Устройство воздухоснабжения

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам воздухоснабжения оператора, работающего в условиях камер, изолированных от воздуха и заполненных газовой средой, опасной для жизни человека. Задача полезной модели - создание устройства воздухоснабжения, которое позволит повысить безопасность работы оператора, уменьшить массу устройства, повысить комфортность работы оператора, уменьшить загрязнение рабочей инертной среды высокой чистоты примесями газов и парами воды. Сущность полезной модели: предлагается устройство воздухоснабжения оператора, работающего в защитном герметизируемом костюме в камерах с инертной средой, в котором трубопровод подачи воздуха в костюм расположен внутри армированного трубопровода отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена. Достигаемый технический результат: повышение безопасности работы; уменьшение массы устройства; повышение комфортности работы оператора; стабильность режима воздухообеспечения оператора, уменьшение загрязнения рабочей инертной среды высокой чистоты.

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам воздухоснабжения защитных герметичных костюмов для операторов, работающих в бескислородной рабочей среде (аргон или аргоно-гелиевые смеси высокой чистоты), опасной для жизни человека, в условиях обитаемых камер, применяемых на предприятиях судостроительной и авиационной промышленности.

Известны устройства воздухоснабжения герметичных защитных костюмов для операторов, работающих в изолированных от воздуха помещениях, заполненных газовой средой, опасной для жизни человека [1].

Известно также, близкое по технической сущности и принятое за прототип, устройство воздухоснабжения герметизируемого защитного костюма для работы оператора в камерах с инертной средой, состоящее из двух армированных трубопроводов: трубопровода подачи воздуха в костюм и трубопровода отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена человека [2].

К недостаткам прототипа можно отнести:

.1 Повышенную опасность для операторов, работающих в камерах за счет:

- нарушения режима подачи воздуха из-за вероятности запутывания трубопроводов (длиной не менее 10 метров), так как каждый из них, имея армирующую упругую спираль, расположенную в оболочке трубопровода, при переносе может самостоятельно скручиваться относительно собственной оси;

- нарушения режима подачи воздуха из-за возможности разрыва трубопроводов, соединяемых через равные промежутки по их длине для удобства переноса друг с другом перемычками в единый жгут, т.к образующиеся в пределах этих промежутков петли опасны возможностью зацепов трубопроводов за выступающие части установленного в камере технологического оборудования.

2 Неудобство в работе оператора за счет:

- дополнительной затраты оператором энергии при длительной работе в камере из-за необходимости переноса двух армированных трубопроводов общей массой около 4,5 кг;

- нарушения тепловых параметров подаваемого в костюм воздуха из-за влияния теплового потока от технологического процесса.

3 Загрязнение инертной среды высокой чистоты в камере газами и парами воды, поступающими от конструкционного материала двух армированных трубопроводов.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является разработка конструкции устройства воздухоснабжения, которая позволит:

- повысить безопасность работы;

- повысить комфортность работы оператора;

- уменьшить загрязнение рабочей инертной среды высокой чистоты.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве воздухоснабжения защитного герметичного костюма для работы оператора в камерах с инертной средой, включающем трубопровод подачи воздуха и трубопровод отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена, трубопровод подачи воздуха и трубопровод отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена объединены, при этом трубопровод подачи воздуха размещен внутри трубопровода отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена, трубопровод подачи воздуха изготовлен из прочной эластичной газонепроницаемой ткани, а трубопровод отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена изготовлен из армированного резинового гибкого шланга.

Указанное взаимное расположение трубопроводов обеспечивает:

1 повышение безопасности работы оператора:

- наружный армированный трубопровод для отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена оператора защищает от повреждений внутренний трубопровод подачи воздуха;

- постоянный перепад давлений в полостях подающего и отсасывающего трубопроводов, сохраняющий постоянной максимальную величину сечения внутреннего трубопровода, обеспечивает стабильность режима воздухообеспечения оператора.

2 повышение комфортности работы оператора за счет:

- снижения общей массы трубопроводов за счет того, что только наружный отсасывающий трубопровод армирован;

- исключения влияния технологического процесса на тепловые параметры подаваемого в костюм воздуха из-за того, что трубопровод подачи воздуха размещен внутри трубопровода отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена;

3 уменьшение загрязнения рабочей инертной среды высокой чистоты в камере за счет снижения площади поверхности газоотделения (один трубопровод).

На Фиг. представлен чертеж предлагаемой конструкции устройства.

Устройство воздухоснабжения состоит из двух трубопроводов: трубопровода отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена оператора 1 и трубопровода подачи воздуха в костюм 2. Трубопровод 2 расположен внутри трубопровода 1. Трубопровод 1 - армированный резиновый шланг. Трубопровод 2 выполнен из эластичной прочной газонепроницаемой ткани.

Устройство работает следующим образом. По трубопроводу 2 под давлением в костюм подается воздух для дыхания оператора, а по трубопроводу 1 отводятся продукты дыхания и метаболического обмена из подкостюмного пространства.

В ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» были проведены испытания предлагаемого устройства воздухоснабжения, которые показали, что по сравнению с прототипом:

- в 1,8 раза уменьшается общая масса трубопровода;

- в 2 раза снижается загрязнение инертной рабочей среды высокой чистоты парами воды и примесями газов;

- температура воздуха в конце трубопровода подачи воздуха в костюм при выполнении в камере термообработки материалов адекватна температуре воздуха в начале трубопровода.

К достоинствам предлагаемого устройства воздухоснабжения также относится повышение безопасности работы оператора за счет того, что внутренний трубопровод подачи воздуха защищен наружным армированным трубопроводом от повреждений; режим воздухообеспечения оператора стабилен, т.к. площадь сечения внутреннего подающего трубопровода постоянна.

Использование предлагаемого технического решения эффективно для применения в системах воздухообеспечения операторов, работающих в обитаемых камерах, заполненных бескислородной средой (аргоном высокой чистоты), применяемых на предприятиях судостроительной, авиационной, металлургической и нефтехимической промышленности.

Источники информации:

1 А.В.Чувпило, М.И.Гримитлин, A.M.Форост и др. Основы расчета, конструирования и исследования рабочего невакуумируемого помещения с нейтральной газовой контролируемой средой, М., Энергия, 1967 г., стр.28-36

2 А.С. 160655 «Защитный герметичный костюм для работы в камерах с инертной средой», 805411/40-23 от 30.11.62 - прототип.

1. Устройство воздухоснабжения, например, защитного герметичного костюма для работы оператора в камерах с инертной средой, включающее трубопровод подачи воздуха и трубопровод отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена, отличающееся тем, что трубопровод подачи воздуха и трубопровод отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена объединены, при этом трубопровод подачи воздуха размещен внутри трубопровода отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод подачи воздуха изготовлен из прочной эластичной газонепроницаемой ткани.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод отсоса продуктов дыхания и метаболического обмена изготовлен из армированного резинового гибкого шланга.