SU1119197A1 - Respirator - Google Patents

Respirator Download PDF

Info

Publication number
SU1119197A1
SU1119197A1 SU813410202A SU3410202A SU1119197A1 SU 1119197 A1 SU1119197 A1 SU 1119197A1 SU 813410202 A SU813410202 A SU 813410202A SU 3410202 A SU3410202 A SU 3410202A SU 1119197 A1 SU1119197 A1 SU 1119197A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
breathing
filter
respirator
bag
elastic bag
Prior art date
Application number
SU813410202A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.Д. Воробьев
Original Assignee
Объединенный Институт Ядерных Исследований
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 Объединенный Институт Ядерных Исследований filed Critical Объединенный Институт Ядерных Исследований
Priority to SU813410202A priority Critical patent/SU1119197A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1119197A1 publication Critical patent/SU1119197A1/en

Links

Landscapes

  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

1. РЕСПИРАТОР, содержащий лицевую часть с клапанами вдоха и выдоха, дыхательные пшанги и патрон с установленным в нем фильтром, о т ли чающийс  тем, что, с целью увеличени  времени защитного действи , снижени  сопротивлени  дыханию, а также обеспечени  работы в атмосфере с повышенной влажностью, фильтр выполнен в виде эластичного мешка из газопроницаемой полимерной мембраны, наиболее удаленные друг от друга области внутреннего пространства -которого сообщены дыхательными шлангами с клапанами вдоха и выдоха, образу  замкнутый циркул ционный контур. 2. Респиратор по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с   тем, что эластичный мешок выполнен из пористой полиэтилентерефталатной или поликарбонатной пленки. (Л1. RESPIRATOR, containing the front part with inhalation and exhalation valves, breathing pshangi and cartridge with a filter installed in it, which is due to the fact that, in order to increase the time of protective action, reduce breathing resistance, and ensure work in an atmosphere with moisture, the filter is made in the form of an elastic bag from a gas-permeable polymer membrane, the most remote from each other areas of the internal space - which are communicated by breathing hoses with inhalation and exhalation valves, forming a closed circus l insulating circuit. 2. A respirator according to claim 1, in which the elastic bag is made of a porous polyethylene terephthalate or polycarbonate film. (L

