推荐的发明涉及救生装置,可划归人体呼吸器官保护装置类,更具体地说是单人用化学净化氧呼吸器。 推荐的化学净化氧呼吸器,可以在排除煤矿和其他矿井事故扑灭火灾等任何不利情况以及在天然气、化工、石油工业企业中,用于保护人体的呼吸器官。
单人用化学净化氧呼吸器的基本结构元件是可置于人体背部的背囊,其壳体中装有再生舱和呼吸袋。由于单人呼吸器是用于出现事故的情况下,所以救护工作的质量和效能取决于壳体的外形尺寸。由此可见,壳体的外形尺寸是单人呼吸器的一项重要质量指标。
例如,在必须弯腰、四肢着地或爬行前进的狭窄矿井巷道中,在最不利的条件下,背负单人呼吸器的人员也应能进入高度为0.4~0.45米的巷段。因此,在这样的条件下,单人呼吸器壳体的厚度,即由人体背部到背囊壳体最远一点的尺寸是至关重要的。
壳体厚度主要是由位于其中的再生舱尺寸和结构形式决定的。
随空气流动方向的不同,现有不同结构的再生舱。例如,有带中央穿孔管的再生舱。在其中,空气由输入管进入中央穿孔管,再从中央穿孔管的轴线沿径向流动,通过含氧剂层。
在现有的、装备这种型式再生舱的单人呼吸器中,中央穿孔管轴线同对着人体背部地壳体壁板相平行,并可处于垂直或水平位置上。同时,为实现空气的完全再生,位于中央穿孔管和再生舱壳体之间的含氧剂(如KO2)层厚度,应为130~140毫米。
综上所述,在装备这类再生舱的现有结构的单人呼吸器中,其壳体厚度不能小于260毫米,这就给救护人员在狭窄条件下移动造成困难。
还有直流式再生舱,空气在其含氧剂层中是沿轴线、由输入管向输出管方向流动。再生舱沿其轴线方向的长度,即含氧剂层的厚度,应为130~140毫米,这也是由空气必须在这一含氧剂层中充分再生所决定的。
如果直流式再生舱在背囊壳体中这样布置,即输入和输出管轴线同对着人体背部的壳体壁板相平行,并处于垂直或水平位置,则单人呼吸器背囊壳体厚度随再生舱横截面形状的不同,取决于这一横截面的某一尺寸-长度、宽度或直径。
但是,只有依靠相应加大再生舱长度才能减小这一尺寸,而这一点受到单人呼吸器容许呼吸阻力值的限制,该数值不得超过300帕。
现有的一种单人用化学净化氧呼吸器(SU,A,342636)包括一个可置于人体背部的背囊。背囊的半圆形壳体具有同其对着人体背部的壁板相垂直的纵向对称平面,其中布置呼吸袋和再生舱。再生舱空腔充满含氧剂,它经由输出过滤器、和输入管同轴配置的输出管以及空气管道同呼吸袋相通。呼吸袋经过呼入软管同面罩或呼吸嘴相连,后者通过呼出软管通向再生舱输入管,其轴线同对着人体背部的壳体壁板成一定角度。
这种单人呼吸器所采用的直流式再生舱这样安排在壳体下部,即其输入管轴线同对着人体背部的壳体壁板相垂直。而再生舱采取这种布置时,背囊壳体厚度决定于再生舱长度,而考虑到输入和输出管以及输入和输出过滤器的尺寸,这一长度不能小于180毫米。
本发明目的是,研制一种再生舱中央穿孔管轴线布置形式有利于减小背囊壳体厚度的单人用化学净化氧呼吸器。
本发明目的是这样加以解决的:单人用化学净化氧呼吸器由一个可置于人体背部的背囊组成。背囊的半圆形壳体具有同其对着人体背部壁板相垂直的纵向对称平面,在这一壳体中布置呼吸袋和再生舱。再生舱空腔充满含氧剂,它经由输出过滤器、和输入管同轴配置的输出管以及空气管道同呼吸袋相通。呼吸袋经过呼入软管同面罩或呼吸嘴相连,后者通过呼出软管通向再生舱输入管,其轴线同对着人体背部的壳体壁板成一定角度。按照本发明,再生舱装备有中央穿孔管,其轴线同输入和输出管轴线相重合并位于壳体纵向对称平面上。
合理的结构是,再生舱输出过滤器制成中空平截头圆锥体形状并使其小底一侧的边部同中央穿孔管端面相连接。
有利的做法是,借助沿中央穿孔管轴线设置的螺栓,把再生舱紧固在壳体上。
在单人呼吸器中,采用装备中央穿孔管的再生舱,而穿孔管轴线同对着人体背部的壳体壁板成一定角度,可使背囊壳体厚度至少减小25%。而把输出过滤器制成中空平截头圆锥体形状,可使背囊壳体厚度再减小5%。
借助沿中央穿孔管轴线设置的螺栓,把再生舱紧固在壳体上,不致增大壳体的尺寸,因为一螺栓不会超出再生舱的外廓。
在下文中,本发明通过具体结构方案和所件图纸加以说明,其中:
图1所示为本发明的单人用化学净化氧呼吸器总图;
图2所示为缩小比例的A向视图。
单人用化学净化氧呼吸器包括一个可置于人体背部的背囊1(图1),其中圆形壳体2中装有呼吸袋3和再生舱4。半圆形壳体2(图2)具有同其对着人体背部的壁板5(图1)相垂直的纵向对称平面P。壳体2由具有高导热性的材料(如铝)制成。
