CN103071253A

CN103071253A - 一种用于化学氧呼吸器的反应罐

Info

Publication number: CN103071253A
Application number: CN2013100274079A
Authority: CN
Inventors: 唐启明; 车晓葵; 刘文海; 束克庆; 巩素珍; 黄召; 张红红
Original assignee: BEIJING ANYANGTE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING ANYANGTE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2013-05-01

Abstract

本发明提出一种用于化学氧呼吸器的反应罐，所述反应罐内腔沿气流方向交替分布有布气层（2）和反应药剂层（3），反应罐上下两端内侧以及布气层和反应药剂层之间具有分流板（4），反应药剂层中轴向插入多个支撑导热隔板。通过本发明的技术方案优化反应罐内部结构，采用布气层和反应药剂层的排布以及分流板和支撑导热隔板的科学设置，实现了反应罐内气流的均布和药剂反应热量的有效导出，进而保证罐内气流通畅，降低反应罐温度，使得药剂反应充分均匀，无死角，且不产生高温熔融和孔洞塌陷、结块现象，有效防止呼气阻力的增加或呼气穿透造成CO₂超标，提高反应罐产氧效率，延长呼吸器的使用时间。

Description

一种用于化学氧呼吸器的反应罐

技术领域

本发明涉及呼吸保护器领域，特别涉及一种化学呼吸器中的反应罐。

背景技术

救援、作业呼吸器是入井或防护人员在井下或特殊环境中发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸等事故时防止人体吸入有害气体中毒或缺氧窒息的一种随身携带的呼吸保护器具。其主要用途就是发生各种事故时，供使用人员佩戴脱险，免于中毒或窒息死亡；适用于海运轮船、地下铁道、有害气体存储库、娱乐场所、大型商场及高层居民建筑等场所中。为了满足特殊环境下逃生和救护的要求，世界上许多国家加大了对各种呼吸器的研究，逐步地开发了过滤式呼吸器、化学氧呼吸器、压缩氧（空气）呼吸器以及消防自救呼吸器等多种呼吸器。

化学氧呼吸器由于采用与外界环境空气隔绝的工作方式，使作业者不受外界任何有毒、有害气体及烟雾的危害，因此适用于各种有毒、有害气体及缺氧环境，在救援等领域得到广泛的应用。其中，反应罐是化学氧呼吸器的重要组成单元，其主要功能是完成呼吸系统中二氧化碳去除及产生氧气。呼出气体中的水汽和二氧化碳与生氧剂（KO₂）发生化学反应，生成氧气体供佩戴者往复呼吸使用。

现有化学氧呼吸器中的反应罐内部温度高、药剂利用率低，从而、造成体积重量大、长时间工作时温度过高，导致现有化学氧呼吸器只能用于短时间自救，无法用于救援作业，从而影响了化学氧呼吸器的进一步应用开发和市场推广。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术缺陷，提供一种通用于化学氧呼吸器的新型高效反应罐。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于化学氧呼吸器的反应罐，其特征在于，所述反应罐内腔沿气流方向交替分布有布气层（2）和反应药剂层（3），反应罐上下两端内侧以及布气层和反应药剂层之间具有分流板（4），反应药剂层中轴向插入多个支撑导热隔板。

优选地，所述反应罐内腔交替分布的布气层（2）和反应药剂层（3）均为多个，其中沿气流方向分布的第一布气层（2a）中填充有弹簧。

优选地，反应罐内布气层（2）个数为3个，反应药剂层（3）为2个；各层沿气流通道的气流方向分布依次为：第一布气层、第一反应药剂层、第二布气层、第二反应药剂层、第三布气层。

优选地，第一反应药剂层层高大于第二反应药剂层层高。

优选地，所述支撑导热隔板为孔板网，所述孔板网可以是曲面或平面孔板网。

优选地，所述分流板由孔板网和过滤丝网组成。

优选地，所述反罐罐体为圆筒状，罐体壁厚0.3-0.5mm，罐体高度为100-270mm，罐体内径为100-200mm。

优选地，所述反应罐罐体为圆角方筒，罐体壁厚0.3-0.5mm，罐体高度为100-270mm，罐体内边长为100-200mm。

本发明还提供一种用于化学氧呼吸器的复合反应罐，其特征在于，所述复合反应罐包括多个前述的反应罐，所述反应罐上下两端各具有一开口，多个反应罐之间通过软管依次串联或并联相连接。

通过本发明的技术方案优化反应罐内部结构，设置分流板和支撑导热隔板使反应罐中的气流均匀分布，保证气流通畅，增大气流与药剂的接触，从而使反应罐中的药剂均匀、充分反应，无死角，反应过程中不产生孔洞、塌陷，有效防止呼气穿透造成CO₂超标；通过布气层和反应药剂层的分层排布可以进一步避免药剂的集中和沉积结块，防止反应不充分和呼气阻力增加，提高反应剂的利用率；本发明技术方案中所采用的反应罐能够使反应药剂的使用率达到90%以上，降低使用成本和资源的浪费，延长装置有效使用时间。

