RU214022U1 - REGENERATIVE BREATHING APPARATUS CARTRIDGE - Google Patents
REGENERATIVE BREATHING APPARATUS CARTRIDGE Download PDFInfo
- Publication number
- RU214022U1 RU214022U1 RU2021134281U RU2021134281U RU214022U1 RU 214022 U1 RU214022 U1 RU 214022U1 RU 2021134281 U RU2021134281 U RU 2021134281U RU 2021134281 U RU2021134281 U RU 2021134281U RU 214022 U1 RU214022 U1 RU 214022U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- regenerative
- shell
- cartridge
- breathing apparatus
- product
- Prior art date
Links
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 title claims abstract description 113
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 title claims abstract description 55
- 230000000241 respiratory Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 14
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N Potassium superoxide Chemical compound [K+].[K+].[O-][O-] XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 48
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000002685 pulmonary Effects 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 210000003128 Head Anatomy 0.000 description 2
- 102200144332 KRT28 A62V Human genes 0.000 description 2
- 210000004072 Lung Anatomy 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 210000001331 Nose Anatomy 0.000 description 1
- 231100000614 Poison Toxicity 0.000 description 1
- 206010053615 Thermal burn Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000036575 thermal burns Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к составным устройствам средств индивидуальной защиты органов дыхания, используемым в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности, в частности, к регенеративным патронам изолирующих самоспасателей с химически связанным кислородом. Регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата с химически связанным кислородом, содержащий обечайку с регенеративным продуктом на основе надпероксида калия, согласно полезной модели обечайка регенеративного патрона имеет кромки, снабженные выступами и выполненные на обоих торцах развальцовки, в которых установлены отбортованные перфорированные крышки, установленные своими отбортовками наружу по отношению к регенеративному продукту и закрепленные в развальцовках подгибанием выступов обечайки, причем в перфорированной крышке со стороны воздуховода установлена отбортованная решетка, между которой и перфорированной крышкой помещен аэрозольный фильтр, между перфорированными крышками и регенеративным продуктом установлены сетки, на внешней поверхности развальцовок установлены технологические заглушки, одна из которых при снаряжении изолирующего дыхательного аппарата заменяется на воздуховод, соединенный посредством гофрированной трубкой с узлом изоляции органов дыхания, присоединяемый со стороной обечайки, снабженной аэрозольным фильтром, а вторая заменяется на дыхательный мешок. Заявленный регенеративный патрон обладает высокой технологичностью и высокими эксплуатационными характеристиками. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Полезная модель относится к составным элементам конструкции средств индивидуальной защиты органов дыхания, используемых в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности, в частности к регенеративным патронам изолирующих самоспасателей с химически связанным кислородом.The utility model relates to the structural elements of personal respiratory protection equipment used in mining, chemical and other industries, in particular to regenerative cartridges of insulating self-rescuers with chemically bonded oxygen.
Изолирующие самоспасатели предназначены для экстренной кратковременной защиты органов дыхания в аварийных ситуациях, связанных с образованием непригодной для дыхания среды, характеризующейся недостатком кислорода или чрезвычайной загазованностью, а также при неизвестном составе и концентрациях загрязняющих воздух примесей. Как правило, самоспасатель включает лицевую часть (маску или капюшон с полумаской, или загубник), служащую для изоляции органов дыхания человека от окружающей среды и соединенную с теплообменником, а также трубку гофрированную (дыхательный шланг), соединяющую теплообменник с регенеративным патроном, заполненным регенеративным продуктом, причем регенеративный патрон соединен с дыхательным мешком.Isolating self-rescuers are designed for emergency short-term respiratory protection in emergency situations associated with the formation of an unbreathable environment characterized by a lack of oxygen or extreme gas contamination, as well as with unknown composition and concentrations of air pollutants. As a rule, a self-rescuer includes a front part (a mask or a hood with a half mask, or a mouthpiece), which serves to isolate the human respiratory organs from the environment and is connected to a heat exchanger, as well as a corrugated tube (breathing hose) connecting the heat exchanger to a regenerative cartridge filled with a regenerative product , and the regenerative cartridge is connected to the counterlung.
В общем виде принцип работы самоспасателя с «маятниковой» схемой циркуляцией газовой дыхательной смеси (далее - ГДС) в замкнутом дыхательном контуре характеризуется тем, что ГДС дважды проходит через регенеративный патрон, при этом существенно повышается температура вдыхаемой ГДС, однако в последней существенно понижается концентрация диоксида углерода. Напротив, принцип работы самоспасателя с «круговой» схемой дыхания предполагает однократное прохождение ГДС через регенеративный патрон, следствием чего являются низкая температура вдыхаемой ГДС, но более высокая концентрация в такой смеси диоксида углерода по сравнению с «маятниковой» схемой. Независимо от применяемой схемы циркуляции ГДС, функционирование известных самоспасателей основано на использовании для обеспечения дыхания химически связанного кислорода, источником которого в регенеративных патронах для регенерации дыхательной смеси является продукт, предпочтительно на основе надпероксида калия (далее - регенеративный продукт) (см., в частности, а.с. СССР №1677895).In general terms, the principle of operation of a self-rescuer with a "pendulum" scheme for the circulation of a gas respiratory mixture (hereinafter referred to as GDS) in a closed respiratory circuit is characterized by the fact that the GDS passes through the regenerative cartridge twice, while the temperature of the inhaled GDS increases significantly, but the concentration of dioxide in the latter decreases significantly carbon. On the contrary, the principle of operation of a self-rescuer with a "circular" breathing scheme involves a single passage of the GDS through a regenerative cartridge, which results in a low temperature of the inhaled GDS, but a higher concentration of carbon dioxide in such a mixture compared to the "pendulum" scheme. Regardless of the GDS circulation scheme used, the functioning of known self-rescuers is based on the use of chemically bound oxygen to ensure breathing, the source of which in regenerative cartridges for regenerating the breathing mixture is a product, preferably based on potassium superoxide (hereinafter referred to as the regenerative product) (see, in particular, A.S. USSR No. 1677895).
