КАССЕТА ДЛЯ ПОГЛОТИТЕЛЬНОГО ПАТРОНА
CASSETTE FOR ABSORBING CARTRIDGE

Изобретение относится к конструкции кассет для снаряжения поглотительных патронов в средствах защиты органов дыхания.
Известна кассета для поглотительного патрона (патент Великобритании №2191958, МПК А62В 23/02; А62В 23/00,1987 г.), которая включает фильтрующую оболочку, выполненную из гибкого пористого листового материала и заполненную частицами адсорбента диоксида углерода, например, soda lime, гидроксидом лития или надпероксидом калия. В качестве гибкого пористого листового материала может быть использована обычная фильтровальная бумага, стекловолокно, пенопласт с открытыми порами или любой нетканый текстильный материал. В описанной кассете адсорбент размещен между двумя листами гибкого пористого материала, при этом в одном листе сформированы канавки, которые заполнены адсорбентом. Оба листа оболочки сварены между собой и помещены в фильтрующий патрон.
Однако такая конструкция кассеты сложна в изготовлении из-за необходимости формирования канавок в одном из листов. Заполняющий канавки гранулированный сорбент характеризуется неравномерной плотностью гранул, обусловленной технологией их изготовления. Это приводит к снижению стехиометрических характеристик листа поглотителя, т.е. к увеличению массы кассеты и уменьшению времени защитного действия.
Известна также кассета по патенту США №5964221, МПК A62B 7/10, 1999 г., как вариант, имеющая цилиндрическую форму. В конструкции листы поглотителя изготовлены с помощью связующего и пластификатора и в кассете расположены спирально (т.е. в виде последовательной спирали или отдельных колец и спиральных концентрических окружностей), между которыми расположена сетка, и помещены в жесткую обечайку. В центре обечайки установлена центральная трубка (см. фиг.5 и текст патента, относящийся к описанию круглого варианта). Воздушный поток, проходящий через кассету, идет снизу вверх и параллелен спирально расположенным листам адсорбента. Воздушный поток проходит через зазор между листами, образованными сеткой.
Однако такое устройство также не обеспечивает высокой емкости по диоксиду углерода из-за контакта наружного листа с обечайкой, которая практически не работает в патроне из-за отсутствия контакта с очищаемым воздухом. Использование растворителей для удаления пластификатора при формовании листа резко усложняет технологию изготовления кассет. Другим недостатком известной кассеты является то, что для герметизации кассеты в патроне, последний должен быть снабжен обтюратором, при этом примыкающие к обтюратору внешние слои кассеты также не поглощают диоксид углерода из-за отсутствия потока. Кроме того, отсутствует гарантия невозможности повторного использование отработавшей кассеты из-за отсутствия индикации отработки кассеты, что может создать аварийную ситуацию.
Задачей изобретения является повышение эффективности работы кассеты.
Техническим результатом изобретения является повышение степени отработки листа поглотителя.
Технический результат изобретения достигается тем, что в кассете для поглотительного патрона, выполненной в виде заключенного в обечайку свернутого на центральной трубке в рулон листа поглотителя, между витками которого помещена разделительная сетка, на внешней поверхности кассеты закреплены два кольцевых и один продольный уплотнительные элементы, к центральной трубке примыкает лист поглотителя, а к внешней обечайке - разделительная сетка.
Первый виток спирали из листа поглотителя герметично закреплен на центральной трубке.
Разделительная сетка выполнена бипланарной.
Обечайка выполнена из оптически прозрачной термоусадочной пленки.
В лист поглотителя введен индикатор щелочности.
Закрепление на внешней поверхности кассеты двух кольцевых и одного продольного уплотнительных элементов, примыкание к центральной трубке листа поглотителя, а к внешней оболочке - разделительной сетки обеспечивает:
- Герметизацию кассеты в патроне, при которой весь воздушный поток проходит между витками листа поглотителя;
- Механическое соединение концов разделительной сетки;
- Примыкание к центральной трубке листа поглотителя обеспечивает герметичность самой кассеты, исключая проскок воздуха в центральной ее части;
- Примыкание к внешней обечайке разделительной сетки позволяет уменьшить массу листа поглотителя, не участвующего в процессе очистки воздуха от диоксида углерода. Установленное в патроне обтюрирующее кольцо герметизирует кассету на входе, и помещение в периферическом слое кассеты листа поглотителя нецелесообразно. Это позволяет уменьшить массу листа поглотителя без ухудшения работы кассеты;
- Простоту сборки кассеты и ее установки в патрон.
