RU2335313C2 - Isolating respiratory apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine; life saving equipment.

SUBSTANCE: invention is referred to isolating respiratory apparatus using chemically combined oxygen, intended for protection of respiratory system in an emergency situation. The isolating respiratory apparatus contains a respiratory bag with the regenerative cartridge and a unit of respiratory system isolation. The respiratory bag is concluded in the protective casing made from a nonflammable fabric. The windows blocked by the valves are executed in the top and bottom part of a respiratory bag. The valves of the top part of a casing are established on external, and bottom - on an internal surface of a casing. The isolation unit of respiratory system is executed in the form of a cap with the built in semi-mask. The protective casing is connected to a cap with the flexible strips fixed on the regenerative cartridge. The protective casing is supplied with reflective plates. Increase of operation safety of the isolating respiratory apparatus and usage convenience is provided.

EFFECT: increase of operation safety and usage convenience of the isolating respiratory apparatus.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к изолирующим дыхательным аппаратам на химически связанном кислороде, предназначенным для защиты органов дыхания в аварийной ситуации.The invention relates to chemically bound oxygen isolating breathing apparatus for protecting respiratory organs in an emergency.

В таких устройствах выдыхаемый воздух проходит через регенеративный патрон в дыхательный мешок. В результате протекающих в патроне реакций освобождается тепло регенерации и патрон нагревается. При последующем вдохе вдыхаемый воздух снова проходит через патрон к органам дыхания. Вдыхаемый воздух при прохождении через патрон нагревается и его необходимо охладить с помощью обычно используемых для этих целей охлаждающих приспособлений. Использование таких приспособлений усложняет конструкцию аппарата и увеличивает его массогабаритные характеристики.In such devices, exhaled air passes through a regenerative cartridge into a breathing bag. As a result of the reactions occurring in the cartridge, heat of regeneration is released and the cartridge is heated. With a subsequent inhalation, the inhaled air again passes through the cartridge to the respiratory system. The inhaled air, when passing through the cartridge, is heated and must be cooled with the help of cooling devices commonly used for this purpose. The use of such devices complicates the design of the apparatus and increases its overall dimensions.

Известен изолирующий дыхательный аппарат - респиратор на химически связанном кислороде (патент СССР №1419506, МКИ А62В 7/08, 1988 г.) с возвратно-поступательным или циркуляционным процессом дыхания, содержащий регенеративный патрон, частично заключенный в дыхательный мешок, соединенный с мундштуком и снабженный клапаном избыточного давления. Регенеративный патрон содержит теплообменник. При вдохе теплообменник нагревается вдыхаемым воздухом, а при выдохе происходит снижение его температуры. Таким образом происходит охлаждение вдыхаемого воздуха до относительно комфортной температуры. Особенностью такого устройства является выполнение внешней оболочки регенеративного патрона и теплообменника из материала с низкой теплопроводностью.Known insulating breathing apparatus - a chemically bound oxygen respirator (USSR patent No. 1419506, MKI A62B 7/08, 1988) with a reciprocating or circulating breathing process, containing a regenerative cartridge partially enclosed in a breathing bag connected to the mouthpiece and equipped with overpressure valve. The regenerative cartridge contains a heat exchanger. When inhaling, the heat exchanger is heated by inhaled air, and when exhaling, its temperature decreases. Thus, the inhaled air is cooled to a relatively comfortable temperature. A feature of such a device is the implementation of the outer shell of the regenerative cartridge and heat exchanger from a material with low thermal conductivity.

Однако такое устройство характеризуется недостаточной эффективностью из-за охлаждения только вдыхаемого воздуха, патрон же работает в режиме накопления теплоты, что приводит к повышению температуры стенок. Тем самым не исключается возможность получения ожога при прилегании патрона к телу пользователя.However, such a device is characterized by insufficient efficiency due to cooling only the inhaled air, while the cartridge works in the mode of heat storage, which leads to an increase in the temperature of the walls. This does not exclude the possibility of getting a burn when the cartridge is adjacent to the user's body.

