет в полной мере обеспечить очистку воздуха от широкого спектра вредных примесей, образующихся при пожарах таких как СО, NH, HCl, HCN, акролеин, SO. Кроме того, как следует из описания, материал капюшона, являясь термостойким не обладает светоотражающими свойствами, что затрудняет визуальную связь между людьми, пользующимися газодымозащитными комплектами в условиях задымления при пожарах.
Известна также фильтрующе-поглощающая коробка газодымозащитного комплекта, состоящая из последовательно расположенных по ходу воздуха противоаэрозольного фильтра и шихты поглотителя, состоящей из осушителя-поглотителя и гопкалита (RU 2206351 С1, 20.06.2003).
Недостатками данного устройства является то, что в связи с принятием нового стандарта «Средства индивидуальной защиты населения в чрезвычайных ситуациях. Самоспасатели фильтрующие», ГОСТ Р 22.9.09 - 2005, шихта поглотителя не сможет обеспечить комплексную защиту от вредных веществ, перечисленных в стандарте, что существенно ограничит использование устройства в чрезвычайных ситуациях.
Наиболее близким к заявленному устройству является индивидуальное средство защиты, включающее капюшон из эластичного материала со смотровым окном из прозрачного цветного материала, полумаску с элементом для крепления фильтрующе-поглощающего патрона, герметично соединенную с капюшоном так, что полумаска находится внутри капюшона, фильтрующе-поглощающий патрон, состоящий из последовательно расположенных по ходу воздуха противоаэрозольного фильтра и шихты поглотителя; регулируемое оголовье (RU 2159646 С1, 27.11.2000).
Недостатком данного устройства является то, что шихта поглотителя не в полной мере обеспечивает защиту органов дыхания от веществ, перечисленных в стандарте ГОСТ Р 22.9.09 - 2005, что ограничивает использование устройства в чрезвычайных ситуациях.
Технический результат заключается в повышении качества и надежности в работе индивидуального средства защиты, а также
увеличении ресурса работы при полном обеспечении защиты органов дыхания от широкого спектра вредных примесей, образующихся при пожарах и в других аварийных ситуациях, в том числе от монооксида углерода, химически опасных и радиоактивных веществ.
Указанный технический результат достигается тем, что в самоспасателе - газодымозащитном комплекте, включающем капюшон из эластичного материала со смотровым окном из прозрачного бесцветного или цветного материала, полумаску для крепления фильтрующе-поглощающего патрона, герметично соединенную с капюшоном так, что полумаска находится внутри капюшона, фильтрующе-поглощающий патрон, состоящий из последовательно расположенных по ходу воздуха противоаэрозольного фильтра и шихты поглотителя, регулируемое оголовье, согласно изобретению шихта фильтрующе-поглощающего патрона выполнена в виде последовательно расположенных по ходу движения воздуха слоев химпоглотителя на основе активного угля с каталитическими добавками ионов хрома, меди, серебра, осушителя на основе активного угля с добавками ионов лития и кальция, а также гопкалита для защиты органов дыхания от химически опасных веществ, монооксида углерода и радиоактивных веществ, причем сумма длин слоев химпоглотителя, осушителя и гопкалита является величиной постоянной, а длина слоя химпоглотителя относится к внутреннему диаметру фильтрующе-поглощающего патрона как 1:12÷16,2;
длина слоя осушителя относится к внутреннему диаметру корпуса фильтрующе-поглощающего патрона, как 1:10,7÷13,7; длина слоя гопкалита относится к внутреннему диаметру корпуса фильтрующе-поглощающего патрона, как 1:4.8÷5,6, а капюшон
выполнен из термостойких светоотражающего или цветного эластичных материалов.
Данное выполнение устройства обеспечивает высокие эксплуатационные и эргономические качества при универсальности защиты органов дыхания в экстремальных ситуациях, обеспечивает надежную тепловую защиту и комфортные условия при использовании индивидуального средства защиты в условиях пожара, а также надежное сохранение видимости в условиях задымления.
k
хп
k
ос
Сущность устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 изображен общий вид самоспасагеля - газодымозащитного комплекта с различными вариантами крепления фильтрующе-поглощающего патрона к полумаске; на фиг.3 - вид А по фиг.1; 2 на фиг.4- вид Б по фиг.1; на фиг.5 - вид В по фиг.2; на фиг.6 -зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода и цианистому водороду от соотношения между слоем химического поглотителя и внутренним диаметром фильтрующе-поглощающего патрона d/I, на фиг.7 - зависимость времени защитного действия фльтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода, парам аммиака и сернистому газу от соотношения между слоем осушителя и внутренним диаметром фильтрующе-поглощающего патрона d/I;
k
г
на фиг.8 - зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода и парам акролеина от соотношения между слоем гопкалита и внутренним диаметром фильтрующе-поглощающего патрона d/I.