另外本发明的反应罐通过支撑导热隔板的热交换能力，可以将反应药剂层产氧反应生成的热量快速传导到装置外壁散热，降低反应罐及机箱内部温度，防止内部温度过高引起反应药剂结块造成的呼气阻力增加。

附图说明

图1为本发明具体实施例一中反应罐的剖面图。

图2为本发明具体实施例一中反应罐的截面图。

图3为本发明具体实施例二中反应罐的剖面图。

图4为本发明具体实施例二中反应罐的截面图。

图5为本发明具体实施例三中反应罐示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参考说明书附图描述本发明的用于化学氧呼吸器的反应罐。

实施例一

如图1为本实施例中用于化学氧呼吸器的新型反应罐的剖面图。该反应罐罐体为圆角方筒，即筒状罐体内外表面的横截面为圆角矩形，如图2所示，反应罐上下两端各具有一开口6，罐体壁厚0.4mm，罐体高度为150mm，罐体内边长均为100mm，罐体采用多层卷压胶粘密封工艺。罐体内腔利用多个沿不同横切面径向分布的分流板4分为三个分层，如图1，沿气流方向（箭头所示，即从反应罐的气体输入端至输出端方向）依次为第一布气层2a、反应药剂层3、第二布气层2b。

反应药剂层3中轴向插入两个隔板，隔板是截面与罐体横截面轴心呈中心对称的曲面，两隔板相对罐体中轴线的偏转角度不同。如图2所示，第一反应药剂层中的两个隔板为5，将第一反应药剂层均匀分为4个区域，本实施例中的隔板可以是曲面孔板网（冲孔网）。

反应药剂层中的隔板具有支撑作用，不仅保证了多通道气体分布，使反应药剂与人体呼出的气体反生均匀反应，而且防止药剂沉积，保证药剂反应完全，另外通过隔板的热交换能力，可以将反应药剂层产氧反应生成的热量快速传导到装置外壁散热，降低反应罐及机箱内部温度。

反应罐上下两端内侧同样设置有分流板4，该分流板4与各个布气层2和反应药剂层3之间的分流板4结构相同，同样由孔板网和过滤丝网组成，用于支撑罐体结构、均匀气流分布和过滤气体。

呼吸器佩戴者呼出的气体从进气端的开口6输入反应罐的第一布气层后，经过第一布气层和第一反应药剂层之间孔板网上的孔洞，将气流均匀分布为若干个子气流通道，均匀渗入第一反应药剂层，增大气流与药剂的接触，增加药剂反应率。在第一反应药剂层，输入气体中的水汽和二氧化碳与反应药剂（如，生氧剂KO₂）发生化学反应；反应后的反应气体通过分流板进入第二布气层，气体重新分布后从出气端的开口6输出供呼吸器戴者吸入。

此外，各个分流板4中的过滤丝网可以逐层过滤气流通道中的药剂粉末及粉尘，防止这些微粒掺杂在反应罐产生的氧气（即本实施例中的反应气体）中，被呼吸器佩戴者吸入。

实施例二

如图3为本实施例中用于化学氧呼吸器的新型反应罐的剖面图。该反应罐罐体为一圆筒，反应罐上下两端各具有一开口6，罐体壁厚0.3mm，罐体高度为100mm，罐体内径为100mm，罐体一体成型。罐体内腔利用多个沿不同横切面径向分布的分流板4分为五个分层，如图3，沿气流方向（箭头所示，即从反应罐的气体输入端至输出端方向）依次为第一布气层2a、第一反应药剂层3a、第二布气层2b、第二反应药剂层3b、第三布气层2c。

反应药剂层（3a、3b）中轴向插入两个隔板，隔板截面与罐体横截面内径重合，各隔板的偏转角度不同。如图4所示，第一反应药剂层中的两个隔板为5a，将第一反应药剂层平均分为4个扇形区域，第二反应药剂层中的两个隔板为5b，将第二反应药剂层平均分为4个扇形区域。其中第一反应药剂层的隔板偏转角度与第二反应药剂层的隔板偏转角度不同，进而使气体分布更为均匀。本实施例中的隔板可以是平面孔板网（冲孔网）。

