close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2335316

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 335 316
(13)
C1
(51) МПК
A62D 9/00
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2007116251/15, 28.04.2007
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
28.04.2007
(45) Опубликовано: 10.10.2008 Бюл. № 28
Адрес дл переписки:
392680, г.Тамбов, Моршанское ш., 19, ОАО
"Корпораци "Росхимзащита"
2 3 3 5 3 1 6
сопротивление дыханию пользовател и более
низкую
температуру
газовоздушной
смеси,
поступающей в дыхательные пути человека. 2 ил.,
2 табл.
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к составам химических
веществ,
используемых
в
изолирующих
дыхательных аппаратах на химически св занном
кислороде, и может быть использовано в
производстве продуктов дл регенерации воздуха
на основе надпероксида кали . Регенеративный
продукт содержит 75-90 мас.% надпероксида кали ,
5-20 мас.% надпероксида натри и 1-5 мас.%
волластонита.
Регенеративный
продукт
предложенного состава по таким критери м, как
поглощение диоксида углерода и выделение
активного кислорода на единицу массы во врем работы продукта в патроне изолирующего
дыхательного аппарата, превосходит серийно
выпускаемые продукты. Кроме того, изолирующий
дыхательный
аппарат,
снар женный
предложенным регенеративным продуктом, при
эксплуатации имеет меньшее аэродинамическое
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПРОДУКТ ДЛЯ ИЗОЛИРУЮЩИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
2 3 3 5 3 1 6
(73) Патентообладатель(и):
Открытое акционерное общество "Корпораци "Росхимзащита" (ОАО "Корпораци "Росхимзащита") (RU)
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: DE 1287934 A, 18.09.1969. RU 2259808
C1, 10.09.2005. RU 2219982 C2, 27.12.2003. WO
2006001607 A1, 05.01.2006. WO 2005117187 A2,
08.12.2005.
(72) Автор(ы):
Булгакова Тать на Митрофановна (RU),
Точилов Владимир Алексеевич (RU),
Уль нова Марина Александровна (RU),
Ферапонтов Юрий Анатольевич (RU),
Путин Сергей Борисович (RU),
Козадаев Леонид Эдуардович (RU)
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 335 316
(13)
C1
(51) Int. Cl.
A62D 9/00
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2007116251/15, 28.04.2007
(24) Effective date for property rights: 28.04.2007
(45) Date of publication: 10.10.2008 Bull. 28
Mail address:
392680, g.Tambov, Morshanskoe sh., 19, OAO
"Korporatsija "Roskhimzashchita"
2 3 3 5 3 1 6
EFFECT: obtaining of an agent for the
respiratory apparatus, having smaller aerodynamic
resistance to breath of the user and lower
temperature of the gas-air mixture arriving in
respiratory tracts of the person.
2 dwg, 2 tbl
R U
(57) Abstract:
FIELD: medicine; life saving equipment.
SUBSTANCE: invention concerns compounds of
the chemical substances for isolating respiratory
apparatus using chemically combined oxygen and
can be used in manufacture of products for air
neogenesis based on potassium superoxide. The
regenerative product contains 75-90 wt. % of
potassium superoxide, 5-20 wt. % of sodium
superoxide and 1-5 wt. % of wollastonite. The
regenerative product of the offered structure by
such criteria as absorption of carbon dioxide and
active oxygen evolution on a mass unit in a
product operating time in the cartridge of the
isolating
respiratory
apparatus
surpasses
serially let
out
products.
Besides,
isolating
respiratory apparatus equipped with the offered
regenerative product, at operation has smaller
aerodynamic resistance to breathe of the user and
lower temperature of the gas-air mixture arriving
in respiratory tracts of the person.
Страница: 2
EN
C 1
C 1
(54) REGENERATIVE PRODUCT FOR ISOLATING RESPIRATORY APPARATUS
2 3 3 5 3 1 6
(73) Proprietor(s):
Otkrytoe aktsionernoe obshchestvo
"Korporatsija "Roskhimzashchita" (OAO
"Korporatsija "Roskhimzashchita") (RU)
R U
(72) Inventor(s):
Bulgakova Tat'jana Mitrofanovna (RU),
Tochilov Vladimir Alekseevich (RU),
Ul'janova Marina Aleksandrovna (RU),
Ferapontov Jurij Anatol'evich (RU),
Putin Sergej Borisovich (RU),
Kozadaev Leonid Ehduardovich (RU)
RU 2 335 316 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к составам химических веществ, используемых в изолирующих
дыхательных аппаратах на химически св занном кислороде, и может быть использовано в
производстве регенеративных продуктов на основе надпероксида кали (KO2).
