RU2166339C2

RU2166339C2 - Isolating breathing apparatus

Info

Publication number: RU2166339C2
Application number: RU99110806/12A
Authority: RU
Inventors: нов А.Г. Бу; А.Г. Буянов; С.В. Гудков; А.А. Кримштейн; Б.В. Путин; Б.К. Рупасов
Original assignee: Тамбовский научно-исследовательский химический институт
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2001-05-10

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has facial part, reservoirs for inhalation and exhalation, oxygen generator, absorption cartridge and ejector. Oxygen generator is mounted in the absorption cartridge casing set in direct contact with carbon dioxide absorber. The cartridge casing has gas impermeable membrane mounted in the cartridge inlet cavity. Oxygen generator head part is placed inside the cartridge inlet cavity before the absorber when moving with the mixture flow. EFFECT: enhanced effectiveness in heating carbon dioxide absorber. 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, предназначенным для использования в аварийных ситуациях или при работе в не пригодной для дыхания атмосфере. The invention relates to chemically bound oxygen insulating breathing apparatus for use in emergency situations or when working in an atmosphere not suitable for breathing.

Известен изолирующий дыхательный аппарат, предназначенный для использования в аварийной ситуации (патент США 4154234, НКИ 128/142, опубл. 15.05.79, патент США 4164218, НКИ 128/142.7, опубл. 14.08.79). Аппарат содержит лицевую часть (мундштук) с клапанами вдоха и выдоха, узел регенерации воздуха, представляющий собой генератор кислорода с твердым источником кислорода и патрон с поглотителем диоксида углерода, и дыхательный мешок, разделенный на две части, одна из которых является мешком вдоха, а другая - мешком выдоха. Выход мешка выдоха соединен с выходом генератора кислорода и входом поглотительного патрона. Вход мешка вдоха соединен с выходом поглотительного патрона. При работе аппарата кислород из генератора поступает в мешок выдоха, где смешивается с газом, выдыхаемым потребителем. Смесь газов из мешка проходит через поглотительный патрон и поступает в мешок и из него на вдох потребителя. Аппарат может быть снабжен колпаком. Конструктивное выполнение аппарата позволяет снизить температуру вдыхаемого воздуха, так как выходящий из генератора кислород, имеющий высокую температуру, при прохождении в мешок выдоха, затем в поглотительный патрон и мешок вдоха, теряет значительную часть своего тепла. Known insulating breathing apparatus intended for use in an emergency (US patent 4154234, NKI 128/142, publ. 15.05.79, US patent 4164218, NKI 128 / 142.7, publ. 14.08.79). The apparatus contains a front part (mouthpiece) with inhalation and exhalation valves, an air regeneration unit, which is an oxygen generator with a solid oxygen source and a cartridge with a carbon dioxide absorber, and a breathing bag divided into two parts, one of which is an inhalation bag, and the other - bag of exhalation. The outlet of the exhalation bag is connected to the outlet of the oxygen generator and the input of the absorption cartridge. The inlet of the inspiratory bag is connected to the outlet of the absorption cartridge. During the operation of the apparatus, oxygen from the generator enters the exhalation bag, where it is mixed with gas exhaled by the consumer. The mixture of gases from the bag passes through the absorption cartridge and enters the bag and out of it to the consumer’s breath. The device can be equipped with a cap. The design of the apparatus allows to reduce the temperature of the inhaled air, since the oxygen leaving the generator, which has a high temperature, loses a significant part of its heat when it passes into the exhalation bag, then into the absorption cartridge and the inspiration bag.

Однако такой аппарат характеризуется высоким сопротивлением дыханию, так как потребителю приходится усилием собственных легких обеспечивать вентиляцию в дыхательном контуре аппарата, преодолевая при этом сопротивление клапанов, поглотительного патрона и других элементов дыхательного контура. Кроме того, данный аппарат может эксплуатироваться только в диапазоне положительных температур, поскольку поглотитель диоксида углерода не обладает достаточной динамической активностью при отрицательных температурах, а тепла, передаваемого от потока кислорода выходящего из генератора, недостаточно для разогрева поглотителя. However, such an apparatus is characterized by high resistance to breathing, since the consumer has to use his own lungs to provide ventilation in the respiratory circuit of the apparatus, overcoming the resistance of valves, an absorbing cartridge and other elements of the respiratory circuit. In addition, this device can only be operated in the range of positive temperatures, since the carbon dioxide absorber does not have sufficient dynamic activity at negative temperatures, and the heat transferred from the oxygen stream leaving the generator is not enough to heat the absorber.

