Регенеративный патрон дыхательного аппарата

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПАТРОН ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Ольшанников Сергей Алексеевич Ехилевский Степан Григорьевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Регенеративный патрон дыхательного аппарата, содержащий корпус с патрубками выдоха и вдоха, в котором расположены два разделенных между собой отсека, заполненные гранулами кислородсодержащего продукта, по концам корпуса закреплены противопылевые фильтры, отличающийся тем, что размеры гранул кислородсодержащего продукта в отсеке со стороны входного патрубка больше размеров гранул кислородсодержащего продукта второго отсека, при этом доля первого отсека в общем объеме патрона составляет от 24 до 53 . Полезная модель относится к области химической техники, в частности к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, и найдет применение при совершенствовании средств защиты дыхания работников химической, горнодобывающей и других отраслей промышленности, а также для оснащения спасателей МЧС, военных и пр. Известна конструкция регенеративного патрона дыхательного аппарата с химически связанным кислородом, который содержит корпус с патрубками выдоха и вдоха, противо 95652013.10.30 пылевые фильтры, рабочую камеру с кислородсодержащим веществом и теплораспределитель, с которым соединен теплообменник, установленный в канале выдоха 1. Недостатками данной конструкции являются дополнительная масса и увеличенные габариты, связанные с наличием теплораспределителя и теплообменника. Известна также конструкция регенеративного патрона дыхательного аппарата с химически связанным кислородом, который содержит входной патрубок, противопылевые фильтры, камеру с кислородсодержащим продуктом, перфорированные стенки, промежуточные (обходные) каналы, выходной патрубок и пусковое устройство 2. Недостатками этой конструкции являются увеличенные масса и габариты, что обусловлено наличием перфорированных стенок и обходных каналов, а также дополнительный проскок 2 по обходным каналам. Все это уменьшает срок защитного действия. Известна конструкция регенеративного патрона дыхательного аппарата с химически связанным кислородом 3, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, разделенный упругой емкостью выдоха на два отсека, заполненные гранулами кислородсодержащего продукта одинакового размера, элементы воздуховодной части с клапанами вдоха и выдоха и упругую емкость вдоха. Для защиты органов дыхания от мелких частиц кислородсодержащего продукта используются противопылевые фильтры, которые должны быть установлены по концам патрона. Разделение регенеративного патрона на отсеки позволяет уменьшить ширину работающего слоя кислородсодержащего продукта по ходу течения фильтруемого воздуха. Этот эффект достигается тем, что упругие емкости обеспечивают протекание выдыхаемого воздуха через первый объем сорбента более быстрое, чем через второй объем сорбента по ходу движения выдыхаемого воздуха. Таким образом уменьшается время контакта реагентов (углекислого газа и его сорбента) в передних, наиболее интенсивно участвующих в реакции слоях сорбента, и молекулы углекислого газа с большей вероятностью проскакивают в следующий слой, перенося в них процесс регенерации. Во втором отсеке скорость фильтрации, напротив, уменьшается,время контакта реагентов возрастает, толщина мертвого слоя уменьшается и процент использования ресурса патрона увеличивается. Недостатком прототипа является более сложная (по сравнению с заявляемой полезной моделью) конструкция, что обусловлено наличием упругих емкостей выдоха и вдоха. Кроме того, конструкция прототипа обладает меньшим ресурсом надежности, т.к. утрачивает работоспособность при снижении упругих свойств емкостей вследствие естественного старения материала. Задачей полезной модели является упрощение конструкции патрона и повышение его надежности. Поставленная задача достигается тем, что регенеративный патрон дыхательного аппарата содержит корпус с патрубками выдоха и вдоха, в котором расположены два разделенных между собой отсека, заполненных гранулами кислородсодержащего продукта, по концам корпуса закреплены противопылевые фильтры. При этом в отличие от прототипа размеры гранул кислородсодержащего продукта в отсеке со стороны входного патрубка больше размеров гранул кислородсодержащего продукта второго отсека, при этом доля первого отсека в общем объеме патрона составляет от 24 до 53 . Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются разные размеры гранул кислородсодержащего продукта в отсеках, причем со стороны входного патрубка размеры гранул кислородсодержащего продукта больше, чем во втором. Кроме того, отсеки отличаются и по объему, доля первого отсека в общем объеме патрона составляет от 24 до 53 . Нижняя граница интервала получена из условия совпадения температурных режимов в первом и втором отсеках в тяжелых режимов эксплуатации. Верхняя граница интервала обеспечивает сохранение срока защитного действия дыхательного аппарата в легких режимах эксплуатации. Заявляемые границы интервала получены на основе численных экспериментов. 2 95652013.10.30 Полезная модель поясняется фигурой, на которой представлен общий вид заявляемого регенеративного патрона дыхательного аппарата. Полезная модель содержит корпус 1 с патрубками выдоха 2 и вдоха 3, разделенный решеткой 4 на отсеки 5 и 6, заполненные гранулами кислородсодержащего продукта, противопылевые фильтры 7 и 8, установленные по концам корпуса 1. Размеры гранул кислородсодержащего продукта в отсеке со стороны патрубка выдоха 2 больше размеров гранул кислородсодержащего продукта второго отсека, при этом доля первого отсека в общем объеме патрона составляет от 24 до 53 . Полезная модель работает следующим образом выдыхаемый воздух через патрубок выдоха 2 и противопылевой фильтр 7 попадает в отсек 5, где молекулы 2 взаимодействуют с увеличенными гранулами кислородсодержащего продукта. Далее через решетку 4 воздух попадает в отсек 6, где оставшиеся молекулы 2 реагируют с уменьшенными гранулами кислородсодержащего продукта. После регенерации в патроне воздух через противопылевой фильтр 8 и патрубок вдоха 3 поступает на вдох. Использование заявляемой полезной модели позволит оптимизировать температурный режим патрона и увеличить срок его защитного действия, ибо скорость хемосорбции углекислого газа определяется диффузией его молекул внутрь гранул кислородсодержащего продукта и по этой причине обратно пропорциональна квадрату их радиуса. В заявляемой полезной модели размеры гранул в отсеке 5 больше, а в отсеке 6, соответственно, меньше,чем в прототипе. Это означает, что экзотермическая реакция в отсеке 5 проходит менее интенсивно. Следовательно, температура лобовых слоев сорбента уменьшается, снижая вероятность его спекания. Реакция в отсеке 6 проходит более интенсивно. Благодаря этому уменьшается объем мертвого слоя кислородсодержащего продукта, а значит более полно используется защитный ресурс патрона. Таким образом, заявляемый регенеративный патрон дыхательного аппарата обладает конструктивной простотой и повышенной надежностью. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3