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 с присоединительным патрубком, 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. Ленты из полимерного материала закреплены на оболочке дыхательного мешка.
Недостатком такого устройства является относительно высокое сопротивление дыханию и неудобство приведения устройства в работу из-за необходимости принудительного разворачивания пакета при приведении устройства в рабочее положение. Такие аппараты не могут работать в маятниковом режиме из-за возможного схлопывания дыхательного мешка при вдохе.
Известен также защитный дыхательный аппарат по патенту Великобритании №2234440, МКИ А62В 7/08, 1991. Аппарат содержит узел изоляции органов дыхания в виде колпака с шейным уплотнением и смотровым окном. Узел изоляции органов дыхания (колпак) соединен с дыхательным мешком двумя каналами, при этом с одним каналом соединены патрон с регенеративным продуктом, например, надпероксидом калия, и холодильник. Внутри дыхательного мешка установлен вентилятор, приводимый в действие электромотором, питаемым от батарейки. Вентилятор подает воздух из дыхательного мешка через патрон с регенеративным продуктом и холодильник по каналу в колпак. Из колпака воздух по второму каналу поступает в дыхательный мешок. Для оптимизации работы аппарата и повышения комфортности дыхания аппарат может быть снабжен пусковым устройством, клапанами вдоха и выдоха, установленными в каналах, а также вторым дыхательным мешком, при этом схема дыхания не изменяется.
Такое устройство характеризуется следующими недостатками:
- отрегенерированный в патроне с регенеративным продуктом воздух подается через холодильник на вдох пользователя. Холодильник создает дополнительное сопротивление на выходе из патрона, что требует увеличения мощности электропривода и увеличения емкости электрической батарейки, что в несколько раз увеличивает массу батарейки и электропривода вентилятора;
- часть выдыхаемого воздуха может сдуваться потоком очищенного воздуха в полость колпака, что увеличивает концентрацию диоксида углерода на вдохе;
- при выполнении устройства с двумя или тремя мешками, соединенными каналами, усложняется продолжительность одевания и усложняется запуск в работу устройства, что неудобно для неподготовленного пользователя при внезапном возникновении аварийной ситуации.
Задачей изобретения является улучшение удобства применения за счет обеспечения комфортности дыхания.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции.
Технический результат достигается тем, что в изолирующем дыхательном аппарате на химически связанном кислороде, содержащем установленный в дыхательном мешке соединенный с узлом изоляции органов дыхания патрон с регенеративным продуктом, между узлом изоляции органов дыхания и входом патрона с регенеративным продуктом установлена промежуточная камера, снабженная окнами, соединяющими камеру с полостью дыхательного мешка, окна снабжены запорными элементами, выполненными в виде клапанов вдоха.
Распределительное устройство выполнено в виде пластины из вспененного металла с открытыми порами.
Регенеративный продукт выполнен в виде пакета пластин, установленных с зазором относительно друг друга.
Патрон и промежуточная камера выполнены в виде оболочек из полимерной пленки.
Снабжение окон запорными элементами, выполненными в виде клапанов вдоха, обеспечивает упрощение конструкции за счет исключения вентилятора и блока питания к нему. При этом в устройстве регенеративный продукт работает по смешанной схеме: при выдохе воздух поступает из узла изоляции органов дыхания в виде маски через гофрированную трубку и промежуточную камеру в патрон с пластинами регенеративного продукта, в котором он проходит через зазоры между пластинами регенеративного продукта в дыхательный мешок. При вдохе очищенный воздух через гофрированную трубку поступает в узел изоляции органов дыхания на вдох пользователя, поступая туда из дыхательного мешка, проходя через окна промежуточной камеры и через патрон. При дыхании пользователя поток воздуха меняет направление при вдохе и выдохе, причем при выдохе весь выдыхаемый воздух поступает в патрон с регенеративным продуктом, так как клапаны вдоха в этот момент закрыты. Это обеспечивает комфортность дыхания, так как обеспечивается минимальное сопротивление дыханию, и снижение температуры на вдохе.
Выполнение распределительного устройства в виде пластины из вспененного металла с открытыми порами обеспечивает:
- равномерно распределение потока выдыхаемого воздуха по всему живому сечению патрона;
- снижение температуры газовоздушной смеси на вдохе за счет рекуперации тепла;
- выполняет функции каркаса патрона.
Использование регенеративного продукта в виде пакета пластин, установленных с зазором относительно друг друга, обеспечивает снижение гидравлического сопротивления и исключает перегрев регенеративного продукта. При этом исключается нестабильность работы регенеративного продукта из-за образования плава.
