Устройство для регенерации воздуха

Полезная модель относится к устройствам для коллективной защиты органов дыхания изолирующего типа. Устройство состоит из двух регенеративных патронов. Регенеративный продукт в регенеративных патронах выполнен в виде многоканальных блоков с диаметром каналов от 6 до 10 мм. Нижняя горловина верхнего регенеративного патрона имеет направляющую резьбу для обеспечения возможности вворачивания в проставку. В проставке выполнены сквозные отверстия, общая площадь которых приблизительно равна площади входной горловины нижнего регенеративного патрона. К верхней горловине верхнего регенеративного патрона может быть присоединена заглушка или пневмонасос. Обеспечение при эксплуатации возможности перераспределения воздушных потоков входящего воздуха между регенеративными патронами, использование заглушки позволяет управлять регенерационной мощностью устройства и довести отработку регенеративного продукта до близкой к полной.

Полезная модель относится к устройствам для коллективной защиты органов дыхания изолирующего типа.

Известен патрон для регенерации воздуха, используемый в устройствах коллективной защиты, содержащий корпус и размещенный в нем регенеративный продукт. В продукте установлены воздуховоды, позволяющие разделить регенеративный продукт на отдельные участки. В результате такое решение позволяет создать оптимальные условия для протекания хемосорбционных, диффузионных, тепловых и аэродинамических процессов, поскольку воздуховоды обеспечивают развертывание поверхности регенеративного продукта по ходу движения регенерируемого воздуха в патроне во внешне-диффузионной и диффузионной областях и оптимизирует распределение потока в этих областях (патент РФ 2291728, А62В 19/02, А62В 7/08, 2006 г.).

Недостаток этого устройства заключается в том, что его аэродинамическое сопротивление может быть преодолено только побудителем расхода воздуха (например, электровентилятором) и не позволяет при отсутствии электроэнергии использовать патрон в режиме естественной конвекции.

Известно устройство для регенерации воздуха в герметично закрытом помещении, содержащее вентилятор и патрон с регенеративным продуктом на основе супероксида калия, выполненном в виде блоков со сквозными отверстиями диаметром 6-8 мм. Устройство может эксплуатироваться без вентилятора в режиме естественной конвекции, для чего используется ручной пневмонасос, обеспечивающий принудительное начальное (10 - 20 минут) пропускание воздуха через патрон и вытяжной патрубок, интенсифицирующий конвективный поток. При эксплуатации устройства два патрона устанавливаются друг над другом. Сначала вводится в работу нижний патрон, затем по мере его отработки вводится в работу верхний патрон. При замене патронов новый устанавливается сверху, а внизу остается наименее отработанный из предыдущей пары. Устройство обеспечивает поддержание требуемых параметров воздуха в помещении по кислороду и диоксиду углерода для 1-4 человек в течение 24 ч в объеме 4 м³ (патент РФ 2147251, А62В 11/00).

Недостатком устройства является неполная реализация регенерационной мощности патронов, неполная отработка регенеративного продукта при работе устройства в режиме естественной конвекции. Это обусловлено следующими причинами:

1. Экспериментально доказано, что при работе устройства в режиме естественной конвекции использование пневмонасоса в течение 10-20 минут инициирует начальный поток воздуха через регенеративные патроны, однако установившееся конвективное течение возникает лишь через 3 часа работы установки. В течение этого времени регенеративный продукт работает в режиме постепенного нарастания регенерационной мощности, что приводит к росту концентрации диоксида углерода в помещении. Повышение концентрации диоксида углерода на входе в регенеративный патрон приводит, в свою очередь, к интенсификации реакции на поверхности регенеративного продукта и образованию растворов кристаллогидратов, препятствующих диффузионным процессам, "заплыванию" регенеративного продукта, образованию неотработанных зерен.

