RU1693759C

RU1693759C - Diffused respirator

Info

Publication number: RU1693759C
Authority: RU
Inventors: Е.Д. Воробьев; Б.М. Зеликсон; Н.Н. Петухов; В.М. Тендлер
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Оптика"; Зеликсон Борис Малкиэлевич
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has breathed air circulation closed pipe circuit having mask 1, bars 4, 5 and breathing flexible sack 6. The device has additional unclosed pipe circuit of forced atmospheric air supply with microfan 9 and one or several diffused units 7 and 8 being a part of the both closed and unclosed pipe circuits. Units 7 and 8 are made in the form of partitions made of membranes and mounted in parallel. The membranes are separated by gas-impermeable washers to form a system of flow-type ducts 13 and 14 so that ducts 13 being a part of the closed pipe circuit are separated one from another by ducts 14 being a part of the unclosed pipe circuit. The closed pipe circuit is additionally provided with a microfan. EFFECT: improved performance characteristics; enhanced effectiveness of mass exchange; reclaimable membrane surface. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а более конкретно к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека. Оно может быть использовано в медицинской, биологической, горнодобывающей, силикатной, мукомольной и других отраслях промышленности, где необходимы пылезащитные устройства. The invention relates to medical equipment, and more specifically to personal protective equipment for human respiratory organs. It can be used in medical, biological, mining, silicate, flour and other industries where dust protection devices are needed.

Известны дыхательные устройства, выполненные в виде марлевых повязок. Они просты в изготовлении и эксплуатации, однако обладают ограниченной защитной способностью, создают значительное сопротивление дыханию. Known respiratory devices made in the form of gauze dressings. They are easy to manufacture and operate, however, they have a limited protective ability and create significant resistance to breathing.

Известно дыхательное устройство, содержащее лицевую маску, шланги и эластичный дыхательный мешок из газопроницаемой пленки. Недостатками этого устройства являются высокое сопротивление дыханию, низкий массообмен и сложная конструкция мембранного модуля. A breathing device is known comprising a face mask, hoses and an elastic breathing bag made of a gas permeable film. The disadvantages of this device are high respiration resistance, low mass transfer and the complex design of the membrane module.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является респиратор, который содержит лицевую часть, соединенную с мембранным диффузионным модулем в виде эластичного мешка из газопроницаемой полимерной мембраны, в котором размещен герметичный цилиндр. За мешком установлен дыхательный мешок в виде эластичной емкости, которая связана с лицевой частью с помощью каналов. Конструкция этого устройства не позволяет увеличить скорость перемещения газов в прилегающем к внешней поверхности полимерной мембраны слое воздуха (высокая концентрация), что обуславливает низкий массообмен. The closest in technical essence and the achieved result is a respirator, which contains the front part connected to the membrane diffusion module in the form of an elastic bag of a gas-permeable polymer membrane in which a sealed cylinder is placed. Behind the bag, a breathing bag is installed in the form of an elastic container, which is connected to the front part via channels. The design of this device does not allow to increase the speed of gas movement in the air layer adjacent to the outer surface of the polymer membrane (high concentration), which leads to low mass transfer.

Цель изобретения улучшение эксплуатационных характеристик за счет повышения эффективности массообмена при одновременном обеспечении регенерации поверхности мембраны. The purpose of the invention is the improvement of operational characteristics by increasing the efficiency of mass transfer while ensuring regeneration of the membrane surface.

Указанная цель достигается за счет того, что диффузионный респиратор содержит лицевую часть, сообщенную с мембранным диффузионным модулем и дыхательным мешком. Респиратор снабжен источником принудительной подачи воздуха. Диффузионный мембранный модуль выполнен в виде параллельно установленных перегородок из мембран, разделенных газонепроницаемыми прокладками с образованием каналов, которые через один сообщены с лицевой частью и дыхательным мешком, а другие с источником принудительной подачи воздуха и окружающей средой. Кроме того, диффузионный респиратор снабжен дополнительным источником принудительной подачи воздуха, связанным с каналами модуля, сообщенными с лицевой частью и дыхательным мешком. This goal is achieved due to the fact that the diffusion respirator contains the front part in communication with the membrane diffusion module and the breathing bag. The respirator is equipped with a forced air source. The diffusion membrane module is made in the form of parallel-mounted partitions made of membranes separated by gas-tight gaskets with the formation of channels, which through one communicate with the front part and the breathing bag, and the others with the source of forced air supply and the environment. In addition, the diffusion respirator is equipped with an additional source of forced air supply associated with the module channels connected to the front part and the breathing bag.

На фиг.1 изображено дыхательное устройство, общий вид; на фиг.2 вариант дыхательного устройства с дополнительным источником подачи воздуха; на фиг.3 общий вид мембранного модуля без корпуса и без патрубков подвода и отвода воздуха. Figure 1 shows a respiratory device, a General view; figure 2 option of a breathing device with an additional source of air supply; figure 3 General view of the membrane module without housing and without nozzles for supplying and discharging air.

