Изолирующий дыхательный аппарат

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 1759433 А 1 я)5 А 62 В 7/08 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СЛ 0 г 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ИЗОЛИРУЮЩИЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ(57) Изобретение относится к средствам защиты органов дыхания, Целью изобретенияявляется повышение степени безопасностидыхания при замене регенеративного патрона. Аппарат содержит лицевую часть 1,связанную с клапанами вдоха 2 и выдоха 3,дыхательный мешок 4, связанный с лицевой частью патрубком 5 вдоха, сьемный регенеративный патрон 6 с регенеративным продуктом 7 и связанный с дыхательным мешком 4 и патрубком 13 выдоха подсоединительный узел. Аппарат дополнительно снабжен твердым источником кислорода 8, установленным в хвостовой части регенеративного патрона б в контакте с регенеративным продуктом 7, Подсоединительный узел выполнен в виде двух У-абразных трубчатых элементов 11 и 12, основные патрубки которых подсоединены в дыхательном контуре соответственно к дыхательному мешку 4 и патрубку 13 выдоха. Оба дополнительных патрубка злементов 11 и 12 снабжены нормально закрытыми клапанами 14,15, 16,17. Регенеративный патрон 6 связан с дыхательным контуром через клапаны 14 и 16.2 ил, 17594335 10 20 35 40 45 50 Изобретение относится к средствам защиты органов дыхания и может быггь ис.Ользовано при разработке дьх,.ельных аппаратов на химически св эаг ном кислороде,ИЗВРстны иэолируюшгге дыха 1 ельные аппараты на химически связагном кислороде, в которых для увеличения времени за. щитного действия используется прием замены отработанного регенеративного патрона на новьй,г(онструктивиОе ВыполнРние позволлРТ проводить быструю замену отработгппгого патрона при вьгголнен:, и простых операций, что немаловажно при замене патронов в непригодной для дыхания атмосфере, Такая замена обеспечиваетсл конструктивным решением подсоединительных узлов,Однако в известной конструкции не обеспечивается безопасность дыхания в момент замены регенеративного патрона, поскольку при снятии отработавшего патрона и установке нового нарушается иэоляцил органов,цыхания от окрукающейг атмосферы и в,цыхательный контур может посгупит непригодный для дыхания воздух.Наиболее близким к предлагаемому является аппарат, которыи состоит из лицевои части, соединенной с помощьго патрубка выхода с регенеративным ггатропог г, одног о или нескольких (и редпо ггител ьно двух) дыхательных мешков, соединенных с оегенеративным патроном патрубком вдоха,который в свою Очередь соединен с лицевой частью. Патрон мокет выниматься иэ аппарата при отработке регенеративного продукта, для чего предусмотрен подсоединительный узел, Для предотвращения вдыхания загрязненного воздуха при замене регенеративного патрона предусмотрены средства, обеспечивающие автоматическое закрытие каналов к патрону и отнего в МОМент удаления патрона и, тем самым, поддернания дыхательного контура замкнутым,Средства для автоматического закрытия дыхательного контура при замене патрона, связанные с подсоединительным узлом, включают полый корпус с отверстиями, внутри которого с возможностьго продольного перемещения под воздействием пружины размещен второй полый цилиндр, имеющий одну глухую торцовую стенку, отверстия, совмещающиеся с соответствующими отверстиями первого (большего) полого цилиндра при определенном взаимном положении цилиндров не имегощие связи с отверстиями первого полого циличдра при другом взаимном расположении цилин - дров. В последнем случае стенки внутреннего полого цилиндра перекрывагот отверстия