Дыхательный аппарат для очистки газовой среды в гермообъекте
Владельцы патента RU 2323754:
Государственный научный центр РФ Институт медико-биологических проблем РАН (RU)
Изобретение относится к области защиты органов дыхания и может быть использовано для повышения эффективности очистки газовой среды в обитаемом гермообъекте. Дыхательный аппарат для очистки газовой среды в гермообъекте содержит лицевую часть и поглотительный патрон с поглотителем двуокиси углерода, которые соединены между собой шлангом. Поглотительный патрон выполнен с поглотителем на основе гидроксида лития в виде дырчатых блоков. Клапан вдоха размещен непосредственно в лицевой части или в шланге. Клапан выдоха установлен в шланге между клапаном вдоха и поглотительным патроном с образованием свободного объема между лицевой частью и клапаном выдоха, составляющим 100÷300 см3. В нижней части поглотительного патрона на выходе в гермообъект установлен патрубок выдоха. Повышается эффективность очистки газовой среды в обитаемом гермообъекте за счет снижения сопротивления выдоха и использования физиологических особенностей организма членов экипажа гермообъекта, которые осуществляют дыхание через данный дыхательный аппарат. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области защиты органов дыхания и может быть использовано для повышения эффективности очистки газовой среды в обитаемом гермообъекте.
Из уровня техники дыхательный аппарат для очистки газовой среды в гермообъекте, содержащий лицевую часть и поглотительный патрон с поглотителем двуокиси углерода, которые соединены между собой непосредственно или шлангом, клапан вдоха и клапан выдоха (ЕР 0171551 A3, А62В 18/10,1986). В данном устройстве клапаны вдоха и выдоха размещены непосредственно на лицевой части - дыхательной маске дыхательного аппарата, что практически исключает попадание выдыхаемой двуокиси углерода в поток вдыхаемой газовой среды, но не обеспечивает возможности использования физиологических особенностей организма для повышения эффективности очистки газовой среды в обитаемом гермообъекте.
Изобретение направлено на повышения эффективности очистки газовой среды в обитаемом гермообъекте за счет снижения сопротивления выдоха и использования физиологических особенности организма членов экипажа гермообъекта, которые осуществляют дыхание через заявляемый дыхательный аппарат.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в вдыхательном аппарате для очистки газовой среды в гермообъекте, содержащем лицевую часть и поглотительный патрон с поглотителем двуокиси углерода, которые соединены между собой непосредственно или шлангом, клапан вдоха и клапан выдоха, согласно изобретению поглотительный патрон выполнен с поглотителем на основе гидроксида лития в виде дырчатых блоков, клапан вдоха размещен непосредственно в лицевой части или в шланге, клапан выдоха установлен в шланге между клапаном вдоха и поглотительным патроном с образованием свободного объема между лицевой частью и клапаном выдоха, составляющим 100÷300 см3, а в нижней части поглотительного патрона на выходе в гермообъект установлен патрубок выдоха.
При этом патрубок выдоха снабжен съемной заглушкой.
Выполнение поглотительного патрона с поглотителем на основе гидроксида лития (LiOH) в виде дырчатых блоков снижает сопротивление выдоха, а наличие свободного объема в шланге перед лицевой частью, в котором при вдохе находится газовая среда после предыдущего выдоха с повышенном содержанием двуокиси углерода, обусловливает гиперкапническое воздействие на организм использующего дыхательный аппарат члена экипажа, что приводит к непроизвольному увеличению легочной вентиляции в два и более раза и соответственно к увеличению скорости поглощения двуокиси углерода поглотителем при выдохе и повышению эффективности очистки газовой среды в обитаемом гермообъекте. При этом размещение патрубка выдоха в нижней части поглотительного патрона на выходе в гермообъект дополнительно увеличивает скорость поглощения двуокиси углерода поглотителем в поглотительном патроне.
На чертеже представлен общий вид дыхательного аппарата.