Этот недостаток частично устранен в кислородном аппарате на основе химически связанного кислорода (патент СССР №1494854, МКИ А62В 7/08, 1989 г.), содержащем дыхательный шланг с мундштуком, выделяющий кислород патрон с химикалиями (регенеративный патрон), расположенный перед грудью человека дыхательный мешок. Регенеративный патрон размещен внутри дыхательного мешка и сообщен с ним и дыхательным шлангом. Аппарат снабжен установленным снаружи дыхательного мешка на стороне, обращенной к телу человека, теплоизолирующим экраном в виде открытого сверху и снизу полого корпуса в форме прямоугольного параллелепипеда с выведенными в сторону пластинами, вставленными в размещенные на дыхательном мешке накладки. Полый корпус выполнен из упругого сжимаемого материала с низкой теплопроводностью.This drawback is partially eliminated in an oxygen apparatus based on chemically bound oxygen (USSR patent No. 1494854, MKI A62B 7/08, 1989), containing a breathing hose with a mouthpiece, an oxygen cartridge with chemicals (regenerative cartridge) located in front of a person’s chest bag. The regenerative cartridge is placed inside the breathing bag and communicated with it and the breathing hose. The device is equipped with a heat-insulating screen mounted outside the breathing bag on the side facing the human body in the form of a rectangular parallelepiped-shaped hollow body open from above and below with plates pulled out to the side and inserted into the lining placed on the breathing bag. The hollow body is made of elastic compressible material with low thermal conductivity.

Однако и такое устройство характеризуется сложностью конструкции и недостаточной эффективностью. Использование объемного экрана позволяет отводить тепло только из зоны прилегания экрана к телу человека. Остальная поверхность регенеративного патрона может служить источником ожога других частей тела, например рук, при поддержке патрона при преодолении различных препятствий.However, such a device is characterized by complexity of design and lack of efficiency. The use of a volume screen allows heat to be removed only from the zone where the screen adjoins the human body. The rest of the surface of the regenerative cartridge can serve as a source of burns to other parts of the body, such as hands, with the support of the cartridge when overcoming various obstacles.

В качестве прототипа выбран изолирующий дыхательный аппарат с химически связанным кислородом (заявка ФРГ №3700458, МКИ А62В 7/08, 1988 г.), в котором достигается повышение эффективности охлаждения вдыхаемого воздуха и регенеративного патрона. Согласно описанию заявки предлагается конструкция аппарата с дыхательным мешком, разделенным на два отсека: мешок выдоха и мешок вдоха. Мешок выдоха расположен со стороны тела пользователя. Внутри мешка выдоха расположен регенеративный патрон. Мешки вдоха и выдоха соединены с пользователем соответственно клапанами выдоха и вдоха.As a prototype, an insulating breathing apparatus with chemically bound oxygen was chosen (German application No. 3700458, MKI A62B 7/08, 1988), which achieves an increase in the cooling efficiency of inhaled air and a regenerative cartridge. According to the description of the application, a device design is proposed with a breathing bag divided into two compartments: an exhalation bag and an inhalation bag. The exhalation bag is located on the side of the user's body. A regenerative cartridge is located inside the exhalation bag. Inhalation and exhalation bags are connected to the user with exhalation and inhalation valves, respectively.