внешнего цилиндра, изменяя напоавление движения воздуха ь дыхательном контуре. Продольное движение внутреннего цилиндра происходит при замене регегнеративного патрона. При этом в момент отсоединения отработанного патрона внутренний цилиндр под воздействием пружины движется вниз, перекрывая связь дыхательного контура с внешней атмосферой и одновременно обеспечивая связь патрубков вдоха и выдоха с дыхательными мешками, В этом случае потребитель, будучи изолировал От окружающей атмосферы, имеет возможность в течение некоторого времени использовать для дыхания воздух, имеющийся в дыхательных мешках,При подсоединении нового регенеративного парона последний приходит в контакт с выступающей н ружу частьго внутреннего цилиндра и о-вращает его в исходное полокение, при этом вновь восстанавливается связь патрубка выдоха с входом регенеративного патрона и дыхательного г ешка с выходом регенеративного патрона, г,е. последний включается в контур регенерации воздуха,Однако конструкция аппарата недостаточно обеспечивает безопасность дыхания при замене патрона,Это обусловлено, во-первых, необходимостью использовать при замене патрона воздух, находящийся в дыхательных мешках, не подвергающийся в этот момент регенерации и восстановлению, Такой запас воздуха ограничен и может быть быстро израсходован потребителем, Во-вторых, сложной и, следовательно, недостаточно надежной представляется конструкция цилиндр в цилиндре", ответственная за нацежную изоляцию дыхательного контура от внешней атмосферы пои замене отрабоганного патрона, но надежная изоляция предполагает отсутствие даке самых незначительных зазоров менду перемещающимися друг относительно друга внешнего и внутреннего цилиндров, а само их перемещение возможно только при наличии хотя бы минимального зазора между соприкасающимися поверхностями.При эксплуатации аппарата при низких температурах и наличии разницы в степени термического расширения материалов внутреннего и внешнего цилиндров (последнее имеет место при включении охлажденного аппаоата в работу и происходящем в последующем постепенном прогреве элементов констоукции аппарата, г(оторый МОкет происход гть с разгчой скооостью) веичина зазора между ними:,"ожет либо5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 увеличиваться, что нежелательно по упомянутой выше причине, либо уменьшаться, что также нежелательно, так как может привести к Заклиниванию узла "цилиндр в цилиндре", т.е. к отказу в работе аппарата, по крайне мере, к невозможности безопасной замены регенеративного патрона,К недостаткам известного аппарата следует отнести также то, что разгерметизация подсоединяемого регенеративного патрона (разрыв мембраны) происходит до момента окончательной фиксации патрона на аппарате, что не исключает попадание в разгерметизированный патрон, а в последующем и в дыхательный контур некоторого обьема загрязненного воздуха. Так как этот обьем на фаза вдоха через патрон не пропускается и, следовательно, не подвергается даке минимальной чистке, то его вдыхание представляет известную опасность.Целью изобретения является повышение степени безопасности дыхания при замене регенеративного патрона в дыхательном аппарате,Эта цель достигается тем, что в изолирующем дыхательном аппарате, содержащем в дыхательном контуре лицевую часть, связанную с клапанами вдоха и выдоха, дыхательный мешок, связанный с лицевой частью патрубка входа, сьемный регенеративный патрон с регенеративным продуктом и связанный с дыхательным мешком и патрубком выдоха подсоединительный узел, регенеративный патрон снабжен расположенным в его хвостовой части в контакте с регенеративным продуктом твердым источником кислорода, а подсоединительный узел выполнен в виде двух Ч- образных трубчатых элементов, основные патрубки которых подсоединены в дыхательном контуре соответственно к дыхательному мешку и патрубку выдоха, а оба дополнительных пэтрубка снабжены нормально закрытыми клапанами, при этом регенеративный патрон связан с дыхательным контуром через два принадлежащих различным трубчатым элементам нормально закрытых клапана.