Регенеративный дыхательный аппарат

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Ольшанников Сергей Алексеевич Ехилевский Степан Григорьевич Потапенко Евгений Павлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Регенеративный дыхательный аппарат, содержащий лицевую часть, соединенную с регенеративным патроном, разделенным перфорированными решетками на работающие по круговой и маятниковой схемам отсеки, заполненные гранулами кислородсодержащего продукта, противопылевой фильтр, датчик углекислого газа, дыхательный мешок с клапаном 98072013.12.30 избыточного давления, соединенный патрубком с регенеративным патроном со стороны отсека, работающего по маятниковой схеме, клапаны вдоха и выдоха, отличающийся тем,что он содержит воздуховодный обводной канал с установленным в нем клапаном вдоха,отделенный от регенеративного патрона слоем теплоизоляционного материала, в регенеративном патроне между отсеками установлена перегородка с клапаном выдоха, а датчик углекислого газа установлен между перфорированной решеткой отсека, работающего по круговой схеме, и перегородкой, при этом размеры гранул кислородсодержащего продукта отсека, работающего по маятниковой схеме, меньше размеров гранул отсека, работающего по круговой схеме, содержащего от 24 до 53 от общего объема кислородсодержащего продукта, а лицевая часть соединена с регенеративным патроном одним шлангом.(56) 1. А.с. СССР 342636, МПК 62 7/08, 1972. 2. Патент Украины 23426, МПК 62 7/08, 1998. 3. Патент Украины 47440, МПК 62 7/08, 2002. 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 аппарата на химически связанном кислороде 1,который содержит регенеративный патрон, снаряженный кислородсодержащим продуктом, дыхательный мешок, шланги и клапаны вдоха и выдоха, а также участок пропускания воздуха через регенеративный патрон по круговой схеме. В приведенном аналоге неэффективно используется кислородсодержащий продукт по причине неравномерной отработки его слоев по ходу течения воздуха. Известна конструкция регенеративного дыхательного аппарата с химически связанным кислородом 2, 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 быстро, 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 аналога является более сложная (по сравнению с заявляемой полезной моделью) конструкция, что обусловлено наличием упругих емкостей выдоха и вдоха. Кроме того, известная конструкция обладает меньшим ресурсом надежности, т.к. утрачивает работоспособность при снижении упругих свойств емкостей вследствие естественного старения материала. Известна конструкция изолирующего дыхательного аппарата с химически связанным кислородом 3, выбранная в качестве прототипа, содержащая лицевую часть, дыхательный контур, который вмещает регенеративный патрон с сорбентом - кислородсодержащим 2 98072013.12.30 продуктом, разделенный решетками на два соединенных между собой отсека, включенные соответственно по круговой и маятниковой схеме, датчик углекислого газа, установленный в круговой части патрона между выходом из нее и сорбентом, дыхательный мешок с клапаном избыточного давления, два шланга выдоха и вдоха соответственно с клапанами вдоха и выдоха, при этом входной конец шланга вдоха присоединен к дыхательному контуру между двумя отсеками патрона, а выходной конец шланга выдоха соединен со входом в отсек патрона, работающий по круговой схеме. Недостатками прототипа являются более вероятное спекание гранул кислородсодержащего продукта в отсеке патрона, работающего по круговой схеме, и существенный объем мертвого слоя кислородсодержащего продукта в отсеке, работающем по маятниковой схеме, что уменьшает срок защитного действия аппарата и делает менее комфортными условия дыхания. Задачей полезной модели является повышение надежности работы дыхательного аппарата, срока защитного действия и уровня комфортности использования. Поставленная задача достигается тем, что регенеративный дыхательный аппарат содержит лицевую часть, соединенную с регенеративным патроном, разделенным перфорированными решетками на работающие по круговой и маятниковой схемам отсеки, заполненные гранулами кислородсодержащего продукта, противопылевой фильтр, датчик углекислого газа, дыхательный мешок с клапаном избыточного давления, соединенный патрубком с регенеративным патроном со стороны