PL248207B1 - Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych i hiperbarycznych - Google Patents
Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych i hiperbarycznychInfo
- Publication number
- PL248207B1 PL248207B1 PL446806A PL44680623A PL248207B1 PL 248207 B1 PL248207 B1 PL 248207B1 PL 446806 A PL446806 A PL 446806A PL 44680623 A PL44680623 A PL 44680623A PL 248207 B1 PL248207 B1 PL 248207B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- bed
- filter
- breathing air
- sections
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
- B01D24/02—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
- B01D24/04—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being clamped between pervious fixed walls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/02—Loose filtering material, e.g. loose fibres
- B01D39/06—Inorganic material, e.g. asbestos fibres, glass beads or fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
- B01D53/0423—Beds in columns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1456—Removing acid components
- B01D53/1475—Removing carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/62—Carbon oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/116—Molecular sieves other than zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych i hiperbarycznych, którego obszarem zastosowań jest: inżynieria mechaniczna i procesowa oraz wysokociśnieniowe systemy filtracji powietrza oddechowego dla nurków. Wkład filtrujący stanowiony jest cylindrycznym korpusem- obudową (1) obustronnie zamkniętą pokrywami (2) i (3). W pokrywę (2) wkręcona jest śruba mocująca (4) zakontrowaną nakrętką (15), zaś jej drugi koniec przechodzi przez pokrywę (3) i nakręcona jest nań nakrętka mocująca (5) wraz ze sprężyną (13) dociskającą płytkę dociskowa (14). Pokrywa (2) uszczelniona jest do korpusu (1) uszczelką (16). Wnętrze korpusu (1) wypełnione jest złożem substancji filtrujących zestawione z czterech sekcji- (9), (10) i (11) zawierających sferyczne sita molekularne oraz sekcji (12) wypełnionej wapnem sodowanym. Poszczególne sekcje między sobą i do pokryw (2), (3) przedzielone są przekładkami twardymi (6) i miękkimi (7) oraz (8). Wkład filtrujący doskonale sobie radzi z eliminacją dwutlenku węgla z substratu oddechowego zanieczyszczonego nawet do poziomu 1000 ppm. Pracuje skutecznie przy wysokich ciśnieniach substratu dochodzących nawet do 30 MPa, a przy tym czas aktywnego działania przekracza znacznie wartość 100 godzin zachowując pełną skuteczność.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych i hiperbarycznych.
Obszar zastosowania wynalazku, według zgłoszenia, to następujące dziedziny: inżynieria mechaniczna i procesowa oraz wysokociśnieniowe systemy filtracji powietrza oddechowego dla nurków.
Obecnie stosowane są różnorodne konfiguracje wkładów filtracyjnych przeznaczonych do uzdatniania powietrza oddechowego wykorzystywanego do nurkowania i zasilania hiperbarycznych komór dekompresyjnych. Dotychczas w najbardziej zaawansowanych rozwiązaniach technicznych filtracji do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza atmosferycznego stosowane są wypełnienia na bazie sit molekularnych, które wykorzystywane są głównie do osuszania, odsiarczania i oczyszczania powietrza atmosferycznego - przykładowo usuwania wody i dwutlenku węgla w kriogenicznych instalacjach separacji powietrza, instalacjach uzdatniania powietrza do celów oddechowych i technicznych. Stosowane złoża sit posiadają jednak niewielką sprawność w zakresie usuwania dwutlenku węgla, w praktyce szybko tracąc możliwość jego eliminacji, zwłaszcza przy dużej zawartości wilgoci w powietrzu oddechowym. Mimo tego są powszechnie stosowane przez producentów zestawów filtracyjnych zarówno do usuwania wody jak i częściowej eliminacji zawartości zanieczyszczeń dwutlenkiem węgla