RU2516017C1 - Air regeneration system - Google Patents

Air regeneration system Download PDF

Info

Publication number
RU2516017C1
RU2516017C1 RU2012154543/12A RU2012154543A RU2516017C1 RU 2516017 C1 RU2516017 C1 RU 2516017C1 RU 2012154543/12 A RU2012154543/12 A RU 2012154543/12A RU 2012154543 A RU2012154543 A RU 2012154543A RU 2516017 C1 RU2516017 C1 RU 2516017C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
regeneration system
absorption cartridge
lithium
briquette
mass
Prior art date
Application number
RU2012154543/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Федорович Копытов
Сергей Владимирович Гудков
Сергей Борисович Путин
Юрий Анатольевич Ферапонтов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") filed Critical Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита")
Priority to RU2012154543/12A priority Critical patent/RU2516017C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516017C1 publication Critical patent/RU2516017C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

FIELD: ventilation.
SUBSTANCE: air regeneration system comprises the absorption cartridge which is provided with absorber of carbon dioxide, and the oxygen cylinder. The absorption cartridge is provided with briquette of lithium peroxide or oxide. Moreover, the absorption cartridge is made using lithium hydroxide solution and the gas-vapour phase.
EFFECT: device enables to reduce significantly the mass and dimensions parameters of the regeneration system.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам регенерации воздуха в непригодной для дыхания атмосфере, закрытых помещениях, и может быть использовано, например, в респираторах горноспасателей.The invention relates to air regeneration devices in an atmosphere unsuitable for breathing, in enclosed spaces, and can be used, for example, in rescue respirators.

Основная проблема для систем регенерации воздуха состоит в требовании минимальной массы (респираторы для горноспасателей) и минимального объема (закрытые помещения).The main problem for air regeneration systems is the requirement of a minimum mass (respirators for mine rescuers) and a minimum volume (enclosed spaces).

Известен регенеративный респиратор Р-30 для горноспасателей (Диденко Н.С., Регенеративные респираторы для горноспасательных работ, М, «Недра», 1984 г., с.156, Респиратор Р-30). Респиратор включает патрон с поглотителем углекислого газа на основе гидроокиси кальция (продукт ХПИ) и баллон с кислородом. Поглотитель работает по механизму хемосорбции в твердой фазе.Known regenerative respirator R-30 for mine rescuers (Didenko NS, Regenerative respirators for mine rescue, M, "Nedra", 1984, p.156, Respirator R-30). The respirator includes a cartridge with a carbon dioxide absorber based on calcium hydroxide (a KhPI product) and an oxygen cylinder. The absorber works by the mechanism of chemisorption in the solid phase.

Основным достоинством устройства является относительная простота его схемы.The main advantage of the device is the relative simplicity of its circuit.

Однако респиратор имеет большую массу, связанную с большой массой и объемом расходуемых продуктов.However, the respirator has a large mass associated with the large mass and volume of consumable products.

Задачей изобретения является снижение массы расходуемых продуктов в системе регенерации.The objective of the invention is to reduce the mass of consumable products in the regeneration system.

Поставленная задача решается с помощью системы, содержащей поглотительный патрон, снаряженный брикетом перекиси или окиси лития. Кроме того, поглотительный патрон выполнен с использованием раствора гидроокиси лития и парогазовой фазы.The problem is solved using a system containing an absorbing cartridge equipped with a briquette of peroxide or lithium oxide. In addition, the absorption cartridge is made using a solution of lithium hydroxide and a vapor-gas phase.

Сущность изобретения заключается в следующем. Поглотительный патрон содержит брикет перекиси или окиси лития. Следовательно, потенциальные возможности поглотительного патрона в отношении углекислого газа резко возрастают. Дополнительно перекись лития выделяет часть необходимого для дыхания кислорода. Однако, принимая во внимание низкую активность перекиси или окиси лития, поглотительный патрон выполнен с включением в его объем раствора гидроокиси лития и активного участия в процессе хемосорбции парогазовой фазы.The invention consists in the following. The absorption cartridge contains a briquette of peroxide or lithium oxide. Consequently, the potential of an absorption cartridge for carbon dioxide increases dramatically. Additionally, lithium peroxide releases a portion of the oxygen necessary for respiration. However, taking into account the low activity of peroxide or lithium oxide, the absorption cartridge is made with the inclusion in its volume of a solution of lithium hydroxide and active participation in the process of chemisorption of the vapor-gas phase.

