SU1169673A1

SU1169673A1 - Regenerative charge of isolating respiratory apparatus based on chemicallj bound oxygen

Info

Publication number: SU1169673A1
Application number: SU833558351A
Authority: SU
Inventors: Николай Михайлович Худосовцев; Юрий Алексеевич Шевченко; Анатолий Иванович Артеменко; Владимир Кондратьевич Кочерга; Виктор Николаевич Лучко; Анатолий Евгеньевич Марголис; Владимир Кузьмич Овчаров; Григорий Аронович Шульман
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела
Priority date: 1983-03-14
Filing date: 1983-03-14
Publication date: 1985-07-30

Abstract

1. РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПАТРОН ИЗОЛИРУЮЩЕГО ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА НА ХИМИЧЕСКИ СВЯЗАННОМ КИСЛОРОДЕ, содержащий,корпус Q патрубками, установленную- с зазором относительно стенок корпуса внутреннюю обечайку с гранулированным кислородосодержащимвеществом , размещенным между воздухопроницаемыми перегородками, и установленный внутри кислородосодержа . щего вещества теплораспределитель с ориентированными в. направлении движени воздуха стенками, отличающийс тем, что, с целью улучшени эксплуатационных характеристик Iпатрона путем повышени степени отработки кислородосодержащего вещества и снижени сопротивлени дыханию, теплораспределитель выполнен из листового металла в виде перекрестноребристой пространственной решетки высотой 0,7-0,98 высоты сло кислородосодержащего вещества с чейками в виде многогранника, причем верхн ее часть, равна 0,4-0,6 высоты решетки, выполнена с чейками меньшего размера , чем нижн часть, при этом наименьший размер чеек верхней части равен 2-5 диаметрам гранулы вещества, а масса теплораспределител составл ет 0,1-0,3 массы вещества. 2.Патрон по п.1, отличаю (Л щийс тем, что теплораспределитель выполнен не менее, чем из двух размещенных один над другой решеток с чейками взаимно несовпадающей формь. 3.Патрон по п. 1, отличающий с тем, что теплораспределитель выполнен из гофрированных полос, соединенных по вершинам гофров, при X) чем в верхней части решетки гофриро-.. ванные полосы соединены по вершинам а гофров через промежуточную негофри рованную полосу. ро 4.Патрон по пп. 1-3, отличающийс тем, что теплораспределитель выполнен из алюмини и его сплавов.1. Regenerative cartridge contained breathing apparatus chemical oxygen containing housing Q nozzles, ustanovlennuyu- with clearance relative to the inner walls of the housing shroud granular kislorodosoderzhaschimveschestvom arranged between air-permeable partitions and mounted within kislorodosoderzha. the substance of the heat distributor with oriented c. the direction of air movement by walls, characterized in that, in order to improve the performance of the Patron by increasing the degree of oxygen-containing material and reducing breathing resistance, the heat distributor is made of sheet metal in the form of a cross-ridge spatial lattice with a height of 0.7-0.98, the layer of oxygen-containing substance with the cells in the form of a polyhedron, with its upper part equal to 0.4-0.6 of the height of the lattice, are made with smaller cells than the lower part, while a smaller cell size upper part is 2-5 diameters substance granules and the mass heat spreader is 0.1-0.3 weight substance. 2. Patron according to claim 1, I distinguish (L in general, that the heat spreader is made of at least two lattices with cells placed one above the other with a mutually different shape. 3. Patron according to claim 1, characterized in that the heat spreader is made of corrugated strips connected along the tops of the corrugations, at X) than in the upper part of the lattice the corrugated strips are connected along the tops of the corrugations through an intermediate non-corrugated strip. Ro 4. Patron on PP. 1-3, characterized in that the heat spreader is made of aluminum and its alloys.