z substratu powietrza atmosferycznego. Pomimo stosowania redundantnych systemów filtracji wypełnionych złożem sit o rozmiarze 13X, rozwiązania te są nieskuteczne i nie zapewniają eliminacji dwutlenku węgla do poziomu wymagań normatywnych. Szczególnie tam, gdzie zawartość dwutlenku węgla w atmosferze czerpni sprężarki jest wysoka i przekracza wartość 500 ppm. W trakcie pracy systemu filtracji obserwowane przekroczenia normowanej granicy stężeń dwutlenku w powietrzu atmosferycznym za systemem filtracji mają charakter trwały i narastający. Zwiększoną koncentrację dwutlenku obserwuje się również przy braku zapewnienia właściwej wentylacji hal produkcyjnych, niekontrolowanej emisji do atmosfery zanieczyszczeń a także spalin w okolicach czerpni systemów sprężania przykładowo z układów wydechowych pojazdów, jednostek pływających i innych. Zwiększona emisja kontrolowanych i normowanych zanieczyszczeń ze sprężarek wynika także ze sposobu ich smarowania, wysokiego stopnia wyeksploatowania, błędów operatora, awarii i niskiej jakości substratu. W takim przypadku nieplanowane zassanie trudno usuwalnych zanieczyszczeń jest wysoce prawdopodobne i trudne do wykrycia ze względu na brak wiarygodnych i użytecznych kontrolnych systemów pomiarowych jakości powietrza oddechowego pracujących w trybie online. Obecna normatywna kontrola laboratoryjna jakości powietrza oddechowego dla nurków jest realizowana w okresach co 3 lub 6 miesięcy i ze względu na dużą zmienność procesu filtracji nie jest wystarczająca do pełnej kontroli jakości pracy złoża. W trakcie intensywnej eksploatacji sprężenie powietrza oddechowego nadmiernie zanieczyszczonego dwutlenkiem węgla o dużej zawartości wilgoci znacznie obciąża złoże filtracyjne, powodując przedwczesną utratę właściwości sorpcyjnych i zmniejszenie jego planowanej wydajności. Zazwyczaj źródła zasilania pracują w warunkach podwyższonej temperatury otoczenia wywierającej również negatywny wpływ na czas ochronnego działania wkładu filtracyjnego. Zgodnie z deklaracją producentów im większa temperatura pracy dla obecnie eksploatowanych systemów, tym deklarowana ilość uzdatnionego powietrza oddechowego przez filtr maleje. W konsekwencji przy braku kontroli poziomu zanieczyszczeń w wysokociśnieniowych systemach filtracji o ciśnieniach w przedziale od 20 do 30 MPa, prowadzi to do nieświadomej produkcji zanieczyszczonego dwutlenkiem węgla powietrza oddechowego. Konfiguracja złoża obecnych systemów filtracji powietrza oddechowego dla nurków nie uwzględnia wpływu zachodzących zmian atmosfery oddechowej i jej nadmiernych zanieczyszczeń dwutlenkiem węgla. Aktualnie stosowane wkłady filtracyjne nie posiadają adekwatnych złóż filtracyjnych zaprojektowanych do skutecznej eliminacji nadmiernej zawartości dwutlenku węgla w substracie. Najczęściej stosowana jest wielostopniowa filtracja powietrza oddechowego za systemem sprężania polegająca na usuwaniu zawartości wilgoci, tlenku i dwutlenku węgla, par olejów i węglowodorów aromatycznych z filtrowanego powietrza oddechowego poprzez zastosowanie procesów chemisorpcji i katalizy zachodzących w złożu filtracyjnym wypełnionym najczęściej sitami molekularnymi o rozmiarze 13X, żelem krzemionkowym, węglem aktywowanym oraz hopkalitem/carulite, który utlenia tlenek węgla do dwutlenku węgla. Procesy te w połączeniu z eliminacją mechaniczną par wody i oleju za pomocą układu podtrzymania ciśnienia, separatora wodno-olejowego wraz ze zrzutem kondensatu w poszczególnych stopniach sprężania sprężarki stanowią obecnie kompleksowo stosowane rozwiązanie techniczne uzdatniania powietrza oddechowego. Rozwiązanie to jest niewystarczające. Aktualnie dobór wkładu filtrującego dokonywany jest w zależności od rodzaju systemu sprężania i jego wymagań. Jedynym obecnie stosowanym rozwiązaniem technicznym eliminacji zanieczyszczeń dwutlenku