ИЗОЛИРУЮЩИЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
SELF-CONTAINED BREATHING APPARATUS

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, предназначенным для защиты органов дыхания в аварийной ситуации.
Известен изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде с возвратно-поступательным или циркуляционным процессом дыхания, содержащий соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом с присоединительным патрубком и дыхательный мешок. В этом устройстве в регенеративном продукте выполнены одна или две полости, снижающие сопротивление дыханию (Патент СССР №1419506, МПК А62В 7/08, 1988).
Однако это устройство характеризуется следующими недостатками:
- недостаточной плотностью упаковки: мала масса регенеративного продукта на единицу объема корпуса из-за необходимости выполнения полостей в корпусе - в нижней части для обоих вариантов и в верхней для циркуляционного варианта;
- относительно высоким сопротивлением патрона при вдохе из-за необходимости очистки воздуха от аэрозолей, которые попадают во вдыхаемый воздух из регенеративного продукта. Суммарное сопротивление аэрозольного фильтра и теплообменника сводят на нет выигрыш в сопротивлении, который достигается за счет создания полостей в продукте;
- условия применения неудовлетворительны из-за неудобства ношения устройства с большой массой и габаритами.
Наибольшая плотность упаковки и минимальные габариты в сложенном состоянии достигается в изолирующем дыхательном аппарате на химически связанном кислороде по патенту РФ №2320384, МПК А62В 7/08, 2008. Аппарат содержит соединенный с узлом изоляции органов дыхания корпус с регенеративным продуктом, установленный в дыхательном мешке. Между лицевой частью и корпусом установлен переключатель потока, соединенный клапаном выдоха с входом корпуса и клапаном вдоха с полостью дыхательного мешка и фильтрующее устройство, причем корпус с регенеративным продуктом выполнен в виде оболочки из полимерной пленки, разделенной на последовательно соединенные камеры, на противоположных стенках которых закреплен регенеративный продукт. Регенеративный продукт выполнен в виде рифленых пластин из супероксида калия с армирующей добавкой. Регенеративный продукт закреплен на стенках камер лентами из полимерного материала. Ленты из полимерного материала соединены со стенками камер в промежутках между регенеративным продуктом и закреплены на оболочке дыхательного мешка.
Недостатком такого устройства является относительно высокое сопротивление дыханию и недостаточно полная отработка регенеративного продукта в заключительной фазе работы патрона: продолжительность контакта очищаемого воздуха с активными пластинами не обеспечивает снижение концентрации диоксида углерода ниже допустимой.
Задачей изобретения является более полная отработка регенеративного продукта, улучшение условий применения за счет уменьшения сопротивления дыханию и снижения температуры на вдохе.
Техническим результатом изобретения является уменьшение массы патрона, упрощение конструкции и повышение надежности.
Технический результат достигается тем, что изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде, содержащий соединенный с узлом изоляции органов дыхания снаряженный регенеративным продуктом корпус в виде оболочки из полимерной пленки, помещенный в дыхательный мешок, корпус выполнен из отдельных секций, параллельно соединенных с узлом изоляции, и каждая секция дополнительно снабжена запорным элементом.
Запорный элемент установлен на входе каждой секции.
Запорный элемент установлен на выходе каждой секции.
Запорный элемент выполнен в виде хомута из термоусадочной пленки.
Термоусадочная пленка получена путем растягивающей деформации пленки из фторопласта Ф - 4МБ.
Между секциями установлена термоизоляция.
Секция заключена в теплоизоляционную обечайку.
Выполнение корпуса из отдельных секций, параллельно соединенных с узлом изоляции, и снабжение каждой секции дополнительно запорным элементом обеспечивает уменьшение сопротивления дыханию, более полную отработку регенеративного продукта и повышение надежности работы и комфортности дыхания.
Установка запорного элемента на входе каждой секции обеспечивает поочередное включение секций патрона путем отключения отработавшей секции от циркуляционного контура при выдохе.
Установка запорного элемента на выходе каждой секции обеспечивает уменьшение паразитного объема патрона за счет исключения подачи газовоздушной смеси в отработавшую секцию при выдохе и выхода неочищенной газовой смеси в дыхательный мешок при вдохе.