Недостатки используемых в самоспасателях схем циркуляции ГДС упомянуты выше: взаимосвязь эффективности удаления из ГДС диоксида углерода и температурой вдыхаемой ГДС, а также зависимость этих параметров (ограничивающих время защитного действия дыхательного аппарата) от схемы циркуляции ГДС, определяемой, в свою очередь, его конструкцией.The shortcomings of the HDS circulation schemes used in self-rescuers are mentioned above: the relationship between the efficiency of removing carbon dioxide from the HDS and the temperature of the inhaled HDS, as well as the dependence of these parameters (limiting the time of the protective action of the breathing apparatus) on the HDS circulation scheme, determined, in turn, by its design.
Самоспасатель (патент РФ на ПМ 128112, МПК А62В 7/00, опубликовано: 20.05.2013) содержит регенеративный патрон с регенеративным продуктом; дыхательный шланг, связанный с регенеративным патроном через распределитель воздушного потока и снабженный узлом изоляции органов дыхания в виде загубника; дыхательный мешок с клапаном избыточного давления, соединенный с регенеративным патроном и с дыхательным шлангом посредством клапана, при этом регенеративный продукт выполнен в форме таблеток. Такая конструкция присуща самоспасателям с «маятниковой» схемой циркуляции ГДС.Self-rescuer (RF patent for PM 128112, IPC
Недостатком известной полезной модели является конструкция узла изоляции органов дыхания, который выполнен в виде загубника, для использования которого требуется дополнительно носовой зажим. Такой узел не обеспечивает защиту лица и головы пользователя от воздействия тепла при пожаре и токсичных веществ при различных авариях, затрудняет ведение переговоров и требует специальной подготовки пользователя.The disadvantage of the known utility model is the design of the respiratory isolation unit, which is made in the form of a mouthpiece, the use of which requires an additional nose clip. Such a unit does not provide protection for the user's face and head from the effects of heat in a fire and toxic substances in various accidents, makes it difficult to negotiate and requires special user training.
Наиболее близким к заявляемому является выбранный в качестве прототипа регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата (пат. РФ 174 068, МПК А62В 7/08, опубликовано: 28.09.2017), который характеризуется тем, что содержит полый открытый корпус, на торцах которого установлены крышка с патрубком вдоха-выдоха и днище с патрубком дыхательного мешка, с торцевых сторон корпуса закреплены газопроницаемые перегородки, полость между которыми заполнена регенеративным продуктом, в слое которого установлен теплогазораспределитель с закрытыми вертикальными каналами с перфорированными стенками для отвода горячей газовоздушной смеси, при этом отношение площади поперечного сечения корпуса регенеративного патрона, выраженной в квадратных сантиметрах, к высоте слоя регенеративного продукта, выраженной в сантиметрах, составляет (9-12):1. При этом теплогазораспределитель содержит восемь закрытых вертикальных каналов, имеющих длину, равную 0,6-0,7 от толщины слоя регенеративного продукта, а суммарная площадь поперечного сечения всех каналов составляет 0,05-0,06 от площади поперечного сечения регенеративного патрона. Между газопроницаемой перегородкой и патрубком вдоха-выдоха дополнительно закреплен фильтр.Closest to the claimed is the regenerative cartridge of the insulating breathing apparatus chosen as a prototype (US Pat. RF 174 068, IPC
Известная полезная модель характеризуется следующими недостатками:Known utility model is characterized by the following disadvantages:
повышенной материалоемкостью, обусловленной использованием теплогазораспределителя и крышки для соединения с дыхательным мешком, пускового устройства;increased material consumption due to the use of a heat and gas distributor and a cover for connection with a breathing bag, a starting device;
«избыточностью» конструкции (повышенная механическая прочность самого изделия), которая предполагает жесткие условия эксплуатации, в частности, механические нагрузки при падении самоспасателей, постоянном ношении, вибронагрузки при размещении самоспасателей в подвижной технике, хотя в ряде случаев этого потребителю не требуется (пример тому: самоспасатели для школ, учреждений, предприятий, где потенциальные пользователи самоспасателей нуждаются в защите органов дыхания из-за непригодности атмосферы для дыхания и им требуется защита только для выхода из аварийной зоны).“Redundancy” of the design (increased mechanical strength of the product itself), which implies harsh operating conditions, in particular, mechanical loads when self-rescuers fall, are constantly worn, and vibration loads when self-rescuers are placed in mobile equipment, although in some cases this is not required by the consumer (an example of this: self-rescuers for schools, institutions, enterprises where potential users of self-rescuers need respiratory protection due to the unsuitability of the atmosphere for breathing and they need protection only to exit the emergency zone).