Выдыхаемый воздух, поступая в мешок выдоха, частично охлаждает воздух в мешке, чем обеспечивается теплосъем с поверхности аппарата, непосредственно прилегающей к пользователю. Выдыхаемый воздух в мешке выдоха проходит через патрон, регенерируется и поступает в мешок вдоха, где охлаждается за счет того, что мешок вдоха имеет достаточно большой объем и соответственно значительную поверхность контакта с окружающей средой. При этом отмечается, что, несмотря на большой объем дыхательного мешка, размещение регенеративного патрона внутри мешка позволяет не увеличивать габариты дыхательного аппарата в целом. Такой изолирующий дыхательный аппарат сложен по конструкции из-за необходимости герметизации регенеративного патрона в мешке выдоха и не удобен в эксплуатации из-за прилегания его разогретой части к телу пользователя, что ухудшает условия теплоотвода от его поверхности и может стать причиной ожога пользователя в месте прилегания мешка выдоха.The exhaled air entering the exhalation bag partially cools the air in the bag, which ensures heat removal from the surface of the apparatus immediately adjacent to the user. The exhaled air in the exhalation bag passes through the cartridge, is regenerated and enters the inspiratory bag, where it is cooled due to the fact that the inspiratory bag has a sufficiently large volume and, accordingly, a significant contact surface with the environment. It is noted that, despite the large volume of the breathing bag, the placement of the regenerative cartridge inside the bag allows not to increase the dimensions of the respiratory apparatus as a whole. Such an insulating breathing apparatus is complicated in design because of the need to seal the regenerative cartridge in the exhalation bag and is not convenient to use due to the fit of its heated part to the user's body, which worsens the conditions for heat removal from its surface and can cause a burn of the user in the place where the bag fits exhale.

Задачей изобретения является создание аппарата, обеспечивающего улучшение условий его применения, в том числе неподготовленными пользователями.The objective of the invention is to create an apparatus that provides improved conditions for its use, including untrained users.

Техническим результатом изобретения является повышение безопасности эксплуатации изолирующего дыхательного аппарата и удобства в пользовании.The technical result of the invention is to increase the safety of operation of an insulating breathing apparatus and ease of use.

Технический результат достигается тем, что в изолирующем дыхательном аппарате, содержащем дыхательный мешок, в котором размещен регенеративный патрон, и узел изоляции органов дыхания, дыхательный мешок заключен в защитный кожух, выполненный из негорючей ткани, в верхней и нижней части которого выполнены окна, перекрываемые клапанами.The technical result is achieved in that in an insulating breathing apparatus containing a breathing bag in which a regenerative cartridge is placed, and a respiratory isolation unit, the breathing bag is enclosed in a protective casing made of non-combustible fabric, in the upper and lower parts of which there are windows covered by valves .

Клапаны верхней части кожуха установлены на внешней, а нижние - на внутренней поверхности кожуха.The valves of the upper part of the casing are installed on the external, and the lower ones on the inner surface of the casing.

Узел изоляции органов дыхания выполнен в виде колпака со встроенной полумаской.The respiratory organs isolation unit is made in the form of a cap with an integrated half mask.

Защитный кожух соединен с колпаком гибкими лентами, закрепленными на регенеративном патроне.The protective casing is connected to the cap by flexible tapes mounted on a regenerative cartridge.

Защитный кожух снабжен светоотражающими накладками.The protective casing is equipped with reflective pads.

Конструктивное выполнение защитного кожуха, в котором заключен дыхательный мешок, выполненного из негорючей ткани, в верхней и нижней части которого выполнены окна, перекрываемые клапанами, обеспечивает отвод тепла от поверхности дыхательного мешка, подогреваемого газовоздушной смесью, прошедшей через регенеративный патрон за счет принудительного пропускания наружного воздуха между внутренней поверхностью кожуха и наружной поверхностью дыхательного мешка, что снижает температуру воздуха на вдохе, обеспечивая комфортность дыхания. Кроме того, установка клапанов верхней части кожуха на внешней, клапанов в нижней части на внутренней поверхности кожуха обеспечивает принудительную циркуляцию воздуха над поверхностью дыхательного мешка, что позволяет отводить избыток тепла от поверхности дыхательного мешка и тем самым повысить удобство пользования за счет обеспечения комфортности дыхания.The design of the protective casing, which encloses a breathing bag made of non-combustible fabric, in the upper and lower parts of which there are windows covered by valves, allows heat to be removed from the surface of the breathing bag, heated by the air-gas mixture passing through the regenerative cartridge due to forced passage of outside air between the inner surface of the casing and the outer surface of the breathing bag, which reduces the temperature of the air in the breath, providing comfortable breathing. In addition, the installation of valves on the upper part of the casing on the external, valves on the lower part on the inner surface of the casing provides forced air circulation above the surface of the breathing bag, which allows you to remove excess heat from the surface of the breathing bag and thereby improve usability by ensuring comfortable breathing.