Выполнение запорного элемента в виде хомута из термоусадочной пленки обеспечивает простой и надежный способ отключения секций патрона после отработки.
Получение термоусадочной пленки путем растягивающей деформации пленки из фторопласта Ф-4 МБ обеспечивает работу термоусадочной пленки в кислородной среде при температуре до 200°С.
Установка между секциями термоизоляции обеспечивает повышение надежности за счет исключения подачи тепла в неработающую секцию.
Заключение секции в теплоизоляционную обечайку обеспечивает снижение температуры на вдохе за счет аккумуляции тепла в отработавшей секции.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата;
фиг. 2 - общий вид секции, вид сбоку;
фиг. 3 - то же, что на фиг. 2, вид по стрелке А;
фиг. 4 - то же, что на фиг. 2, вид по стрелке Б;
фиг. 5 -выноска I фиг. 1;
фиг. 6 - вид по стрелке В фиг. 4;
фиг. 7 - вид изолирующего дыхательного аппарата, помещенного в герметичную оболочку;
фиг. 8 - вид изолирующего дыхательного аппарата, помещенного в футляр.
Перечень позиций, указанных на чертежах:
1. узел изоляции органов дыхания;
2. колпак;
3. полумаска;
4. гофрированная трубка;
5. клапанная коробка;
6. клапан выдоха;
7. клапан вдоха;
8. воздуховод;
9. корпус;
10. секция;
11. регенеративный продукт;
12. оболочка из полимерной пленки;
13. дыхательный мешок;
14. запорный элемент;
15. вход секции;
16. выход секции;
17. хомут;
18. крышка;
19. кольцо;
20. прорезь;
21. лента;
22. скобка;
23. термоизоляция;
24. термоизоляционная обечайка;
25. клапан избыточного давления;
26. корпус футляра;
27. крышка футляра;
28. проушина;
29. скоба пружинная;
30. оболочка из терафола;
31. сварной шов;
32. вырез.
Изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде содержит узел изоляции органов дыхания 1 в виде колпака 2 и полумаски 3, соединенный гофрированной трубкой 4 с клапанной коробкой 5, которая содержит клапан выдоха 6 и клапан вдоха 7. Клапанная коробка 5 со стороны клапана выдоха 6 соединена воздуховодом 8 с составными частями корпуса 9, выполненными в виде секций 10, каждая из которых снаряжена регенеративным продуктом 11, выполненным в виде пластин толщиной от 1 до 3 мм из супероксида калия с армирующей добавкой. Секции 10 выполнены в виде оболочки 12 из фторопластовой пленки Ф4-МБ толщиной 50 мкм и помещены в дыхательном мешке 13. Каждая секция 10 дополнительно снабжена запорными элементами 14, установленными на входе 15 и на выходе 16 каждой секции 10. Запорный элемент 14 предпочтительно может быть выполнен в виде хомута 17 из термоусадочной пленки, полученной путем растягивающей деформации пленки из фторопласта Ф - 4 МБ. На входе 15 установлена крышка 18, к которой присоединен патрубок воздуховода 8, закрепленный кольцом 19, выполненным из упругого полимерного материала. На выходе секции 10 пластины регенеративного продукта 11 фиксируются пропущенной через прорези 20 лентами 21, выполненными из фторопластовой пленки, концы которых закреплены металлическими скобками 22. Для устранения теплового воздействия работающей секции 10 на соседние служит установленная между ними термоизоляция 23 в виде пластин из пористого полимерного материала, либо в виде термоизоляционной обечайки 24, охватывающей секцию 10. Дыхательный мешок 13 снабжен клапаном избыточного давления 25 и пусковым устройством 26. Изолирующий дыхательный аппарат помещен в жесткую оболочку (футляр), выполненную в виде корпуса футляра 27 и крышки футляра 28. На корпусе футляра 27 закреплены проушины 29 для ношения на плечевом ремне (не показан) и пружинная скоба 30 для ношения аппарата на поясном ремне. Для обеспечения длительного хранения аппарата в футляре его рабочая часть перед укладкой в футляр заключается в герметичную оболочку из терафола 31 (алюминиевая фольга с лавсановым и полиэтиленовым покрытием), которая герметизуется сварным швом 32, снабженным вырезами клиновидной формы 33.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Изолирующий дыхательный аппарат используется при возникновении опасной ситуации, когда воздух становится непригодным для дыхания из-за снижения содержания кислорода ниже допустимого уровня либо из-за наличия в воздухе токсичных веществ.