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в упрощении конструкции и технологии сборки и минимизации массогабаритных характеристик за счет снижения материалоемкости, а именно исключения из конструкции теплогазораспределителя, крышки для соединения с дыхательным мешком, пускового устройства.The technical result provided by the utility model consists in simplifying the design and assembly technology and minimizing the weight and size characteristics by reducing the consumption of materials, namely, eliminating the heat and gas distributor, the cover for connecting to the breathing bag, and the starting device from the design.
Технический результат достигается тем, что регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата с химически связанным кислородом, включающий узел изоляции органов дыхания, дыхательный мешок с клапаном избыточного давления, трубку гофрированную и воздуховод, содержащий обечайку, в которой помещен регенеративный продукт на основе надпероксида калия, согласно полезной модели, кромки обечайки снабжены выступами и выполненными на обоих торцах развальцовками, в которых установлены отбортованные перфорированные крышки, установленные своими отбортовками наружу по отношению к регенеративному продукту и закрепленные в развальцовках подгибанием выступов обечайки, причем в развальцовке, выполненной с возможностью примыкания к воздуховоду, установлена отбортованная решетка, между которой и отбортованной перфорированной крышкой помещен аэрозольный фильтр, между отбортованными перфорированными крышками и регенеративным продуктом установлены сетки, на внешней по отношению к регенеративному продукту поверхности развальцовок установлены технологические заглушки, одна из которых при снаряжении изолирующего дыхательного аппарата выполнена с возможностью замены на воздуховод, соединенный посредством трубки гофрированной с узлом изоляции органов дыхания, присоединяемый со стороны обечайки, снабженной аэрозольным фильтром, а вторая технологическая заглушка выполнена с возможностью замены на дыхательный мешок.The technical result is achieved by the fact that the regenerative cartridge of the isolating breathing apparatus with chemically bonded oxygen, including the isolation unit of the respiratory organs, the breathing bag with an overpressure valve, a corrugated tube and an air duct containing a shell in which a regenerative product based on potassium superoxide is placed, according to the utility model , the edges of the shell are provided with protrusions and flares made at both ends, in which flanged perforated covers are installed, installed with their flanges outward in relation to the regenerative product and fixed in the flares by bending the protrusions of the shell, and in the flare, made with the possibility of adjoining the air duct, a flanged grille is installed , between which and the flanged perforated lid an aerosol filter is placed, meshes are installed between the flanged perforated covers and the regenerative product, on the outer in relation to the regenerative product technological plugs are installed near the surface of the flares, one of which, when the insulating breathing apparatus is equipped, can be replaced with an air duct connected by means of a corrugated tube to the respiratory isolation unit, connected from the side of the shell equipped with an aerosol filter, and the second technological plug is made with the possibility of replacing with breathing bag.
Отношение площади поперечного сечения обечайки регенеративного патрона, выраженной в квадратных сантиметрах, к высоте слоя регенеративного продукта, выраженной в сантиметрах, может составлять (18…23) к 1.The ratio of the cross-sectional area of the regenerative cartridge shell, expressed in square centimeters, to the height of the regenerative product layer, expressed in centimeters, can be (18 ... 23) to 1.
В качестве аэрозольного фильтра может использоваться стеклобумага из супертонкого штапельного волокна.Superfine staple fiber glass paper can be used as an aerosol filter.
На обечайке регенеративного патрона может быть установлен защитный пояс для защиты от воздействия на пользователя высокой температуры обечайки.A protective belt can be installed on the shell of the regenerative cartridge to protect the user from exposure to the high temperature of the shell.
Перфорированные крышки могут быть соединены между собой шпильками с упругими стяжками.Perforated lids can be connected to each other with studs with elastic bands.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.Between the distinctive features and the achieved technical result, there is the following causal relationship.
Выполнение корпуса регенеративного патрона в виде обечайки, кромки которой снабжены выступами и выполненными на обоих торцах развальцовками, в которых установлены отбортованные перфорированные крышки, установленные своими отбортовками наружу (по отношению к регенеративному продукту) и закрепленные в развальцовках подгибанием выступов обечайки, обеспечиваетThe execution of the body of the regenerative cartridge in the form of a shell, the edges of which are provided with protrusions and flares made at both ends, in which flanged perforated covers are installed, installed with their flanges outward (in relation to the regenerative product) and fixed in the flares by bending the protrusions of the shell, provides
упрощение сборки патрона, так как проведение сварочных работ требуется только на этапе подготовки сборочных единиц до снаряжения регенеративным продуктом, при этом достижение герметичности сопрягаемых деталей ведется без сварочных операций;simplification of cartridge assembly, since welding is required only at the stage of preparation of assembly units before equipping with a regenerative product, while achieving tightness of mating parts is carried out without welding operations;
снижение материалоемкости на 10-15 % за счет исключения крышки патрона со стороны дыхательного мешка и пускового устройства;reduction of material consumption by 10-15% due to the exclusion of the cartridge cover from the side of the breathing bag and the starting device;
уменьшение сопротивления дыханию на 15-25 % при использовании регенеративного патрона в составе самоспасателя за счет увеличения проходного сечения на входе в дыхательный мешок и исключения пускового устройства.decrease in breathing resistance by 15-25% when using a regenerative cartridge as part of a self-rescuer by increasing the flow area at the inlet to the breathing bag and eliminating the starting device.