Использование регенеративных продуктов на базе надпероксидов щелочных металлов в
изолирующих дыхательных аппаратах (ИДА) основано на выделении ими необходимого
дл дыхани кислорода при взаимодействии с водой и диоксидом углерода выдыхаемого
человеком воздуха. Данный процесс можно схематически описать уравнени ми следующих
химических реакций:
2МеO2+Н2O?2МеОН+1,5O2+Q
2МеОН+CO2?Ме2СО3+Н2O+Q
При этом возникающие в процессе эксплуатации индивидуального дыхательного
аппарата услови (образование новых химических соединений, имеющих больший
молекул рный объем, нежели исходные вещества, частичное плавление исходных
компонентов и продуктов реакции вследствие экзотермического характера протекающих
процессов и др.) часто привод т к изменению структуры транспортных пор
регенеративного продукта (возможна их частична или даже полна блокировка). Это в
дальнейшем затрудн ет диффузию паров воды и диоксида углерода в объем его гранул
или делает данный процесс невозможным. Перечисленные выше факторы снижают
степень отработки регенеративного продукта в патроне индивидуального дыхательного
аппарата до 50-60% и привод т к увеличению аэродинамического сопротивлени дыханию
человека.
Повышение эффективности работы регенеративного продукта и улучшение его
эксплуатационных характеристик осуществл етс как изменением конструкции
регенеративного патрона, так и изменением химического состава регенеративного
продукта и формы его насадки. Часто это выполн ют параллельно.
Традиционно регенеративный продукт изготавливают путем механического смешени необходимых компонентов и последующего формовани полученной шихты в насадки
различной формы (гранулы, таблетки, блоки и др.), размещенные в патроне дыхательного
аппарата, через который циркулирует регенерируемый воздух.
Дл улучшени условий диффузии паров воды и диоксида углерода к центру гранул
регенеративного продукта в процессе его работы (что приводит к повышению степени
отработки регенеративного продукта) в состав продукта ввод т различные
структурообразующие добавки.
Известен регенеративный продукт на основе надпероксида кали [патент ГДР №61761,
кл. 61а 29/22, 1968 г.], в состав которого дл исключени контакта между зернами
продукта введен инертный наполнитель, представл ющий собой пористое тело различной
формы - керамические шарики, кольца Рашига, осколки керамики, крошка диотомита и др.
Данное техническое решение частично исключает контакт гранул регенеративного продукта
друг с другом, что приводит к увеличению поверхности контакта гранулы регенеративного
продукта с вод ным паром и диоксидом углерода.
Однако данный состав регенеративного продукта не обеспечивает высокую степень
отработки регенеративного продукта. Это происходит за счет того, что в процессе
работы регенеративного продукта вследствие тепловых эффектов протекающих реакций
происходит оплывание поверхности гранул регенеративного продукта, что затрудн ет
услови диффузии газов внутрь гранул. Кроме того, не исключено слипание инертного
наполнител с гранулами продукта, что приводит к уменьшению контакта газ - твердое
тело и, как следствие, к неравномерности отработки регенеративного продукта. Следует
также учитывать, что введение объемного инертного наполнител приводит к увеличению
массогабаритных параметров индивидуальных дыхательных аппаратов без увеличени времени защитного действи издели .
Известен регенеративный продукт, состо щий из надпероксида кали и асбеста (от 2 до
10% весовых), выполн ющего роль структурообразующей добавки [за вка ФРГ №1546513,
кл. 61b 1/02, 1970 г.]. Данный регенеративный продукт имеет более высокую степень
Страница: 3
DE
RU 2 335 316 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
отработки, достигаемую за счет того, что диффузи паров воды и диоксида углерода
обеспечиваетс вдоль волокон асбеста к центру гранул продукта на прот жении всего
времени его эксплуатации в патроне ИДА.
Однако данный состав регенеративного продукта не устран ет все недостатки,
возникающие при эксплуатации продукта в индивидуальном дыхательном аппарате.