węgla jest instalowanie po stronie ssącej sprężarek, dodatkowych filtrów, które niestety posiadają ograniczenia konstrukcyjne uniemożliwiające ich stosowanie w sprężarkach o dużej wydajności przekraczającej 1000 dm3/min. Tym samym wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia ze sprężarkami o dużej wydajności wraz z systemami filtracji powietrza oddechowego pracującymi, w trudnych warunkach środowiskowych rozwiązanie to nie jest możliwe do zastosowania. Dotychczasowy typoszereg oferowanych systemów filtracyjnych do celów nurkowych, przez producentów, zapewnia możliwości ich dostosowania do sprężarek o wydajności nawet o wydajności do 3500 dm3/min jednak bez gwarancji skutecznej eliminacji dwutlenku węgla powyżej poziomu wydajności systemu sprężania większego niż 1000 dm3/min. Rozwiązania techniczne przedmiotowo zbliżone do rozwiązania według wynalazku zawarte, są między innymi w poniższych dokumentach patentowych: D1- US 2014033597 A1 “Carbon dioxide generator for bed bug traps and other uses”; D2- CA 2639953 A1 „Process and system for removing carbon dioxide from combustion gas and other gas mixtures”; D3KR 100811664 B1 „Carbon dioxide reduction system for heat engine”; D4- CN 112827502 A “Composite catalyst and method and system for in-situ elimination of carbon deposition of methane and carbon dioxide reforming catalyst”; D5- CN 101953393 A “Carbon dioxide elimination machine”; D6- US 7842264 B2 “Process and apparatus for carbon capture and elimination of multi-pollutants in flue gas from hydrocarbon fuel sources and recovery of multiple by-products”. Wszystkie, powyżej ujawnione, rozwiązania dla celów eksploatacji powietrza i mieszanin oddechowych przeznaczonych do celów hiperbarycznych, mają bardzo ograniczone zastosowanie, głównie z tej przyczyny, iż nie nadają się do stosowania w atmosferze oddechowej o ciśnieniu rzędu 30 MPa. Należy także zauważyć, że w trybie regeneracji powietrza oddechowego takie ciśnienie panuje zarówno po stronie ssawnej- systemu filtracji jak i tłocznej. Literatura specjalistyczna praktycznie ogranicza się do publikacji dokumentacji techniczno-ruchowej- eksploatacyjnej urządzeń- zespołów systemu zasilania komory hiperbarycznej przykładowo: „Operating Manual and Spare Parts Aero Guard, Breathing Air CO2 absorber” Bauer Kompressoren GmbH, Monachium Ed. November 2014. Bądź prospekty informacyjne, których przydatność jest ograniczona, co najwyżej, do fazy projektowej i to bardzo wstępnej.
Ze względów fizjologicznych w środowisku hiperbarycznym nadmierna zawartość dwutlenku węgla w powietrzu oddechowym dla nurków jest niepożądana i wpływa istotnie na bezpieczeństwo nurkowania. W trakcie eksploatacji komory hiperbarycznej w zakresie realizacji nurkować saturowanych i krótkotrwałych pobierano próbki kontrolne powietrza oddechowego i często już po kilkunastu godzinach pracy filtra zauważano przekroczenia normowanej zawartości dwutlenku w powietrzu oddechowym na wylocie systemu filtracji. Tym samym prowadzi to do niedotrzymania deklarowanego minimalnego czasu bezawaryjnej pracy filtra, w użytkowanych obecnie systemach zasilania w czynnik oddechowy dostarczany do komory hiperbarycznej skutkuje to brakiem możliwości zastosowania powietrza jako czynnika oddechowego do celów nurkowych.
W konsekwencji, ze względu na brak możliwości alternatywnej kompensacji zagrożenia, zmusza to do wymiany złoża filtracyjnego na nowe. Przekroczenie poziomu dozwolonej zawartości dwutlenku węgla, potwierdzone w trakcie wymaganej kontroli laboratoryjnej powoduje wyłączenie urządzeniasprężarki wraz z systemem filtrów z eksploatacji do czasu jego usprawnienia. Brak spełnienia wymagań w trakcie kontroli w zakresie normowanej zawartości dwutlenku węgla eliminuje całą próbkę pomimo prawidłowych zawartości innych, oznaczonych normowanych zanieczyszczeń.
Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych i hiperbarycznych, w istocie wynalazku, ma budowę kolumnową. Zasadniczą funkcję filtracyjną spełnia złoże czynnika filtrującego zestawione z dwóch składników podzielonych w cztery sekcje. Kardynalnym składnikiem filtrującym jest wyselekcjonowane wapno sodowane o wielkości granulatu od 1 do 2,5 milimetra. Pozostałe trzy sekcje wypełnione są sferycznymi sitami molekularnymi o rozmiarze 13X, rozmiarze granulatu od 1,6 do 2,5 milimetra i średnicy porów materiału sit wynoszącym 10A. Przeznaczony jest do stosowania w atmosferze substratu o ciśnieniu nie przekraczającym poziom 30 MPa. Poszczególne sekcje przedzielone są między sobą przekładkami miękkimi - fizeliną bądź gąbką i przekładką twardą otworowaną, z polichlorku winylu. Wkład filtra wykonany może być w dwóch odmianach- wariantach. Wariant 1 jest rozwiązaniem podstawowym do usuwania dwutlenku węgla, stosowanym w zestawach filtrujących tam, gdzie zanieczyszczenie dwutlenkiem węgla w substracie jest bardzo duże. Wariant 2 jest stosowany alternatywnie wszędzie tam, gdzie wymagany jest szybszy czas aktywacji złoża a zawartość zanieczyszczeń dwutlenku węgla w substracie nie jest ekstremalnie wysoka. Wkład filtracyjny w tym wariancie na mniejszą masę składnika - wapna sodowanego, co skutkuje stosunkowo krótszym czasem ochronnego działania przy takim samym stężeniu dwutlenku w substracie. Konstrukcyjnie i składnikowo wkłady filtra są takie same, różnią się jedynie udziałem masowym poszczególnych składników i w niewielkim stopniu także rozkładem składników. Wielkość złoża filtrującego jest dobierana między innymi ze względu na ciśnienie robocze, wydajność sprężarki i planowany czas ochronnego działania filtra względem obserwowanego poziomu zanieczyszczeń substratu. Wkład filtra umieszczony jest w rurowej obudowie obustronnie zamkniętej pokrywami. W dolną pokrywę osiowo wkręcona jest śruba ściągająca, dodatkowo zakontrowana nakrętką w gnieździe, o długości pokrywającej długości sekcji ze składnikami filtrującymi wraz z elementami rozdzielającymi. Ponadto dolna pokrywa uszczelniona jest w korpusie uszczelką obwodową. Drugi koniec śruby ściągającej przechodzi przez otwór w pokrywie górnej, stabilizowanej położeniem, nakrętką mocującą, z użyciem sprężyny dociskowej i podkładki. W wariancie 1 od dołu posadowione są kaskadowo trzy sekcje zawierające sferyczne sita molekularne o udziale składnika po 20,5% każdy w masie całkowitej złoża. Powyżej, umieszczona jest sekcja zawierająca wapno sodowane którego udział w masie całkowitej złoża wynosi 38,4%. W wariancie 2, odpowiednio od dołu kaskadowo są osadzone dwie sekcje zawierające sferyczne sita molekularne których masowy udział wynosi po 28,8% masy całkowitej złoża, powyżej osadzona jest sekcja zawierająca wapno sodowane o udziale masowym 33,6%, a nad wkład dopełniony jest sekcją wypełnioną sferycznymi sitami molekularnymi o udziale masowym odpowiednio 8,8%. Dobór proporcji masowych składników ma znaczenie kardynalne w stosunku do masy całkowitej złoża, podobnie jak tolerancja konfekcjonowania składników, która nie może przekroczyć wartości obustronnej na poziomie 10 gramów.
Przedmiot wynalazku, w obu wersjach, przedstawiony jest na rysunku, w formie przekrojów poprzecznych. Fig. 1 dotyczy wariantu 1 zaś fig. 2 odpowiednio wariantu 2.
Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych hiperbarycznych w przykładzie wykonania zawiera konfekcjonowane złoże filtracyjne. W wariancie 1 wypełnienie wkładu filtracyjnego zestawione jest w czterech sekcjach o sumarycznej masie złoża wynoszącej 6250 gramów z tolerancją ±10 gramów. Pierwsza sekcja 12, od góry, zawiera wapno sodowane w ilości masy wynoszącej 2400 gramów z tolerancją ±10 gramów i granulacji 1,0-2,5 milimetrów. Pozostałe trzy sekcje 11, 10 i 9 o łącznej masie wynoszącej 3850±10 gramów, rozdzielone równomiernie, zestawione są z sit molekularnych rozmiarze 13X, rozmiarze granulatu 1,6 do 2,5 milimetra i średnicy porów materiału sit wynoszącym 10A. Całe złoże filtracyjne umieszczone jest w korpusie- pojemniku 1 o wymiarach dostosowanych do obudowy wkładu filtracyjnego. W wariancie 2 zastosowano wypełnienie wkładu filtracyjnego o masie całkowitej złoża 6250±10 gramów, także zestawione z czterech sekcji w którym, od góry pierwszą sekcję 11 stanowi wsad sit molekularnych o masie 550 gramów. Poniżej, oddzielona kolejno, przekładką miękką 7 z gąbki, przekładką ustalającą twardą 6 z polichlorku winylu wraz z otworami przepływowymi i przekładką miękką 8 z fizeliny, osadzona jestsekcja filtracyjna 12 stanowiona wapnem sodowanym o masie 2100 gramów. Kolejno poniżej umieszczone są przekładki oddzielające miękka z fizeliny 8, gąbkowa 7 oraz twardą z polichlorku winylu wraz z otworami przepływowymi 6 i następnie sekcja filtrująca 10 z sit molekularnych o masie 1800 gramów i w podobnej sekwencji przekładki, kolejna sekcja filtrująca 9 sit molekularnych. Tolerancja konfekcjonowania wkładów filtrujących nie może przekraczać dwustronnej odchyłki 10 gramów. Materiały wypełniające sekcje 9, 10, 11 i 12, ich parametry i właściwości są takie same jak dla wariantu pierwszego. Konstrukcja wkładu filtra jest kolumnowa. Od dołu korpus 1 zamknięty jest pokrywą dolną 2 w którą osiowo wkręcona jest długa śruba 4 zakontrowana nakrętką 15, scalająca całość obudowy filtra. Pokrywa dolna 2 uszczelniona jest w korpusie 1 obwodową uszczelką 16 i oddzielona jest od najbliższej sekcji przekładką twardą 6 z polichlorku winylu wraz z otworami przepływowymi i miękką gąbkową 7. Od góry korpus 1 zamknięty jest pokrywą górną 3 wraz ze sprężyną dociskową 13 działająca na podkładkę sprężyny 14 dociskającą przekładkę ustalającą twardą PCV 6 przez którą śruba 4 przechodzi na zewnątrz. Ustabilizowanie jej położenia wraz ze złożem czynników filtrujących, realizuje nakręcona na nią nakrętka mocująca 5. Docisk i upakowanie złoża filtratów jest kluczowe. Umieszczone wewnątrz złoża wkładu filtracyjnego nie mogą zawierać wolnych nie wypełnionych sorbentem przestrzeni, złoża powinny być ciasno i jednorodnie upakowane.