Выполнение узла изоляции органов дыхания в виде колпака со встроенной полумаской обеспечивает простоту применения изолирующего дыхательного аппарата неподготовленным пользователем. Плотное прилегание полумаски достигается изменением положения колпака, которым полумаска устанавливается в положение максимального прилегания к лицу, при котором исключается вдох из полости колпака и выдох в него.The implementation of the node isolation of the respiratory system in the form of a cap with an integrated half mask provides ease of use of an insulating breathing apparatus by an untrained user. A snug fit of the half mask is achieved by changing the position of the cap, with which the half mask is set to the position of maximum fit to the face, which excludes the inhalation from the cap cavity and exhale into it.

Соединение защитного кожуха с колпаком гибкими лентами, закрепленными на регенеративном патроне, обеспечивает повышение удобства пользования при преодолении препятствий, которые могут возникать перед пользователем при эвакуации из опасной зоны. При покидании такой зоны пользователь может быть вынужден преодолевать отдельные участки ползком или с сильным наклоном корпуса. В этом случае ленты перераспределяют нагрузку от регенеративного патрона, не давая полумаске отходить от лица пользователя. Это повышает удобство пользования устройством и надежность его работы.The connection of the protective casing with the cap with flexible tapes mounted on the regenerative cartridge provides increased usability when overcoming obstacles that may arise before the user when evacuating from the danger zone. When leaving such a zone, the user may be forced to overcome individual sections by crawling or with a strong tilt of the body. In this case, the tape redistributes the load from the regenerative cartridge, preventing the half mask from moving away from the user. This increases the usability of the device and its reliability.

Снабжение защитного кожуха, по меньшей мере, одной светоотражающей накладкой обеспечивает возможность обнаружения спасаемого пользователя в темноте и в случае сильного задымления. Это также повышает удобство пользования устройством.The supply of the protective casing with at least one reflective pad makes it possible to detect the user to be saved in the dark and in the event of heavy smoke. It also improves the usability of the device.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показаны общий вид устройства для защиты органов дыхания и схема направлений воздушных потоков при вдохе (белые стрелки) и при выдохе (черные стрелки), вид спереди; фиг.2 - общий вид устройства, вид сзади; фиг.3 - защитный кожух в сечении по А-А.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of a device for protecting respiratory organs and a diagram of the directions of air flows when inhaling (white arrows) and when exhaling (black arrows), front view; figure 2 - General view of the device, rear view; figure 3 - protective casing in cross section aa.

Устройство содержит регенеративный патрон 1, заключенный в дыхательный мешок 2, снабженный клапаном избыточного давления 3. Для защиты головы пользователя служит колпак 4, снабженный средством крепления 5, соединенным с полумаской 6. Полумаска 6 посредством патрубка 7 соединена с регенеративным патроном 1. Дыхательный мешок 2 помещен в защитный кожух 8, на стороне, обращенной к пользователю которого, выполнены окна 9 в верхней части, перекрываемые верхними клапанами 10, расположенными на внешней поверхности кожуха 8. В нижней части защитного кожуха 8 расположены окна 11, перекрываемые изнутри кожуха 8 нижними клапанами 12. Регенеративный патрон 1 вместе с защитным кожухом 8 соединен с колпаком 4 гибкими лентами 13, выполненными из полимерной пленки. На лицевой стороне кожуха 8 расположены светоотражающие накладки 14, а на обратной стороне кожуха расположен замок 15. В патроне 1 помещен регенеративный продукт 16.The device contains a regenerative cartridge 1, enclosed in a breathing bag 2, equipped with an overpressure valve 3. To protect the user's head, a cap 4 is provided, equipped with fastening means 5 connected to the half mask 6. The half mask 6 is connected to the regenerative cartridge 1 by means of the pipe 7. Respiratory bag 2 placed in a protective casing 8, on the side facing the user of which there are windows 9 in the upper part, overlapped by upper valves 10 located on the outer surface of the casing 8. In the lower part of the protective skin ear 8 there are windows 11, overlapped from the inside of the casing 8 by the lower valves 12. The regenerative cartridge 1 together with the protective casing 8 is connected to the cap 4 by flexible tapes 13 made of a polymer film. On the front side of the casing 8 are reflective pads 14, and on the back of the casing is a lock 15. In the cartridge 1 is placed a regenerative product 16.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