Известен изолирующий дыхательный аппарат (патент США 4879996, НКИ 128-202.26, опубл. 14.11.89), в котором для снижения сопротивления дыханию используется эжектор, с помощью которого выдыхаемый потребителем газ пропускается через поглотительный патрон. Аппарат содержит лицевую часть с клапанами вдоха и выдоха, генератор кислорода, поглотительный патрон и эжектор, прокачивающий выдыхаемый газ через патрон. Дыхательный мешок аппарата разделен на две связанные между собой клапанами емкости - емкость вдоха и емкость выдоха. Связь между емкостями вдоха и выдоха обеспечивает поступление выдыхаемого газа в емкость вдоха при относительно высоких скоростях дыхания, минуя поглотительный патрон, или поступление газа из емкости вдоха в емкость выдоха при относительно малых скоростях дыхания. Таким образом происходит выравнивание давления газа в системе. Этот аппарат выбран за ближайший аналог. Known insulating breathing apparatus (US patent 4879996, NKI 128-202.26, publ. 14.11.89), in which to reduce the resistance to breathing using an ejector, with which the gas exhaled by the consumer is passed through an absorption cartridge. The apparatus contains a front part with inspiratory and expiratory valves, an oxygen generator, an absorption cartridge and an ejector pumping exhaled gas through the cartridge. The respiratory bag of the device is divided into two containers connected by valves - the inspiratory capacity and the exhalation capacity. The relationship between the inspiratory and expiratory capacities ensures that exhaled gas enters the inspiratory reservoir at relatively high respiration rates, bypassing the absorption cartridge, or gas from the inspiratory reservoir into the expiratory reservoir at relatively low respiration rates. Thus, the gas pressure in the system is balanced. This unit is selected for the closest analogue.

Однако такой аппарат не может быть использован при отрицательных температурах окружающей среды, поскольку поглотитель диоксида углерода в поглотительном патроне при низких температурах не обладает достаточной динамической активностью, что приводит к повышению концентрации диоксида углерода в дыхательном контуре аппарата и, соответственно, уменьшению времени защитного действия аппарата. Конструктивное выполнение аппарата не обеспечивает возможность передачи тепла от генератора к поглотительному патрону. However, such an apparatus cannot be used at negative ambient temperatures, since the carbon dioxide absorber in the absorption cartridge at low temperatures does not have sufficient dynamic activity, which leads to an increase in the concentration of carbon dioxide in the respiratory circuit of the apparatus and, accordingly, a decrease in the time of the protective action of the apparatus. The structural design of the apparatus does not provide the ability to transfer heat from the generator to the absorption cartridge.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик изолирующего дыхательного аппарата за счет расширения температурного диапазона эксплуатации. The objective of the invention is to improve the operational characteristics of an insulating breathing apparatus by expanding the temperature range of operation.

Задача решается предлагаемым изобретением, согласно которому в изолирующем дыхательном аппарате, содержащем лицевую часть, емкости вдоха и выдоха, генератор кислорода, поглотительной патрон и эжектор, генератор кислорода установлен в корпусе поглотительного патрона в непосредственном контакте с поглотителем диоксида углерода, корпус патрона снабжен газонепроницаемой перегородкой, установленной во входной полости патрона, а головная часть генератора кислорода размещена во входной полости патрона перед поглотителем по ходу газовой смеси. The problem is solved by the invention, according to which in an insulating breathing apparatus containing a front part, inspiratory and expiratory containers, an oxygen generator, an absorption cartridge and an ejector, an oxygen generator is installed in the absorption cartridge body in direct contact with the carbon dioxide absorber, the cartridge case is equipped with a gas-tight partition, installed in the input cavity of the cartridge, and the head of the oxygen generator is located in the input cavity of the cartridge in front of the absorber along the gas Mesi.

Такое конструктивное выполнение аппарата обеспечивает достаточный разогрев поглотителя диоксида углерода за счет улучшения условий теплообмена между генератором кислорода, поглотителем диоксида углерода и потоком воздуха. Such a structural embodiment of the apparatus provides sufficient heating of the carbon dioxide absorber by improving the heat exchange conditions between the oxygen generator, the carbon dioxide absorber and the air stream.

Изобретение поясняется чертежом, где:
фиг. 1 - общий вид аппарата; фиг.2 - блок регенерации воздуха; фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.The invention is illustrated in the drawing, where:
FIG. 1 - general view of the apparatus; figure 2 - block air regeneration; figure 3 - section aa in figure 2.