Description

Изобретение относитс к детал м дыхательных аппаратов на химически св занном кислороде, а именно шахтных изолирующих самоспасателей, примен емых в горнорудной промышленноети дл защиты органов дыхани человека в неблагопри тных услови х, и может быть использовано также в химической и других отрасл х промышленности, где требуетс кратковременна защита органов дыхани человека.The invention relates to details of breathing apparatus on chemically bound oxygen, namely, mine insulating self-rescuers used in the mining industry to protect human respiratory organs in adverse conditions, and can also be used in the chemical and other industries that require short-term protection of the human respiratory system.

Известен регенеративньш патрон Дл дыхательных аппаратов, который содержит корпус, кислородосодержащее вещество (надперекись 1{али КО.), размещенное сло ми между перегородками . Слои соединены между собой центральной трубкой с перфорацией, а с внешнего конца - каналами дл г.аза так, что воздух проходит по патрону в радиальных направлени х 1} .A regenerative cartridge for breathing apparatus is known, which comprises a housing, an oxygen-containing substance (nadperec 1 {ali KO.), Placed in layers between the partitions. The layers are interconnected by a central tube with perforations, and from the outer end by channels for gas, so that air passes through the cartridge in radial directions 1}.

Недостатком этого патрона вл етс ненадежность его действи из-за проскока углекислоты из выдыхаемого воздуха, поступающего по-центральной трубке, во вдыхаемый по каналам, образукндимс в сло х между перегородками и кислородосодержащим веществом при усадке последнего вследствие вибрации и тр ски, возникающих при транспортировании дыхательного аппарата в шахтах.The disadvantage of this cartridge is the unreliability of its action due to the leakage of carbon dioxide from the exhaled air entering the central tube, which is inhaled through the channels, forming in the layers between the partitions and the oxygen-containing substance during shrinkage of the latter due to vibration and three that occur during transportation of respiratory apparatus in the mines.

Наиболее близким к изобретению вл етс регенеративный патрон шахтного изолирующего самоспасател , содержащий корпус с патрубками, устаноленную с зазором относительно стенок корпуса внутреннюю обечайку с гранулированным кислородосодержащим веществом , размещенным между воздухопроницаемыми перегородками, и установленный внутри кислородосодержащего вещества теплораспределитель с ориентированными в направлении движени воздуха стенками 2} , Closest to the invention is a regenerative shaft of an insulating shaft self-rescuer, comprising a housing with nozzles, an inner shell with a gap between the air-permeable partitions, and a heat distributor inside the oxygen-containing substance, with a directional diverter in the direction of movement, with a directional body in the direction of movement, with a directional partition in the direction of the body. ,

Недостатком такого устройства вл етс то, что его конструкци не обеспечивает оптимальные услови работы кислородосодержащего вещества. Радиальное расположение пластин теплогазораспределител не способствует равномерному распределению тепла по массе вещества: различные зоны вещества в пределах каждого сектора наход тс в разных тепловых услови х, что ведет к неравномерной отработке вещества. В св зи.с этим снижаетс сорбционна емкость вещества по углекислому газу и повышаетс сопротивление диханию вследствие спекани гранул.The disadvantage of such a device is that its design does not provide optimal conditions for the operation of an oxygen-containing substance. The radial arrangement of the plates of the heat and gas distributor does not contribute to a uniform distribution of heat over the mass of the substance: the various zones of the substance within each sector are in different thermal conditions, which leads to an uneven development of the substance. In connection with this, the carbon dioxide gas sorption capacity decreases and the breathing resistance increases due to sintering of the granules.

Цель изобретени - улучшение эксплуатационных характеристик патрона путем повышени степени отработки кислородосодержащего вещества и снижени сопротивлени дыханию.The purpose of the invention is to improve the performance of the cartridge by increasing the degree of oxygen-containing substance mining and reducing breathing resistance.