Устройство содержит замкнутый контур циркуляции дыхательного воздуха (фиг.1), обpазованный лицевой маской 1 с клапаном 2 вдоха и клапаном 3 выдоха, шлангами 4 и 5 и эластичным дыхательным мешком 6. Дыхательный мешок 6 выполнен из прочного газонепроницаемого материала, например из резины. Для осуществления массообмена дыхательное устройство имеет два диффузионных мембранных модуля 7 и 8, источник 9 принудительной подачи воздуха. Мембранные модули 7 и 8 включены в незамкнутый контур шлангами 10, а в замкнутый контур циркуляции воздуха шлангами 4 и 5. Диффузионные мембранные модули 7 и 8 выполнены в виде параллельно установленных перегородок (фиг.3) из мембран 11 (например, ядерных мембран), разделенных газонепроницаемыми прокладками 12 с образованием каналов 13, которые через один сообщены с лицевой частью и дыхательным мешком, а другие каналы 14 сообщены с источником 9 принудительной подачи воздуха и окружающей средой. Pеспиратор может иметь дополнительный источник 15 принудительной подачи воздуха. The device contains a closed circuit for breathing air circulation (Fig. 1), formed by a face mask 1 with an inhalation valve 2 and an exhalation valve 3, hoses 4 and 5 and an elastic breathing bag 6. The breathing bag 6 is made of a durable gas-tight material, for example, rubber. For mass transfer, the respiratory device has two diffusion membrane modules 7 and 8, a source 9 of forced air supply. Membrane modules 7 and 8 are included in an open loop by hoses 10, and in a closed air circulation loop by hoses 4 and 5. Diffusion membrane modules 7 and 8 are made in the form of parallel mounted partitions (Fig. 3) from membranes 11 (for example, nuclear membranes), separated by gas-tight gaskets 12 with the formation of channels 13, which through one are connected to the front part and the breathing bag, and the other channels 14 are connected to the source 9 of forced air supply and the environment. The respirator may have an additional source 15 of forced air.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Дыхательный воздух по шлангу 5 подается в лицевую часть 1 через клапан 2 вдоха за счет разряжения в лицевой части и поступает в легкие пользователя. Выдыхаемый через клапан 3 выдоха воздух поступает в систему проточных каналов 13 газообменного мембранного модуля 7, где происходит выравнивание содержания углекислого газа и кислорода в дыхательном и атмосферном воздухе за счет диффузионного газообмена через мембраны 11, происходящего вследствие разности парциальных давлений углекислого газа и кислорода в дыхательном и атмосферном воздухе каналов 13 и 14. После газообмена дыхательный воздух через шланг 4 поступает в эластичный газонепроницаемый мешок 6, который обеспечивает необходимый объем дыхательного воздуха в замкнутом контуре. После этого воздух по шлангам поступает в каналы 13 мембранного модуля 8, дополнительно насыщается кислородом и по шлангу 5 вновь подается для дыхания пользователя. Процесс циркуляции воздуха существенно облегчается при наличии в замкнутом контуре микровентилятора дополнительного источника 15 принудительной подачи воздуха. Параллельно с этим микровентилятор 9 непрерывно прогоняет атмосферный воздух через шланги 10 и проточные каналы 14, обеспечивая оптимальные условия диффузионного газообмена через мембраны 11. На выходе из каналов 14 воздух через патрубки 16 с душирующими устройствами подается на лицо пользователя. Наличие источника принудительной циркуляции снижает концентрацию углекислого газа СО₂ у поверхности мембраны и повышает концентрацию кислорода О₂, что увеличивает интенсивность массообмена. Принудительная подача воздуха по касательной к поверхности мембраны очищает эту поверхность сдувает пыль, прочищает поры, т.е. происходит регенерация поверхности мембраны.Respiratory air through the hose 5 is supplied to the front part 1 through the inspiration valve 2 due to the discharge in the front part and enters the lungs of the user. The air exhaled through the exhalation valve 3 enters the system of flow channels 13 of the gas exchange membrane module 7, where the carbon dioxide and oxygen content in the respiratory and atmospheric air are equalized due to diffusion gas exchange through the membrane 11, which occurs due to the difference in the partial pressures of carbon dioxide and oxygen in the respiratory and atmospheric air of channels 13 and 14. After gas exchange, respiratory air through a hose 4 enters an elastic gas-tight bag 6, which provides the necessary volume of respiratory air in a closed circuit. After that, the air through the hoses enters the channels 13 of the membrane module 8, is additionally saturated with oxygen and is again fed through the hose 5 for breathing by the user. The process of air circulation is greatly facilitated if there is an additional source of 15 forced air supply in the closed loop of the micro-fan. In parallel with this, the micro-fan 9 continuously drives atmospheric air through the hoses 10 and flow channels 14, providing optimal conditions for diffusive gas exchange through the membranes 11. At the outlet of the channels 14, air is supplied through the nozzles 16 with choking devices to the user's face. The presence of a forced circulation source reduces the concentration of carbon dioxide CO ₂ at the surface of the membrane and increases the oxygen concentration O ₂ , which increases the intensity of mass transfer. Forced air tangential to the surface of the membrane cleans this surface, blows off dust, cleans pores, i.e. membrane surface regeneration occurs.

Использование изобретения позволяет улучшить эксплуатационные характеристики за счет повышения эффективности массообмена при одновременном обеспечении регенерации поверхности мембраны. The use of the invention allows to improve operational characteristics by increasing the efficiency of mass transfer while ensuring regeneration of the membrane surface.

Claims

1. DIFFUSION RESPIRATOR containing a front part in communication with a membrane diffusion module and a breathing bag, characterized in that, in order to improve the operational characteristics of the respirator by increasing the efficiency of mass transfer while ensuring regeneration of the surface of the membrane, it is equipped with a source of forced air supply, a diffusion membrane the module is made in the form of parallel mounted partitions of membranes separated by gas-tight gaskets with the formation of channels, which Some of them are connected with the front part and the respiratory bag through one, and the others with the source of forced air supply and the environment.

2. The respirator according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional source of forced air supply associated with the module channels communicated with the front part and the breathing bag.