Такое конструктивное выполнение аппарата позволяет создать в дыхательном контуре на время проведения операций по замене отработанного регенеративного патрона на аналогичный новый регенеративный патрон умеренное повышенное давление, не оказывающее существенного сопротивления выдоху, при одновременной продувке всех элементов дыхательного контура кислородом со свободным выбросом его в атмосферу через те или иные клапаны. Создание в дыхательном контуре повышенного давления исключает возможность попадания в него зараженного окружающего воздуха, а постоянная подпитка дыхательного контура кислородом обеспечивает воз:ожность нормального дыхэн; я человека в период замены патронов.На фиг,1 представлена общая схема предлагаемого аппарата. на фиг 2 ;а-и) - последовательность выполнения операции при замене отработанного регенеративного патрона на новый с обозначением направления движения газа в дыхэтельнол контуре и участки выброса части воздуха в окружающую атмосферу,Дыхательный аппарат состоит из лицевой части 1, связанной с к.,апанами вдоха 2 и выдоха 3, дыхательного меи ка 4, св;занного с лицевой частью 1 и через клапан 2 с помощью патрубка 5 вдоха, регенеративного патрона б, снабженного регенеративным продуктом 7, расположенныл в хвостовой части патрона б, твердым источником кислорода 8, пусковым приспособлением 9 и пусковым брикетом 10,Регенеративный патрон б связан с подсоединительными узлами 11 и 12, расположенными соответственно у входа и выхода патрона б. Подсоединительный узел 11 связан с лицевой частью 1 через клапан 3 выхода патрубком 13 выдоха, а подсоединительный узел 12 связан с дыхательным мешком 4. Конструктивное выполнение подсоединительных узлов 11 и 12, представляющих собой У-образные патрубки и снабженных нормально закрытыми клапанами соответственно 14,15,16 и 17, дает возможность подсоединения одного или одновременно двух регенеративных патронов 6,18. При этом в первом случае открытые концы У-образных патрубков могут быть герметично закрыты с помощью сьемных заглушек 19 и 20, удерживаемых вблизи подсоединительных узлов с помощью гибкой связи 21,22 (например, цепочки). Дыхательный мешок 4 снабжен клапаном 23 избыточного давления, связанным с звуковым элементом 24.Твердый источник кислорода 8 в хвостовой части патрона 6 и 18 представляет собой слой кислородовыделяющего сос,ава на гснове известных систем надперекисн,.;о, хлоратного или перхлоратного типа с добавками, сформованного в виде одной иэ возможных форм, например в виде гранул неправильной формы, таблеток, или в виде перфорированного блока. Масса твердого источника кислорода выбирается исходя из скорости его горения и необходимого для замены регенеративных патоонов времени. Так как при замене одного патрона на др, гой дыхание потребителя не нарушается и нет необходимости очень быстрог( выполнения Операций па замене пат)анОВ, то масса твердого исть(ника кислорода может быть определена исходя, например, из Вре мени его Гар 8 ния 1 - 2 мин, ьп о соответствует при скорости горения 10 мм,/мин толщине слоя 1 О - 20 мм и массе 50 - 100 г.