отсека, работающего по маятниковой схеме, клапаны вдоха и выдоха. В отличие от прототипа он содержит воздуховодный обводной канал с установленным в нем клапаном вдоха, отделенный от регенеративного патрона слоем теплоизоляционного материала. В регенеративном патроне между отсеками установлена перегородка с клапаном выдоха. Датчик углекислого газа установлен между перфорированной решеткой отсека, работающего по круговой схеме, и перегородкой. Размеры гранул кислородсодержащего продукта отсека, работающего по маятниковой схеме, меньше размеров гранул отсека, работающего по круговой схеме, содержащего от 24 до 53 от общего объема кислородсодержащего продукта. При этом лицевая часть соединена с регенеративным патроном одним шлангом. Отличительными признаками заявляемой полезной модели является наличие таких элементов, как обводной канал, теплоизоляционный слой, перегородка и их расположение в конструкции, иное расположение датчика углекислого газа и соединение лицевой части одним шлангом, иное соотношение объемов отсеков патрона и использование гранул кислородсодержащего продукта с иными характеристиками. Благодаря указанным отличиям происходит оптимизация температурного режима патрона, что увеличивает срок его защитного действия, скорость хемосорбции углекислого газа определяется диффузией его молекул внутрь гранул кислородсодержащего продукта и по этой причине обратно пропорциональна квадрату их радиуса. Размер гранул в отсеке, подключенном по круговой схеме,больше, а в отсеке, подключенном по маятниковой схеме, меньше, чем в прототипе. Это означает, что экзотермическая реакция в отсеке подключенном по круговой схеме проходит менее интенсивно. Следовательно, температура лобовых слоев кислородсодержащего продукта уменьшается, снижая вероятность его спекания. Реакция в отсеке, подключенном по маятниковой схеме, проходит более интенсивно, благодаря этому уменьшается объем мертвого слоя кислородсодержащего продукта, а значит более полно используется защитный ресурс патрона. Кроме того, соединение лицевой части с регенеративным патроном одним шлангом упрощает конструкцию, повышая ее надежность и удобство использования. Полезная модель поясняется фигурами. На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого регенеративного аппарата, на фиг. 2 - разрез А-А. Полезная модель содержит лицевую часть 1, соединенную шлангом 2 с патрубком 3 со стороны отсека, подключенного по круговой схеме, патрубок 4 со стороны отсека, подключенного по маятниковой схеме, корпус регенеративного патрона 5, противопылевые фильтры 6 и 7, отсек 8 с гранулами кисло 3 98072013.12.30 родсодержащего продукта, работающий по круговой схеме, отсек 9 с гранулами кислородсодержащего продукта, работающий по маятниковой схеме, перфорированную решетку 10,датчик углекислого газа 11, установленный между перфорированной решеткой 10 и перегородкой 12 с клапаном выдоха 13, перфорированную решетку 14, дыхательный мешок 15 с клапаном избыточного давления 16, слой теплоизоляционного материала 17, разделяющий пространства обводного канала 18 и корпус патрона 5, клапан вдоха 19. При этом доля отсека 8, работающего по круговой схеме, в объеме кислородсодержащего продукта составляет от 24 до 57 , а размеры гранул отсека 8 больше размеров гранул отсека 9. Полезная модель работает следующим образом выдыхаемый воздух через шланг 2,патрубок 3 и противопылевой фильтр 6 попадает в отсек 8, работающий по круговой схеме,где молекулы 2 взаимодействуют с увеличенными гранулами кислородсодержащего продукта. Далее через перфорированную решетку 10, клапан выдоха 13 и решетку 14 попадает в отсек 9, работающий по маятниковой схеме, где оставшиеся молекулы 2 реагируют с уменьшенными гранулами кислородсодержащего продукта. После регенерации в патроне воздух попадает в дыхательный мешок 15. В момент вдоха воздух из дыхательного мешка 15 через патрубок 4 попадает в отсек 9, далее через решетку 14 и противопылевой фильтр 7 попадает в обводной канал 18. Далее через клапан вдоха 19 патрубок 3 попадает в шланг 2 и далее на вдох пользователя. Таким образом, заявляемый дыхательный аппарат обладает повышенной надежностью работы, увеличенным сроком защитного действия и уровня комфортности использования. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4