изолирующий дыхательный аппарат

Формула изобретения

Изолирующий дыхательный аппарат, содержащий лицевую часть, трубки выдоха и вдоха, клапаны выдоха и вдоха, регенеративный патрон с патрубками выдоха и вдоха, емкость вдоха с размещенной в ней емкостью выдоха и установленным в ней клапаном избыточного давления, снабженным натяжным элементом, отличающийся тем, что клапаны выдоха и вдоха расположены перекрестно по отношению к соответствующим патрубкам регенеративного патрона, а натяжной элемент соединен со стенкой емкости вдоха через выполненное в стенке емкости выдоха отверстие, при этом объемы емкостей выдоха и вдоха равны, а отношение площади поверхности емкости выдоха к площади поверхности емкости вдоха составляет не менее 80%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, предназначенным для использования в аварийных ситуациях или при работе в непригодной для дыхания атмосфере.

Известен изолирующий дыхательный аппарат, предназначенный для использования в аварийной ситуации (заявка Германии №4137331, МПК А62В 7/08, 1993 г.).

Аппарат содержит лицевую часть (мундштук), гофрированную трубку, клапанную коробку с клапанами выдоха и вдоха, емкости выдоха и вдоха, клапан избыточного давления и регенеративный патрон. Для охлаждения дыхательной смеси в клапанной коробке установлен теплообменник. В данном аппарате при выдохе дыхательная смесь по гофрированной трубке через клапан выдоха клапанной коробки поступает в емкость выдоха, размещенную внутри емкости вдоха, а затем в регенеративный патрон. После регенерации дыхательная смесь из регенеративного патрона поступает в емкость вдоха, а затем через клапан вдоха клапанной коробки по гофрированной трубке на вдох. Емкость выдоха размещена внутри емкости вдоха и значительно меньше последней. Клапан избыточного давления размещен на емкости выдоха и соединен натяжным элементом как с противоположной стенкой емкости выдоха, так и со стенкой емкости вдоха.

Однако предложенный аппарат характеризуется не достаточно эффективным снижением температуры вдыхаемой дыхательной смеси, что подтверждается введением в клапанную коробку аппарата теплообменника. Кроме того, предложенное закрепление натяжного элемента клапана избыточного давления, как к противоположной стенке емкости выдоха, так и к стенке емкости вдоха, не гарантирует наполнение емкости вдоха при срабатывании клапана избыточного давления. Возможна ситуация, при которой из-за повышенного сопротивления регенеративного патрона будет происходить наполнение емкости выдоха и срабатывание клапана избыточного давления, но при этом наполнения емкости вдоха не произойдет. Последнее может привести к росту сопротивления дыханию, нехватке дыхательной смеси на вдох, а следовательно, преждевременному выключению пользователя из аппарата. Помимо этого, небольшой объем емкости выдоха приводит к увеличению сопротивления выдоху, так как лишь меньшая доля выдыхаемой дыхательной смеси наполняет данную емкость, основной же части приходится преодолевать сопротивление регенеративного патрона.

В этой же заявке дополнительно приведена еще одна схема изолирующего дыхательного аппарата, согласно которой он также как и в первом варианте содержит: лицевую часть (мундштук), гофрированную трубку, клапанную коробку с клапанами выдоха и вдоха, емкости выдоха и вдоха, клапан избыточного давления и регенеративный патрон. Для охлаждения дыхательной смеси в клапанной коробке также установлен теплообменник. При выдохе дыхательная смесь по гофрированной трубке через клапан выдоха клапанной коробки поступает в емкость выдоха, размещенную внутри емкости вдоха, а затем в регенеративный патрон. После регенерации дыхательная смесь из регенеративного патрона поступает в емкость вдоха, а затем через клапан вдоха клапанной коробки по гофрированной трубке на вдох. Емкость выдоха размещена внутри емкости вдоха, закреплена на двух ее противоположных стенках и значительно меньше емкости вдоха. Клапан избыточного давления размещен на емкости выдоха и соединен натяжным элементом с противоположной общей стенкой емкости выдоха и емкости вдоха.

Однако аппарат по предложенному второму варианту также характеризуется не достаточно эффективным снижением температуры вдыхаемой дыхательной смеси, что также подтверждается введением в клапанную коробку аппарата теплообменника. Кроме того, предложенная компоновка дыхательных емкостей не исключает срабатывания клапана избыточного давления при неполном заполнении емкости вдоха. Также как и в первом варианте возможна ситуация, при которой при росте сопротивления регенеративного патрона будет наполнена емкость выдоха и сработает клапан избыточного давления, но при этом наполнения емкости вдоха не произойдет. Неполное заполнение емкости вдоха в данном случае обусловлено воздействием внутреннего давления лишь на две ее противоположные стенки. Последнее также как и в первом варианте может привести к росту сопротивления дыханию, нехватке дыхательной смеси на вдох и выключению пользователя из аппарата. Как и в первом варианте небольшой объем емкости выдоха приводит к увеличению сопротивления выдоху, так как лишь меньшая доля выдыхаемой дыхательной смеси идет на наполнение данной емкости, основной же приходится преодолевать сопротивление регенеративного патрона.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик изолирующего дыхательного аппарата и повышение надежности его работы.

Технический результат заключается в снижении температуры вдыхаемой дыхательной смеси, снижении сопротивления дыханию и обеспечении гарантированного наполнения обеих емкостей дыхания при срабатывании клапана избыточного давления, что повышает надежность работы аппарата.