В этой особенности устройства (его отличительный признак) заключается сущность изобретения. Главное, такой устройство позволяет использовать в качестве поглотителя перекись или окись лития и, таким образом, значительно снизить массогабаритные показатели системы регенерации.This feature of the device (its distinguishing feature) is the essence of the invention. The main thing is that such a device makes it possible to use lithium peroxide or oxide as an absorber and, thus, significantly reduce the overall dimensions of the regeneration system.

Общая схема системы регенерации воздуха показана на чертеже (фиг.1).The general scheme of the air regeneration system is shown in the drawing (Fig. 1).

Брикет 1 перекиси лития находится в поглотительном патроне 2. Поглотительный патрон 2 соединен с вводом 3 выдыхаемой дыхательной смеси, выводом дыхательной смеси 4 и сливом конденсата 5. Дыхательный мешок 6 кроме ввода 4 имеет вывод для слива конденсата и вывод 7 дыхательной смеси. На линии вдоха расположены газовый холодильник 8 и ввод подпитывающего кислорода из баллона 9. Линии вдоха и выдоха соединены с лицевой частью 10 через клапан 11.The lithium peroxide briquette 1 is located in the absorption cartridge 2. The absorption cartridge 2 is connected to the inlet 3 of the exhaled breathing mixture, the outlet of the respiratory mixture 4 and the condensate drain 5. In addition to the input 4, the breathing bag 6 has an outlet for draining the condensate and a conclusion 7 of the respiratory mixture. On the inspiratory line there is a gas cooler 8 and the introduction of recharge oxygen from the cylinder 9. The inspiratory and expiratory lines are connected to the front part 10 through the valve 11.

Устройство регенерации воздуха (модель респиратора) в общем работает следующим образом. При выдохе дыхательная смесь через ввод 3 направляется в поглотительный патрон 2, где с помощью брикета 1 очищается от углекислого газа и с парами воды подается в дыхательный мешок 6. Теплоотдающая поверхность дыхательного мешка достаточна для сброса тепла конденсации во внешнюю среду и сконденсированная жидкость автоматически сливается обратно в поглотительный патрон. Из мешка на вдох поступает только газовоздушная смесь, которая затем охлаждается в холодильнике 8, насыщается недостающим объемом кислорода (из баллона 9) и подается на дыхание потребителю.The air regeneration device (respirator model) generally works as follows. When exhaling, the breathing mixture through the inlet 3 is sent to the absorption cartridge 2, where it is cleaned of carbon dioxide with the help of briquette 1 and is supplied to the breathing bag with water vapor 6. The heat-releasing surface of the breathing bag is sufficient to discharge the heat of condensation into the external environment and the condensed liquid is automatically drained back in the absorption cartridge. From the bag, only the air-gas mixture comes in for inhalation, which is then cooled in the refrigerator 8, saturated with the missing volume of oxygen (from cylinder 9) and supplied to the consumer for breathing.

Суть заключена в работе поглотительного патрона, схема которого показана на чертежах (фиг.2 и 3). На чертеже (фиг.2) показано исходное положение (к моменту начала работы) поглотительного патрона. На чертеже (фиг.3) показано рабочее положение.The essence lies in the work of the absorption cartridge, a diagram of which is shown in the drawings (figure 2 and 3). In the drawing (figure 2) shows the initial position (at the time of the start of work) of the absorption cartridge. In the drawing (figure 3) shows the working position.

Брикет 1 перекиси лития размещен в верхней гофрированной емкости 2 на решетке 3. С помощью кольца уплотнения 4 большая часть брикета отделена от зоны реакции 5. В нижней гофрированной емкости 6 находится раствор 7 гидроокиси лития и осадок 8 карбоната лития. Направление потока дыхательной смеси указано стрелками 9. Общая высота патрона ограничена ограничителем 10.The briquette 1 of lithium peroxide is placed in the upper corrugated container 2 on the grate 3. Using the sealing ring 4, most of the briquette is separated from the reaction zone 5. In the lower corrugated container 6 is a solution 7 of lithium hydroxide and a precipitate 8 of lithium carbonate. The direction of flow of the respiratory mixture is indicated by arrows 9. The total height of the cartridge is limited by a limiter 10.