Выполнение патрона в виде оболочки из полимерной пленки обеспечивает снижение массы аппарата и возможность компактного складывания для хранения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - общий вид изолирующего дыхательного аппарата;
фиг. 2 - общий вид регенеративного патрона, вид спереди;
фиг. 3 - то же, что на фиг. 2, вид сбоку;
фиг. 4 - вид изолирующего дыхательного аппарата, помещенного в футляр;
фиг. 5 - сечение по А-А фиг. 3, сечение промежуточной камеры;
фиг. 6 - сечение по В-В фиг. 5 камеры разрежения;
фиг. 7 - вид по стрелке Б фиг. 5;
фиг. 8 - сечение по Г-Г фиг. 6, сечение распределительного устройства;
фиг. 9 - сечение по Д-Д фиг. 7, сечение промежуточной камеры (вариант);
фиг. 10 - общий вид устройства с направлением потоков газовоздушной смеси.
Перечень позиций, указанных на чертежах:
1. дыхательный мешок;
2. патрон;
3. пластины регенеративного продукта;
4. промежуточная камера;
5. штуцер;
6. гофрированная трубка;
7. узел изоляции органов дыхания;
8. окно;
9. распределительное устройство;
10. запорный элемент;
11. пусковое устройство;
12. клапан избыточного давления;
13. корпус футляра;
14. крышка футляра;
15. скоба пружинная;
16. проушины.
Изолирующий дыхательный аппарат содержит установленный в дыхательном мешке 1, выполненном из негорючей полимерной пленки из фторопласта Ф-4 МБ толщиной 50 мкм, регенеративный патрон 2 с регенеративным продуктом в виде пластин 3 из супероксида калия, нанесенного на подложку. Пластины регенеративного продукта 3 установлены с зазором относительно друг друга и помещены в регенеративном патроне в виде пакета. Верхняя часть патрона 2 выполнена в виде промежуточной камеры 4 со штуцером 5, соединенным гофрированной трубкой 6 с узлом изоляции органов дыхания 7. Корпус патрона 2 выполнен в виде промежуточной камеры 4, соединенной с обечайкой, выполненной из полимерной пленки. Стенки промежуточной камеры 4 снабжены окнами 8, соединяющими промежуточную камеру 4 с полостью дыхательного мешка 1. В промежуточной камере 4 установлено распределительное устройство 9. Распределительное устройство 9 выполнено в виде пластины из вспененного металла с открытыми порами, предпочтительно из пеноникеля или пеномеди. Окна 8 снабжены запорными элементами 10, выполненными в виде клапанов вдоха. В зависимости от конструкции запорных элементов 10 окна 8 могут располагаться на боковых, либо на верхней стенке промежуточной камеры 4. Внутри дыхательного мешка 1 помещено пусковое устройство 11. На стенке дыхательного мешка 1 установлен клапан избыточного давления 12.
Рабочая часть изолирующего дыхательного аппарата, включающая патрон 2 с пластинами регенеративного продукта 3, гофрированную трубку 6; узел изоляции органов дыхания (маска) 7 и дыхательный мешок 1 с пусковым устройством 11 и клапаном избыточного давления 12 заключаются в герметичную оболочку из терафола (не показана) и помещаются в футляр, содержащий корпус футляра 13 с крышкой футляра 14. Корпус футляра 13 снабжен скобой пружинной 15 для ношения аппарата на ремне и двумя проушинами 16 для ношения аппарата на плечевом ремне (не показан).
Аппарат 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.
Для запуска устройства в работу корпус футляра 13 отсоединяется от ремня путем снятия скобы пружинной 15 либо снимается плечевой ремень, закрепленный в проушинах 16. Извлекается рабочая часть, содержащая патрон 2 с пластинами регенеративного продукта 3, гофрированную трубку 6; узел изоляции органов дыхания (маска) 7 и дыхательный мешок 1 с пусковым устройством 11 и клапаном избыточного давления 12.
Узел изоляции органов дыхания в виде маски 7 надевается на лицо пользователя одновременно с запуском пускового устройства 11. При работе пускового устройства 11 выделяется кислород, заполняющий дыхательный мешок 1. Выдыхаемый воздух поступает из узла изоляции органов дыхания в виде маски 7 через гофрированную трубку 6 и промежуточную камеру 4 в патрон 2 с пластинами регенеративного продукта 3, в котором он проходит через зазоры между пластинами регенеративного продукта 3 в дыхательный мешок 1. При вдохе очищенный воздух через гофрированную трубку 6 поступает в узел изоляции органов дыхания 7 на вдох пользователя, поступая туда из дыхательного мешка 1, проходя через окна 8 промежуточной камеры 4 и через патрон 2. При взаимодействии выдыхаемого воздуха с пластинами регенеративного продукта 3 происходит поглощение диоксида углерода и выделяется необходимый для дыхания кислород. Выделяющееся при работе пластин регенеративного продукта 3 тепло отдается через стенки патрона 2 воздуху, находящемуся в дыхательном мешке 1. Из дыхательного мешка 1 через стенки тепло рассеивается в окружающее пространство. Избыток газовоздушной смеси, образующийся при работе регенеративного продукта, сбрасывается через клапан избыточного давления 12. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и комфортность дыхания.