Работа аппарата в целом соответствует работе аналогичных аппаратов с кругсвой 10 схемой дыхания фиг,1). Исключение составляет только период вре ы)(и, в течение ко- ТорОГО ОСущ 8 СТСЛ:8 Тьзя ЗВМЕЬа отработанного регеера)ьивнога патрона на аналогичный новый.При отработке слоя регекеративкогс прОДукГа I в патроне 6 теп)Олол фрат реакции р 8 Генерации вазд)/ха ПОсГеп 8О приближается и в некота)ы". маме. Приходит в контакт со слоем твердого исто Гника 20 кислорода 8, прогревает ео и, тем смььм, иницииаует в слое 8 реакцию горения с выделением кислорода, Последнее должка происходить с вполне определенной скоростью, лимитирующими параметрами кото рой являются обеспечешле требуемоо для замены г)атранав 6 на 18) Времен)1, абеспеЧВНИ 8 ВЫДВЛЕНИЯ В ЕДИНИЦУ ВРВМЕНИ ТВКО. а обьема кислорода, которое физ )алогически необходимо чегОееку для норма/ьного ды хания, и, наконец, обеспеченьле в дьхате/)ьнам контуре ум 8 р 8 н НОГО избцтачнОГО даВЛЕНИя КЭК На фааа ВЫДОХВ, ь ак И Ка фа 38 вдоха, что особенно важно В целях безопасности дыхания. Выделение твердым истсч.-иком 8 кислорода, поступак)ьцего в дь:хательный мешок и далее В остальные злементыдыхательного контура, приводит к повышеНИЮ ДВВЛЕНИЯ В ДЫХВТЕЛЬНОМ МЕШКЕ 4, ПРьатом избыток кислорода стравлиеается в ат.мосферу через клапан 23 избыточного давления. Еслл при обычной работе аппаратачерез капан 23 также происходит сгрэвлйвание в атмосферу избытка кислорода, носкорость его сброса сравнительно мала, асам сброс происходит в пульсируОщем режиме на фазе выдоха в такт с дь)ханиемчеловека, то при более интенсивном и проходящем непрерывно стравливании кислорода, выделяемого твердь м источником8, срабатывает установлеккцй наклапзн 8 23 звуковОй сигна)Изатог) 24,выполненный, например, В виде лепесткового свистка, Звуковой сигнал дает команду потребителя о необходимостиЗВМЕКЫ ИСЧВРПВВШега СВОЮ ЗВЩИТНУьамощность регенеративнага патрона 6 кановый 18,Рассмотренньй выше момент окончания работы патрона 6 и подачи звукового СИГКВЛа ПрвдСтаВЛЕНЫ На фьЛГ,2 а,услышав звуковой сигнал, потребитель размыкает дыхательный контур, снимая с пОДсаеДьлнительнОГО узла 1заГлушку 19 фиг,2 б), при этом кислород, поступающий в дыхательнцй контур аппарата за счет горения твердого источника 8, страв/п)вается е атмосферу через клапан 15, Кислород поступает в дыхательный контур с такоьл скоростьО, что лапан 2 и 3 постоянна Огкрыты, независимо от дыхания человека; а в контупе постоянка поддерживается избыточное давление, препятствуощее попаданию ВнешнеГО Воздуха В /1 цхдтельный контур, Пастаян)(ое пог)г)лнение дыхательного мешка 4 кислородом обеспечиеает возможность дьхакия человека даже В условиях разомкнутого дыхательного контура,Нормальна закрытый клапан 15 обеспеЧьЛВавт СВЯЗЬ ДЦХатЕЛЬНОГО КОНтУРа С атМОС- ) 8 рой тол ько в том случае, если контур ьаходигся под давлением, достаточным для его откаытия. В противном случае клапан 15 даже при снятой заглушке 19 изолирует дыхательный контур от окружзющей атмосферы, /(ля обеспечения стравливания КИСЛОРьОДа ИЗ ДЫХа ьеЛЬНО О КОНТУРЯ Ч 8083 клапан 15 последний имеет меньшее по сравнениа с клапанам 23 давлекие открытьиььПОТРебитеЛЬ ь, ьиьМает С РВГЕН 8 РВТИВНО го патрона 18 герметизирующие заглушки, при зтам Внутрь патрона 18 попадзет кека" тарый объем загрязненного воздуха внешней атььосферц. Подсосдь)кяя Вхадну)0 ГарпавьЛКу Патрака 18 К Сеабадкаму Патрубку подсоединительного узла 11, потребьлтель В ТВЧЕ нИЕ НЕСкальКИХ СЕК/НД асу(дестеляет продувку пьатранаь 18.