Указанна цель достигаетс тем, что в регенеративном патроне, содержащем корпус с патрубками , установленную с зазором относительно стенок корпуса внутреннюю обечайку с гранулированным кислородосодержащим веществом , размещенным между воздухопроницаемыми перегородками, и установленный внутри кислородосодержащего вещества теплораслрсдепитель с ориентированными в направлении движени воздуха стенками, теплораспределитель выполнен из листового металла в виде перекрестно-ребристой пространственной рещетки высотой 0,70 ,98 высоты сло кислородосодержащего вещества с чейками в виде многогранника, причем верхн ее часть, равна 0,4-0,6 высоты решетки, выполнена с чейками меньшего размера , чем нижн часть, при этом наименьший размер чеек верхней части равен 2-5 диаметрам гранулы вещества, а масса теплбраспределител составл ет 0,1-0,3 массы вещества.Said object is achieved in that in a regenerative cartridge comprising a housing having nozzles mounted with clearance relative to the housing wall inner shell with a granular oxygen-containing substance, placed between the air-permeable septa, and mounted within the oxygen-containing substance teploraslrsdepitel oriented in the airflow direction by walls, a heat spreader made of sheet metal in the form of a cross-ribbed spatial lattice height of 0.70, 98 height a layer of oxygen-containing substance with cells in the form of a polyhedron, with its upper part equal to 0.4-0.6 lattice height, is made with cells smaller than the lower part, with the smallest cell size of the upper part equal to 2-5 diameters of the substance granule, and the mass of the heat distributor is 0.1-0.3 mass of the substance.

При этом теплораспределитель выполнен не менее, чем из двух размещенныходна над другой решеток с чейками взаимно несовпадающей формы.In this case, the heat spreader is made of at least two of the one located one over another gratings with cells of mutually different shapes.

Кроме того, теплораспределитель выполнен из гофрированных полос, соединенных по вершинам гофров, в верхней части решетки гофрированные полосы соединены по вершинам гофров через промежуточную негофрированную полосу, а также из алюмини и его сплавов.In addition, the heat distributor is made of corrugated strips connected along the tops of the corrugations, in the upper part of the lattice the corrugated strips are connected along the tops of the corrugations through an intermediate non-crimped strip, as well as of aluminum and its alloys.

На фиг. 1 изображен регенеративньй патрон, продольньй разрез; на фиг. 2то же, общий вид; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.FIG. 1 shows a regenerative cartridge, longitudinal section; in fig. 2 same general view; in fig. 3 is a section A-A in FIG. one; in fig. 4 is a section BB in FIG. 2

