PL50525B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 8. I. 1966 50525 KI. 61 a, 29/30 MKP A 62 b 'W UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Jerzy Kiedik, Edward Lorek Wlasciciel patentu: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Pochlaniacz dwutlenku wegla do tlenowych aparatów ratowniczych 1 2 Przedmiotem wynalazku jest pochlaniacz dwu¬ tlenku wegla do tlenowych aparatów izolujacych stosowanych w ratownictwie górniczym.Pochlaniacz w górniczych tlenowych aparatach izolujacych sianowi glówny element klimatyzujacy powietrze oddechowe dla potrzeb ratownika w cza¬ sie jego udzialu w akcjach ratowniczych w pod¬ ziemiach kopalni, zwlaszcza podczas pozarów lub wybuchu gazów. Podstawowymi parametrami cha¬ rakteryzujacymi powietrze oddechowe w poszcze¬ gólnych punktach obiegu w aparacie tlenowym sa: sklad chemiczny oraz temperatura i wilgotnosc lub ich funkcja — entalpia. Czynniki te ksztaltuja wlasnosci powietrza w calym obwodzie aparatu i w rezultacie powietrze koncowe wdechowe, do¬ plywajace bezposrednio do pluc i organizmu ra¬ townika. Kazda zmiana wartosci tych parametrów w którymkolwiek punkcie obwodu zamknietego zwlaszcza w pochlaniaczu dwutlenku wegla, wply¬ wa na zmiane jakosci powietrza wdechowego co w mniejszym lub wiekszym stopniu odczuwa uzyt¬ kownik aparatu.Dotychczasowe pochlaniacze dwutlenku wegla sa zaopatrzone w jedna owalna cylindryczna pusz¬ ke metalowa, wypelniona calkowicie granulowana alkaliczna mase chlonna, umieszczona na odpo¬ wiednim rusztowaniu z metalowych siatek po¬ przecznie i podluznie profilowanych. Pochlaniacze te, bedace czescia tlenowych aparatów izolujacych sa wmontowane w obieg zamkniety powietrza kra¬ zacego w aparacie i dzieki temu sa zdolne do uwol¬ nienia tego powietrza z dwutlenku wegla pocho¬ dzacego z wydechu uzytkownika aparatu. Reakcji pochlaniania dwutlenku wegla w pochlaniaczu to- 5 warzyszy znaczny efekt cieplny, który czyni po¬ wietrze w dalszym jego biegu poza pochlaniaczem niemozliwym do oddychania, a to jzwjaszcza z pn- wodu zwiekszonej temperatury siegajacej czesto 100° C. 10 Wzrost temperatury wewnatrz pochlaniacza sie¬ gajacy w strefie reaktywnej 200° C, powoduje cof¬ niecie sie reakcji pochlaniania pary wodnej i dwu¬ tlenku wegla przez mase chlonna wypelniajaca pochlaniacz, co z kolei podwyzsza entalpie po¬ wietrza plynacego z pochlaniacza do dalszych prze¬ wodów aparatu i ust ratownika. Stosujac dotych¬ czasowe pochlaniacze, szczególne niebezpieczenstwo istnieje w czasie gaszenia pozarów w podziemiach 20 kopalni, gdy entalpia powietrza oddechowego bar¬ dzo silnie wzrasta. Praktycznie, stosujac dotych¬ czasowe pochlaniacze, prowadzenie akcji ratow¬ niczej w takich warunkach jest zupelnie niemoz- • liwe. 25 Pochlaniacz dwutlenku wagla, który jest przed¬ miotem niniejszego wynalazku nie ma powyzszych wad. Osiagnieto to dzieki zastosowaniu odpowied¬ niej konstrukcji pochlaniacza pozwalajacej na pro¬ wadzenie procesów chemicznych i fizykochemicz- 30 nych towarzyszacych pochlanianiu dwutlenku we- 5052550525 3 • 4 gla i wody w warunkach bardziej dogodnych dla ilosciowego ich przebiegu, tj. w obnizonej tempe¬ raturze. Obnizenie temperatury wspomnianych reakcji dokonuje sie stosujac dodatkowy pojemnik stanowiacy wymiennik ciepla oraz specjalny plaszcz .chlodzacy który moze chlodzic caly po¬ chlaniacz badz tylko jego czesc chemicznie reak¬ tywna, stanowiaca glówne zródlo wzrostu tempe¬ ratury powietrza oddechowego w obiegu aparatu.Dodatkowy pojemnik wyposazony jest w mase o- bojetna lub slabo tyl!k cymi gazami. Tak wykonana