Установка в одной из развальцовок решетки с отбортовкой, между которой и отбортованной перфорированной крышкой помещен аэрозольный фильтр, а также установка между отбортованными перфорированными крышками и регенеративным продуктом сеток обеспечиваетInstallation in one of the flaring grilles with a flare, between which and the flared perforated cover an aerosol filter is placed, as well as the installation between the flared perforated covers and the regenerative product of the grids provides
уменьшение сопротивления и повышение комфортности дыхания за счет применения плоского фильтра с поверхностью, равной рабочему сечению обечайки регенеративного патрона;reduction of resistance and increase in breathing comfort due to the use of a flat filter with a surface equal to the working section of the shell of the regenerative cartridge;
простоту сборки узла фильтрации и сопрягаемых деталей (обечайка, перфорированная крышка, отбортованная решетка, аэрозольный фильтр).ease of assembly of the filtration unit and mating parts (shell, perforated cover, beaded grille, aerosol filter).
Установка на внешней по отношению к регенеративному продукту поверхности развальцовок технологических заглушек, одна из которых при снаряжении изолирующего дыхательного аппарата заменяется на воздуховод, соединенный посредством трубки гофрированной с узлом изоляции органов дыхания, присоединяемый со стороны обечайки, снабженной аэрозольным фильтром, а вторая технологическая заглушка заменяется на дыхательный мешок, обеспечивает простоту сборки регенеративного патрона и соединения его с другими элементами конструкции самоспасателя.Installation of process plugs on the external surface with respect to the regenerative product, one of which, when the insulating breathing apparatus is equipped, is replaced by an air duct connected by means of a corrugated tube to the respiratory isolation unit, connected from the side of the shell equipped with an aerosol filter, and the second process plug is replaced by breathing bag, provides ease of assembly of the regenerative cartridge and its connection with other structural elements of the self-rescuer.
Выполнение отношения площади поперечного сечения обечайки регенеративного патрона, выраженной в квадратных сантиметрах, к высоте слоя регенеративного продукта, выраженной в сантиметрах, как (18…23) к 1, представляет собой оптимальную величину, при которой будет обеспечиваться достаточная скорость активизации химических реакций в регенеративном продукте и образования разогретых зон в нем, и, в то же время, постепенный рост температуры и сопротивление дыханию не будут превышать допустимые пределы. Уменьшение площади поперечного сечения обечайки при большей высоте слоя регенеративного продукта, в целях обеспечения сокращения времени активизации химических реакций, приводит к быстрому и чрезмерному по температуре разогреву регенеративного продукта с повышением температуры ГДС на вдохе и сопротивления дыханию. Увеличение же площади поперечного сечения обечайки при тонком слое регенеративного продукта приводит к низкой скорости активизации химических реакций, неравномерному распределению потока ГДС по поперечному сечению обечайки и раннему превышению объемной доли диоксида углерода во вдыхаемой ГДС установленного предела.The fulfillment of the ratio of the cross-sectional area of the shell of the regenerative cartridge, expressed in square centimeters, to the height of the layer of the regenerative product, expressed in centimeters, as (18 ... 23) to 1, is the optimal value at which a sufficient rate of activation of chemical reactions in the regenerative product will be ensured and the formation of heated zones in it, and, at the same time, the gradual increase in temperature and breathing resistance will not exceed the allowable limits. A decrease in the cross-sectional area of the shell with a higher layer height of the regenerative product, in order to reduce the time of activation of chemical reactions, leads to rapid and excessive heating of the regenerative product in terms of temperature with an increase in the temperature of the HDS during inspiration and breathing resistance. An increase in the cross-sectional area of the shell with a thin layer of the regenerative product leads to a low rate of activation of chemical reactions, an uneven distribution of the HDS flow over the cross section of the shell, and an early excess of the volume fraction of carbon dioxide in the inhaled HDS of the established limit.
То есть за пределами указанного диапазона значений отношения площади поперечного сечения обечайки регенеративного патрона, выраженной в квадратных сантиметрах, к высоте слоя регенеративного продукта, выраженной в сантиметрах, происходит неполное использование ресурса регенеративного продукта по выделению кислорода и связыванию диоксида углерода. Выбранное оптимальное соотношение позволяет обеспечить повышение эффективности работы регенеративного патрона после запуска.That is, outside the specified range of values of the ratio of the cross-sectional area of the shell of the regenerative cartridge, expressed in square centimeters, to the height of the layer of the regenerative product, expressed in centimeters, the resource of the regenerative product for oxygen evolution and carbon dioxide binding is not fully used. The selected optimal ratio makes it possible to increase the efficiency of the regenerative cartridge after launch.
Кроме того, изготовление регенеративного патрона в виде плоского «диска» позволяет улучшить эргономические свойства самоспасателя, в том числе уменьшить его габариты и упростить конструкцию посредством исключения пускового устройства, необходимость в котором исчезает вследствие обеспечения достаточной скорости активизации химических реакций в регенеративном продукте за счет описанных особенностей конструкции регенеративного патрона.In addition, the manufacture of a regenerative cartridge in the form of a flat “disk” makes it possible to improve the ergonomic properties of the self-rescuer, including reducing its dimensions and simplifying the design by eliminating the starting device, the need for which disappears due to the provision of a sufficient rate of activation of chemical reactions in the regenerative product due to the described features. regenerative cartridge design.