Изолирующий дыхательный аппарат содержит лицевую часть 1, соединенную патрубками вдоха 2 и выдоха 3 с емкостью вдоха 4 и емкостью выдоха 5. Емкость выдоха 5 соединена воздуховодом 6 с корпусом поглотительного патрона 7 (фиг. 2), в котором в непосредственном контакте с поглотителем диоксида углерода 8 установлен генератор кислорода 9, снабженный пусковым устройством 10. На крышке корпуса 7 установлен соединенный с емкостью вдоха 4 эжектор 11. Во входной полости 14 корпуса поглотительного патрона 7, связанной воздуховодом 6 с емкостью выдоха 5, установлена газонепроницаемая перегородка 12, перекрывающая фронтальную часть поглотителя диоксида углерода 8. По периметру перегородка 12 прилегает к корпусу поглотительного патрона 7 и корпусу генератора кислорода 9, при этом под перегородкой 12 и между головной частью 15 генератора кислорода 9 и корпусом 7 образуется полость 13, связанная с воздуховодом 6. The insulating breathing apparatus contains a front part 1 connected by inspiration 2 and expiration 3 nozzles with an inspiratory capacity 4 and an exhalation capacity 5. The exhalation capacity 5 is connected by an air duct 6 to the housing of the absorption cartridge 7 (Fig. 2), in which it is in direct contact with the carbon dioxide absorber 8, an oxygen generator 9 is installed, equipped with a starting device 10. On the cover of the housing 7, an ejector 11 is connected to the inspiratory capacity 4. In the input cavity 14 of the housing of the absorption cartridge 7 connected by the air duct 6 to the exhalation capacity 5, A gas-tight partition 12 overlapping the front of the carbon dioxide absorber 8 is provided. The perimeter of the partition 12 is adjacent to the body of the absorption cartridge 7 and the body of the oxygen generator 9, while a cavity 13 is formed under the partition 12 and between the head part 15 of the oxygen generator 9 and the body 7. with duct 6.

Аппарат работает следующим образом. С помощью пускового устройства 10 запускают генератор кислорода 9, который выделяет необходимое для дыхания и эжектирования газовой смеси через дыхательный контур аппарата и поглотитель диоксида углерода 8 количество кислорода. Эжектор 11 создает принудительный поток в дыхательном контуре и протягивает выдыхаемый воздух через поглотитель диоксида углерода 8. Очищенный от диоксида углерода воздух поступает в емкость 4, куда поступает также кислород из генератора 9. Из емкости вдоха 4 газовая смесь поступает в лицевую часть 1. Выдыхаемый воздух из лицевой части 1 поступает в емкость выдоха 5, откуда по воздуховоду 6 направляется в полость 13, поскольку перегородка 12 препятствует прохождению выдыхаемого воздуха напрямую к поглотителю диоксида углерода 8. В полости 13 воздух обтекает головную часть 15 генератора кислорода 9 и нагревается, поскольку в этой части генератора после его запуска в течение нескольких секунд развивается высокая температура. Нагретый воздух поступает в поглотитель 8. Последний разогревается, что способствует его эффективной работе при низких температурах окружающей среды. Тепло, излучаемое генератором кислорода 9 в процессе его работы, передается поглотителю диоксида углерода 8, поскольку последний находится в непосредственном контакте с генератором. Поэтому в процессе работы температура поглотителя поддерживается достаточной для его эффективной работы. The device operates as follows. Using the starting device 10, an oxygen generator 9 is started, which releases the amount of oxygen necessary for breathing and ejecting the gas mixture through the breathing circuit of the apparatus and the carbon dioxide absorber 8. The ejector 11 creates a forced flow in the breathing circuit and draws exhaled air through the carbon dioxide absorber 8. The air purified from carbon dioxide enters the tank 4, where oxygen also comes from the generator 9. From the inspiration tank 4, the gas mixture enters the front part 1. Exhaled air from the front part 1 enters the exhalation tank 5, from where it goes through the duct 6 to the cavity 13, since the partition 12 prevents the passage of exhaled air directly to the carbon dioxide absorber 8. In the cavity 13 yx head portion 15 flows around the oxygen generator 9 and is heated, because this part of the generator after starting the heat develops within a few seconds. Heated air enters the absorber 8. The latter is heated, which contributes to its effective operation at low ambient temperatures. The heat radiated by the oxygen generator 9 during its operation is transferred to the carbon dioxide absorber 8, since the latter is in direct contact with the generator. Therefore, during operation, the temperature of the absorber is maintained sufficient for its effective operation.

Испытания аппарата проводится на установке "Искусственные легкие". Результаты испытаний представлены в таблице. Tests of the device are carried out on the installation "Artificial Lungs". The test results are presented in the table.

Claims

An insulating breathing apparatus containing a front part, inspiratory and expiratory containers, an oxygen generator, an absorption cartridge and an ejector, characterized in that the oxygen generator is installed in the housing of the absorption cartridge in direct contact with the carbon absorber, the cartridge case is equipped with a gas-tight partition installed in the entrance cavity of the cartridge and the head of the oxygen generator is located in the input cavity of the cartridge in front of the absorber along the mixture.