устройство для очистки воздуха и дыхательных газовых смесей высокого давления

Формула изобретения

Устройство для очистки воздуха и дыхательных газовых смесей высокого давления, содержащее трубопроводы, запорную арматуру и фильтры, снаряженные сорбентами и катализатором в последовательности: поглотитель диоксида углерода, купромит, палладиевый катализатор, отличающееся тем, что на выходе устройства дополнительно установлен фильтр с импрегнированным поглотителем диоксида углерода ИХП-И на обводном трубопроводе с запорной арматурой, а фильтр, установленный на входе устройства, также снаряжен импрегнированным поглотителем диоксида углерода ИХП-И.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к водолазной технике, а именно к устройствам для очистки воздуха и дыхательных газовых смесей (ДГС) высокого давления, для наполнения баллонов автономных дыхательных аппаратов и баллонов стационарных дыхательных систем, и может быть использовано в ВМФ и организациях, занимающихся проведением водолазных работ.

Известно устройство для очистки воздуха и ДГС высокого давления, состоящее из патронов (фильтров), снаряженных силикагелем, гопкалитом и химическим поглотителем диоксида углерода [а.с. СССР N 297233 от 11.09.67, МПК А 62 В 23/10]. Патроны расположены в следующей последовательности: силикагелевый, гопкалитовый и с химическим поглотителем диоксида углерода. Для подогрева воздуха перед гопкалитовым патроном установлен воздухоподогреватель с обратным клапаном на трубопроводе.

Недостатком данного устройства является низкая степень очистки от оксида и диоксида углерода, а также необходимость подогрева гопкалита для его эффективной работы до температуры 100-150^oС, что повышает пожароопасность при использовании кислородосодержащих ДГС.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки воздуха и ДГС высокого давления, состоящее из трубопроводов, запирающей арматуры и фильтров, снаряженных сорбентами и катализатором в следующей последовательности: химический поглотитель диоксида углерода, купромит, палладиевый катализатор.

В качестве химического поглотителя диоксида углерода в этом устройстве используется ХП-И, палладиевого катализатора - АК-62. Палладиевый катализатор обеспечивает окисление оксида углерода в диоксид. Слой купромита очищает воздух от углеводородов, окислов азота, аммиака и других вредных примесей и защищает палладиевый катализатор от отравления.

Недостатком данного устройства является недостаточная степень очистки воздуха и ДГС от диоксида углерода. Используемый в данном устройстве химический поглотитель диоксида углерода ХП-И характеризуется невысокой степенью использования стехиометрической емкости поглотителя при очистке воздуха и ДГС высокого давления - менее 60% (стехиометрическая емкость ХП-И - 230 л/кг). Кроме того, диоксид углерода, полученный после окисления оксида углерода на палладиевом катализаторе, поступает непосредственно в баллоны дыхательных водолазных аппаратов или стационарные дыхательные системы, так как после палладиевого катализатора в данном устройстве нет поглотителя диоксида углерода. Поэтому данное устройство неприменимо для очистки ДГС с высоким содержанием оксида углерода.

Технической задачей изобретения является повышение степени очистки воздуха и ДГС высокого давления с содержанием в них концентраций оксида углерода в широком диапазоне.

Это достигается тем, что в устройстве для очистки воздуха и ДТС высокого давления, содержащем трубопроводы, запорную арматуру и фильтры, снаряженные сорбентами и катализатором в последовательности: поглотитель диоксида углерода, купромит, палладиевый катализатор, согласно изобретению на выходе устройства дополнительно установлен фильтр с импрегнированным поглотитель диоксида углерода ИХП-И на обводном трубопроводе с запорной арматурой, а фильтр, установленный на входе устройства, также снаряжен импрегнированным поглотителем диоксида, углерода ИХП-И.

Техническим результатом, который получается при осуществлении предлагаемого изобретения, является повышение эффективности очистки воздуха и ДГС под высоким давлением.

Импрегнированный поглотитель диоксида углерода ИХП-И имеет динамическую активность по диоксиду углерода под высоким давлением в 1,5-2 раза выше, чем у поглотителя ХП-И. Кроме того, перманганат калия, содержащийся в поглотителе ИХП-И, эффективно окисляет ряд вредных веществ в очищаемом воздухе и ДГС.

Устройство для очистки воздуха и ДГС высокого давления схематично представлено на чертеже.

Устройство для очистки воздуха и ДГС высокого давления состоит из фильтра 1, снаряженного импрегнированным поглотителем диоксида углерода ИХП-И 2, фильтра 3, снаряженного низкотемпературным палладиевым катализатором 4 с защитным слоем купромита 5, фильтра 6, снаряженного импрегнированным поглотителем диоксида углерода ИХП-И 7, а также обводных трубопроводов 8, 9, 10 и запорной арматуры 11, 12, 13, 14, 15 и 16, входного 17 и выходного 18 трубопроводов.

Перед началом работы запорная арматура 12, 14 закрыта. Воздух (ДГС) высокого давления по трубопроводу 17 через запорную арматуру 11 поступает последовательно в фильтр 1, где очищается от диоксида углерода и некоторых других вредных примесей на поглотителе ИХП-И 2. Затем воздух (ДГС) по трубопроводу 8 и запорную арматуру 13 поступает в фильтр 3, где очищается от вредных веществ (окислов азота, углеводородов, аммиака и т.д.) в слое купромита 5, а палладиевый катализатор 4 окисляет оксид углерода до диоксида. После чего воздух (ДГС) по трубопроводу 9 и запорную арматуру 15 поступает в фильтр 6, где очищается от образовавшегося на палладиевом катализаторе 4 диоксида углерода и других вредных примесей, которые поглощаются поглотителем ИХП-И 7. И по трубопроводу 10 и через выходной трубопровод 18 поступает потребителю.

При необходимости каждый из фильтров может быть отключен путем закрытия запорной арматуры 11, 13 или 15 и соответственно открытия запорной арматуры 12, 14 или 16.

Таким образом предлагаемое устройство позволяет достичь значительной степени очистки воздуха и ДГС высокого давления с большой концентрацией оксида углерода и других вредных примесей.

За базовый объект принимаем устройство для очистки воздуха и ДГС высокого давления (прототип). По сравнению с базовым предлагаемое устройство позволяет повысить степень очистки воздуха и ДГС высокого давления.

Устройство для очистки воздуха и ДГС высокого давления по состоянию на 1999 год находится на стадии лабораторных испытаний.