konstrukcja pochla-— niacza pozwala sumarycznie osiagnac znaczne o- chlodzenie powietrza i umjozliwic bardziej bez¬ pieczne niz dotychczas prowadzenie akcji ratow¬ niczych w warunkach kopalnianych. Wazna dodat¬ kowa ceeha konstrukcji pochlaniacza jest to, ze pomimo zastosowania dodatkowego pojemnika cie¬ zar i wielkosc pochlaniacza wraz z plaszczem chlodzacym nie zostaly wcale zwiekszone i po¬ chlaniacz miesci sie swobodnie w dotychczasowym lozu pochlaniaczowym aparatu tlenowego.Przeprowadzone badania i doswiadczenia dotych¬ czasowych jednokomorowych pochlaniaczy wyka¬ zaly, ze zaledwie tylko okolo 30% sodowej alka¬ licznej masy chlonnej bierze czynny udzial w reak¬ cji pochlaniacza C02. Reszta byla praktycznie nie wykorzystana do pochlaniania C02, a spelniala je¬ dynie slabe dzialanie absorpcyjne wobec wilgoci i powiekszala temperature reakcji. Uzycie zas w mniejszej ilosci kosztownej sodowej masy chlon¬ nej niezbednej tylko do oczyszczenia powietrza z C02, czynilo oczyszczone juz powietrze zupelnie nie zdatne do uzytku przez czlowieka ze wzgledu na wysoka jego entalpie.Uzyskane wyniki badan i doswiadczen wykorzy¬ stano do wykonania takiej konstrukcji pochlania¬ cza bedacego przedmiotem niniejszego wynalazku, w którym zmniejszono o okolo 30% ilosc drogiej sodowej alkalicznej masy chlonnej, a w.pozosta¬ lej przez to przestrzeni w zupelnie oddzielnym po¬ jemniku umieszczono mase o specjalnych wlasno¬ sciach spelniajaca zasadniczo tylko role refry- geratora w stosunku do goracego powietrza po regeneracji i jednoczesnie absorbujaca wilgoc, da¬ jac w ogólnym efekcie procesu regeneracji powie¬ trze o zmniejszonej entalpii, zdatne do uzytku czlowieka nawet w najtrudniejszych warunkach co jest zasadnicza zaleta wynalazku. Dzieki takie¬ mu rozwiazaniu, osiagnieto jeszcze te dalsza za¬ lete, ze znacznie obnizono koszt wykonania i re¬ generacji zuzytych pochlaniaczy przez zmniejsze¬ nie ilosci drogiej alkalicznej masy sodowej.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pochlaniacz w widoku z boku i w czesciowym przekroju, fig. 2 — w przekroju wzdluz linii A—A zaznaczonej na fig. 1, przy czym pokazano takze fragment aparatu tlenowego w któ¬ rym umieszczony jest pochlaniacz, a fig. 3 — szczegól B w znacznym' powiekszeniu, zaznaczo¬ ny na fig, 2.Pochlaniacz sklada sie z polaczonych ze soba zamknietych pojemników 1 i 2 tworzacych dwie przedzielone wzgledem siebie filtrujaca wkladke 3 komory 4 i 5 oraz z dwuczesciowego odchylnego chlodzacego plaszcza 6 umieszczonego po zewnetrz¬ nej stronie jednego lub obydwóch pojemników 4 9 i 2, przy czym wieksza komora 4 jest komora reakcyjna wypelniona w znany sposób granulowa¬ na alkaliczna chlonna masa 7 umieszczona na me¬ talowych poprzecznie i podluznie profilowanych siatkach 8, a mniejsza komora 5 jest wypelniona niereaktywna lub slabo reagujaca w warunkach pochlaniacza refrygeracyjna masa 9 umieszczona .pomiedzy ograniczajacymi perforowanymi scian¬ kami 10. Tak wiec pochlaniacz jest podzielony na dwie odizolowane wzgledem siebie komory 4 i 5 na jedna mocno reaktywna chemicznie i na dru¬ ga niereaktywna lub slabo reaktywna, wypelniona masa refrygeracyjna.Obie czesci nie oddzialywuja na siebie termicz¬ nie ani droga przewodzenia ani promieniowania ciepla lecz tylko przez unoszenie ciepla w powie¬ trzu przeplywajacym przez komore 4 a nastepnie 5 w ukladzie zamknietym aparatu tlenowego. Masa refrygeracyjna wypelniajaca komore 5, w ten spo¬ sób nie nagrzewa sie tak mocno i moze wobec tego spelnic role wymiennika ciepla chlodzac prze¬ plywajace powietrze w