ИНДИВИДУАЛЬНОЕ СРЕДСТВО ЗАЩИТЫ

Изобретение относится к производству средств очистки воздуха, в частности к противогазной технике, и может быть использовано для защиты органов дыхания, глаз и головы человека от дыма и токсичных газов, в том числе и от оксида углерода, образующихся при пожаре.

Известно индивидуальное средство защиты, включающее капюшон из эластичного термостойкого материала со смотровым окном из прозрачного материала (пленки), полумаску с манжетой для крепления фильтрующе-поглощающего патрона, герметично соединенную с капюшоном так, что полумаска находится внутри капюшона, а манжета снаружи, фильтрующе-поглощающий патрон, состоящий из последовательно расположенных по ходу воздуха противоаэрозольного фильтра и шихты поглотителя (DE 3921603 А1, 10.01.1991).

Недостатком данного устройства является то, что шихта поглотителя содержит только гопкалит, что не позволяет в полной мере обеспечить очистку воздуха от широкого спектра вредных примесей, образующихся при пожарах, таких как CO, NH₃, HCl, HCN, акролеин. Кроме того, смотровое окно выполнено из однослойного прозрачного бесцветного материала, что приводит к необходимости выполнять окно из материалов повышенной толщины для обеспечения достаточного сопротивления тепловым потокам и затрудняет ориентацию в условиях сильного задымления.

Наиболее близким к заявленному устройству является средство индивидуальной защиты, включающее капюшон из эластичного материала со смотровым окном из прозрачного материала, полумаску с манжетой для крепления фильтрующе-поглощающего патрона, герметично соединенную с капюшоном так, что полумаска находится внутри капюшона, а манжета снаружи, фильтрующе-поглощающий патрон, состоящий из последовательно расположенных по ходу воздуха противоаэрозольного фильтра и шихты поглотителя, регулируемое оголовье (DE 2720681 В1, 02.11.1978).

Недостатком данного средства является то, что смотровое окно выполнено из однослойного бесцветного материала, что приводит к необходимости выполнять окно из материалов повышенной толщины для обеспечения достаточного сопротивления тепловым потокам и затрудняет ориентацию в условиях сильного задымления.

Технический результат заключается в повышении качества индивидуального средства защиты и надежности в его работе, увеличении ресурса работы, придании фильтрующе-поглощающему патрону универсальных свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что в индивидуальном средстве защиты, включающем капюшон из эластичного материала со смотровым окном из прозрачного материала, полумаску с манжетой для крепления фильтрующе-поглощающего патрона, герметично соединенную с капюшоном так, что полумаска находится внутри капюшона, а манжета снаружи, фильтрующе-поглощающий патрон, состоящий из последовательно расположенных по ходу воздуха противоаэрозольного фильтра и шихты поглотителя, регулируемое оголовье, согласно изобретению шихта поглотителя фильтрующе-поглощающего патрона выполнена в виде последовательно расположенных по ходу движения воздуха слоев гопкалита и катализатора, причем длина слоя гопкалита относится к длине слоя катализатора как 1:0,25-0,5, а смотровое окно выполнено из двух расположенных последовательно слоев прозрачного термостойкого материала, один из которых - цветной.

Данное выполнение устройства позволяет достичь высокого качества очистки воздуха при универсальности защиты органов дыхания в экстремальных ситуациях, обеспечивает надежную тепловую защиту и комфортные условия при использовании индивидуального средства защиты в условиях пожара, а также надежное сохранение видимости в условиях задымления.

Сущность устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид индивидуального средства защиты: на фиг. 2 - вид А по фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б по фиг. 1; на фиг. 4 - зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода (Q₁) от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и катализатора (l_к/l_г); на фиг. 5 - зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по парам хлористого водорода (Q₂) от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и катализатора (l_к/l_г); на фиг. 6 - зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по парам цианистого водорода (Q₃) от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и катализатора (l_к/l_г); на фиг. 7 - зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по парам аммиака (Q₄) от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и катализатора (l_к/l_г); на фиг. 8 - зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по парам акролеина (Q₅) от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и катализатора (l_к/l_г); на фиг. 9 - зависимости температуры воздуха внутри капюшона (t_к) от температуры окружающего воздуха (t_в), на фиг. 10 - зависимости видимости в условиях задымления (Q₆) от расстояния между смотровым окном и источником задымления (l).