Использование в качестве аэрозольного фильтра стеклобумаги из супертонкого штапельного волокна обеспечивает при работе патрона надежную фильтрацию ГДС на вдохе от пыли и аэрозолей регенеративного продукта и побочных продуктов химических реакций в нем.The use of glass paper made of superfine staple fiber as an aerosol filter during the operation of the cartridge ensures reliable filtration of the HDS during inhalation from dust and aerosols of the regenerative product and by-products of chemical reactions in it.
Установка на боковой поверхности обечайки регенеративного патрона защитного пояса обеспечивает исключение термических ожогов пользователя при работе регенеративного патрона и дополнительно защищает его корпус от механических повреждений при незначительном увеличении массы регенеративного патрона.Installing a protective belt on the side surface of the shell of the regenerative cartridge ensures the exclusion of thermal burns of the user during the operation of the regenerative cartridge and additionally protects its body from mechanical damage with a slight increase in the mass of the regenerative cartridge.
Соединение перфорированных крышек между собой шпильками с упругими стяжками обеспечивает компенсацию уменьшения объема регенеративного продукта за счет смещения перфорированных крышек при истирании регенеративного продукта под действием динамических нагрузок при транспортировании регенеративного патрона или самоспасателя различными видами транспорта, что существенно снижает разрушение регенеративного продукта.The connection of the perforated covers to each other by pins with elastic ties provides compensation for the decrease in the volume of the regenerative product due to the displacement of the perforated covers when the regenerative product is abraded under the action of dynamic loads during the transportation of the regenerative cartridge or self-rescuer by various modes of transport, which significantly reduces the destruction of the regenerative product.
По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "новизна".According to the applicant's information, the totality of the essential features of the claimed utility model is not known from the prior art, which allows us to conclude that the claimed object meets the "novelty" criterion.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в производстве различных модификаций самоспасателей с получением технического результата, заключающегося в повышении эффективности и надежности, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "промышленная применимость".The set of essential features that characterize the essence of the utility model can be repeatedly used in the production of various modifications of self-rescuers to obtain a technical result that consists in increasing efficiency and reliability, which allows us to conclude that the claimed object meets the criterion of "industrial applicability".
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами:The utility model is illustrated by the following drawings:
на фиг. 1 показан общий вид самоспасателя, вид спереди;in fig. 1 shows a general view of the self-rescuer, front view;
на фиг. 2 показан общий вид самоспасателя, вид сбоку;in fig. 2 shows a general view of the self-rescuer, side view;
на фиг. 3 показана конструкция регенеративного патрона, вид сбоку;in fig. 3 shows the design of the regenerative cartridge, side view;
на фиг. 4 показана конструкция регенеративного патрона, вид А;in fig. 4 shows the design of the regenerative cartridge, view A;
на фиг. 5 показана конструкция регенеративного патрона, вид Б;in fig. 5 shows the design of the regenerative cartridge, view B;
на фиг. 6 показана выноска В, фиг. 3;in fig. 6 shows callout B, FIG. 3;
на фиг. 7 показан вариант фиг. 5 с использованием упругих стяжек; на фиг. 8 показана конструкция регенеративного патрона, вид сбоку, вариант с использованием упругих стяжек.in fig. 7 shows a variant of FIG. 5 using elastic bands; in fig. 8 shows the design of the regenerative cartridge, side view, a variant using elastic ties.
Перечень позиций, указанных на чертежахList of items indicated in the drawings
1 - обечайка;1 - shell;
2 - выступ;2 - ledge;
3 - развальцовка;3 - flaring;
4 - отбортованная перфорированная крышка;4 - flanged perforated cover;
5 - отбортованная решетка;5 - flanged grating;
6 - аэрозольный фильтр;6 - aerosol filter;
7 - регенеративный продукт;7 - regenerative product;
8 - сетка;8 - grid;
9 - заглушка технологическая;9 - technological plug;
10 - воздуховод;10 - air duct;
11 - трубка гофрированная;11 - corrugated tube;
12 - узел изоляции органов дыхания;12 - respiratory isolation unit;
13 - дыхательный мешок;13 - breathing bag;
14 - клапан избыточного давления;14 - overpressure valve;
15 - защитный пояс;15 - protective belt;
16 - упругая стяжка;16 - elastic coupler;
17 - шпилька;17 - hairpin;
18 - гайка;18 - nut;
19 - пружина сжатия.19 - compression spring.
Регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата с химически связанным кислородом содержит обечайку 1, торцевые кромки которой снабжены выступами 2 и выполненными на обоих торцах развальцовками 3, в которых размещены отбортованные перфорированные крышки 4, установленные своими отбортовками наружу (по отношению к регенеративному продукту 7) и закрепленные в развальцовках подгибанием выступов 2 обечайки, причем в одной из развальцовок установлена отбортованная решетка 5, между которой и отбортованной перфорированной крышкой 4 помещен аэрозольный фильтр 6, в качестве аэрозольного фильтра используется стеклобумага из супертонкого штапельного волокна марки БмД-Ф. Между отбортованными перфорированными крышками 4 и регенеративным продуктом 7 установлены сетки 8, на внешней поверхности развальцовок 3 установлены технологические заглушки 9, одна из которых при снаряжении изолирующего дыхательного аппарата заменяется на воздуховод 10, соединенный посредством трубки гофрированной 11 с узлом изоляции органов дыхания, присоединяемый со стороны регенеративного патрона, снабженной аэрозольным фильтром 6, а вторая заменяется на дыхательный мешок 13 с клапаном избыточного давления 14. На обечайке 1 регенеративного патрона установлен защитный пояс 15. Отбортованные перфорированные крышки 4 соединены между собой упругими стяжками 16, выполненными в виде шпилек 17, закрепленных на отбортованной перфорированной крышке 4, и гаек 18, взаимодействующих с пружинами сжатия 19 (на чертеже показаны в виде набора тарельчатых пружин).The regenerative cartridge of the insulating breathing apparatus with chemically bound oxygen contains a
Отношение площади поперечного сечения обечайки регенеративного патрона, выраженной в квадратных сантиметрах, к высоте слоя регенеративного продукта, выраженной в сантиметрах, составляет (18…23) к 1.The ratio of the cross-sectional area of the regenerative cartridge shell, expressed in square centimeters, to the height of the regenerative product layer, expressed in centimeters, is (18...23) to 1.