Регенеративный продукт по этому способу получают путем смешени исходных
компонентов, прессовани полученной шихты в блоки, их последующего дроблени и
отсева требуемой фракции. При дроблении эластичные волокна асбеста разрываютс таким образом, что выход т за поверхность гранул продукта, образу своеобразный
«ворс» или «лохматость». Это приводит к тому, что при пользовании индивидуальным
дыхательным аппаратом, снар женным таким регенеративным продуктом, уже в
начальный момент эксплуатации возрастает аэродинамическое сопротивление дыханию
пользовател .
Кроме того, все асбесты вл ютс канцерогенными веществами, представл ющими
опасность дл здоровь пользовател .
Следует также отметить, что все регенеративные продукты на основе надпероксида
кали имеют несколько общих существенных недостатков. Во-первых, при низких
температурах эксплуатации индивидуальных дыхательных аппаратов, снар женных такими
продуктами, в начальный момент эксплуатации процесс регенерации воздуха происходит
крайне медленно, что представл ет существенную проблему дл пользовател (недостаток
кислорода и повышенное содержание диоксида углерода в регенерируемом воздухе). Дл устранени данного негативного фактора требуетс дополнительный подвод тепла или
добавление катализатора. Каталитическое разложение надпероксида кали , привод щее к
увеличению скорости выделени кислорода, необходимо лишь в начальный период работы
регенеративного продукта, а в дальнейшем это приводит к избыточному (по сравнению с
необходимым дл дыхани пользовател ) выделению кислорода. Все это не позвол ет
максимально рационально использовать ресурс регенеративного продукта.
Во-вторых, введение в состав регенеративных продуктов структурообразующих добавок,
катализаторов и дополнительных источников тепловой энергии приводит к снижению
суммарного содержани активного кислорода (кислорода, способного генерироватьс из
продукта в процессе регенерации воздуха) в системе.
Наиболее близким из разработанных в насто щее врем к за вл емому продукту
вл етс регенеративный продукт, полученный на основе смеси надпероксидов кали и
натри [патент ФРГ №1287934, С01В 13/02, 1969 г.]. Присутствие в регенеративном
продукте надпероксида натри , во-первых, повышает содержание активного кислорода на
единицу массы продукта (KO2 содержит в своем составе 33% массовых активного
кислорода, a NaO2 - 43,6% массовых) и, во-вторых, способствует нормальному
функционированию издели , снар женного регенеративным продуктом предложенного
состава, при низких температурах без введени катализатора и дополнительного подвода
тепла. Это происходит за счет того, что надпероксид натри более реакционноспособен
по отношению к вод ному пару, нежели надпероксид кали (энерги решетки NaO2?190,9
ккал/моль, KO2?177,1 ккал/моль,) и теплота его реакции с водой составл ет ?16 ккал/моль,
в то врем как дл надпероксида кали данна величина ?12 ккал/моль.
Хот регенеративный продукт предложенного состава и имеет высокие
стехиометрические емкости по диоксиду углерода и кислороду и вследствие большей
реакционной способности надпероксида натри к вод ному пару регенераци происходит с
достаточной скоростью и при низких температурах, он не лишен основного недостатка низкой степени отработки в патроне реального аппарата. Это обусловлено тем, что в
процессе эксплуатации такого продукта в патроне ИДА из-за протекающих физикохимических процессов (за счет тепловых эффектов химических реакций, протекающих в
процессе регенерации воздуха, по эвтектоидной схеме происходит плавление смеси
исходных компонентов и продуктов взаимодействи надпероксидов кали и натри с
вод ным паром и диоксидом углерода) происходит блокировка транспортных пор, что
Страница: 4
RU 2 335 316 C1
5
10
делает невозможным диффузию паров воды и СО2 внутрь гранул регенеративного
продукта. По этой же причине растет аэродинамическое сопротивление дыханию
пользовател .
Задачей изобретени вл етс улучшение эксплуатационных характеристик
регенеративного продукта при его работе в патроне изолирующего дыхательного аппарата.
Технический результат заключаетс в разработке состава регенеративного продукта,
имеющего высокую емкость по кислороду и диоксиду углерода, снижение сопротивлени дыханию пользовател и температуры на вдохе пользовател при работе продукта в
патроне дыхательного аппарата.