Регенеративный патрон изолирующего дыхательного аппарата на химически св занном кислороде содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3, перфорированные перегородки 4 и 5, установленные во внутренней обечайке 6 корпуса 1, теплораспределитель 7, пусковое устройство 8 в виде кислородосодержащего брикета с ампулой и ударного механи ма. Между перегородками 4 и 5 находитс слой 9 гранулированного кисло досодержащего вещества на основе на перекиси кали КО. Перегородка 5 установлена в обечайке 6 с возможностью перемещени вдоль оси под воздействием усили пружины 10. Теплораспределитель 7 выполнен в виде перекрестно-ребристой простран ственной решетки высотой 0,7-0,98 в соты сло кислородосодержащего веще ва с чейками в виде многогранника, причем верхн часть 11 решетки, равна 0,4-0,6 высоты решетки, выполнена с чейками меньшего размера чем нижн часть 12. Теплораспределитель 7 может быть выполнен в виде двух отдельных пространственных решеток с разными по величине чейками, а также в вид одной пространственной решетки (фиг. 2) из гофрированных полос, различие чеек которой достигнуто за счет установки негофрированной полосы при сборке решетки (фиг. 4). Решетка изготавливаетс из металла, отличающегос сравнительно высокой теплопроводностью и легкостью, например алюмини и его сплавов. К патрубкам 2 регенеративного патрона присоедин етс дыхательньй мешок, а к патрубку 3- дыхательньй шланг с загубником (не показаны). Работа регенеративного патрона заключаетс в следующем. При вскрытии дыхательного аппара та путем отделени крьш1ки (не показана ) автоматически срабатывает пусковое устройство 8: вследствие попадани инициирующей жидкости из разбитой ампулы на брикет выдел етс в течение 30-60 с кислород, который содержит пары воды. -Нагреты кислород и пары воды поступают из пускового устройства 8 через перего родки 4 в слой 9 вещества, а затем через перегородку 5 и каналам между обечайкой 6 и корпусом 1 к патрубку 2 и дыхательньй мешок. Указанного времени достаточно дл того, чтобы пользующийс аппаратом успел вз ть загубник в рот и сделать вдох. Количества Кислорода в дыхательном мешке достаточно дл того, чтобы дышать в начальньй период, т.е. до того, когда выделивша с при разложении брикета влага, а также влага и углекислота, поступающие в патрон с выдыхаемым воздухом, активизируют химические реакции в кислородосодержащем веществе 9, Химические реакции восстановлени , протекаюидие в слое вешества, идут с выделением тепла. Теплораспределитель 7 способствует равномерному прогреву всего сло вещества и отводит тепло к стенкам патрона 1, которые излучают его в окружающее пространство . Высота теплораспределител 7 выбрана меньше высоты сло кислородосодержащего BentecTBa дл того, чтобы всегда обеспечивалось надежное поджатие гранул вещества к стенкам обечайки 6, что исключание образование зазоров. В дыхательных аппаратах, хран щихс при эксплуатации в услови х отрицательных температур, высота теплораспределител принимаетс меньше высоты сло вещества. Это объ сн етс тем, что дл быстрой разработки охлажденного аппарата не требуетс отвод тепла от сло вещества, начинающего работать в первую очередь. Высота сло вещества , лишенного теплораспределител , выбираетс в зависимости от величины гранул. Высота теплораспределител в виде пространственной поперечно-ребристой решетки, изготовленного из алюминиевых листов толщиной 0,5 мм, должна быть в пределах 0,70 ,98 высоты сло вещества. Масса такого теплораспределител должна иметь такую теплоемкость, чтобы обеспечивалс отвод тепла от гранул дл предотвращени их спекани и плавлени . Желательно, чтобы масса теплораспределител составл ла 0,10 ,3 массы вещества, при этом теплораспределители , изготовленные из материала с более высоким коэффициентом теплопроводности, будут более легкими. Величина чеек в решетке должна быть в пределах 2-5 диаметров гранул вещества. Дл вещества, в котором преобладают легкие фракции, принимаетс решетка с большим отношением размеров. С применением дьпсательного аппаата с предлагаемым регенеративным в аварийной ситуации физ гoого-гигиенические услови дыхани пользующегос им приближаютс к естественным услови м дыхани без вс кого аппарата, что оказывает положительное эмоциальное воздействие The regenerative cartridge of an isolating breathing apparatus on chemically bound oxygen includes a housing 1 with nozzles 2 and 3, perforated partitions 4 and 5 installed in the inner shell 6 of the housing 1, a heat distributor 7, a starting device 8 in the form of an oxygen-containing briquette with an ampoule and a percussion mechanism. Between partitions 4 and 5 there is a layer 9 of a granular acid-containing substance based on potassium peroxide KO. The partition 5 is installed in the shell 6 with the ability to move along the axis under the influence of the force of the spring 10. The heat distributor 7 is made in the form of a cross-ridged spatial lattice with a height of 0.7-0.98 into the cells of a layer of oxygen-containing substance with cells in the form of a polyhedron, with the upper the lattice part 11, equal to 0.4-0.6 lattice heights, is made with smaller cells than the lower part 12. The heat distributor 7 can be made in the form of two separate spatial lattices with cells of different size, as well as in the form of one rostranstvennoy lattice (FIG. 2) of the corrugated strips, which distinguish the cells achieved by installing non-corrugated strips during assembly of the lattice (FIG. 4). The lattice is made of a metal having a relatively high thermal conductivity and lightness, such as aluminum and its alloys. A breathing bag is attached to the nozzle 2 of the regenerative cartridge, and a 3-way breathing hose with a mouthpiece (not shown) is connected to the nozzle 2. The operation of the regenerative cartridge is as follows. When the respiratory apparatus is opened by separating the seal (not shown), the trigger 8 is automatically triggered: as a result of the initiating fluid from the broken ampoule, the briquette evolves for 30-60 seconds with oxygen, which contains water vapor. - Oxygen and water vapors get from the starter 8 through the bulkheads 4 to the substance layer 9, and then through the partition 5 and the channels between the shell 6 and the body 1 to the nozzle 2 and the breathing bag. The indicated time is sufficient for the user to have time to take the mouthpiece into his mouth and take a breath. The amount of Oxygen in the breathing bag is enough to breathe in the initial period, i.e. before the moisture released from the decomposition of the briquette, as well as the moisture and carbon dioxide entering the cartridge with exhaled air, activates chemical reactions in the oxygen-containing substance 9, Chemical reduction reactions occurring in the layer of matter go with the release of heat. The heat distributor 7 promotes uniform heating of the entire layer of matter and transfers heat to the walls of the cartridge 1, which radiate it into the surrounding space. The height of the heat distributor 7 is chosen to be less than the height of the oxygen-containing BentecTBa layer in order to always ensure reliable compression of the substance granules against the walls of the shell 6, which eliminates the formation of gaps. In breathing apparatus stored during operation at negative temperatures, the height of the heat distributor is taken less than the height of the layer of the substance. This is due to the fact that for the rapid development of a cooled apparatus it is not necessary to remove heat from the substance layer, which begins to work in the first place. The height of the layer of the substance devoid of heat distribution is selected depending on the size of the granules. The height of the heat distributor in the form of a spatial cross-ribbed lattice, made of aluminum sheets with a thickness of 0.5 mm, must be within 0.70, 98 of the height of the layer of substance. The mass of such a heat distributor must have a heat capacity such that heat is removed from the granules to prevent them from sintering and melting. It is desirable that the mass of the heat distributor be 0.10, 3 mass of the substance, while heat distributors made of a material with a higher thermal conductivity will be lighter. The size of the cells in the lattice should be within 2-5 diameters of the granules of the substance. For a substance in which the light fractions predominate, a grating with a large aspect ratio is adopted. With the use of a dormant apparatus with the proposed regenerative in an emergency physical condition, the respiratory hygiene conditions of the user who use it approach the natural respiratory conditions without any apparatus, which has a positive emotional effect.