sposób nieporównywalnie skuteczniejszy niz w dotychczasowych pochlania¬ czach. Rozwiazanie wedlug wynalazku przez zmniejszenie ilosci drogiej sodowej masy chlonnej i zmniejszenie reakcyjnej komory 4 pozwolilo przy tych samych gabarytach pochlaniacza wykorzystac wolna przestrzen na umieszczenie duzo tanszej lecz bardziej cieplo i wodo-chlonnej refrygeracyj- nej masy 9 od spelniajacej dotychczas te sama role nadwyzki sodowej masy chlonnej umieszczonej w jednym pojemniku. Jako refrygeracyjna mase 9 stosuje sie np. granulowane wapno sodowane, we¬ giel aktywowany, drewno, szklo, materialy cera¬ miczne, lub tp.Jak wykazaly przeprowadzone badania, efekty egzoenergetyczne zachodzace przy oddzielaniu CO? z powietrza w procesie reakcji chemicznych w ko¬ morze 4 sa odpowiednio korygowane w komorze 5 na drodze czysto fizycznej lub tylko czesciowo fi¬ zykochemicznej w celu obnizenia entalpii powie¬ trza do wartosci odpowiadajacych warunkom od¬ dychania czlowieka. Korzystne obnizenie entalpii powietrza osiagnieto takze dzieki zastosowaniu dru¬ giego czynnika refrygeracyjnego tj. chlodzacego plaszcza 6 umieszczonego po zewnetrznej stronie pochlaniacza.Chlodzacy plaszcz 6 sklada sie z dwóch czesci polaczonych ze soba przegubem 11 w celu lat¬ wiejszego wyjmowania pochlaniacza z aparatu.Wykonany jest on z filtracyjnej bibuly 6a impreg¬ nowanej hydratem utrzymujacym wilgoc, obszytej lnianym plótnem 6b i zabezpieczonej od zewnatrz druciana siatka 6c. Plaszcz ten stanowi jak gdyby stale opakowanie pochlaniacza w tlenowym apa¬ racie 12, które zdejmuje sie tylko w celu nawilgo- 20 25 30 35 40 45 50 55 6050525 cenia raz w ciagu doby. Plaszcz 6 wchlania po¬ nad 250 g wody, która nastepnie moze wyparowac w czasie okolo dwugodzinnej pracy pochlaniacza podczas akcji ratowniczej i# odebrac od niego zwlaszcza z reakcyjnej komory 4 okolo 30—110 Kcal. Stanowi to okolo 30—40% ciepla wytworzo¬ nego w procesie reakcji chemicznej alkalicznej masy 7 podczas dwugodzinnego przeplywu rege¬ nerowanego powietrza. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe

1. Pochlaniacz dwutlenku wegla do tlenowych aparatów ratowniczych skladajacy sie z pojem¬ nika którego reakcyjna komora wypelniona jest granulowana alkaliczna sodowa masa chlonna umieszczona na metalowych siatkach profilo¬ wanych podluznie i poprzecznie, znamienny tym, ze jest zaopatrzony w dodatkowy oddziel¬ ny pojemnik (2) którego komora (5) jest we¬ wnatrz wypelniona refrygeracyjna masa (9) 10 15 20 25 umieszczona pomiedzy perforowanymi scianka¬ mi (10) i jest polaczona poprzez filtrujaca wkladke (3) z reakcyjna komora (4) pojemni¬ ka (1), oraz w dwuczesciowy odchylny chlodza-. cy plaszcz (6) umieszczony po zewnetrznej stro¬ nie jednego lub obydwóch pojemników (1, 2), przy czym polaczone ze soba pojemniki (1, 2) maja razem wielkosc dotychczasowego jedno- komorowego pochlaniacza. Pochlaniacz wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze jako refrygeracyjna mase (9) stosuje sie granulowany material obojetny lub malo reak¬ tywny w warunkach reakcji zachodzacych w ko¬ morze (5) np. wapno sodowane, wegiel aktywo¬ wany, drewno, szklo, materialy ceramiczne lub tp. Pochlaniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze chlodzacy plaszcz (6) jest wykonany z mate¬ rialu utrzymujacego wilgoc przez okolo jedna dobe na przyklad z filtracyjnej bibuly (6a) im¬ pregnowanej hydratem utrzymujacym wilgoc, obszytej lnianym plótnem (6b) i zabezpieczonej od zewnatrz druciana siatka (6c). Sc 6 66 6a 4 %./50525 A-A fy2 8 T/p.5 RSW „Prasa", Wr. Zam. 2816/65. Nakl. 320 egz. PL