Аппарат переносится пользователем в опасной зоне либо закрепленным пружинной скобой 30 на поясном ремне, либо на плечевом ремне, продетым в проушины 29. При этом корпус 9 в виде секций 10 и регенеративный продукт 11 находятся в сжатом состоянии, как показано на фиг. 8. Для приведения изолирующего дыхательного аппарата в рабочее положение открывается крышка футляра 28 и из корпуса футляра 27 извлекается рабочая часть аппарата, заключенная в герметичную оболочку из терафола 31. Разрывается оболочка 31 по вырезу 33 на сварном шве 32 и извлекается рабочая часть аппарата, после чего производится запуск пускового устройства 26, которое обеспечивает подачу примерно 4-х литров газообразного кислорода в дыхательный мешок 13. Одновременно с заполнением дыхательного мешка 13 кислородом колпак 2 надевается на голову пользователя так, чтобы полумаска 3 плотно прилегала ко рту и носу. Плотность прилегания регулируется специальными лентами (не показаны).
При дыхании выдыхаемый воздух поступает из полумаски 3 по гофрированной трубке 4 в клапанную коробку 5, из которой через клапан выдоха 6, воздуховод 8 и отверстия в крышках 18 проходит к входам 15 секций 10, в которых выдыхаемый воздух проходит через зазоры между пластинами регенеративного продукта 11 и через выход секции 16 поступает в дыхательный мешок 13. Герметичность соединения воздуховода 8 с крышкой 18 обеспечивается упругим кольцом 19. В начальный момент работы большая часть выдыхаемого воздуха проходит через верхнюю секцию из-за наименьшего сопротивления. При взаимодействии с пластинами регенеративного продукта 11 происходит поглощение диоксида углерода и выделяется необходимый для дыхания кислород. Выделяющееся при работе пластин регенеративного продукта 11 тепло отдается через оболочку из полимерной пленки 12 воздуху, находящемуся в дыхательном мешке 13, из которого оно рассеивается в окружающее пространство. Избыток воздуха из дыхательного мешка при этом сбрасывается через клапан избыточного давления 25. При вдохе очищенный воздух из дыхательного мешка 13 проходит через клапан вдоха 7 клапанной коробки 5 в полумаску 3 по гофрированной трубке 4 на вдох пользователя. В процессе работы секций 10 пластины регенеративного продукта 11 фиксируются в оболочке из полимерной пленки 12 крышкой 18 со стороны входа и лентами 21, пропущенными через прорези 20 и закрепленными скобками 22 со стороны выхода.
Как указывалось выше, первоначально поток выдыхаемого воздуха проходит через верхнюю секцию 10. При этом происходит преимущественный разогрев именно верхней секции 10. Одновременно с отработкой пластин регенеративного продукта 11 происходит снижение его механических свойств и разогрев входного и выходного хомутов 17, приводящий к их релаксации. За счет сжатия хомутов происходит деформация оболочки из полимерной пленки и пластин регенеративного продукта 11, как это показано на левой половине чертежа фиг. 2 и фиг 5. При этом зазор между пластинами регенеративного продукта уменьшается, что приводит к уменьшению расхода через первую секцию 10 и соответственно к увеличению расхода через вторую. Так обеспечивается увеличение расхода через последующие секции в процессе работы аппарата.
Для исключения преждевременного срабатывания хомутов 17 служит теплоизоляция 23 либо термоизоляционная обечайка 24.
Изобретение обеспечивает равномерную отработку пластин регенеративного продукта, что позволяет снизить массу аппарата, уменьшить сопротивление дыханию и повысить удобство пользования изолирующим дыхательным аппаратом.