Индивидуальное средство защиты включает капюшон 1 из эластичного материала со смотровым окном 2 из двух расположенных последовательно слоев прозрачного термостойкого материала 3 и цветного 4, полумаску с манжетой 5 для крепления фильтрующе-поглощающего патрона 6, герметично соединенную с капюшоном 1 так, что полумаска находится внутри капюшона 1, а манжета 5 снаружи, фильтрующе-поглощающий патрон 6, состоящий из последовательно расположенных по ходу воздуха противоаэрозольного фильтра 7 гопкалита 8 и катализатора 9, а также регулируемое оголовье 10.

Устройство работает следующим образом.

В чрезвычайных ситуациях, например при пожарах, индивидуальное средство защиты надевается на голову, при этом капюшон 1 крепится на голове с помощью регулируемого оголовья 10 так, чтобы полумаска 5 закрывала нос и рот и проходила по подбородочной части лица, а смотровое окно 2 находилось на уровне глаз. Загрязненный воздух через отверстие в дне поступает в фильтрующе-поглощающий патрон 6. Пройдя последовательно через противоаэрозольный фильтр 7, слой гопкалита 8 и катализатор 9, воздух очищается и поступает в подмасочное пространство в полумаске и используется для дыхания.

Для повышения качества очистки воздуха и обеспечения универсальности защиты органов дыхания в экстремальных ситуациях последовательно расположенные по ходу движения воздуха слои гопкалита и катализатора выполнены так, что длина слоя гопкалита относится к длине слоя катализатора как 1:0,25-0,5.

На фиг. 4-8 приведены результаты экспериментов, обосновывающих целесообразность выбора соотношений между длинами слоев гопкалита и катализатора.

На фиг. 4 показана зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода (CO) от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и катализатора, где пунктирной линией обозначен международный стандарт к средствам защиты такого типа по монооксиду углерода.

Условия испытаний:
С₀= 3,1 мг/л - начальная концентрация вредной примеси;
С_к= 0,31 мг/л - концентрация вредных примесей на выходе;
V = 30 л/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t⁰ = 25±5^oC - температура;
ϕ = 90± 3% - относительная влажность воздуха.

Из результатов экспериментов следует, что при отношении длин слоев катализатора и гопкалита (l_к/l_г) > 0,5 время защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по монооксиду углерода уменьшается ниже предельно допустимых величин за счет уменьшения длины слоя гопкалита необходимого для каталитического окисления монооксида углерода.

На фиг. 5 показана зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по парам хлористого водорода (HСl) от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и катализатора, где пунктирной линией обозначена рекомендуемая величина времени защитного действия для устройств подобного типа. Условия испытаний:
С₀= 3,25 мг/л - начальная концентрация вредной примеси;
С_к = 0,01 мг/л - концентрация вредных примесей на выходе;
V = 30 л/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t⁰ = 25±5^oC - температура;
ϕ = 50% - относительная влажность воздуха.

Из результатов экспериментов следует, что при отношении длин слоев катализатора и гопкалита (l_к/l_г) < 0,25 время защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по хлористому водороду уменьшается ниже предельно допустимых величин за счет уменьшения длины слоя катализатора, необходимого для разложения хлористого водорода.

На фиг. 6 показана зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по парам цианистого водорода (HCN) от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и катализатора, где пунктирной линией обозначена рекомендуемая величина времени защитного действия по цианистому водороду для устройств подобного типа.

Условия испытаний:
С₀= 2,4 мг/л - начальная концентрация вредной примеси;
С_к= 0,01 мг/л - концентрация вредных примесей на выходе;
V = 30 л/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t⁰ = 25±5^oC - температура;
ϕ = 50% - относительная влажность воздуха.

Из результатов экспериментов следует, что при отношении длин слоев катализатора и гопкалита (l_к/l_г) > 0,25 время защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по цианистому водороду уменьшается ниже предельно допустимых величин за счет уменьшения длины слоя катализатора, который играет основную роль в нейтрализации цианистого водорода.

