Способ регенерации воздуха в дыхательном аппарате

СОЮЗ СОВЕ 1 СКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1722511 9) 62 ИЕИ Т П вали ов ресредствам зажет быть ис- изолирующих выа и шок ро- де ща- ельГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Балашов В,ВЧаговский Н.З. Современные средства индивидуальной защитыгорняков в СССР и за рубежом, Черная металлургия 1984, М 4, с.9 - 15,Патент ф РГ М 2733601,кл, А 62 В 7/08, 1980.(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОЗДУХА ВДЫХАТЕЛЬНОМ АППАРАТЕ(57) Изобретение относится к способам создания комфортных условий дыхания в дыхательном аппарате. Цель изобретения -повышение безопасности работы в дыхательном аппарате путем обеспечения требуИзобретение относитсящиты органов дыхания иользовано при разработкыхательных аппаратов,Известен способ регенерации возду дыхательных аппаратах, содержащих р неративный продукт, поглощающий из дыхаемого воздуха двуокись углерод выделяющий кислород, дыхательный ме и лицевую часть, заключающийся в том, вцдыхаемый воздух из лицевой части и пускают через регенеративный продукт, воздух очищается от С 02 и влаги, обога ется кислородом, и направляют в дыхат емои концентрации кислорода в дыхательном контуре и уменьшения ее колебаний за счет оптимизации времени, отклика блока управления аппарата на степень заполнения дыхательного мешка, Вдыхаемый воздух пропускают через регенеративный продукт и поглотитель двуокиси углерода с переключением потока воздуха по достижении порогового значения степени наполнения дыхательного мешка. Для уменьшения колебаний заданной концентрации кислорода в дыхательном контуре при реагиро нии аппарата на наличие избытка и недостатка воздуха, переключение поток воздуха осуществляют с задержкой во в мени, превышающей длительность цикла дыхания, а в промежутке между пороговыми значениями степени наполнения дыхательного мешка воздух пропускают одновременно через регенеративный продукт и поглотитель. 1 ил. ный мешок, откуда воздух поступает к органам дыхания,Недостатком такого способа регенерации является то, что в нем нельзя получить оптимальный коэффициент регенерации Кр = 1,2, т.е. такой коэффициент, когда объем выделяемого кислорода незначительно превышает объем кислорода, потребляемого человеком, что необходимо для продувки всей системы аппарата.Для регенеративных продуктов, используемых в изолирующих аппаратах на химически связанном кислороде, характерен высокий коэффициент регенерации (Кр=1,5-3), что приводит к закислораживаниюдыхательном контуре, увеличению концентрации кислорода в дыхательном мешке и 55 может привести либо к постепенному переполнению мешка и сбросу ГВС через клапанизбыточного давления, либо, что гораздо опаснее, к уменьшению объема мешка и нехватке ГВС на вдохе. дыхательного контура (объемная доля кислорода в дыхательном контуре составляет 30-95%).Избыточное количество кислорода, выделяемое в единицу времени, приводит к более быстрому росту сопротивления в процессе работы аппарата, а также повышает температуру ГВС на вдохе.Неэкономное расходэвание продукта укорачивает время защитного действия аппарата.Для устранения этих недостатков используется способ регенерации, в котором поток вцдцхаемого воздуха пропускают через регенеративный продукт и поглотитель двуокиси углерода, что позволяет регулировать расход кислорода, зарезервированного в регенеративном продукте.Наиболее близким к предлагаемому является способ регенерации воздуха в дцхательном аппарате, в котором выдыхаемый воздух через клапан выдоха и шланг выдоха направляют в распределительный элемент, соединенный с регенеративным патроном и поглотительным патроном, В зависимости от степени наполнения дыхательного мешка воздух пропускают или через регенеративный продукт, или через поглотитель С 02, или через оба элемента в дыхательный мешок, из дыхательного мешка воздух направляют к органам дыхания;Распределительные клапаны регулируют соотношение потоков, проходящих через регенеративный и поглотительный патроны в зависимости от степени заполнения дыхательного мешка,Однако, этот способ характеризуется чрезмерно быстрым сигналом переключения патронов по достижении аппаратом режимов "Недостатка ГВС" и "Избытка ГВС",поскольку распределение потока ГВС через регенеративный и поглотительный продукты практически мгновенно изменяется при изменении объема дыхательного мешка, аэтот объем пульсирует в такт с дыханиемчеловека.Таким образом, распределение потоков ГВС между ретенеративными и поглоти- тельным патронами происходит в такт с дцханием человека, что приводит (особеннопри тяжелых физических нагрузках) к невозможности быстрого реагирования аппарата на наличие избытка или недостатка ГВС в 5 10 1525 3035 4050 Вторым недостатком, который ограничивает использование указанного способа, является то, что датчики переключения потока ГВС на поглотительный и регенеративный патроны находятся внутри дыхательного мешка и не могут регулироваться.Цель изобретения - повышение безопасности работы в дыхательном аппарате путем уменьшения колебаний заданной концентрации кислорода в дыхательном контуре за счет обеспечения должного реагирования аппарата на наличие недостатка или избытка ГВС и возможности регулирования концентрации кислорода в дыхательной смеси.Эта цель достигается тем, что в способе регенерации воздуха в дыхательном аппарате пропускания выдыхаемого воздуха через регенеративный продукт и поглотитель двуокиси углерода и переключения потока ГВС по достижении пороговых значений объема дыхательного мешка (Чмин и Чмакс), переключение потоков осуществляется с за.