Технический результат достигается изобретением, согласно которому в изолирующем дыхательном аппарате, содержащем лицевую часть, трубки выдоха и вдоха, клапаны выдоха и вдоха, регенеративный патрон с патрубками выдоха и вдоха, емкость вдоха с размещенной в ней емкостью выдоха и установленным в ней клапаном избыточного давления, снабженным натяжным элементом, клапаны выдоха и вдоха расположены перекрестно по отношению к соответствующим патрубкам регенеративного патрона, а натяжной элемент соединен со стенкой емкости вдоха через выполненное в стенке емкости выдоха отверстие. При этом объемы емкостей выдоха и вдоха равны, а отношение площади поверхности емкости выдоха к площади поверхности емкости вдоха составляет не менее 80%.

Такое конструктивное выполнение аппарата обеспечивает эффективное снижение температуры вдыхаемой дыхательной смеси, снижение сопротивления дыханию, а также гарантирует наполнение обеих емкостей дыхания при срабатывании клапана избыточного давления, что повышает надежность работы аппарата.

Изобретение поясняется чертежами, на которых:

фиг.1 - вид аппарата спереди;

фиг.2 - вид аппарата сбоку (слева).

Изолирующий дыхательный аппарат содержит: лицевую часть 7, выполненную, например, в виде мундштука, соединенную трубками выдоха 6 и вдоха 8 через клапаны выдоха 5 и вдоха 9 соответственно с емкостью выдоха 4 и емкостью вдоха 3. Емкость выдоха 4 соединена с патрубком выдоха 10 регенеративного патрона 1, а емкость вдоха 3 с патрубком вдоха 2 регенеративного патрона 1. Клапан избыточного давления 11 размещен на емкости выдоха 4 и связан натяжным элементом 12 со стенкой емкости вдоха 3, при этом натяжной элемент 12 проходит через сквозное отверстие 13 в стенке емкости выдоха 4. Емкость выдоха 4 размещена внутри емкости вдоха 3. Клапаны выдоха 5 и вдоха 9 расположены перекрестно по отношению к соответствующим патрубкам выдоха 10 и вдоха 2 регенеративного патрона 1. Объемы емкостей выдоха 4 и вдоха 3 равны, а отношение площади поверхности емкости выдоха 4 к площади поверхности емкости вдоха 3 составляет не менее 80%.

Аппарат работает следующим образом. Выдыхаемая дыхательная смесь из лицевой части 7 по трубке выдоха 6 и через клапан выдоха 5 поступает в емкость выдоха 4, а затем через патрубок выдоха 10 в регенеративный патрон 1. Направление движения выдыхаемой дыхательной смеси на чертежах показано сплошными стрелками. После регенерации в регенеративном патроне 1 дыхательная смесь через патрубок вдоха 2 поступает в емкость вдоха 3, а затем через клапан вдоха 9 и трубку вдоха 8 поступает в лицевую часть 7 на вдох. Направление движения вдыхаемой дыхательной смеси на чертежах показано пунктирными стрелками. Аппарат работает по круговой схеме. Избыток дыхательной смеси сбрасывается в атмосферу через клапан избыточного давления 11 из емкости выдоха 4, при этом открытие клапана возможно только при наполнении обеих емкостей за счет натяжного элемента 13, который связывает клапан избыточного давления 11 со стенкой емкости вдоха 3.

Горячая дыхательная смесь из регенеративного патрона 1 после поступления в емкость вдоха 3 омывает наружную поверхность емкости выдоха 4. При этом охлаждение вдыхаемой дыхательной смеси происходит не только по наружной поверхности емкости вдоха 3, но и по наружной поверхности емкости выдоха 4. Отношение площади поверхности емкости выдоха 4 к площади поверхности емкости вдоха 3 составляет не менее 80%, что обеспечивает развитую поверхность теплоотдачи. Объемы емкостей дыхания выбраны равными исходя из максимального физиологического объема дыхания 6 дм ³ и составляют не менее 3 дм³ каждая. При таком соотношении объемов емкостей дыхания происходит оптимальное распределение потока дыхательной смеси, участвующего в наполнении-опустошении данных емкостей и в прохождении через регенеративный патрон, что обеспечивает снижение сопротивления дыханию. Перекрестное размещение клапанов выдоха 5 и вдоха 9 к соответствующим патрубкам выдоха 10 и вдоха 2 регенеративного патрона 1 обеспечивает использование максимальной поверхности емкости выдоха 4 для охлаждения дыхательной смеси, поступающей на вдох, поскольку при таком расположении образуются пересекающиеся направления движения потоков выдоха и вдоха в дыхательных емкостях. Связывание клапана избыточного давления 11, размещенного на емкости выдоха 4, со стенкой емкости вдоха 3 натяжным элементом 12 через отверстие 13 в стенке емкости выдоха 4 гарантирует сброс избытка дыхательной смеси только при наполнении обеих емкостей вдоха 3 и выдоха 4, что исключает преждевременную нехватку дыхательной смеси на вдох и повышает надежность работы аппарата.

В данном аппарате обеспечиваются: эффективное снижение температуры вдыхаемой дыхательной смеси за счет оптимальной организации направления потоков дыхательной смеси и значительного увеличения поверхности теплообмена; снижение сопротивления дыханию за счет рационального выбора объемов емкостей дыхания и их компенсирующего действия на фазах вдоха и выдоха; гарантированное наполнение обеих емкостей дыхания при срабатывании клапана избыточного давления, что повышает надежность работы аппарата.