Description

Изобретение относитс  к средствам индивидуальной защиты органов дыхани  человека от радиактивныхаэрозолей различной пыли,микроорганизмов и т.д. Респиратор может использоватьс  .в горнорудной и угледобывающей проIмыщленност х ,биохимическом производстве , медицине, предпри ти х порошковой металлургии, цементном производстве , атомной промышленности, а также на других производствах, на которых возникает необходимость защиты органов дыхани  людей, работающих в атмосфере с предельно высокой концентрацией вредных аэрозолей, в том числе и биологического происхождени  , особенно в услови х высокой влажности и пониженной температуры Целью изобретени   вл етс  увеличение времени защитного действи , снижение сопротивлени  дыханию, а также обеспечение работы в атмосфере с повышенной влажностью. На чертеже представлено схематичес кое изображениеконструкции респирато Конструкци  респиратора включает в себ  лицевую часть 1 с элементами креплени , выполненную в виде легкой маски или полумаски, по возможности с меньшим вредным объемом, несущую на себе две клапанных коробки 2 и 3 - одну с клапаном выдоха, а другую с клапаном вдоха соответственно . От каждой из клапанной коробок отход т по одному гибкому шлангу, соответственно гибкий шланг 4 выдоха и гибкий шланг 5 вдоха. Вторые концы гибких дыхательных шлангов переход т в дыхательные каналь, вход щие внутрь эластичного мешка 6.Эластичный мешок 6, вмещающий до 3 л воз духа, выполнен из тонкой и эластичной пористой газопроницаемой полимер , ной мембраны, обеспечивающей процесс диффузионного.газообмена, например, по типу  дерного фильтра на основе полизтилентерефталатной (лавсановой) или поликарбонатной пленки с пористостью около 10% (при более высокой пористости быстро падает прочность  дерного фильтра) .; ffeiaMeTp пор выбираетс  таким, чтобы он был равен наименьшему размеру аэрозольных частиц , от которых необходимо полностью защитить органы дыхани  человека, а размер пористой поверхности дыхател ного мешка выб1фаетс  исход  из величины допустимой концентрации угле кислого газа во вдыхаемом воздухе при выполнении работы, дл  которой респиратор предназначен. Например, дл  мешка, выполненного с 10%-ной пористостью, величина этой поверхности лежит в пределах от 0,15 до 0,3 м. Работа респиратора протекает следующим образом. При выдохе во:здух из дыхательного тракта человека через клапан выдоха по гибкому шлангу 4 поступает в эластичный мешок 6. При этом происходит увеличение объема мешка, избыток углекислого газа СО, влаги и вредных газообразных выделений человека диффундируют через поры фильтра, из которого изготовлены стенки мешка, из воздуха, заполн ющего мешок 6, наружу, а недостаток кислорода 0 в мешке восполн етс  за счет встречной, диффузии из внешнего пространства внутрь мешка. Таким образом, концентраци  всех газовых компонентов воздуха внутри эластичного мешка 6 восстанавливаетс  до допустимых значений . При вдохе регенерированный воздух из мешка 6 по гибкому шлангу 5 вдоха через клапан вдоха поступает в лицевую часть 1 респиратора и оттуда в дыхательный тракт человека. В процессе дыхани  внутренний воздух, циркулирующий выше описанным образом, омывает внутреннюю поверхность мешка 6 , а наружный воздух омывает внеш нюю поверхность мешка 6. Поскольку суммарный поток воздуха через поры эластичного мешка 6 равен нулю, аэрозольные части, присутствукмцие во внешнем воздухе, не засасываютс  в поры, не забивают их и не проникают внутрь мешка. Особенностью фильтра из пористой полимерной мембраны  вл етс  чрезвычайно мала  дисперси  размеров его пор, поэтому фильтр создает абсолютную защиту -от аэрозолей с размерами частиц большими, чем размеры пор. Но и с размерами меньшими, чем диаметры пор, при данном способе регенерации воздуха в респираторе могут проникнуть внутрь эластичного мешка только за счет их диффузии через поры фильтра, и так как коэффи .хщент диффузии таких частиц , чрезвычайно Мал по сравнению с коэффициентом диффузии газов, то дол  малых аэрозольных частиц, проникающих 3 внутрь эластичного мешка, оказывает с  ничтожно малой. В респираторе с фильтром из пористой полимерной мембраны низкое сопротивление вдоху сохран етс  посто нным в течение всего периода эксплуатации. Дл  комфортных условий работы в респираторе желательно иметь концен трацию углекислого газа на вдохе не выше 0,7% (т.е. парциональное давление COj должно быть не выше 7«10 Па). Расчет показывает, что при организации движени  воздуха предусмотренной данным изобретением и при эластичном мешке, выполненном из  дерного фильтра с 10%-ной пористостью , это условие выполн етс  при величине площади пористой поверхности мешка, лежащей в пределах от 0,2 до 0,25 м. При таком размере площади пористо поверхности дыхательного мешка автоматически удовлетвор ютс  физико-гигиенические требовани  по концентрации кислорода на вдохе, а также по содержанию всех вредных газообразных выделений человека (окись углерода, ацетон, аммиак и др.). Объем воздуха в дыхательном мешке должен обеспечивать самый глубокий вдох, т.е. он должен быть не меньше 3-3,5 л. Это требование реализуетс  при величине пористой поверхности мешка 0,25 м. Защита человека от аэрозолей любой дисперсности обеспечиваетс  тем, что пористые полимерные мембраны выпускаютс  с любым размером пор в 97 пределах от 3 до 0,03 мкм, благодар  высокой однородности размеров пор эффективность защиты от аэрозолей, имеющих размеры, равные или превышающие размеры пор, составл ет 100%. При этом, если дл  фильтрующего респиратора применение фильтра с очень малыми порами существенно ограничиваетс  его сопротивлением, то дл  респиратора с фильтром из пористой полимерной мембраны такого ограничени  практически нет и при изменении диаметра пор в пределах от 3 до 0,03 мкм при посто нной пористости равной 10% необходима  поверхность эластичного мешка измен етс  всего в пределах от 2,4 до 2,6 м. Фильтр на основе лавсановой пленки совершенно не измен ет свойств при повышенной влажности, поэтому повышенна  влажность не вли ет на процесс диффузионного газообмена через фильтр. В исключительных случа х, когда может иметь место попадание большего количества воды на поверхность фильтра из пористой полимерной мембраны, по вл етс  опасность забивани  большого числа пор водой. При наличии такой опасности целесообразна дополнительна  обработка , поверхности фильтра (в том числе поверхности пор) дл  нанесени  на нее тонкого водоотталкивающего сло , например, парафина. После такой обработки вода не может проникнуть внутрь поры, а капли воды, попадающие на поверхность мешка, легко с нее скатываютс .This invention relates to the means of