Регенеративный патрон работает в составе самоспасателя следующим образом.The regenerative cartridge works as part of a self-rescuer as follows.
Перед началом работы из регенеративного патрона удаляются технологические заглушки 9, вместо которых к патрону подсоединяются воздуховод 10 и дыхательный мешок 13, как показано на фиг. 2.Before starting work,
При возникновении опасной ситуации пользователь включается в самоспасатель в соответствии с инструкцией, при этом при еще не полностью надетом узле изоляции органов дыхания 12 пользователем производится 2-3 выдоха в узел изоляции органов дыхания 12 до срабатывания клапана избыточного давления 14 для первичного заполнения дыхательного мешка 13. При этом выдыхаемый воздух поступает в дыхательный мешок 13 по трубке гофрированной 11, затем через воздуховод 10, отбортованную перфорированную крышку 4, аэрозольный фильтр 6, регенеративный продукт 7 и вторую отбортованную перфорированную крышку в дыхательный мешок 13. При прохождении выдыхаемого воздуха через регенеративный патрон влага воздуха поглощается регенеративным продуктом 7, что ускоряет запуск регенеративного патрона и переход его в рабочий режим.In the event of a dangerous situation, the user is included in the self-rescuer in accordance with the instructions, while with the
После завершения установки узла изоляции органов дыхания 12 на голове пользователя самоспасатель готов к работе.After completing the installation of the
При выдохе воздух из узла изоляции органов дыхания 12 через трубку гофрированную 11 и воздуховод 10 поступает в регенеративный патрон через отбортованную перфорированную крышку 4, аэрозольный фильтр 6, регенеративный продукт 7, в котором поглощается диоксид углерода и влага, выделяется кислород в объеме, пропорциональном объему поглощенных веществ. Через отбортованную перфорированную крышку 4 на выходе из обечайки 1 ГДС поступает в дыхательный мешок 13. При вдохе обогащенная кислородом ГДС из дыхательного мешка 13 вторично поступает в регенеративный патрон и проходит через регенеративный продукт 7, где дополнительно очищается от диоксида углерода, и, проходя в обратном направлении через аэрозольный фильтр 6, воздуховод 10, трубку гофрированную 11, узел изоляции органов дыхания 12, поступает на вдох пользователя. В процессе регенерации воздуха в контуре дыхательного аппарата происходит увеличение количества ГДС, так как средний коэффициент регенерации надпероксида калия равен 1,2, т.е. кислорода регенеративный продукт выделяет по объему в среднем на 20% больше поглощенного диоксида углерода. Поэтому избыток ГДС автоматически удаляется из дыхательного мешка 13 через клапан избыточного давления (КИД) 14. Процесс поглощения диоксида углерода и влаги регенеративным продуктом 7 сопровождается выделением тепла, поэтому при работе происходит нагрев обечайки 1 регенеративного патрона и проходящей через него ГДС. Нагрев обечайки 1 купируется поясом защитным 15, а нагрев ГДС - теплообменником (не показан), который при выдохе принимает температуру выдыхаемого воздуха, а при вдохе поглощает тепло ГДС, т.е. работает в рекуперативном режиме.When exhaling, air from the
Согласно ГОСТ 12.4.292-2015 время защитного действия самоспасателя определяется при испытаниях на установке «Искусственные легкие» при легочной вентиляции 35 л/мин. При этом сопротивление вдоху/выдоху не должно превышать 980 Па, температура вдыхаемой ГДС не должна превышать 55°С, в условиях отрицательных температур в первые 6 минут работы допускается повышение объемной доли диоксида углерода во вдыхаемой ГДС до 5% (не более 3 мин), в начальный период испытаний допускается уменьшение объемной доли кислорода до 19% (не более чем на 3 мин). В процессе испытаний контролируются следующие параметры: объемная доля диоксида углерода и объемная доля кислорода во вдыхаемой ГДС, температура вдыхаемой ГДС, сопротивление дыханию. Испытания прекращаются, когда хотя бы один из указанных параметров превысит установленные стандартом значения. Следует отметить, что при полной отработке регенеративного продукта происходит резкое повышение объемной доли диоксида углерода. Соответственно, можно считать, что самоспасатель полностью исчерпал заложенный в нем ресурс, когда объемная доля диоксида углерода превысит установленный предел. Если же температура вдыхаемой ГДС или сопротивление дыханию превысят допустимые значения раньше, чем объемная доля диоксида углерода превысит установленный предел (3% по ГОСТ 12.4.292-2015), то это означает неполную отработку регенеративного продукта и, соответственно, лишний вес и размеры самоспасателя, что нарушает жесткие требования по массе самоспасателя, предъявляемые стандартом.According to GOST 12.4.292-2015, the protective action time of the self-rescuer is determined during tests on the “Artificial Lungs” installation with pulmonary ventilation of 35 l/min. At the same time, the inhalation / exhalation resistance should not exceed 980 Pa, the temperature of the inhaled GDS should not exceed 55 ° C, in conditions of negative temperatures in the first 6 minutes of operation, an increase in the volume fraction of carbon dioxide in the inhaled GDS to 5% (no more than 3 minutes) is allowed, in the initial period of testing, a decrease in the volume fraction of oxygen to 19% (no more than 3 minutes) is allowed. During the tests, the following parameters are controlled: the volume fraction of carbon dioxide and the volume fraction of oxygen in the inhaled HDS, the temperature of the inhaled HDS, and breathing resistance. Tests are terminated when at least one of the specified parameters exceeds the values established by the standard. It should be noted that with the complete development of the regenerative product, a sharp increase in the volume fraction of carbon dioxide occurs. Accordingly, it can be considered that the self-rescuer has completely exhausted its resource when the volume fraction of carbon dioxide exceeds the established limit. If the temperature of the inhaled GDS or breathing resistance exceed the permissible values before the volume fraction of carbon dioxide exceeds the established limit (3% according to GOST 12.4. which violates the strict requirements for the mass of the self-rescuer, imposed by the standard.