При подготовке аппарата к работе в емкость 6 предварительно заливают фиксированное количество воды (100-200 г). Прямого контакта продукта и воды нет. Для запуска в работу встряхиванием патрона нижняя часть брикета смачивается. При выдохе углекислый газ дыхательной смеси реагирует с образовавшейся пленкой щелочного раствора с образованием карбоната лития, кислорода и тепла. Достаточно быстро (1-2 мин.) щелочной раствор на поверхности брикета разогревается до температуры 85-100°С и образовавшийся водяной пар вместе с газом подается в дыхательный мешок. Ожиженная часть продукта и нерастворимый карбонат лития под действием силы тяжести попадают в воду и образуют раствор гидроокиси лития. Далее этот уже разогретый раствор вместе с поверхностью брикета работает как хемосорбент. При высокой температуре (85-100°С) в зоне реакции кинетика процесса достаточно высока. Внешняя (рабочая) поверхность части брикета всегда остается достаточно чистой от осадка, так как карбонат лития фактически не растворим и оседает на дно.When preparing the apparatus for operation, a fixed amount of water (100-200 g) is preliminarily poured into the container 6. There is no direct contact between the product and water. To start the work by shaking the cartridge, the lower part of the briquette is wetted. Upon exhalation, the carbon dioxide of the respiratory mixture reacts with the resulting film of an alkaline solution with the formation of lithium carbonate, oxygen and heat. Quite quickly (1-2 min.), The alkaline solution on the surface of the briquette is heated to a temperature of 85-100 ° C and the resulting water vapor together with the gas is fed into the breathing bag. The fluidized part of the product and insoluble lithium carbonate under the influence of gravity fall into the water and form a solution of lithium hydroxide. Further, this already heated solution, together with the surface of the briquette, works as a chemisorbent. At a high temperature (85-100 ° C) in the reaction zone, the kinetics of the process is quite high. The outer (working) surface of the briquette part always remains sufficiently clean of sediment, since lithium carbonate is practically insoluble and settles to the bottom.

Стационарный процесс регенерации достаточно устойчив, так как, с одной стороны, его тепловыделение ограничено режимом дыхания, а, с другой стороны, его теплосброс определяется величиной теплоотдающей поверхности дыхательного мешка (не менее 0,14 м2). В процессе работы количество воды в нижней гофрированной емкости увеличивается из-за поступления выдыхаемой влаги.The stationary regeneration process is quite stable, since, on the one hand, its heat release is limited by the breathing mode, and, on the other hand, its heat loss is determined by the value of the heat-transfer surface of the respiratory bag (not less than 0.14 m 2 ). During operation, the amount of water in the lower corrugated container increases due to the influx of exhaled moisture.

Например, для респиратора горноспасателей, если исходная масса брикета (необходимая для работы в течение 4-5 ч) составляет 600 г плюс 150 г воды, то масса конечных продуктов составляет 1500 г. Из них масса воды составляет примерно 500 г, а масса осадка карбоната лития - 1000 г. Объем остатка примерно 1200 см3.For example, for a rescue respirator respirator, if the initial briquette mass (necessary for working for 4-5 hours) is 600 g plus 150 g of water, then the mass of the final products is 1500 g. Of these, the mass of water is approximately 500 g, and the mass of carbonate sediment lithium - 1000 g. The volume of the residue is approximately 1200 cm 3 .

Общие преимущества способа для респиратора горноспасателей, работающего согласно схеме (фиг.1), приведены в таблице 1.The general advantages of the method for a rescue respirator working according to the scheme (Fig. 1) are shown in table 1.

Показатель массыMass indicator Вариант респиратора с перекисью литияVariant of a lithium peroxide respirator Вариант респиратора с окисью литияVariant of a lithium oxide respirator Респиратор Р-30Respirator R-30 Требуемая масса хемосорбента, кгThe required mass of chemisorbent, kg 0,750.75 0,540.54 2,15 (продукт ХПИ на основе гидроокиси кальция)2.15 (KhPI product based on calcium hydroxide) Масса патрона с хемосорбентом, кгThe mass of the cartridge with chemisorbent, kg 1,151.15 0,940.94 2,852.85 Требуемая масса баллона с кислородом, кгRequired mass of oxygen cylinder, kg 0,910.91 1,571,57 1,57 (с учетом облегченного баллона)1.57 (including lightweight container) Итого, масса продуктов, кгTotal weight of products, kg 2,062.06 2,512,51 4,424.42 Расчетная масса респиратора, кгThe estimated mass of the respirator, kg 7,57.5 8,48.4 11,011.0

Вывод. Снижение массы респиратора на 2,6-3,5 кг, крайне важное для горноспасателей, следует признать существенным.Output. The decrease in the mass of the respirator by 2.6-3.5 kg, which is extremely important for mountain rescuers, should be considered significant.