При возникновении опасной ситуации (сильное задымление, выброс газов, затрудняющих дыхание и т.п.) резиновая мембрана колпака 4 растягивается руками до положения, обеспечивающего его надевание на голову. После надевания колпака 4 на голову пользователем устанавливается положение полумаски 6 путем перемещения колпака 4 вместе со средствами крепления 5, при котором полумаска 6 герметично закрывает нос и рот, что определяется по отсутствию в местах прилегания ее движения воздуха при вдохе и выдохе. Плотный прижим полумаски 6 к лицу пользователя обеспечивается перемещением колпака 4 вверх или вниз в положение его максимального натяжения. При надевании колпака 4 его внутренняя конфигурация в зависимости от формы головы пользователя (размеры, высота и форма прически, наличие очков или слуховых аппаратов) может изменяться за счет упругих свойств ремешков средства крепления 5. При выдохе воздух из легких пользователя поступает в полумаску 6, из которой по соединительному патрубку 7 через регенеративный патрон 1 поступает в полость дыхательного мешка 2, наполняя его. Проходя через регенеративный патрон 1, воздух очищается от паров воды и диоксида углерода, взамен которых регенеративный продукт 16, заключенный в патрон 1, выделяет газообразный кислород. При последующем вдохе воздух из дыхательного мешка 2 вновь проходит через патрон 1, в котором происходит доочистка воздуха от диоксида углерода и через патрубок 7 в полумаску 6, откуда вновь из подмасочного пространства поступает в легкие пользователя, обеспечивая его дыхание очищенным от диоксида углерода воздухом. Так как при дыхании количество выделяемого кислорода превосходит по объему количество поглощенного диоксида углерода (за счет поглощения регенеративным продуктом паров воды), объем газовой смеси в дыхательном мешке 2 непрерывно возрастает. Для предотвращения разрушения дыхательного мешка 2 избыток газовой смеси автоматически сбрасывается в окружающую среду через клапан избыточного давления 3. Дыхательный мешок 2 заключен в защитный кожух 8, Для его размещения при сборке устройства в кожухе 8 выполнен разъем, перекрываемый замком 15, выполненный, например, в виде липучек, соединяющих разрез в задней стенке, как показано на фиг.2. Возможно использование для этой цели и других устройств, например замков-молний и т п. При дыхании дыхательный мешок 2 изменяет свой объем, увеличивая его при выдохе и уменьшая при вдохе. При вдохе внутрь защитного кожуха поступает из окружающей среды воздух через окна 11 в нижней части защитного кожуха, так как открываются нижние клапаны 12, при этом верхние клапаны 10 перекрывают окна 9 в верхней части защитного кожуха 8. При выдохе происходит открытие окон 9 за счет открытия верхних клапанов 10 при одновременном перекрытии окон 11 клапанами 12. Так осуществляется вентиляция внутренней полости защитного кожуха 8, обеспечивающая отвод тепла от наружной поверхности дыхательного мешка 2. При перемещении пользователя в задымленном помещении либо в темноте его обнаружению способствуют светоотражающие накладки 14. При наклонах и изменении пространственного положения пользователя отрыв полумаски 6 от лица пользователя предотвращается за счет крепления регенеративного патрона 1 вместе с дыхательным мешком 2 на колпаке 4 гибкими лентами 13.In the event of a dangerous situation (heavy smoke, gas exhaust, making breathing difficult, etc.), the rubber membrane of cap 4 is stretched by hand to a position that ensures it is worn on the head. After putting the cap 4 on the head, the user sets the position of the half mask 6 by moving the cap 4 together with the fastening means 5, in which the half mask 6 seals the nose and mouth, which is determined by the absence of air movement during inspiration and expiration in the places where it fits. Tight clip half mask 6 to the face of the user is provided by moving the cap 4 up or down to its maximum tension. When putting on cap 4, its internal configuration depending on the shape of the user's head (size, height and shape of the hair, the presence of glasses or hearing aids) can change due to the elastic properties of the straps of the fastener 5. When exhaling, air from the user's lungs enters the half mask 6, from which through the connecting pipe 7 through the regenerative cartridge 1 enters the cavity of the respiratory bag 2, filling it. Passing through regenerative cartridge 1, the air is cleaned of water vapor and carbon dioxide, instead of which regenerative product 16, enclosed in cartridge 1, emits gaseous oxygen. With a subsequent inhalation, air from the breathing bag 2 again passes through the cartridge 1, in which the air is purged from carbon dioxide and through the nozzle 7 into the half mask 6, from where it again enters the lungs of the user from the mask space, ensuring his breathing is purified from carbon dioxide. Since when breathing, the amount of oxygen released exceeds the amount of absorbed carbon dioxide in volume (due to the absorption of water vapor by the regenerative product), the volume of the gas mixture in the breathing bag 2 is continuously increasing. To prevent the destruction of the breathing bag 2, the excess gas mixture is automatically discharged into the environment through the overpressure valve 3. The breathing bag 2 is enclosed in a protective casing 8. For its placement during assembly of the device in the casing 8, a connector is made, which is blocked by a lock 15, made, for example, in in the form of Velcro connecting the incision in the rear wall, as shown in figure 2. You can use for this purpose and other devices, such as zippers, etc. When breathing, the breathing bag 2 changes its volume, increasing it when exhaling and decreasing when inhaling. When inhaling, inside the protective casing, air enters from the environment through the windows 11 in the lower part of the protective casing, since the lower valves 12 open, while the upper valves 10 overlap the windows 9 in the upper part of the protective casing 8. When exhaling, the windows 9 open by opening the upper valves 10 while closing the windows 11 with the valves 12. This is the ventilation of the inner cavity of the protective casing 8, which provides heat removal from the outer surface of the breathing bag 2. When moving the user in a smoke indoors or in the dark, reflective plates 14 contribute to its detection. When tilting and changing the spatial position of the user, the separation of the half mask 6 from the user's face is prevented by attaching the regenerative cartridge 1 together with the breathing bag 2 to the cap 4 with flexible tapes 13.