2. При замене патронов и установке нового на наименее отработанный в верхний патрон поступает горячий воздух с очень низким содержанием диоксида углерода, но с достаточным содержанием паров воды для образования кислорода, что объясняется реакцией:

2 КO₂+Н ₂O=2КОН+1,5O₂

Избыточное выделение кислорода приводит к отклонению коэффициента регенерации от оптимального значения и созданию условий в помещении, в которых работа установки не достигает максимальной эффективности.

Задачей полезной модели является улучшение эксплуатационных и технических характеристик установки регенерации воздуха.

Техническим результатом является улучшение реализации регенерационной мощности регенеративных патронов, улучшение отработки регенеративного продукта при работе устройства в режиме естественной конвекции и как, следствие, повышение времени защитного действия, увеличение времени между заменами патронов при длительной работе.

Технический результат достигается тем, что между верхним и нижним патронами размещается проставка с отверстиями и направляющей резьбой, на нижней горловине верхнего патрона нанесена ответная резьба, а для верхней горловины предусмотрена заглушка.

Полезная модель поясняется чертежом, где:

фиг.1 - общий вид устройства для регенерации воздуха.

Устройство состоит из двух регенеративных патронов - верхнего (3) и нижнего (6). Регенеративный продукт (7) в регенеративных патронах выполнен в виде многоканальных блоков с диаметром каналов от 6 до 10 мм. Нижняя горловина верхнего регенеративного патрона (3) имеет направляющую резьбу (4) для обеспечения возможности вворачивания в проставку (5). В проставке (5) выполнены сквозные отверстия, общая площадь которых приблизительно равна площади входной горловины нижнего регенеративного патрона. К верхней горловине верхнего регенеративного патрона может быть присоединена заглушка (1) или пневмонасос (2).

В начальный период работы устройства для регенерации воздуха верхний регенеративный патрон (3) ввернут до конца в проставку (5), перекрывая сечение ее отверстий, причем оси каналов блоков регенеративного продукта нижнего и верхнего регенеративного патронов совпадают.

В течение 10-20 минут осуществляется принудительное прокачивание воздуха через регенеративные патроны за счет использования пневмонасоса (2). После этого верхний регенеративный патрон выворачивается из проставки, освобождая сечение ее отверстий, а на верхнюю горловину верхнего регенеративного патрона надевается заглушка (1).

Воздух, поступающий через нижнюю горловину нижнего регенеративного патрона, за счет развившегося конвективного течения, проходит через каналы регенеративного продукта, регенерируется и выходит через отверстия проставки в помещение.

При снижении регенерационной мощности нижнего регенеративного продукта с течением времени или увеличении нагрузки по диоксиду углерода и кислорода (увеличении численности людей в помещении) на устройство для регенерации воздуха с верхней горловины верхнего регенеративного патрона снимается заглушка (1). В таком варианте воздух из помещения поступает в устройство для регенерации воздуха через нижнюю горловину нижнего регенеративного патрона и через отверстия проставки в нижнюю горловину верхнего регенеративного патрона.

Экспериментально доказано, что в таких условиях в устройстве регенерации воздуха обеспечивается развитое конвективное течение без применения дополнительных вытяжных патрубков или других приспособлений.

При завершении отработки нижнего регенеративного патрона (последние 3-4 часа работы регенеративного патрона) он не может самостоятельно поддерживать конвективное течение в каналах регенеративного продукта, но наличие развитого конвективного течения в верхнем регенеративном патроне позволяет за счет эжекции сохранять практически постоянную величину расхода воздуха и довести отработку регенеративного продукта до близкой к полной.

В случае необходимости снижения регенерационной мощности устройства для регенерации воздуха (например, из-за повышения концентрации кислорода выше 22% об.) верхний регенеративный патрон вворачивается в проставку, при этом снижается количество воздуха, поступающего в устройство для регенерации воздуха (следовательно, и регенерационная мощность).

Устройство для регенерации воздуха, состоящее из двух регенеративных патронов - верхнего и нижнего, пневмонасоса и заглушки, отличающееся тем, что нижняя горловина верхнего регенеративного патрона имеет направляющую резьбу для обеспечения возможности вворачивания в проставку, а проставка имеет сквозные отверстия.