呼吸袋3布置在壳体2的下部,系由密封弹性材料(如橡胶布)制成,并经过呼入阀6和呼入软管7同呼吸嘴8相连。除呼吸嘴8外,还可在呼吸器结构中设置面罩。呼吸嘴8通过呼出软管9和呼出阀10同位于壳体2中的空气管道11相通。空气管道11同布置在壳体2上部的再生舱4的输入管12相连接。再生舱4的输出管13,通过同管15相连的空气管道14,同呼吸袋3相通。管15布置在呼吸袋3的下部,这可加大空气管道14的长度,而后者同时用作冷却再生舱4输出之空气的热交换器。为排除多余空气,呼吸袋3中设有压力阀16。
再生舱4的壳体17制成装备有中央穿孔管18的圆筒,中央穿孔管18的轴线同输入管12和输出管13的轴线相重合。在壳体17内部是具有整体底板20的穿孔环形套19。中央穿孔管18的外部围有由玻璃纤维材料制成的中空圆筒形输入过滤器21,而在输出管13一侧安装有塞盖22。
经由壳体17的端面23、环套19、底板20和装备输入过滤器21的中央穿孔管18所形成的环形腔中,放置颗粒状含氧剂24。碱性金属的过氧化物(如KO2)可用作含氧剂。同时,输入过滤器21和环套19之间的距离应能保证呼出空气的充分再生,即如上文所述介于130~140毫米之间,而中央穿孔管18的长度与直径之比应保证对于人体呼吸的阻力不超过300帕,这可使端面23同底板20之间的距离较输出过滤器21和环套19之间的距离缩小三分之一。
在再生舱4壳体17的底板20和端面25之间,布置由玻璃纤维制成的中空平截头圆锥形状输出过滤器26,其小底一侧的边部同中央穿孔管18的端面相连接,而过滤器26大底一侧的边部同再生舱4壳体17的端面25相连接。输出过滤器26的这种形式可使底板20和端面25之间的间隙,较现有结构再生舱的扁平形输出过滤器,减小近1/2。这样,最终可使背囊1壳体2厚度再减小5%。
再生舱4在壳体2中是如此布置的,即中央穿孔管18的轴线位于壳体2纵向对称平面P上并同对着人体背部的壳体2壁板5成α角。壁板5和中央穿孔管18之间的α角可介于60~90°之间。中央穿孔管18轴线的倾度,可使壳体2外壁板27上部平行于壳体2纵向对称平面P(图2)的平面,在截面上获得流线型。
再生舱4布置(图1)在壳体2上部,可使壳体2上部垂直于壳体2纵向对称平面P的平面,在截面上获得流线型。
再生舱4借助沿中央穿孔管18设置的螺栓28紧固在壳体2上。同时,螺栓28的头部支撑在空气管道11上,而带有螺纹的另一端拧紧在带螺纹的螺栓座中,后者同壳体2外壁板27刚性连接(如采用焊接)。为实现再生舱4壳体17同空气管道11和14以及螺栓28同空气管道11连接部位的密封,设有橡胶圈30、31和32。螺栓28通过塞盖22的孔,其间的间隙也是密封的。
再生舱4布置在壳体2上部,可以免除再生舱4和呼吸袋3之间的隔热层,从而减小壳体2长度上的尺寸。
空气管道沿壳体2长度设置,有利于改善热交换状况,因为空气管道14的壁板之一恰是壳体2外壁板27的中段。
单人呼吸器的工作情况如下:
在呼出时,空气由呼吸嘴8(图1)沿呼出软管9,经过呼出阀10、空气管道11、输入管12,进入中央穿孔管18的内腔。从内腔,空气沿径向,经由输入过滤器21,通过含氧剂层24和穿孔环形套19,进入环套19和壳体17之间的空隙中,接着再进入底板20和输出过滤器26内表面之间的空隙中。
输出过滤器26捕集可能通过穿孔环套19散落的尘埃和含氧剂微粒24。尔后,空气再通过输出过滤器26,经由输出管13和空气管道14进入呼吸袋3中,在那里储存到吸入阶段开始时。
空气管道14具有很大的长度,大致相当于壳体2长度的2/3,并且还用作净化空气的冷却器,因为空气在同含氧剂产生反应过程中升温到100~150℃。空气管道14的这一长度可使进入呼吸袋3的空气降温到60~70℃。在呼吸袋3和吸入软管7中,净化空气进一步降温。
空气同含氧剂24接触时产生化学反应,结果呼出空气的二氧化碳和水份被吸收并富集从含氧剂24中释出的氧气。
在呼入时,清除二氧化碳和水份并富集氧气的空气,由呼吸袋3经过呼入阀6和呼入软管7进入呼吸嘴8中。
同现有的结构相比较,本申请的单人呼吸器,由于其壳体2的厚度减小,当用于只能爬行、四肢着地或弯腰行进的狭窄矿井巷道或狭小、低矮房舍中时,是更为方便和可靠的。
此外,由于背囊1壳体2上部具有圆弧流线型,易于克服障碍,因而使用呼吸器的人员在心理上更加信赖其完好性和使用性能。这一点,对于在不利于呼吸的气氛中进行抢救工作,是极端重要的。
还应当指出,这里推荐的单人呼吸器结构的一个重要优点是,更换用完的再生舱4不需要很多时间,因为它只是由一根螺栓紧固的。这对于在事故条件下工作也具有重要意义。