Самоспасатель - газодымозащитный комплект включает капюшон 1 из эластичного материала со смотровым окном 2 из прозрачного бесцветного или цветного материала, полумаску 3 с
элементом 4 для крепления фильтрующе-поглощающего патрона 5, герметично соединенную с капюшоном 1 так, что полумаска 3 находится внутри капюшона 1, фильтрующе-поглощающий патрон 5, состоящий из последовательно расположенных по ходу движения воздуха противоаэрозольного фильтра 6, слоев химпоглотителя 7, осушителя 8 и гопкалита 9, а также регулироемое оголовье 10.
Самоспасатель - газодымозащитный комплект может выполняться в двух вариантах крепления фильтрующе-поглощаюшего патрона 5 к полумаске 3:
а) с помощью манжеты, отливаемой заодно с полумаской, фиг.1, поз.4;
б) с помощью соединительного элемента с резьбой для крепления съемного варианта патрона, фиг.2, поз.4.
Устройство работает следующим образом. В чрезвычайных ситуациях, например при авариях, техногенных катастрофах, пожарах, самоспасатель - газодымозащитный комплект надевается на голову, при этом капюшон 1 крепится на голове с помощью регулируемого оголовья 10 так, чтобы полумаска 3 закрывала нос и рот и проходила по подбородочной части лица, а смотровое окно 2 находилось на уровне глаз. Загрязненный воздух через отверстие в дне поступает в фильтрующе-поглощающий патрон 5. Пройдя последовательно через противоаэрозольный фильтр 6, слой химпоглотителя 7, осушителя 8 и гопкалита 9 воздух очищается и поступает в подмасочное пространство в полумаске и используется для дыхания.
Для повышения качества очистки воздуха и обеспечения универсальности защиты органов дыхания в экстремальных ситуациях последовательно расположенные по ходу движения воздуха слои химпоглотителя на основе активного угля с
каталитическими добавками ионов хрома, меди, серебра, осушителя на основе активного угля с добавками ионов лития и кальция, а также гопкалита выполнены так, что сумма длин слоев химпоглотителя, осушителя и гопкалита является величиной постоянной, а длина слоя химпоглотителя относится к внутреннему диаметру фильтрующе-поглощающего патрона как 1:12÷16,2; длина слоя осушителя относится к внутреннему диаметру корпуса фильтрующе-поглощающего патрона, как 1:10,7÷13,7; длина слоя гопкалита относится к внутреннему диаметру корпуса фильтрующе-поглощающего патрона, как 1:4.8÷5,6.
На фиг.6-8 приведены результаты экспериментов, обосновывающих целесообразность выбора соотношений между длинами слоев поглотителей и диаметром фильтрующе-поглощающего патрона.
хп
k
На фиг.6 показаны зависимости времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода (СО) и цианистому водороду (HCN) от соотношения между длиной слоя химпоглотителя (1) и внутренним диаметром корпуса (d). Пунктирной линией обозначены требования ГОСТ Р 22.9. 09-2005 к средствам защиты такого типа по монооксиду углерода и цианистому водороду.
Условия испытаний фильтрующе- поглощающего патрона по монооксиду углерода:
0(со)
3
С= 3000мг/м- начальная концентрация вредной примеси;
3
V=(30±0,5)дм/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t=(20±1)°C - температура;
φ=(70±2)% - относительная влажность воздуха.
Условия испытаний фильтрующе-поглощающего патрона по цианистому водороду:
0(со)
3
С=10 мг/м- начальная концентрация вредной примеси;
з
V=(30±0,5) дм/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t=(20±1)°С - температура;
φ=(70±2)% - относительная влажность воздуха.
k
xп
k
xп
k
xп
xп
oc
г
хп
Из результатов экспериментов следует, что в интервале 12≤d/l≤16,2 время защитного действия по цианистому водороду уменьшается и при d/l≤16,2 становится ниже предельно допустимой величины по ГОСТ за счет уменьшения длины слоя химпоглотителя, в то же время при 12≤d/l≤16,2 время защитного действия по монооксиду углерода увеличивается так как при l+l+l=const. с уменьшением длины слоя химпоглотителя увеличиваются соответственно длины сдоев осушителя и гопкалита и, наоборот, при соотношении dk/l≤12 время защитного действия по монооксиду углерода уменыпаетсяниже предельно допустимых величии.
2
3
ос
к
На фиг.7 показаны зависимости времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода (СО), сернистому газу (SO) и парам аммиака (NН) от соотношения между длиной слоя осушителя (l) и внутренним диаметром корпуса (d).