呼吸器佩戴者呼出的气体从进气端的开口6输入反应罐的第一布气层后，经过第一布气层和第一反应药剂层之间孔板网上的孔洞，将气流均匀分布为若干个子气流通道，均匀渗入第一反应药剂层，增大气流与药剂的接触，增加药剂反应率。在第一反应药剂层，输入气体中的水汽和二氧化碳与反应药剂（如，生氧剂KO2）发生化学反应，生成第一反应气体。反应后的第一反应气体（通过分流板）进入第二布气层，气体重新分布后进入第二反应药剂层，残留在第一反应气体的水汽和二氧化碳与第二反应药剂层中的反应药剂继续反应，得到最终的充分反应气体通过第三布气层后从出气端的开口6输出，进而使呼吸器戴者呼出的气体与反应药剂充分反应。

此外，各个分流板（4）中的过滤丝网可以逐层过滤气流通道中的药剂粉末及粉尘，防止这些微粒掺杂在反应罐产生的氧气（即本实施例中的充分反应气体）中，被呼吸器佩戴者吸入。

本实施中第一反应药剂层3a和第二反应药剂层3b中的反应药剂相同，第一反应药剂层的层高大于第二反应药剂层的层高。基于两层反应药剂层的分布，可以进一步避免药剂的集中和沉积，防止反应不充分，提高反应剂的利用率。

为了增强反应罐内部结构的稳定性，在第一布气层中填充有弹簧，用以挤压第一药剂层中的隔板，使隔板对药剂层的支撑更为稳固，防止实际作业过程中的晃动将隔板弄散，使药剂流入布气层中。

实施例三

本实施例中用于化学氧呼吸器的新型复合反应罐，复合反应罐包括多个圆筒形子反应罐101，子反应罐壁厚0.5mm，罐体高度为200mm，罐体内径为270mm，子反应罐内腔为圆柱形，内腔交替分布有布气层2和反应药剂层3，各分层沿气流方向依次为第一布气层2a、反应药剂层3、第二布气层2b。

子反应罐101两端内侧以及布气层和反应药剂层之间具有分流板（4）。第一布气层2a中填充有弹簧。反应药剂层3中轴向插入三个隔板，隔板截面与罐体横截面内径重合，各隔板的偏转角度不同。

如图5所示，每个子反应罐上下两端各具有一接口6，沿气流方向第一子反应罐下端接口6与第二子反应罐上端接口6通过软管串联，以此类推，通过这种活动连接方式，可以根据实际使用要求来灵活减少或增加反应罐的数量，从而缩短或延长使用时间。

可替换地，本实施例复合反应罐所包括的各个子反应罐的结构可以是相同的也可以是不同的；子反应罐的连接关系可以是并行连接。

不限于以上实施例，本发明中反应罐罐体也可以为方筒等其他几何形状的筒状结构；布气层和反应药剂层的层数、隔板的数目、形状、方向和位置可以根据实际情况灵活设置，在此不再累述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种用于化学氧呼吸器的反应罐，其特征在于，所述反应罐内腔沿气流方向交替分布有布气层（2）和反应药剂层（3），反应罐上下两端内侧以及布气层和反应药剂层之间具有分流板（4），反应药剂层中轴向插入多个支撑导热隔板（5）。

2.如权利要求1所述一种用于化学氧呼吸器的新型反应罐，其特征在于：所述反应罐内腔交替分布的布气层（2）为多个，其中沿气流方向分布的第一布气层（2a）中填充有弹簧。

3.如权利要求1所述一种用于化学氧呼吸器的新型反应罐，其特征在于：反应罐内布气层（2）个数为3个，反应药剂层（3）为2个；各层沿气流通道的气流方向分布依次为：第一布气层、第一反应药剂层、第二布气层、第二反应药剂层、第三布气层。

4.如权利要求3所述的一种用于化学氧呼吸器的新型反应罐，其特征在于：第一反应药剂层层高大于第二反应药剂层层高。

5.如权利要求1所述的一种用于化学氧呼吸器的新型反应罐，其特征在于：所述支撑导热隔板为孔板网，所述孔板网可以是是曲面或平面孔板网。

6.如权利要求1所述的一种用于化学氧呼吸器的新型反应罐，其特征在于：所述分流板由孔板网和过滤丝网组成。

7.如权利要求1所述的一种用于化学氧呼吸器的新型反应罐，其特征在于：所述反应罐罐体为圆筒状，罐体壁厚0.3-0.5mm，罐体高度为100-270mm，罐体内径为100-200mm。

8.如权利要求1所述的一种用于化学氧呼吸器的新型反应罐，其特征在于：所述反应罐罐体为圆角方筒，罐体壁厚0.3-0.5mm，罐体高度为100-270mm，罐体内边长为100-200mm。

9.一种用于化学氧呼吸器的复合反应罐，其特征在于，所述复合反应罐包括多个如权利要求1-8任一项所述的反应罐，所述反应罐上下两端各具有一开口，多个所述反应罐之间通过软管串联或并联相连接。