individual protection of human respiratory organs from radioactive aerosols of various dusts, microorganisms, etc. The respirator can be used in the mining and coal mining industries, biochemical production, medicine, powder metallurgy enterprises, cement production, the nuclear industry, as well as in other industries where it becomes necessary to protect the respiratory organs of people working in an atmosphere with extremely high concentration. harmful aerosols, including those of biological origin, especially under conditions of high humidity and low temperature. The aim of the invention is to increase the time protective effect, reduction of resistance to breathing, as well as ensuring work in an atmosphere with high humidity. The drawing shows a schematic image of the respiratory structure. The design of the respirator includes the front part 1 with fasteners, made in the form of a light mask or half mask, possibly with a smaller harmful volume, carrying two valve boxes 2 and 3 - one with the exhalation valve, and another with inspiratory valve respectively. From each of the valve boxes, one flexible hose is withdrawn, respectively, flexible exhalation hose 4 and flexible inspiration hose 5. The second ends of flexible breathing hoses are transferred to the breathing channel entering the elastic bag 6. The elastic bag 6, which holds up to 3 liters of air, is made of a thin and elastic porous gas-permeable polymer membrane, providing a diffusion gas exchange, for example, a type of nuclear filter based on poly (polyethylene terephthalate) (lavsan) or polycarbonate film with a porosity of about 10% (with a higher porosity, the strength of the nuclear filter quickly decreases); The ffeiaMeTp of the pores is chosen so that it is equal to the smallest size of aerosol particles, from which the respiratory organs of the person must be fully protected, and the size of the porous surface of the respiratory bag is selected based on the value of the permissible concentration of carbon dioxide gas in the inhaled air when performing work for which . For example, for a bag made with 10% porosity, the size of this surface is in the range from 0.15 to 0.3 m. The work of the respirator proceeds as follows. When exhaling, the air from the respiratory tract of a person enters the elastic bag 6 through the exhalation valve through flexible hose 4. This increases the volume of the bag, the excess carbon dioxide CO, moisture and harmful gaseous human secretions diffuse through the pores of the filter from which the bag walls are made , from the air filling bag 6, to the outside, and the lack of oxygen 0 in the bag is replenished due to the counter diffusion from the external space inside the bag. Thus, the concentration of all the gas components of the air inside the elastic bag 6 is restored to acceptable values. During inhalation, the regenerated air from bag 6 through the flexible inhale hose 5 through the inhalation valve enters the front part 1 of the respirator and from there into the human respiratory tract. In the process of breathing, the internal air circulating in the manner described above, washes the inner surface of bag 6, and the outside air washes the outer surface of bag 6. Since the total air flow through the pores of the flexible bag 6 is zero, the aerosol parts that are present in the outside air are not sucked in pores, do not clog them and do not penetrate into the bag. A feature of the filter of a porous polymer membrane is an extremely small dispersion of the sizes of its pores, therefore the filter provides absolute protection from aerosols with particle sizes larger than the sizes of pores. But even with sizes smaller than pore diameters, with this method of air regeneration in a respirator, they can penetrate inside an elastic bag only due to their diffusion through the filter pores, and since the diffusion coefficient of such particles is extremely small compared to the diffusion coefficient of gases, That proportion of small aerosol particles penetrating 3 inside the elastic bag is rendered with a negligible amount. In a respirator with a filter made of a porous polymeric membrane, low resistance to inhalation remains constant throughout the entire period of operation. For comfortable working conditions in a respirator, it is desirable to have a carbon dioxide concentration on the inhale not higher than 0.7% (i.e., the partial pressure COj should not be higher than 7 ± 10 Pa). The calculation shows that with the organization of air movement provided by this invention and with an elastic bag made of a nuclear filter with a 10% porosity, this condition is satisfied when the area of the porous surface of the bag lies in the range from 0.2 to 0.25 m With this size of the porous surface area of the breathing bag, the physical and hygienic requirements for the oxygen concentration on the breath as well as for the content of all harmful gaseous human excretions (carbon monoxide, acetone, ammonia) are automatically satisfied. et al.). The volume of air in the breathing bag should provide the deepest breath, i.e. it must be at least 3-3.5 liters. This requirement is realized when the bag's porous surface is 0.25 m. Human protection from aerosols of any dispersion is ensured by the fact that porous polymeric membranes are produced with any pore size in 97 ranging from 3 to 0.03 µm, due to the high uniformity of pore sizes aerosols having sizes equal to or greater than pore sizes are 100%. Moreover, if for a filter respirator the use of a filter with very small pores is significantly limited by its resistance, then for a respirator with a filter made of a porous polymer membrane there is practically no such restriction even when the pore diameter varies from 3 to 0.03 µm with a constant porosity equal to The 10% required surface of the elastic bag varies only in the range from 2.4 to 2.6 m. A filter based on a dacron film does not alter the properties at all in high humidity, therefore, an increased humidity does not affect otsess diffusional gas through the filter. In exceptional cases, when more water may enter the surface of the filter from the porous polymer membrane, there is a risk that a large number of pores will be clogged with water. In the presence of such a danger, additional treatment is advisable, the surface of the filter (including the surface of the pores) for applying a thin water-repellent layer on it, for example paraffin. After this treatment, water cannot penetrate into the pores, and water droplets falling on the surface of the bag easily roll off.