Для коллективных средств защиты (КСЗ) доминирующим показателем является занимаемый объем (габариты). Воду реакции можно не учитывать, так как в процессе хранения ее нет.For collective protective equipment (KSZ), the dominant indicator is the volume occupied (dimensions). The reaction water can be ignored, since it is not present during storage.

Claims (2)

1. Система регенерации воздуха, содержащая поглотительный патрон, снаряженный поглотителем углекислого газа, и баллон с кислородом, отличающаяся тем, что она содержит поглотительный патрон, снаряженный брикетом перекиси или окиси лития.1. An air regeneration system comprising an absorption cartridge equipped with a carbon dioxide absorber and an oxygen cylinder, characterized in that it contains an absorption cartridge equipped with a briquette of peroxide or lithium oxide. 2. Система регенерации воздуха по п.1, отличающаяся тем, что поглотительный патрон выполнен с использованием раствора гидроокиси лития и парогазовой фазы. 2. The air regeneration system according to claim 1, characterized in that the absorption cartridge is made using a solution of lithium hydroxide and a gas-vapor phase.
RU2012154543/12A 2012-12-14 2012-12-14 Air regeneration system RU2516017C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012154543/12A RU2516017C1 (en) 2012-12-14 2012-12-14 Air regeneration system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012154543/12A RU2516017C1 (en) 2012-12-14 2012-12-14 Air regeneration system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2516017C1 true RU2516017C1 (en) 2014-05-20

Family

ID=50778873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012154543/12A RU2516017C1 (en) 2012-12-14 2012-12-14 Air regeneration system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516017C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2209647C2 (en) * 2001-04-09 2003-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" Regeneration product
US20060280658A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Mel Blum Hand-held potassium super oxide oxygen generating apparatus
RU64076U1 (en) * 2007-02-21 2007-06-27 Виктор Васильевич Аникеев UNIVERSAL INSULATING RESPIRATORY DEVICE ON COMPRESSED OXYGEN

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2209647C2 (en) * 2001-04-09 2003-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" Regeneration product
US20060280658A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Mel Blum Hand-held potassium super oxide oxygen generating apparatus
RU64076U1 (en) * 2007-02-21 2007-06-27 Виктор Васильевич Аникеев UNIVERSAL INSULATING RESPIRATORY DEVICE ON COMPRESSED OXYGEN

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10149990B2 (en) Portable, light-weight oxygen-generating breathing apparatus
JPH02257966A (en) Aspirator for supplying suction gas to user
CN102671318B (en) Chemical oxygen-making respirator for normal temperature phase change material refrigeration
CN108042942A (en) A kind of new oxygen-producing respirator
US20060280658A1 (en) Hand-held potassium super oxide oxygen generating apparatus
CN103301584A (en) Chemical oxygen self-rescuer with diversion enhancement heat-transfer and cooling performances
CN111053981A (en) Self-oxygen-generating respirator
CN205814901U (en) A kind of Self-saving breather of chemical oxygen
CN105194815B (en) Portable oxygen-uptaking device
CN202052221U (en) High-capacity chemical oxygen preparing and supplying device for mine rescue
CN206483005U (en) A kind of Novel firefighting filtering type self-saving respirator
US8919340B2 (en) Hand-held potassium super oxide oxygen generating apparatus
CN203425395U (en) Isolated type compressed oxygen self-rescuer
RU2516017C1 (en) Air regeneration system
US11383109B2 (en) Portable system for the production of oxygen
CN2778323Y (en) Chemical oxygen inhalation apparatus for forest fire fighter
CN106178306A (en) A kind of polyoxy candle oxygen supply automatically control respiratory organ
KR20200027390A (en) Survival system for fire emergency evacuation
CN2933464Y (en) Positive pressure oxygen respirator
CN206675798U (en) A kind of oxygen cycle ventilator mask
CN202554768U (en) Refrigerant chemical oxygen respirator of room temperature phase-change material
CN204684483U (en) Integrated air breathes station assembly
CN103832979B (en) A kind of mining emergency hedge system self-contained type chemistry oxygen supply refining plant
CN211962829U (en) Self-oxygen-generating respirator
CN209154926U (en) A kind of comfort type saving oneself respirator that filter effect is good

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161215