Дыхательный аппарат для очистки газовой среды в гермообъекте 1 содержит лицевую часть 2 и поглотительный патрон 3 для очистки газовой среды в гермообъекте, который выполнен с поглотителем 4 двуокиси углерода (углекислого газа) на основе гидроксида лития (LiOH) в виде дырчатых блоков и подсоединен шлангом 5 к лицевой части 2, клапан 6 вдоха, который размещен в шланге 5 или непосредственно в лицевой части 2 (на чертеже не показано), клапан 7 выдоха, который установлен в шланге 5 между клапаном 6 вдоха и поглотительным патроном 3 с образованием свободного объема между лицевой частью 2 и клапаном 7 выдоха, составляющим 100÷300 см3, и патрубок 8 выдоха, который установлен в нижней части поглотительного патрона 3 на выходе в гермообъект 1. Патрубок 8 выдоха снабжен съемной заглушкой 9, которая устанавливается при хранении и исключает возможность попадание влаги и двуокиси углерода (углекислого газа) в поглотитель 4.
Свободный объем шланга 5 определен экспериментальным путем и составляет 0,2÷0,6 от среднего объема вдоха по физиологическим соображениям, который принят равным 500 см3. При этом установлено, что если свободный объем составляет менее 100 см3, то не происходит существенного увеличения концентрации двуокиси углерода на вдохе, и слабое гиперкапническое воздействие на организм использующего дыхательный аппарат члена экипажа не приводит к существенному (заметному) увеличению объемной скорости самопроизвольной легочной вентиляции, а при увеличении свободного объема более 300 см3 концентрация двуокиси углерода превышает 3.5%, что может вызвать такие нежелательные явления, как головная боль, учащение сердечных сокращений и повышение артериального давления (без снижения работоспособности).
Изобретение реализуется следующим образом.
При нахождении в обитаемом гермообъекте 1 члены экипажа осуществляют дыхание газовой смесью, преимущественно воздухом, с использованием дыхательного аппарата, в котором выдыхаемый газовый поток очищается от двуокиси углерода, а восполнение в гермообъекте 1 расходуемого на дыхание кислорода производится из любого известного источника, например из кислородного баллона (на чертеже не показано). При этом вдыхаемая газовая смесь поступает из гермообъекта 1 через клапан 6 вдоха в свободный объем шланга 5, в котором находится газовая смесь (воздух) после предыдущего выдоха с повышенной концентрацией (более 3,5%) двуокиси углерода, и обогащенная двуокисью углерода газовая смесь направляется к лицевой части 2 (маске или мундштуку) и далее к органам дыхания. Выдыхаемый газовый поток проходит через свободный объем по шлангу 5 и через клапан 7 выдоха поступает в дырчатые блоки слоя поглотителя 4 поглотительного патрона 3, где происходит поглощение двуокиси углерода, и очищенная газовая смесь выходит через патрубок 8 выдоха в гермообъект 1. В результате гиперкапнического воздействие повышенной концентрацией двуокиси углерода на организм использующего дыхательный аппарат члена экипажа происходит непроизвольное увеличение объемной скорости легочной вентиляции, что обусловливает увеличение скорости поглощения двуокиси углерода поглотителем 4 и соответственно повышает эффективность очистки газовой среды в гермообъекте 1.
1. Дыхательный аппарат для очистки газовой среды в гермообъекте, содержащий лицевую часть и поглотительный патрон с поглотителем двуокиси углерода, которые соединены между собой шлангом, клапан вдоха и клапан выдоха, отличающийся тем, что поглотительный патрон выполнен с поглотителем на основе гидроксида лития в виде дырчатых блоков, клапан вдоха размещен непосредственно в лицевой части или в шланге, клапан выдоха установлен в шланге между клапаном вдоха и поглотительным патроном с образованием свободного объема между лицевой частью и клапаном выдоха, составляющим 100÷300 см3, а в нижней части поглотительного патрона на выходе в гермообъект установлен патрубок выдоха.
2. Дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что патрубок выдоха снабжен съемной заглушкой.