Пример 1Example 1
Испытания заявленного регенеративного патрона в составе изолирующего дыхательного аппарата проведены на установке «Искусственные легкие» (ГОСТ 12.4.292-2015). По результатам испытаний установлено, что регенеративный патрон без пускового устройства, содержащий 360 г регенеративного продукта, и имеющий размеры, исходя из отношения площади поперечного сечения обечайки к высоте слоя регенеративного продукта, равным 18, а именно:Tests of the declared regenerative cartridge as part of an insulating breathing apparatus were carried out at the "Artificial lungs" installation (GOST 12.4.292-2015). According to the test results, it was found that a regenerative cartridge without a starting device, containing 360 g of a regenerative product, and having dimensions based on the ratio of the cross-sectional area of the shell to the height of the regenerative product layer, equal to 18, namely:
высота патрона 5,7 см;cartridge height 5.7 cm;
высота слоя продукта 4,9 см;product layer height 4.9 cm;
диаметр 10,6 см;diameter 10.6 cm;
площадь поперечного сечения обечайки 88,20 см2,cross-sectional area of the shell 88.20 cm 2 ,
обладает следующими характеристиками. При легочной вентиляции 35 дм3/мин сопротивление дыханию на вдохе/выдохе составляет 45/50 мм вод.ст.(450/500 Па). Температура вдыхаемой ГДС составляет 48°С. Время защитного действия (ВЗД) составляет 16-18 минут.has the following characteristics. With pulmonary ventilation of 35 dm 3 /min, the breathing resistance during inhalation/exhalation is 45/50 mm of water column (450/500 Pa). The temperature of the inhaled HDS is 48°C. The protective action time (HVD) is 16-18 minutes.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что заявляемый регенеративный патрон обеспечивает полноту отработки регенеративного продукта, при этом в конце работы регенеративного патрона параметры дыхания с некоторым избытком удовлетворяют требованиям ГОСТ 12.4.292-2015. В конце ВЗД, т.е. на 15-16 минуте, сопротивление дыханию и температура вдыхаемой ГДС имеют запас относительно предельных значений указанных в ГОСТ 12.4.292-2015.These data indicate that the proposed regenerative cartridge ensures the completeness of the development of the regenerative product, while at the end of the regenerative cartridge breathing parameters with some excess meet the requirements of GOST 12.4.292-2015. At the end of the HDM, i.e. at 15-16 minutes, the breathing resistance and the temperature of the inhaled GDS have a margin relative to the limit values specified in GOST 12.4.292-2015.
Пример 2Example 2
Испытания проводились аналогично примеру 1.The tests were carried out similarly to example 1.
По результатам испытаний установлено, что регенеративный патрон без пускового устройства, содержащий 330 г регенеративного продукта, и имеющий размеры, исходя из отношения площади поперечного сечения обечайки к высоте слоя регенеративного продукта, равным 23, а именноAccording to the test results, it was found that a regenerative cartridge without a trigger, containing 330 g of regenerative product, and having dimensions based on the ratio of the cross-sectional area of the shell to the height of the regenerative product layer, equal to 23, namely
высота патрона 5,7 см;cartridge height 5.7 cm;
высота слоя продукта 3,7 см;product layer height 3.7 cm;
диаметр 10,6 см;diameter 10.6 cm;
площадь поперечного сечения обечайки 88,20 см2, обладает следующими характеристиками. При легочной вентиляции 35 дм3/мин сопротивление дыханию на вдохе/выдохе составляет 40/50 мм вод.ст. (400/500 Па). Температура вдыхаемой ГДС составляет 47°С. Время защитного действия составляет 15-16 мин.the cross-sectional area of the shell is 88.20 cm 2 and has the following characteristics. With pulmonary ventilation of 35 dm 3 /min, the breathing resistance during inhalation/exhalation is 40/50 mm of water column. (400/500 Pa). The temperature of the inhaled HDS is 47°C. The protective action time is 15-16 minutes.