Фиг.1 на человека и позвол ет с большими скорост ми выходить из опасных зон, т.е. покинуть их за более короткий срок.Fig. 1 is per person and permits the release of hazardous zones at high speeds, i.e. leave them in a shorter time.

LL

Фиг. 2FIG. 2

1 1696731 169673

fl-afl-a

Claims

1. A REGENERATIVE CARTRIDGE OF AN INSULATING RESPIRATORY APPARATUS ON CHEMICALLY RELATED OXYGEN, containing (Case ς pipes, installed · with a gap relative to the walls of the case, an inner shell with a granular oxygen-containing substance placed between the air-permeable air-containing partitions and the oxygen-distributing air-containing partitions, and. walls, characterized in that, in order to improve the operational characteristics of ιpatron by increasing the degree of oxygen-containing substance development and reduction of breathing resistance, the heat distributor is made of cast metal in the form of a cross-ribbed spatial lattice with a height of 0.7-0.98 of the height of the layer of oxygen-containing substance with cells in the form of a polyhedron, with its upper part equal to 0.4-0 6, the height of the lattice is made with cells of a smaller size than the lower part, while the smallest cell size of the upper part is 2-5 diameters of the granule of the substance, and the mass of the heat distributor is 0.1-0.3 mass of the substance.

2. The cartridge according to claim 1, characterized in that the heat distributor is made of at least two gratings placed one above the other with cells of mutually different shapes,

3. Cartridge pop. 1, characterized in that the heat distributor is made of corrugated strips connected at the tops of the corrugations, moreover, in the upper part of the grating is corrugated.

Bathtubs are connected at the tops of the corrugations through an intermediate non-corrugated strip.

I69673 *

4. The cartridge according to paragraphs. 1-3, characterized in that the heat distribution is made of aluminum and its alloys.

I 1169673