Условия испытаний фильтрующе-поглощающего патрона по сернистому газу:
0(so2)
3
С=700 мг/м - начальная концентрация вредной примеси;
3
V=(30±0,5) дм/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t=(20±1)° С - температура;
φ=(70±2)% - относительная влажность воздуха.
Условия испытаний фильтрующе-поглощающего патрона по аммиаку:
0(NН3)
3
С=1320 мг/м - начальная концентрация вредной примеси;
3
V=(30±0,5) дм/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t=(20±)°С - температура;
φ=(70±2)% -относительная влажность воздуха.
2
3
Условия испытаний фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода приведены выше. Пунктирной линией обозначены требования ГОСТ Р 22.9. 09-2005 по СО, SO, NН.
k
oc
k
oc
k
oc
k
oc
Из результатов экспериментов следует, что при сотношении длины слоя осушителя и диаметра фильтрующе-поглощающего патрона 10,7≤d/l≤13,7 время защитного действия по диоксиду серы увеличивается за счет того, что с уменьшением длины слоя осушителя при постоянной сумме длин других слоев растут длины слоев химпоглотителя и гопкалита, что и приводит, по всей видимости, к росту времени защитного действия по диоксиду серы, в то время как при d/l<13,7 малая длина слоя осушителя приводит к тому, что гопкалит, на котором происходят окислительно-восстановительные процессы, под действием влаги выходит из строя, и время защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду улерода и парам аммиака уменьшается ниже предельно допустимых значений и, наоборот, при d/l<13,7 наблюдается рост времени защитного действия по монооксиду углерода и парам аммиака, а при d/l=10,7 уменьшается время защитного действия по диоксиду серы до величин ниже допустимых.
k
На фиг.8 показаны зависимости времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода (СО) и акролеину от соотношения между длиной слоя осушителя (1 г) и внутренним диаметром корпуса (d).
Условия испытаний фильтрующе-поглощающего патрона по акролеину:
0(акр.)
3
С=10 мг/м- начальная концентрация вредной примеси;
3
V=(30±0,5) дм/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t=(20±1)°C - температура;
φ=(70±2)% - относительная влажность воздуха.
Условия испытаний фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода приведены выше. Пунктирной линией обозначены требования ГОСТ Р 22.9. 09-2005 по монооксиду углерода и акролеину.
k
г
k
г
Как следует из результатов экспериментов при d/l≤4,8 время защитного действия по акролеину становится ниже требований ГОСТ, что связано с увеличением длины слоя гопкалита и уменьшением длины слоев, содержащих поглотители на основе активных углей, вместе с тем время защитного действия по монооксиду углерода имеет максимальные величины. При d/l≥5,6 время защитного действия по монооксиду углерода становится ниже требований ГОСТ, в то время, как время защитного действия по акролеину достигает максимальных значений, что связано с уменьшением длины слоя гопкалита и увеличением длин слоев, содержащих поглотители на основе активных углей.
Выполнение капюшона из светоотражающих или цветных материалов позволяет существенно повысить безопасность людей, пользующихся самоспасателем - газодымозащитным комплектом в условиях задымления и в условиях плохой видимости при
чрезвычайных ситуациях за счет того, что в указанном самоспасателе повышается возможность ориентации при выходе из зоны поражения, улучшается визуальная связь между людьми а также увеличивается вероятность обнаружения пострадавших при проведении спасательных работ. Таким образом, данное выполнение устройства позволяет достичь высокого качества очистки воздуха, обеспечивает необходимые эксплуатационные и эргономические характеристики при универсальности защиты органов дыхания в экстремальных ситуациях, надежную телдовую защиту и комфортные условия при использовании индивидуального средства защиты в условиях пожара и других чрезвычайных ситуациях, а также надежное сохранение видимости в условиях задымления, за счет того, что шихта фильтрующе-поглощающего патрона выполнена в виде последовательно расположенных по ходу движения воздуха слоев химпоглотителя на основе активного угля с каталитическими добавками ионов хрома, меди, серебра, осушителя на основе активного угля с добавками ионов лития и кальция, а также гопкалита, причем сумма длин слоев химпоглотителя, осушителя и гопкалита является величиной постоянной., при этом длина слоя химпоглотителя относится к внутреннему диаметру фильтрующе-поглощающего патрона как 1:12÷16, длина слоя осушителя относится к внутреннему диаметру корпуса фильтрующе-поглощающего патрона как 1:10,7÷13,7, длина слоя гопкалита относится к внутреннему диаметру корпуса фильтрующе-поглощающего патрона как 1:4,8÷5,6, а капюшон выполнен из термостойких светоотражаготцего или цветного эластичных материалов.