Таким образом, заявленный регенеративный патрон обладает высокой технологичностью за счет упрощения конструкции и технологии сборки, а также и высокими эксплуатационными характеристиками при минимизации массогабаритных характеристик за счет снижения материалоемкости и исключения из конструкции пускового устройства.Thus, the claimed regenerative cartridge has high manufacturability due to the simplification of the design and assembly technology, as well as high performance characteristics while minimizing weight and size characteristics by reducing material consumption and eliminating the starting device from the design.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU214022U1 true RU214022U1 (en) | 2022-10-07 |
Family
ID=
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB191415476A (en) * | 1914-06-27 | 1915-02-18 | Robert Henry Davis | Improvements in Apparatus for Enabling Persons to Work in Irrespirable Atmospheres. |
| DE3700458C2 (en) * | 1987-01-09 | 1991-04-11 | Draegerwerk Ag, 2400 Luebeck, De | |
| SU1677895A1 (en) * | 1971-11-25 | 1997-07-27 | А.П. Пузыревский | Portable isolating self-rescuer |
| DE19652074C2 (en) * | 1996-12-14 | 1998-09-17 | Draegerwerk Ag | Breathing apparatus |
| DE102004002034A1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-08-11 | Bernhard Engl | Device for mixed gas supply in Kreislaufatemgeräten |
| RU2283672C1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Regenerative canister of insulating breathing apparatus |
| RU2291727C1 (en) * | 2005-05-13 | 2007-01-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Regenerative cartridge of isolating respiratory apparatus |
| RU2483767C1 (en) * | 2011-10-04 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Regenerative cartridge of isolating breathing apparatus |
| RU174068U1 (en) * | 2017-04-06 | 2017-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Навигатор-Т" | Regenerative breathing apparatus cartridge |
| RU2730905C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-08-26 | Акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" | Regenerative cartridge of rebreather |
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB191415476A (en) * | 1914-06-27 | 1915-02-18 | Robert Henry Davis | Improvements in Apparatus for Enabling Persons to Work in Irrespirable Atmospheres. |
| SU1677895A1 (en) * | 1971-11-25 | 1997-07-27 | А.П. Пузыревский | Portable isolating self-rescuer |
| DE3700458C2 (en) * | 1987-01-09 | 1991-04-11 | Draegerwerk Ag, 2400 Luebeck, De | |
| DE19652074C2 (en) * | 1996-12-14 | 1998-09-17 | Draegerwerk Ag | Breathing apparatus |
| DE102004002034A1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-08-11 | Bernhard Engl | Device for mixed gas supply in Kreislaufatemgeräten |
| RU2283672C1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Regenerative canister of insulating breathing apparatus |
| RU2291727C1 (en) * | 2005-05-13 | 2007-01-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Regenerative cartridge of isolating respiratory apparatus |
| RU2483767C1 (en) * | 2011-10-04 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Regenerative cartridge of isolating breathing apparatus |
| RU174068U1 (en) * | 2017-04-06 | 2017-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Навигатор-Т" | Regenerative breathing apparatus cartridge |
| RU2730905C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-08-26 | Акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" | Regenerative cartridge of rebreather |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20080176200A1 (en) | Breathing Apparatus Simulator | |
| US4325364A (en) | Training breathing apparatus | |
| US5038768A (en) | Carbon monoxide conversion device | |
| JP2013506505A (en) | Emergency breathing equipment | |
| GB2133698A (en) | Regenerative canister for a self-contained oxygen-breathing apparatus on chemically fixed oxygen | |
| Pritchard | A guide to industrial respiratory protection | |
| JPH0545316Y2 (en) | ||
| RU214022U1 (en) | REGENERATIVE BREATHING APPARATUS CARTRIDGE | |
| CN204502181U (en) | A kind of mine fire escape respiration filtering device | |
| Spelce et al. | History of US Respirator Approval (Continued)-Gas masks, Supplied-air respirators, and Chemical cartridge respirators | |
| US8100696B2 (en) | Self-rescuer training device | |
| RU174068U1 (en) | Regenerative breathing apparatus cartridge | |
| Bahadori | Personnel protection and safety equipment for the oil and gas industries | |
| RU2568572C1 (en) | Self-contained breathing apparatus | |
| CN205698948U (en) | Almightiness type breather for fire fighting | |
| RU65388U1 (en) | MASK FOR PROTECTING THE HUMAN RESPIRATORY BODIES FROM THE COLD | |
| RU2463093C1 (en) | Apparatus for respiratory protection of person | |
| CN210096719U (en) | A strain poison box for preventing respiratory track thermal burn | |
| CN206518786U (en) | A kind of Backpack type is from oxygenrespirator | |
| RU95525U1 (en) | REGENERATIVE CARTRIDGE OF INSULATING RESPIRATORY APPARATUS | |
| RU2381043C1 (en) | Respiratory system protection device | |
| CN207055748U (en) | A kind of student uses rescue breathing equipment | |
| RU51509U1 (en) | REFRIGERATOR FOR INDIVIDUAL PROTECTION OF RESPIRATORY BODIES | |
| KR102575919B1 (en) | Fire through set for fire escape | |
| RU2171124C1 (en) | Filtering portable self-rescuer |