Технический результат достигаетс тем, что регенеративный продукт, содержащий
надпероксид кали и надпероксид натри , в качестве структурообразующей добавки
дополнительно содержит силикат кальци в виде волокнистого материала волластанита.
Волластанит может быть как природного, так и искусственного происхождени .
Соотношение компонентов в составе регенеративного продукта следующее, мас.%:
надпероксид кали (КО2)
15
75-90
надпероксид натри (NaO2) 5-20
волластанит (CaSiO3)
20
25
30
35
40
45
Волластанит выступает в качестве добавки, улучшающей услови диффузии газов
внутрь гранул регенеративного продукта. Это происходит за счет того, что кристаллы
как природного, так и синтетического волластонита, относ щиес либо к моноклинной,
либо к триклинной сингонии, имеют спутанно волокнистую игольчатую или удлиненнотаблитчатую (дощатую) форму, выт нутую параллельно оси b. За счет этого кристаллы
волластонита обладают высокой газопроницаемостью. При этом длина кристаллов
волластонита колеблетс в пределах 5-20 мм (В.А.Тюльнин, В.Р.Ткач, В.И.Эйрих,
Н.П.Стародубцев. Волластанит. Уникальное минеральное сырье многоцелевого
назначени . // - М.: Руда и металлы, - 2003, - с.144). Температура плавлени волластонита составл ет 1540°С. Перечисленные выше уникальные свойства
волластонита привод т к тому, что при работе регенеративного продукта в патроне
индивидуального дыхательного аппарата вдоль волокнистых кристаллов волластонита
пары воды и диоксид углерода могут диффундировать в любую точку объема гранулы
регенеративного продукта. При этом возникающие в процессе регенерации воздуха
услови (температура, химический состав и др.) не вли ют на первоначальную структуру
волластонита. Таким образом, на прот жении всего времени работы регенеративного
продукта внутри каждой его гранулы сохран етс неизменный газопроницаемый каркас.
Это существенно облегчает диффузию паров воды и диоксида углерода в объем гранул
регенеративного продукта на прот жении всего времени работы индивидуального
дыхательного аппарата, что, в свою очередь, приводит к увеличению степени отработки
регенеративного продукта и снижению аэродинамического сопротивлени дыханию
пользовател .
Регенеративный продукт готов т обычным смешиванием компонентов в требуемых
соотношени х в любом промышленном смесителе сыпучих материалов с последующим
формованием полученной шихты в таблетки, гранулы, блоки и др. или их композиции в
зависимости от конструкции патрона дыхательного аппарата и условий его эксплуатации.
Примеры составов регенеративных продуктов приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Регенеративный продукт
50
1-5
Состав продукта, %
KO2
NaO2
волластанит
По примеру 1
75
20
5
По примеру 2
80
17
3
По примеру 3
85
14
1
По примеру 4
85
11
4
По примеру 5
86
12
2
По примеру 6
90
5
5
Примечание: регенеративные продукты могут содержать до 3% примесей, принципиально не вли ющих на свойства продукта.
Страница: 5
RU 2 335 316 C1
5
10
15
Регенеративный продукт предлагаемого состава испытан в патроне изолирующего
дыхательного аппарата на установке "Искусственные легкие" (ИЛ) при следующих
услови х:
- легочна вентил ци 35,0±1 л/мин
- объемна подача диоксида углерода 1,57±0,03 л/мин
- влажность газовоздушной смеси, % 96-98
- частота дыхани 20±0,5 мин -1
- температура окружающей среды 20-25°С.
Объемы кислорода и диоксида углерода указаны при 10°С и 101,3 кПа, легочна вентил ци - при 37°С и 101,3 кПа. Дл сравнени с регенеративными продуктами
различного состава по примерам 1-5 из таблицы 1 в тех же услови х испытывалс специально изготовленный регенеративный продукт - аналог по химическому составу
продукта по патенту ФРГ №1287934 (продукт содержал 60% KO2 и 40% NaO2). Все
регенеративные продукты имели форму гранул одинакового размера и плотности. Врем защитного действи определ ли как врем от начала работы регенеративного продукта до
того момента, когда концентраци CO2 в потоке газовоздушной смеси на линии "вдоха"
установки "ИЛ" достигала 3%. Результаты испытаний представлены в таблице 2 и на фиг.1
и 2.