Все это обеспечивает повышение эффективности работы кассеты, в первую очередь за счет повышения степени отработки листа поглотителя. При массе около 1500 г кассета отрабатывает по диоксиду углерода, как и кассета по прототипу массой 2000 г, и при этом 40% продолжительности работы кассета обеспечивает полное поглощение диоксида углерода.
Герметичное закрепление первого витка спирали из листа поглотителя на центральной трубке обеспечивает плотное прилегание к центральной трубке листа с поглотительным материалом, исключая проскок непрореагировавшего с листом поглотителя очищаемого воздуха. Герметичность прилегания листа поглотителя к центральной трубке может достигаться известными приемами: путем использования двустороннего скотча, путем приклеивания с помощью расплава полимера, сваркой и с помощью механических устройств.
Применение бипланарной (двухплоскостной) полимерной разделительной сетки обеспечивает точное дистанционирование витков листа поглотителя, механическую прочность и жесткость кассеты, минимальное гидравлическое сопротивление. Тепловые режимы работы кассеты позволяют использовать в качестве конструкционного материала полипропилен, который не деформируется при работе кассеты. Кроме того, он химически стоек и не реагирует с химическими веществами, применяемыми в кассете.
Выполнение обечайки в виде оболочки из оптически прозрачной термоусадочной пленки и введение в лист поглотителя индикатора щелочности обеспечивает простоту сборки и механическую прочность кассеты. После отработки кассета изменяет окраску, поэтому пользователь может через контрольное окно патрона видеть, свежая или отработанная кассета находится в патроне.
На чертежах изображены:
фиг.1 - общий вид кассеты для поглотительного патрона, вид сбоку;
фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид сверху;
фиг.3 - вид периферийной части кассеты, вид сверху;
фиг.4 - вид центральной части кассеты, вид сверху;
фиг.5 - общий вид патрона с кассетой в рабочем положении;
фиг.6 - сечение по А-А фиг.5;
фиг.7 - общий вид кассеты в поглотительном патроне;
фиг.8 - показан вид разделительной сетки, вид сверху;
фиг.9 - то же, вид сбоку.
Перечень позиций, указанных на чертежах:
1. кассета для поглотительного патрона;
2. трубка центральная;
3. лист поглотителя;
4. разделительная сетка;
5. кольцевой уплотнительный элемент;
6. кольцевой уплотнительный элемент;
7. продольный уплотнительный элемент;
8. обечайка;
9. первый виток спирали из листа поглотителя;
10. корпус патрона;
11. окно контрольное;
12. крышка патрона верхняя;
13. штуцер вдоха;
14. стержень установочный;
15. крышка патрона нижняя;
16. штуцер выдоха;
17. стержень установочный;
18. обтюраторное кольцо;
19. воронка опорная;
20. уплотнение.
2
Кассета для поглотительного патрона 1 содержит трубку центральную 2, на которой спирально намотаны лист поглотителя 3 и, начиная со второго витка, разделительная сетка 4. Лист поглотителя 3 содержит заключенный в газопроницаемую оболочку из «Спанбонда» (нетканый полипропиленовый материал с плотностью 25-50 г/м) частично обезвоженный пастообразный поглотительный материал на основе гидрата окиси кальция с добавлением калиевой щелочи. Разделительная сетка 4 выполнена в виде полимерной бипланарной (двухплоскостной) сетки из полипропилена с размером ромбовидной ячейки 2-2,5 мм, что обеспечивает свободное прохождение между витками листа поглотителя очищаемой от диоксида углерода воздушной смеси. С внешней стороны кассеты установлены кольцевые уплотнительные элементы 5 и 6, выполненные в виде ленты с клеящей поверхностью из монтажной бумажной ленты, либо из пористого полимера, по образующей кассеты установлен продольный уплотнительный элемент 7, соединяющий конец разделительной сетки с рулонной частью кассеты. Поверх внешней сетчатой поверхности кассеты установлена обечайка в виде оболочки из термоусадочной пленки 8. Закрепление начального витка 9 листа регенеративного продукта 3 на центральной трубке 2 осуществляется с помощью двустороннего скотча, либо путем приклеивания с помощью расплава полимера, характеризующегося хорошей адгезией к полипропиленовому материалу и к материалу центральной трубки 2. Возможно также использование сварки и применение различных механических устройств. Кассета 1 для поглотительного патрона помещается в герметичную упаковку (не показана) из материала «Терафол», представляющего собой алюминиевую фольгу, плакированную с внутренней стороны полиэтиленом и с внешней стороны лавсаном. Кассета в герметичной упаковке может храниться либо в коробке, либо в индивидуальном футляре.
Кассета 1 помещается в патроне, состоящем из корпуса 10, выполненного в виде обечайки с контрольным окном 11, расположенным на боковой поверхности. Один из торцов корпуса 10 закрывается крышкой 12, которая снабжена штуцером вдоха 13, в центре крышки с внутренней стороны расположен стержень установочный 14. С противоположного торца корпус 10 закрывается крышкой нижней 15, снабженной штуцером выдоха 16, установочным стержнем 17 и обтюраторным кольцом 18. В крышках 12 и 15 выполнены воронки опорные 19 в виде конических обечаек, соединенных ребрами с опорами стержней установочных 14 и 17. Крышки и корпус герметизуются уплотнениями 20.
Устройство работает следующим образом.
Для снаряжения поглотительного патрона вскрывается герметичная упаковка и из нее извлекается кассета 1. Кассета 1 своей центральной трубкой 2 устанавливается в нижней крышке 15 на стержне установочном 17 так, чтобы нижний срез кассеты 1 опирался на радиальные пластины опорной воронки 19 и прижимался к обтюраторному кольцу 18. После этого на кассете 1 устанавливается корпус патрона 10, который ввинчивается в резьбу нижней крышки 15, при этом уплотнение 20 плотно охватывает нижнюю часть корпуса 10. Затем аналогичным образом на корпус 10 устанавливается верхняя крышка патрона 12, которая своим установочным стержнем 14 фиксирует центральную трубку кассеты 2. Крышка патрона верхняя 12 также своим уплотнением 20 герметизирует корпус патрона 10. При установке кассеты 1 она своими кольцевыми уплотнительными элементами 5 и 6 надежно герметизируется относительно внутренней поверхности корпуса 10.
При работе поглотительного патрона выдыхаемый воздух поступает через штуцер выдоха 16 в полость нижней крышки 15 с воронкой опорной 19 и поступает в зазоры спирально намотанного листа поглотителя 3, в которых помещена разделительная сетка 4. Проходя через зазоры, образованные разделительной сеткой 4, воздух очищается от диоксида углерода, взаимодействуя с листом поглотителя 3, и поступает в опорную воронку 19 в верхней крышке 12 и выходит через штуцер вдоха 13. Процесс очистки воздуха от диоксида углерода продолжается до истощения сорбционных свойств листа поглотителя 3. Очищаемый воздух из полости кассеты не может выходить в пространство между патроном и кассетой благодаря оболочке из термоусадочной пленки 8 и продольному уплотнительному элементу 7. Проскоку очищаемого воздуха вдоль центральной трубки 2 препятствует герметично прикрепленный к ней первый виток спирали 9 листа поглотителя 3. Образующиеся в результате химической реакции поглощения диоксида углерода вещества нетоксичны и неопасны для окружающей среды. Это карбонаты и бикарбонаты калия и кальция и вода, образующаяся в процессе реакции, большая часть которой задерживается в полости воронки 19, которая препятствует ее возвращению в кассету 1. Повторному использованию отработанной кассеты 1 препятствует введенный в лист поглотителя индикатор щелочности. Через контрольное окно 11 можно судить о возможности использования кассеты по изменению окраски листа поглотителя 3.
После окончания работы производится разборка патрона в порядке, обратном описанному выше, отработанная кассета 1 извлекается из патрона и утилизируется, на место отработанной кассеты устанавливается новая.
Кассета обеспечивает повышение эффективности работы поглотительного патрона за счет повышения степени отработки поглотителя.