Korzystnym skutkiem realizacji wkładu filtracyjnego według wynalazku, jest ograniczenie emisji substancji szkodliwych dwutlenku węgla do atmosfery oddechowej stosowanej w warunkach hiperbarycznych względnie powietrza oddechowego stosowanego jako czynnik oddechowy w trakcie nurtowania i prac podwodnych. Po jego zastosowaniu w warunkach rzeczywistych nawet w warunkach ekstremalnych zanieczyszczeń atmosfery dwutlenkiem uzyskano znaczne zmniejszenie jego zawartości na wylocie za systemem filtracji. Zmiana jakościowa złoża spowodowała w wariancie 1 i 2, wydłużenie znaczne czasu ochronnego działania. W odróżnieniu od dotychczas stosowanych rozwiązań technicznych wkładów filtracyjnych złoże pozwala na eliminacje niepożądanych zanieczyszczeń po jego pełnej aktywacji nawet do poziomu od 0 do 20 ppm. Stwarza to potencjalną możliwość wykorzystania czystego powietrza oddechowego jako bazy do sporządzania mieszanin oddechowych typu nitroks, helioks i trimiks. Zastosowanie wkładu filtracyjnego według wynalazku, potwierdziło skuteczność rozwiązania technicznego i doprowadziło do przedłużenia czasu pracy filtra w wariancie 1 w czasie 2-3 krotnie dłuższym niż normatywny minimalny czas bezawaryjnej pracy i aż 6-7 krotnie dłużej niż dotychczasowe rozwiązania techniczne. W warunkach krytycznych prowadzenia prac podwodnych nowe rozwiązanie jest odporne na zassanie nadmiernych zanieczyszczeń dwutlenkiem węgla systemów sprężania i filtracji. Wielokrotnie wydłużony czas ochronnego działania uzyskano zarówno w wariancie 1 jak i 2 zaś efektywny czas aktywnego działania złoża zestawu filtracyjnego może się różnić, gdyż zależy on zasadniczo od zastosowanej masy złoża wapna sodowanego, obserwowanej zawartości wejściowej dwutlenku węgla w powietrzu atmosferycznym, temperatury, wilgotności i wpływu wysokiego ciśnienia pracy na zdolność pochłaniania dwutlenku przez materiał sorpcyjny, przestrzegania zasad eksploatacji przez operatora. Uzyskano istotną poprawę jakości powietrza oddechowego do celów nurkowych oraz redukcję liczby defektów dwutlenku w procesie otrzymywania powietrza oddechowego na hiperbaryczne warunki tlenowe. Pozwala to na odzyskanie kontroli nad procesem wytwarzania, poprawia zdolność i stabilność procesu produkcyjnego w czasie a w konsekwencji bezpieczeństwa nurkowania.
Claims (5)
1. Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych i hiperbarycznych zabudowany kolumnowo w korpusie wypełnionym złożem substancji filtrujących wraz z elementami przekładkowymi oraz pokrywami zamykającymi korpus i elementami mechanicznymi stabilizującymi rozkład konstrukcji, znamienny tym, że złoże substancji filtrującej złożone, w obu wariantach zestawienia, jest z czterech sekcji z których sekcja (12) zawiera wapno sodowane o rozmiarze granulacji 1,0-2,5 milimetrów, pozostałe trzy sekcje (11), (10) oraz (9) stanowione są sferycznymi sitami molekularnymi w rozmiarze 13X, rozmiarze granulatu 1,6 do 2,5 milimetra i średnicy porów materiału sit wynoszącym 10A, umieszczonych wewnątrz korpusu (1) kaskadowo, przy czym kolejne sekcje oddzielane są między sobą przekładkami twardymi (6) perforowanymi oraz miękkimi (7) i (8), podobnie jak separacja od pokrywy dolnej (2), uszczelnionej do korpusu (1) uszczelką (16), i górnej (3), połączonych ze sobą śrubą mocującą (4) wkręconą osiowo jednym końcem w pokrywę (2) i zakontrowanej nakrętką (15), przelotowo przez pokrywę (3) nad którą nakręcona jest nakrętka mocująca (5), stabilizując konstrukcję wkładu, wraz ze sprężyną (13) i płytką dociskową (14), natomiast poszczególne sekcje środka filtrującego są rozstawione sekwencyjnie w podobnym układzie wzajemnym, jednakże ze znaczącym zróżnicowaniu udziałów masowych poszczególnych składników (9), (10), (11) i (12) w ogólnej masie złoża filtrującego.
2. Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego według zastrz. 1, znamienny tym, że masa łączna złoża filtrującego jest ustalana i dobierana indywidualnie do parametrów ciśnieniowych i wydajnościowych układu sprężania do zasilania systemu filtracji instalacji powietrza oddechowego zasilania komory hiperbarycznej względnie instalacji zasilania powietrzem oddechowym do nurkowania oraz trwałością czasową filtra zaś wariant 1 jest wariantem podstawowym i z zasady przeznaczonym do pracy w warunkach bardzo wysokiego zanieczyszczenia substratu dwutlenkiem węgla oraz dłuższym czasem aktywacji złoża natomiast wariant 2 ma nieznacznie krótszy czas aktywacji złoża ale przeznaczony jest do stosowania w środowisku substratu znacznie mniej zanieczyszczonego dwutlenkiem węgla.
3. Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego według zastrz. 1, znamienny tym, że w wariancie 1 stos złoża od dołu zestawiony jest z kaskady sekcji zawierających sferyczne sita molekularne, kolejno (9), (10) i (11) a ich udział masowy wynosi po 20,5% masy całkowitej złoża filtracyjnego, natomiast u góry stosu jest lokowana sekcja (12) wypełniona wapnem sodowanym, której udział masowy w złożu wynosi 38,4%, przy czym jego stosowalność jest dostosowana do pracy przy ciśnieniu substratu nie przekraczającym wartości 30 MPa.
PL 248207 Β1
4. Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego według zastrz. 1, znamienny tym, że w wariancie 2 stos złoża od dołu zestawiony jest z kaskady sekcji zawierających sferyczne sita molekularne, kolejno (9) i (10) a ich udział masowy wynosi po 28,8% masy całkowitej złoża filtracyjnego, natomiast u góry stosu jest lokowana sekcja (11) zawierająca sferyczne sita molekularne, o udziale masowym 8,8%, zaś pod nią posadowiona jest sekcja (12) wypełniona wapnem sodowanym, której udział masowy w złożu wynosi 33,6%.
5. Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego według zastrz. 1, znamienny tym, że konfekcjonowanie złoża substancji filtrujących jak i składowych sekcji każdego wkładu w każdym wariancie, jest krytyczne i tolerancja wymiaru masowego, dwustronnie nie może przekroczyć wartości 10 gramów.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL446806A PL248207B1 (pl) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych i hiperbarycznych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL446806A PL248207B1 (pl) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych i hiperbarycznych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL446806A1 PL446806A1 (pl) | 2025-05-26 |
| PL248207B1 true PL248207B1 (pl) | 2025-11-03 |
Family
ID=95821473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL446806A PL248207B1 (pl) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych i hiperbarycznych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL248207B1 (pl) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2531738A (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-04 | Intersurgical Ag | Chemical absorbent |
| CN219922500U (zh) * | 2022-11-24 | 2023-10-31 | 株洲茂物医疗科技有限公司 | 一种多功能的二氧化碳吸附器 |
-
2023
- 2023-11-21 PL PL446806A patent/PL248207B1/pl unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2531738A (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-04 | Intersurgical Ag | Chemical absorbent |
| CN219922500U (zh) * | 2022-11-24 | 2023-10-31 | 株洲茂物医疗科技有限公司 | 一种多功能的二氧化碳吸附器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL446806A1 (pl) | 2025-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0358915B1 (en) | Prevention of membrane degradation | |
| US4559066A (en) | Filters for purification of gases | |
| US5665143A (en) | Air filtration system | |
| CA2055851A1 (en) | Continuous method for removing oil vapor from feed gases containing water vapor | |
| US20040103782A1 (en) | Methane recovery process | |
| EP3261728B1 (en) | Breathing air system | |
| KR102256728B1 (ko) | 내습성 분자 여과기 베드 | |
| EP2854997B1 (en) | Apparatus and method for recovering volatile vapors | |
| PL248207B1 (pl) | Wkład filtracyjny do eliminacji dwutlenku węgla z powietrza oddechowego przeznaczonego dla celów nurkowych i hiperbarycznych | |
| RU2610609C1 (ru) | Устройство для очистки газов | |
| EP0903172A1 (en) | Process for shut-down of a membrane operation | |
| RU116066U1 (ru) | Устройство для осушки сжатого воздуха | |
| AU737647B2 (en) | Process for shut-down of a membrane operation | |
| JPH0443685B2 (pl) | ||
| RU2768922C1 (ru) | Блок комплексной очистки воздуха | |
| RU2760529C1 (ru) | Адсорбер | |
| US7972415B2 (en) | Membrane-based compressed air breathing system | |
| JP2002001046A (ja) | 空気分離方法 | |
| Cross | The Control of Gaseous Pollutants Through Adsorption | |
| CN113828118A (zh) | 废气收集处理装置及方法 | |
| CN118203927A (zh) | 一种膜法空分减氧设备用活性炭过滤器及其操作方法 | |
| MXPA97007202A (es) | Proceso para el cierre de una operacion de membrana |