Предлагаемое устройство обеспечивает надежность в работе, удобство и простоту использования в аварийных ситуациях.The proposed device provides reliability in operation, convenience and ease of use in emergency situations.

Claims (5)

1. Изолирующий дыхательный аппарат, содержащий дыхательный мешок, в котором размещен регенеративный патрон, и узел изоляции органов дыхания, отличающийся тем, что дыхательный мешок заключен в защитный кожух, выполненный из негорючей ткани, в верхней и нижней части которого выполнены окна, перекрываемые клапанами.1. An insulating breathing apparatus comprising a breathing bag in which a regenerative cartridge is placed and a respiratory isolation unit, characterized in that the breathing bag is enclosed in a protective casing made of non-combustible fabric, in the upper and lower parts of which are made windows covered by valves. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что клапаны верхней части кожуха установлены на внешней, а нижние - на внутренней поверхности кожуха.2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the valves of the upper part of the casing are installed on the outer, and the lower ones on the inner surface of the casing. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что узел изоляции органов дыхания выполнен в виде колпака со встроенной полумаской.3. The apparatus according to claim 1, characterized in that the site of isolation of the respiratory system is made in the form of a cap with a built-in half mask. 4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что защитный кожух соединен с колпаком гибкими лентами, закрепленными на регенеративном патроне.4. The apparatus according to claim 1, characterized in that the protective casing is connected to the cap with flexible tapes mounted on a regenerative cartridge. 5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что защитный кожух снабжен светоотражающими накладками.5. The apparatus according to claim 1, characterized in that the protective casing is equipped with reflective pads.

Images