Иьсларь)- яа)4 из дыхательноГО контура. ВытРснля тем самым из патрона 18 загрязненньй воздух и зыбрасцвая его в окру) ающую атме сферу ьВрез Выходкуа ГорлОБиу патоана 18 (фьлг 2 В). Гак как сОпрОтивление патрона 18 меньше, чем сопротивление отработаннога патрона 6 регенерат)лвньй продукт 7 патрона 6 при отработке имее существенно большее сопаативление, чем неотработанный реьгекерат)Ве)ый прадуь(т / па рана 1 ь 8 и к тОМь/ жЕ ВЫХОД Г)атрака 18 Сеяаак С атМОС- ферой, а не с дыхательным контуром, имеОщим Гакжс Определенное сопрОтив" ление, которое в том числе лимитирует прохождение патока кислородом через ПВТЬ" ь), та ПОТОК КИСЛОрода ИЗ ПВТГ)убКВ 13 выдохабудет преимущественно поступать 3 патрон 18 и ОбРспРчивать ВГО г).ьДУВКУ5 10 1 э 20 25 30 35 По окончании продувки патрона 18 со сВОбОднОГО пзтолкя подсоединенного узла 12 снимается заглугша 20 (,1.2 г) и к этол 1 у Г 1 атрубку и., ле краковремен ной продувки связанной с атмосферой части патрубка Выше нормально закрц 1 ого клапана 17 поступающим из ВОДНОЙ Горлови 11 ы патрона 18 кислородом, потребитель по-.,соединяет вь",- "адную горловину 18 гфиг 2;1Давлением поступающего иэ патрона 18 кислорода открывается клапан 1 7 кисло род поступает через него в дыхательный мешок 4, смешиваясь там с кислородом, поступа 1 ощим из слоя 8 твердг.гс источника кислорода патрона 6, После подсо .Динения патрона 18 к обоим подсоединител.ным узлам 11 и 12 дыхательный контур вновь замыкается, при этом он содержи- уже два параллег 1 ьно расположенных оегенерятивнцх патрона 6 и 18, один из которых практически отработал. а второй гогов к приведению в дейг твир (фиг 2 г 11В этот момент потребитель приводит в действие пусковое приспособление 9 пЯтрона 18 ини 1;ииру 1 ощее Вцдел, ние ки лорода пус;овым брикетом 10. Создаваемое при срабать 1 вании пускового орикета 10 в патроне 18 давление способствует закрытию клапана 15 и поступлению кислорода В дыхательныи мешок 4 и далее, в дыхательный контур, Следует отметить, что в этот момент Все еще продолжается поступление кислорода В дыхательный контур и: слоя 8 твердого источника кислорода патрона 6, т,е. в дыхательном контуре по-прежнему г,оддеркивается избытоное давление, а излишки кислооода теперь вновь стравливаготся из дыхательного мешка 4 через клапан 23,После приведения в Действие пускового поиспособления 9 патрона 18 потребитель Отсоединяет входную горловину патрона 6 От Г 1 одсоееинительного узла 11, Дыхятель" ньй контуо вновь размыкается фиг.2 е), и кислород из него стравливается з атмосферу и через клапан 14, и через входную горловину патрона 6, причем в последнем случае это касается только кислорода, вь 1 деляемого твердым источником 8. так как его поступлению в дыхательный мешок 4 через клаг 1 ан 16 препятствует то, что данный клапан под действием избыточного давления в участке дыхательного контура между дыхательным мешком 4 и клапаном 17 практически закрыт,После отсоединения входной горловины патрона 6 от подсоединительного узла 11 потребитель с помощью заглушки 19 закрывает открытый конец свободного патрубка подсоединительного узла 11 (фиг,2 ж), С этого момента дыхательный контур практически вновь замкнут, так как Возможность попадания Внешнего воздуха в контур .ерез гход 11 ую гор 1 овину патрона 6 ис .",;Очастс Зс 1 эдствие ТОГО, чо в Г;. ооне 6 Все поддерживается некоторое избь 1 О:ое Д:- ление за счет продуцирован 1 я остаточного количества кислорода твердым источником 8, КЛЯПЯ 1116 в этот моме 1 Г закрыт по отк"е. ценной выше причине, При закрытии заглушкой 19 патрубка подсоединительного узла 11 фиг,2 ж 1 давление в дь. Ят;:1 ьн;1 контуре есце более возрастает что способствует еще лучшему закрцти 1 о клапана6Таким образом, с это;о момен-а потребительь может свободно снять патрон 6 с подсоединительного узла 12 и заглуш 1 ть свободный конец патрубка узла 112 заглуш- КОЙ 20 фиг,2 Г), Замена патрона про 11 зведена полностью, дь,хательнцй:;О птур надежно изолирован от;кружающей атмосферы, и потребитель может пребывать в дь 1- хательном аппарате еще опреде.;е 11 нь.