20
Таблица 2.
Состав
продукта
25
30
35
40
45
50
Масса
Врем продукта, защитного
г
действи ИДА, мин
Теоретическа Теоретическа Степень Максимальна Максимальное
емкость
отработки температура на сопротивление
емкость
дыханию на линии
продукта
по СО2, % вдохе, °С
продукта по
вдоха, мм вод. ст.
СО2, л/кг
по O2, л/кг
Максимальное
сопротивление
дыханию на линии
выдоха, мм вод.
ст.
По примеру 1
700
75
159,0
238,5
75,5
44
30
36
По примеру 2
702
77
160,8
241,2
76,62
43
31
37
По примеру 3
703
71
162,6
243,9
69,86
42
29
35
По примеру 4
701
74
156,5
234,7
75,65
40
30
36
По примеру 5
705
75
160
240
75,0
41
30
36
По примеру 6
704
68
152,2
228,2
71,48
38
28
34
Продукт по
патенту ФРГ
№1287934
705
52
176,1
264,2
47,24
53
105
75
На фиг.1 и 2 представлены зависимости аэродинамического сопротивлени дыханию
пользовател от времени работы в патроне изолирующего дыхательного аппарата на
линии вдоха и выдоха соответственно. Крива 1 на фиг.1 и 2 характеризует изменение
данного параметра при работе изолирующего дыхательного аппарата, снар женного
регенеративным продуктом по патенту ФРГ №1287934. Поскольку дл всех регенеративных
продуктов, имеющих химический состав по примерам 1-5 из таблицы 1, изменение
аэродинамического сопротивлени дыханию пользовател на лини х вдоха и выдоха при
работе индивидуального дыхательного аппарата не превышает 5% от среднего значени ,
на фиг.1 и 2 представлено изменение среднего значени этого параметра (крива 2).
Аэродинамическое сопротивление газовоздушной смеси на вдохе пользовател вл етс одним из основных эксплуатационных показателей изолирующих дыхательных
аппаратов, во многом определ ющимс составом и свойствами регенеративного продукта.
Снижение значени данного параметра не только создает более комфортные услови дл пользовател , но и существенно увеличивает круг лиц, могущих пользоватьс изолирующими дыхательными аппаратами (дети, люди, страдающие легочными
заболевани ми и др.).
Как видно из представленных табличных и графических данных, составы
регенеративных продуктов, полученных по изобретению, обеспечивают при работе в
патроне изолирующего дыхательного аппарата при аналогичных значени х массы большее
врем защитного действи в сравнении с регенеративным продуктом по патенту ФРГ
№1287934.
Улучшение параметров регенеративного продукта (по сравнению с продуктом по патенту
Страница: 6
RU 2 335 316 C1
5
10
15
ФРГ №1287934) достигаетс за счет того, что в состав продукта вход т надпероксиды
кали и натри и волластанит. Присутствие волластанита качестве структурообразующей
добавки улучшает услови диффузии паров воды и диоксида углероду внутрь гранул
регенеративного продукта, что позвол ет более эффективно использовать ресурс
регенеративного продукта и за счет этого увеличить врем защитного действи дыхательного аппарата при тех же массогабаритных характеристиках. Кроме того,
изолирующий дыхательный аппарат, снар женный предложенным регенеративным
продуктом, имеет меньшее значение аэродинамического сопротивлени дыханию
пользовател и более низкую температуру газовоздушной смеси, поступающей в
дыхательные пути человека. Это обеспечивает более комфортные услови при
эксплуатации изолирующих дыхательных аппаратов и расшир ет круг лиц, имеющих
физическую возможность пользоватьс ИДА.
Формула изобретени Регенеративный продукт дл изолирующих дыхательных аппаратов, содержащий
надпероксид кали и надпероксид натри , отличающийс тем, что дополнительно содержит
силикат кальци в виде волокнистого материала волластонита при следующем
соотношении компонентов, мас.%:
надпероксид кали (КО2)
20
волластонит (CaSiO3)
25
30
35
40
45
50
Страница: 7
CL
75-90
надпероксид натри (NaO2) 5-20
1-5
RU 2 335 316 C1
Страница: 8
DR
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
139 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа