RU2111027C1

RU2111027C1 - Респиратор

Info

Publication number: RU2111027C1
Application number: RU97109921A
Authority: RU
Inventors: Б.К. Замараев; И.П. Шеляпин; Э.В. Романчук; Л.Н. Клиточенко; Н.П. Васильев; Ю.Н. Лисицын; С.А. Куренной
Original assignee: Открытое акционерное общество "Электростальский химико-механический завод"
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1998-05-20

Abstract

Респиратор предназначен для очистки воздуха рабочей зоны от паров и аэрозолей вредных веществ. Лепестки клапанов вдоха выполнены в форме гриба и фиксируются в седловинах. Седловины за одно целое с пластмассовыми манжетами со смещением оси седловины клапана по отношению к оси симметрии манжеты. Диаметр лепестка клапана относится к наружному диаметру манжеты как 1^oC2 2,5 - 3. Расстояние от оси клапана входа до оси симметрии манжеты относится к диаметру манжеты так 1^oC3, 2 - 4,6. Фильтрующе-сорбирующий патрон выполнен из фильтрующего и сорбирующего слоев материалов. Длина фильтрующего слоя относится к длине сорбирующего как 1^oC1,5 - 25. Технический результат состоит в повышении качества очистки воздуха, повышение надежности и ресурса работы. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области производства средств для очистки воздуха, в частности к респираторной технике, и может быть использовано для очистки воздуха рабочей зоны от паров и аэрозолей вредных веществ.

Известен респиратор, содержащий лицевую часть в виде резиновой полумаски, фильтрующе-сорбирующие патроны; клапаны вдоха, клапан выдоха с предохранительным экраном, оголовье для крепления респиратора на голове [1], [2].

Недостатками известного респиратора является то, что клапаны вдоха выполнены в виде дисков, что приводит к увеличению содержания диоксида углерода в подмасочном пространстве (т.н. "маятниковое дыхание"), а при высоких физических нагрузках может привести к срыву лепестка клапана с оси седловины клапана, вместе с тем коаксиальное расположение горловины на корпусе фильтрующе-поглощающей системы ограничивает поле зрения работающего при пользовании респиратором, причем необходимость использования различных типов патронов или фильтрующе-сорбирующих, или только сорбирующих существенно снижает возможности использования респиратора в экстремальных условиях.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является респиратор, содержащий лицевую часть в виде резиновой полумаски, фильтрующе-сорбирующие патроны, пластмассовые манжеты с клапанами вдоха, клапан выдоха с предохранительным экраном, оголовье для крепления респиратора на голове [3].

Недостатками данного устройства является то, что лепестки клапанов вдоха выполнены в виде дисков, что приводит к увеличению содержания диоксида углерода в подмасочном пространстве из-за свободного перемещения лепестка клапана по оси седловины клапана, а при высоких физических нагрузках возможен срыв лепестка клапана с оси седловины.

Коаксиальное расположение седловины клапана на пластмассовой манжете приводит к уменьшению общего поля зрения в респираторе; необходимость использования различных типов патронов - или только сорбирующих, или фильтрующих сорбирующих, резко снижает возможность использования респираторов в экстремальных условиях.

Целью изобретения является повышение качества очистки воздуха, повышение надежности в работе респиратора.

Поставленная цель достигается тем, что в респираторе, содержащем лицевую часть в виде резиновой полумаски, фильтрующе-сорбирующие патроны, пластмассовые манжеты с с клапанами вдоха, клапан выдоха с предохранительным экраном, оголовье для крепления респиратора на голове, лепестки клапанов вдоха выполнены в форме гриба и фиксируются в седловинах, выполненных за одно целое с пластмассовыми манжетами со смещением оси седловины клапана по отношению к оси симметрии манжеты, причем диаметр лепестка клапана относится к наружному диаметру манжеты как 1 : 2,5 - 3, расстояние от оси клапана вдоха до оси симметрии манжеты относится к диаметру манжеты как 1 : 3,2 - 4,6; а фильтрующе-сорбирующий патрон выполнен из фильтрующего и сорбирующего слоев материалов, причем длина фильтрующего слоя относится к длине сорбирующего как 1 : 1,5 - 25.

Отличие предложенного устройства от известного заключается в том, что лепестки клапанов вдоха выполнены в форме гриба и фиксируются в седловинах, выполненных за одно целое с пластмассовыми манжетами со смещением оси седловины клапана по отношению к оси симметрии манжеты, причем диаметр лепестка клапана относится к наружному диаметру манжеты как 1 : 2,5 - 3, расстояние от оси клапана до оси симметрии манжеты относится к диаметру манжеты как 1 : 3,2 - 4,6; а фильтрующе-сорбирующий патрон выполнен из фильтрующего и сорбирующего слоев материалов, причем длина фильтрующего слоя относится к длине сорбирующего как 1 : 1,5 - 25.

Использование лепестков клапана вдоха в форме гриба и размещение его на пластмассовой манжете в соответствии с заявленными соотношениями, а также выполнение фильтрующе-поглощающего патрона из слоев фильтрующего и сорбирующего материалов в указанных соотношениях из научно-технической литературы авторам неизвестно.

Использование указанных признаков в предложенном респираторе позволяет достичь высокого качества очистки воздуха, увеличения ресурса работы и повышения надежности в работе респиратора, что становится возможным за счет того, что лепестки клапанов вдоха выполнены в форме гриба и фиксируются в седловинах, выполненных за одно целое с пластмассовыми манжетами со смещением оси седловины клапана по отношению к оси симметрии манжеты, причем диаметр лепестка клапана относится к наружному диаметру манжеты как 1 : 2,5 - 3, расстояние от оси симметрии манжеты относится к диаметру манжеты как 1 : 3,2 - 4,6, а фильтрующе-сорбирующий патрон выполнен из фильтрующего и сорбирующего слоев материалов, причем длина фильтрующего слоя относится к длине сорбирующего как 1 : 1,5 - 25.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид респиратора.

Предложенный респиратор включает лицевую часть в виде резиновой полумаски 1, фильтрующе-сорбирующие патроны 2, пластмассовые манжеты 3 с клапанами вдоха 4, клапан выдоха с предохранительным экраном 5, оголовье для крепления респиратора на голове 6.

Лепестки клапанов вдоха 4, выполненные в форме гриба, фиксируются в седловинах, выполненных за одно целое с пластмассовыми манжетами 3 со смещением оси седловины клапана 4 по отношению к и симметрии манжеты 3. В манжету 3 крепятся фильтрующе-сорбирующие патроны 2, выполненные из слоев фильтрующего 7 и сорбирующего 8 материалов. Сорбирующий материал 8, например, активный уголь или химпоглотитель на его основе жестко фиксируется в корпусе патрона с помощью разделительных сеток 9. Торцевые стенки патрона выполнены перфорированными.

Респиратор работает следующим образом.

С помощью оголовья 6 респиратор закрепляется на лице работающего.

При вдохе загрязненный воздух поступает в фильтрующе-сорбирующие патроны 2, закрепленные с помощью пластмассовых манжет 3 на лицевой части 1 респиратора.

Пройдя последовательно через слои фильтрующего 7 и сорбирующего 8 материалов, очищенный воздух через клапаны вдоха 4, зафиксированные в седловинах, выполненные заодно с пластмассовыми манжетами 3 со смещением оси седловины клапана 4 по отношению к оси симметрии манжеты 4, поступает в подмасочное пространство лицевой части 1 респиратора и используется для дыхания.

Для улучшения эксплуатационных и защитных характеристик респиратора лепестки клапанов вдоха выполнены в форме гриба и фиксируются в седловинах, выполненных за одно целое с пластмассовыми манжетами.

Результаты экспериментов, обосновывающих целесообразность применения грибного клапана в сравнении с дисковым клапаном, приведены на фиг. 2а.

Как следует из результатов экспериментов, применение грибкового клапана (кривая 1) позволяет, во-первых, существенно снизить содержание CO₂ в подмасочном пространстве респиратора и, во-вторых, содержание CO₂ в течение всей рабочей смены стабильно поддерживается на одном уровне, практически независимо от степени физической нагрузки при выполнении работы.

Пунктирная линия показывает максимально допустимое содержание CO₂ в подмасочном пространстве.

На кривой 2 приведены результаты сравнительных испытаний работы в респираторе, снабженном дисковыми клапанами вдоха. Как следует из приведенных данных, при возрастании физической нагрузки резко увеличивается содержание CO₂ в подмасочном пространстве за счет возникновения "маятникового дыхания".

Содержание CO₂ в подмасочном пространстве возрастает и в конце рабочей смены, что также является следствием "маятникового дыхания", т.е. вследствие неполного закрытия клапана выдыхаемый воздух не полностью эвакуируется из подмасочного пространства лицевой части, а часть его попадает в фильтрующе-поглощающие патроны и при последующем вдохе воздух с повышенным содержанием CO₂ поступает для дыхания.

Таким образом, применение грибкового клапана вдоха позволяет полностью исключить "маятниковое дыхание" и возможный срыв лепестка клапана при высоких физических нагрузках.

На фиг. 2 (б) приведены результаты экспериментов, показывающие зависимость содержания CO₂ в подмасочном пространстве (кривая % CO2) и сопротивления респиратора (кривая R) в зависимости от соотношения между диаметром клапана (d) и наружного диаметра манжеты (D).

Пунктирной линией обозначено предельно допустимое сопротивление респиратора и предельно допустимое содержание CO₂ в подмасочном пространстве.

Как следует из результатов экспериментов, при увеличении диаметра клапана вдоха содержание CO₂ в подмасочном пространстве увеличивается вследствие неполного захлопывания клапана, т.к. создаваемого при выдохе в подмасочном пространстве давления недостаточно для компенсации упругих свойств и собственного веса клапана вдоха, диаметр которого относится к наружному диаметру манжеты меньше чем 1 : 2,5.

При соотношении диаметра клапана и наружного диаметра манжеты D/d ≥ 3, сопротивление вдоху у респиратора возрастает и превышает предельно допустимые значения.

На фиг. 2 (в) приведена зависимость ограничения поля зрения в респираторе при различных соотношениях расстояния от оси клапана вдоха до оси симметрии манжеты к диаметру манжеты.

Пунктирной линией отмечена допустимая ГОСТом предельная величина ограничения поля зрения респиратора.

Как следует из приведенных на фиг. 2 (в) результатов экспериментов, при отношении расстояния от оси клапана вдоха до оси симметрии манжеты к диаметру манжеты как 1 : 3,2 - 4,6 достигается минимальное ограничение площади поля зрения при работе в респираторе.

На фиг. 2 (г) приведена зависимость коэффициента защиты по парам вредных веществ (K_з) и коэффициента проскока аэрозолей (K_пр.) от соотношения между длинами слоев фильтрующего (h_ф) и сорбирующего (h_с) материалов.

Как следует из результатов экспериментов, при увеличении длины слоя фильтрующего материала, в том числе за счет его развертывания, при фиксированных размерах фильтрующе-поглощающего патрона, резко снижается коэффициент защиты по парам вредных веществ за свет уменьшения длины слоя сорбирующего материала и при соотношении h_е/h_ф≤ 1,5 становится ниже допустимой нормы (_Nk_з), причем обеспечивается эффективная защита от аэрозолей.

При уменьшении длины слоя фильтрующего материала (h_с/h_ф≥25) проскок аэрозолей превышает предельно допустимый для этого класса респираторов.

Таким образом, оптимальные защитные характеристики фильтрующе-сорбирующего патрона достигаются, когда длина слоя фильтрующего материала относится к длине слоя сорбирующего материала как 1 : 1,5 - 25.

Предложенный респиратор за счет того, что лепестки клапанов вдоха выполнены в форме гриба и фиксируются в седловинах, выполненных за одно целое с пластмассовыми манжетами со смещением оси седловины клапана по отношению к оси симметрии манжеты, и при этом диаметр лепестка клапана относится к наружному диаметру манжеты как 1 : 2,5 - 3, расстояние от оси клапана вдоха до оси симметрии манжеты относится к диаметру манжеты как 1 : 3,2 - 4,6, а фильтрующе-сорбирующий патрон выполнен из фильтрующего и сорбирующего слоев материала, причем длина фильтрующего слоя относится к длине сорбирующего как 1 : 1,5 - 25, что позволяет существенно повысить защитные и эксплуатационные характеристики респиратора, дает возможность применять его в экстремальных условиях.

Claims

Респиратор, содержащий лицевую часть в виде резиновой полумаски, фильтрующе-сорбирующие патроны, пластмассовые манжеты с клапанами вдоха, клапан выдоха с предохранительным экраном, оголовье для крепления респиратора на голове, отличающийся тем, что лепестки клапанов вдоха выполнены в форме гриба и фиксируются в седловинах, выполненных за одно целое с пластмассовыми манжетами со смещением оси седловины клапана по отношению к оси симметрии манжеты, причем диаметр лепестка клапана относится к наружному диаметру манжеты как 1 : 2,5 - 3, расстояние от оси клапана вдоха до оси симметрии манжеты относится к диаметру манжеты как 1 : 3,2 - 4,6, а фильтрующий патрон выполнен из фильтрующего и сорбирующего слоев материалов, причем длина фильтрующего слоя относится к длине сорбирующего как 1 : 1,5 - 25.