й промежуток времени, соответсгву.ощ, й времени защитного действия внои. пс.с. - , диненного регенерагивного патрона 18. Когда этот патрон в своо очередь отработает, произойдет инициирование выделения кислорода твердым источнико. Р патрона 18, в дыхательном контуре поднимется давление, сработает звуковой сигнал 1 ф 1 г,2 И), и потребитель при наличии еще одного регенеративного патрона сможет замени 1 ь им патрон 18, выполнив в то 1 же последовательности рассмотренные гцше операции.Характеризуя В общем работу 1 ормально закрытых клапанов 14 - 17, следует о метить, что они соответствующ 1 к обрззом регулируют и напоавляют движение газа в дь 1 хательном контуре,Кроме ТОГО, при Открывании дыхательного контура клапаны 14 и 15 обеспечива от, с одной стороны, свободный выход Газа ч, - рез открытые концы патрубков подсоедини тельного узла 11 в атмосферу при наличии в дыхательном контуре избыточного давления за счет поступления в контур кислоргд из либо пусковых брикетов 10, либо иэ твердых источников кислорода 8. С другой стороны, даже если в какой-то момент време и в период замены регенеративных патронов в дыхательном контуре создается разоежение, а заглушка 19 при этом будет снята, клапаны 14 и 15 будучи при этом в нормально закрытом состоянии поедотвратят попадание загрязненного воздуха в дыхательный контур,Нэ фиГ,2 стоелками показано напоавление движения дыхательной смеси на ех 11 л 11 иных у 1 астках дыхательного конт. ря ап пяратя, определяемое еГО констр,к 11 Ийрабочим положением клапанов 14-17, которое при выполнении операций по замене патрона 6 на патрон 18 изменяет я в соответствии с описанием работы аппарата, Так, например, если стрелка отражает изменение направления на противоположное, то это значит, что газ в указанном направлении двигаться не может либо из-за наличия закрытого клапана, либо из-за наличия другого сопротивления. В случае встречающихся друг с другом разнонаправленных потоков кислорода, выделяемого разными источниками 8 и 10 патронов 6 и 18, общий поток газа движется по пути наименьшего сопротивления, что отражается на фиг.2 стрелками. Формула изобретенияИзолирующий дыхательный аппарат, содержащий в дыхательном контуре лицевую часть, связанную с клапанами вдоха и выдоха, дыхательный мешок. связанный с лицевой частью патрубка вдоха, съемный регенеративный патрон с регенеративным продуктом и связанный с дыхательным мешком и патрубком выдоха подсоедини тельныйузел,отлича ющийся тем,что,с целью повышения степени безопасности дыхания при.замене регенеративного патрона, регенеративный патрон снабжен расположенным в его хвостовой части в 10 контакте с регенеративным продуктом твердым источником кислорода, э подсоединительный узел выполнен в виде двух У-образных трубчатых элементов, основные патрубки которых подсоединены в дыха тельном контуре соответственно к дыхательному мешку и патрубку выдоха, а оба дополнительных патрубка снабжены закрытыми клапанами, при этом регенеративный патрон связан с дыхательным контуром че рез два принадлежащих различным трубчатым элементам нормально закрытых клапана,1759433 оставитель Н. Ульшинаехред М.Моргентал Корре С,Пекарь едактор Л,Суха Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,Заказ 3134 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5