Claims (2)

1. РЕСПИРАТОР, содержащий лицевую часть с клапанами вдоха и выдоха, дыхательные шланги и патрон с установленным в нем фильтром, о т личающийся тем, что, с целью увеличения времени защитного действия, снижения сопротивления дыханию, а также обеспечения работы в атмосфере с повышенной влажностью, фильтр выполнен в виде эластичного мешка из газопроницаемой полимерной мембраны, наиболее удаленные друг от друга области внутреннего пространства -которого сообщены дыхательными шлангами с клапанами вдоха и выдоха, образуя замкнутый циркуляционный контур.1. A RESPIRATOR containing a front part with inspiratory and expiratory valves, breathing hoses and a cartridge with a filter installed in it, characterized in that, in order to increase the time of the protective action, reduce the resistance to breathing, and also ensure operation in an atmosphere with high humidity , the filter is made in the form of an elastic bag made of a gas-permeable polymer membrane, the outermost regions of the inner space — which are communicated by breathing hoses with inhalation and exhalation valves, forming a closed circulation first circuit. 2. Респиратор по π. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что эластичный мешок выполнен из пористой полиэтилентерефталатной или поликарбонат ной пленки.2. Respirator according to π. 1, due to the fact that the elastic bag is made of a porous polyethylene terephthalate or polycarbonate film.
SU813410202A 1981-12-28 1981-12-28 Respirator SU1119197A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813410202A SU1119197A1 (en) 1981-12-28 1981-12-28 Respirator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813410202A SU1119197A1 (en) 1981-12-28 1981-12-28 Respirator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1119197A1 true SU1119197A1 (en) 1987-11-23

Family

ID=21002141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813410202A SU1119197A1 (en) 1981-12-28 1981-12-28 Respirator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1119197A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5976220A (en) * 1996-12-09 1999-11-02 3M Innovative Properties Company Diffusional gas transfer system and method using same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Каминский С.Л. и Басманов П.И. Средства индивидуальной запщты орга:нОБ. дыхани . М., Машиностроение, 1982, с. 45. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5976220A (en) * 1996-12-09 1999-11-02 3M Innovative Properties Company Diffusional gas transfer system and method using same
US6248153B1 (en) 1996-12-09 2001-06-19 3M Innovative Properties Company Diffusional gas transfer system and method of using same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3575167A (en) Multipurpose breathing apparatus
US4573464A (en) Filter respirator for protection against smoke and toxic gases
DE60302622T2 (en) Respiratory mask with expiratory, inspiratory and dilution valves
US3731678A (en) Smoke inhalation protector
US4781184A (en) Closed circuit breathing apparatus and method of using same
Bien et al. Respiratory protection handbook
ATE172644T1 (en) PERSONAL DISPOSABLE RESPIRATORY SYSTEM
US20060225734A1 (en) Filter for oxygen delivery systems
KR102091547B1 (en) Portable Oxygen Concentrator by Respiratory
GB1492459A (en) Devices for introducing vapours into gases
JP2001505813A (en) Rebreather adsorption device
US4361146A (en) Filtering respirator
JPH0238764Y2 (en)
SU1119197A1 (en) Respirator
GB2191950A (en) Emergency escape breathing apparatus
Arad et al. Principles of respiratory protection
CN217794168U (en) Chemical oxygen self-rescue equipment for ships
JP2853847B2 (en) Method for removing NOx-containing breath gas
EP0301732A2 (en) Breathing apparatus
KR102122494B1 (en) An Emergency Mask for securing golden time
CN207055748U (en) A kind of student uses rescue breathing equipment
JPH0713782Y2 (en) Carbon dioxide canister
JPH0238763Y2 (en)
RU2026094C1 (en) Respirator
Xiao et al. Inhibitory effect of half-face masks on inhalation of particles of carbon powder and Japanese cedar pollen