На фиг. 7 показана зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по парам аммиака (NH₃) от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и катализатора, где пунктирной линией обозначена рекомендуемая международными стандартами величина времени защитного действия по аммиаку для устройств подобного типа.

Условия испытаний:
C₀ = 1,51 мг/л - начальная концентрация вредной примеси;
C_к = 0,02 мг/л - концентрация вредных примесей на выходе;
V = 30 л/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t⁰ = 25±5^oC - температура;
ϕ = 50% - относительная влажность воздуха.

Уменьшение слоя гопкалита приводит к падению защитной мощности фильтрующе-поглощающего патрона по парам аммиака, что видно из результатов экспериментов при (l_к/l_г) > 0,25.

На фиг. 8 показана зависимость времени защитного действия фильтрующе-поглощающего патрона по парам акролеина от величины соотношения между длинами слоев гопкалита и катализатора, где пунктирной линией обозначена рекомендуемая международными стандартами величина времени защитного действия по акролеину для устройств подобного типа.

Условия испытаний:
C₀ = 1,25 мг/л - начальная концентрация вредной примеси;
C_к = 0,001 мг/л - концентрация вредных примесей на выходе;
V = 30 л/мин - объемный расход газовоздушной смеси;
t⁰ = 25±5^oC - температура;
ϕ = 50% - относительная влажность воздуха.

Из результатов экспериментов следует, что уменьшениe длины слоя катализатора на основе активного угля приводит к уменьшению времени защитного действия по парам акролеина при отношении (l_к/l_г) < 0,25.

Таким образом, из результатов экспериментов следует, что оптимальным, с точки зрения обеспечения универсальности защиты органов дыхания, является отношение длины слоя гопкалита к длине слоя катализатора как 1:0,25-0,5.

Для обеспечения более комфортных условий пребывания в надетом индивидуальном средстве защиты во время пожаров при повышенной температуре окружающего воздуха, а также для снижения массы устройства и улучшения удобства пользования, смотровое окно выполнено из двух расположенных последовательно слоев прозрачного термостойкого материала (пленки).

При проведении сравнительных испытаний индивидуального средства защиты (см. фиг. 9) со смотровым окном, выполненным из однослойного термостойкого материала толщиной 0,5 мм (пунктирная линия), и индивидуального средства защиты со смотровым окном, выполненным из двух слоев термостойкого материала толщиной 0,1 мм каждый и воздушным зазором между ними 0,1 (сплошная линия), измерялась температура воздуха внутри капюшона на уровне лба и глаз в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Из результатов проведенных экспериментов следует, что применение двух расположенных последовательно слоев прозрачного термостойкого материала обеспечивает более комфортные условия пребывания человека в надетом средстве защиты.

Выполнение в смотровом окне одного слоя из цветного прозрачного термостойкого материала (как правило, различных оттенков желтого цвета) позволяет существенно сохранить видимость в условия задымления.

При проведении сравнительных испытаний в условиях задымления для капюшонов с окнами из прозрачного бесцветного материала (пунктирная линия на фиг. 10) и капюшонов с двумя расположенными последовательно слоями прозрачного термостойкого материала, один из которых цветной (сплошная линия на фиг. 10), было установлено, что у капюшона со смотровым окном из бесцветного материала уже на расстоянии 3 м возможность различать отдельные предметы и указательные знаки, расположенные на путях эвакуации при пожаре, снижается на 50%, в то время как наличие окрашенного слоя существенно увеличивает остроту зрения в надетом индивидуальном средстве защиты в условиях сильного задымления.

Данное выполнение устройства позволяет достичь высокого качества очистки воздуха при универсальности защиты органов дыхания в экстремальных ситуациях, обеспечивает надежную тепловую защиту и комфортные условия при использовании индивидуального средства защиты в условиях пожара, а также надежное сохранение видимости в условиях задымления за счет того, что шихта поглотителя фильтрующе-поглощающего патрона выполнена в виде последовательно расположенных по ходу движения воздуха слоев гопкалита и катализатора, причем длина слоя гопкалита относится к длине слоя катализатора как 1:0,25-0,5, а смотровое окно выполнено из расположенных последовательно слоев прозрачного термостойкого материала (пленки), один из которых - цветной.