- держкой во времени, превышающей длительность цикла дыхания, а в промежутке между пороговыми значениями наполнения дыхательного мешка воздух пропускают одновременно через регенеративный продукт и поглотитель,На чертеже показан автомат, реализующий предлагаемый способ.Аппарат содержит лицевую часть 1, соединенную шлангами выдоха 2,1 и 2.2 с электропневматическими клапанами 3 1 и 3,2, выходные патрубки которых соответственно подключены к регенеративному 4 и поглотительному 5 патронам, установленным параллельно.Выходные патрубки патронов 4 и 5 соединены с дыхательным мешком 6, внутри которого закреплена коническая пружина 7. Мешок 6 размещен в жестком каркасе 8, на котором установлены датчики максимального 9 и минимального 10 дыхательного объема электроконтактного типа. Клапаны 3 1 и 3.2 и датчики 9 и 10 соединены с блоком 11 управления, представляющим собой две электронные линии задержки на 8-10 с. Для безопасности работы мешок 6 снабжен клапаном .12 избыточного давления, который срабатывает по достижении объема дыхательного мешка определенной величины Рр)Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Включается электропитание блока 11. Минимальное (Чмин) и максимальное (Чмакс) значения объема мешка 6, при которых переключается поток ГВС, задаются предварительной установкой датчиков 10 и 9,конструкция которых позволяет изменятьпороговые значения (Чмин и Чмакс) как вбольшую, так и в меньшую сторону.В первоначальный момент работы аппарата клапаны 3.1 и 3.2 открыты, поскольку 5объем Чнач дыхательного мешка, обеспечиваемый закрепленной в мешке коническойпружиной 7, больше Чмин и меньше Чмакс ивыдыхаемый воздух из лицевой части 1 пропускается через патроны 4 и 5 параллельно, 10Для того, чтобы в дыхательном контуре сохранялась первоначальная концентрациякислорода в процессе всей работы аппарата, необходимо полностью исключить возможность сброса излишка ГВС через 15клапан 12, Это достигается тем, что порогмаксимального дыхательного объема выбирается меньше того объема,. при которомсрабатывает клапан, т.е, ЧмаксЧр.При поступлении сигнала с датчика 9 на 20блок 11 с достижением объема ГВС в мешке6 максимального порогового значения Чаксв момент окончания фазы выдоха, блок 11выдает команду на перекрытие регенеративного патрона 4 (т.е. закрывается клапан 253,1), При этом ГВС пропускается только че. рез патрон 5, причем это состояние длится.8-12 с, т.е, не зависит в этот период отпульсаций объема дыхательного мешка,Если по окончании этого времени поступает следующий сигнал превышения обьера дыхательного мешка величины Чмакс,пропускание ГВС только через патрон 5продлевается еще 8-12 с. В случае, если поистечении этого срока такой сигнал не поступает, включаются в работу оба патронапараллельно.Аналогичным образом функционируетаппарат при уменьшении объема мешка бдо величины Чмин с той разницей, что датчик 4010 дает команду на блок 11 на перекрытиеклапана 3.2 на линии с патроном 5 и потокГВС начинает пропускаться только черезрегенеративный патрон,Испытания показали, что оптимальным 45интервалом времени задержки сигнала является интервал, в 2-3 раза превышающийсреднюю длительность моноцикла "вдох- .выдох" (т.е. 8-12 с).Если время задержки2 моноциклов, 50то при дыхании с длительностью моноцикла, превышающей среднюю. появляетсяопасность отключения линии задержки сигнала при незаконченном цикле "вдох-выдох" и аппарат на границе минимальной или 55максимальной степени заполнения дыхательного мешка откликается на фазы "вдох", "выдох", что замедляет его выход из зоны "недостатка" или избытка ГВС. Продолжительность времени задержки 3 моноциклов также нецелесообразна, так как в это время степень заполнения дыхательного мешка не контролируется, что может привести либо к его переполнению, либо к снижению процента содержания кислорода в мешке ниже допустимого.Конструкция датчика минимального и максимального объема предусматривает возможность регулировки пороговых значений дыхательного объема как в меньшую, так и в большую сторону, а следовательно, и изменение концентрации кислорода в дыхательном контуре в процессе работы аппарата,Аппарат работает по маятниковой схеме, т.е. вдох, как и выдох, осуществляется либо через регенеративный и поглотительнцй патроны параллельно, либо только через регенеративный или только поглотительный патрон в зависимости от степени заполнения дыхательного мешка.Указанный способ принципиально позволяет поддерживать в дыхательном контуре величину Кр, близкую к оптимальной 1,2,Формула изобретения Способ регенерации воздуха в дыхательном аппарате путем попеременного или одновременного пропускания выдыхаемого воздуха через регенеративный продукт и поглотитель двуокиси углерода и переключения потока выдыхаемого воздуха через них по достижении пороговых значений степени заполнения дыхательного мешка, отл ича ю щ ийся тем,что, с целью повышения безопасности работы в дыхательном аппарате путем обеспечения требуемой концентрации кислорода в дыхательном контуре и уменьшения ее колебаний за счет оптимизации времени отклика блока управления аппарата на степень заполнения дыхательного мешка, переключение потока.выдыхаемого воздуха осуществляют с задержкой во времени, превышающей длительность моноцикла "вдох-выдох" в 2-4 раза, а в области промежуточных между пороговыми значений степени заполнения дцхательного мешка выдыхаемый воздух пропускают одновременно через регенеративный продукт и поглотитель двуокиси углерода.1722511 Редактор Т Корректор О. Кравцова ехр ев аказ 1012 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Пр вител ММ Петровантал