Фильтрующий самоспасатель

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к угольной, и может быть использовано для защиты обслуживающего персонала, находящегося в шахтной атмосфере с пониженным содержанием кислорода на уровне 12-13%.

Известен фильтрующий самоспасатель СП-9, включающий фильтрующую коробку, в которую помещен слой гопкалита, слой осушителя, соединительный шланг с вдыхательным клапаном и загубником (см. Б.В.Бокий. Основы горного дела, изд. 2-ое, Углетехиздат, М., 1956, с.198, рис.166).

Наиболее близким к предложенному устройству является противогазовый фильтр, включающий фильтрующую коробку с входным отверстием и дыхательным клапаном, внутри которой помещены слой осушителя шахтного газа и слой катализатора окисляющего окись углерода, выполненного в виде гопкалита (RU 2129453 С1, 27.04.1999).

Недостатком указанных самоспасателей является то, что они пригодны для дыхания только в атмосфере с содержанием кислорода в количестве не ниже 17%, при полном запрете производства каких-либо работ, т.е. только для осуществления экстренного выхода персонала на поверхность.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в создании фильтрующего самоспасателя, пригодного для использования в атмосфере, содержащей кислород на уровне 12-13%, без ограничения времени пребывания в метановоздушной среде, при условии содержания окиси углерода в пределах норм, утвержденных Правилами безопасности.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтрующем самоспасателе, включающем фильтрующую коробку с входным отверстием и дыхательным клапаном, внутри которой помещены слой осушителя шахтного газа и слой катализатора, окисляющего окись углерода, согласно изобретению фильтрующая коробка дополнительно оснащена мембранным генератором кислорода (например, типа "02 Shower" фирмы Panasonic) и метаноотсекающей мембраной, при этом слои вышеназванных компонентов и мембраны расположены в следующей последовательности относительно входного отверстия: слой осушителя, метаноотсекающая мембрана, мембранный генератор кислорода и слой катализатора.

Слой катализатора, окисляющего окись углерода, может представлять собой гопкалит.

Известно, что мембранный генератор кислорода обеспечивает прохождение кислорода воздуха через мембрану со скоростью, в 2,5 раза превышающей скорость прохождения через мембрану азота, содержащегося в воздухе, в результате содержание кислорода в воздухе после мембраны увеличивается 1,5 раза и достигает 30%, при содержании его перед мембраной на уровне стандартных параметров, т.е. 20-21% (см. Экономический еженедельник "Деньги", №25 (480), 2004 г., изд-во дома "Коммерсант", с.65-68).

Таким образом, зная минимально допустимое содержание кислорода, равное 18%, пригодное для дыхания, нижняя граница содержания кислорода в атмосфере шахтного газа составит 18:1,5=12%, что существенно расширяет область использования предлагаемого самоспасателя.

Для защиты от метана целесообразно использовать мембраны, свободно пропускающие воздух и задерживающие метан, причем с весьма высокой селективностью, с коэффициентом селективности, равным 33-38.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показан общий вид разреза в вертикальной плоскости фильтрующей коробки самоспасателя.

Фильтрующий самоспасатель включает фильтрующую коробку 1, в верхней части которой установлен дыхательный клапан 2, а в нижней ее части - входное отверстие 3. Коробка оснащена дыхательным шлангом 4. Внутри коробки над входным отверстием 3 расположен слой осушителя 5, далее метаноотсекаюшая мембрана 6, мембрана генератора кислорода 7 и слой гопкалита 8 для окисления кислородом вдыхаемого воздуха окиси углерода в углекислоту.

Отметим, что дыхательный шланг 4 оснащен загубником с выдыхательным клапаном, носовым зажимом, а фильтрующая коробка оснащена поясной и шейной тесьмами, при этом сама коробка помещена в защитный футляр (на чертеже не показан).

Аппарат функционирует следующим образом.

При вдохе шахтный воздух, содержащий кислород с концентрацией, равной 12%, и соответственно метан с концентрацией, равной 42,88%, через входное отверстие 3 поступает внутрь фильтрующей коробки 1 и проходит через слой осушителя 5 и обезвоживается, далее через мембрану 6 проходит только кислород и азот с концентрацией 57,12%, и, проходя через мембрану 7, шахтный воздух восстанавливается до уровня, когда содержание кислорода повышается до 18%, а азота до уровня 82%, что позволяет пребывать персоналу в этой среде неограниченное время, а это значительно расширяет сферу его использования.

1. Фильтрующий самоспасатель, включающий фильтрующую коробку с входным отверстием и дыхательным клапаном, внутри которой помещены слой осушителя шахтного газа и слой катализатора, окисляющего окись углерода, отличающийся тем, что фильтрующая коробка дополнительно оснащена мембранным генератором кислорода и метаноотсекающей мембраной, при этом слои вышеназванных компонентов и мембраны расположены в следующей последовательности относительно входного отверстия: слой осушителя, метаноотсекающая мембрана, мембранный генератор кислорода и слой катализатора.

2. Фильтрующий самоспасатель по п.1, отличающийся тем, что слой катализатора, окисляющего окись углерода, представляет собой гопкалит.