Навигация: => 

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2028812

УСТАНОВКА ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОЗДУХА

Имя изобретателя: Кримштейн А.А.; Кунаков И.А.; Путин Б.В. 
Имя патентообладателя: Тамбовский научно-исследовательский химический институт
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1992.07.20 

Использование: установка предназначена для регенерации воздуха в закрытых помещениях. Сущность изобретения: установка содержит параллельно установленные регенеративный и поглотительный патроны, закрепленные на общей раме и соединенные воздуховодами с вентилятором. Поглотительный патрон снаряжен поглотителем двуокиси углерода, регенеративный патрон снаряжен регенеративным продуктом на основе надперекиси натрия, представляющим собой первый по ходу потока регенерируемого воздуха слой, и регенеративным продуктом на основе надперекиси калия, представляющим собой соответственно второй слой. Соотношение слоев 1: 3. Установка снабжена системой автоматического управления.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к средствам для спасения жизни и может быть использовано в производстве устройств для систем химической регенерации воздуха коллективных средств защиты.

Известна установка химической регенерации воздуха [1], содержащая регенеративный патрон с надперекисью калия в виде гранул или пластин и поглотительный патрон с гидроокисью лития или гидроокиси кальция. Патроны закреплены на общем основании и соединены воздуховодами с вентиляторами. Установка снабжена системой автоматического управления с контрольным устройством, содержащим датчик кислорода, по сигналу которого осуществляется включение того или иного патрона, в частности при достижении концентрации в помещении 20% включается вентилятор, обеспечивающий циркуляцию воздуха через регенеративный патрон, при достижении концентрации кислорода 22% включается вентилятор, обеспечивающий циркуляцию воздуха через поглотительный патрон.

Установка рассчитана на 8 чел/ч, при этом за 4 ч работы в объеме 4,5 м³ установка поддерживает концентрацию кислорода 20-25%, концентрацию двуокиси углерода 0,8-1,0% при влажности регенерируемого воздуха 85-95%.

Однако такая установка обеспечивает требуемые параметры по кислороду и двуокиси углерода в закрытом помещении только в диапазоне температур 15-25^оС. При температуре ниже 15^оС установка не обеспечивает выделение достаточного количества кислорода, поскольку при такой температуре регенеративный продукт на основе надперекиси калия не выделяет кислород с требуемой скоростью из-за образования перекисных соединений, и сохранение части кислорода в виде перекисей, пергидратов и перкарбонатов.

В связи с постоянным дефицитом кислорода при низких температурах поток регенерируемого воздуха автоматически направляется через регенеративный патрон. Таким образом, весь поток проходит только через регенеративный патрон, а поглотительный патрон не используется. Так как емкость поглотительного патрона по двуокиси углерода составляет от 30 до 50% емкости всей установки, то практическое исключение из цикла регенерации воздуха поглотительного патрона на такую же величину снижает расчетный емкостный запас установки по поглощению двуокиси углерода и, соответственно, время защитного действия.

Целью изобретения является создание установки, обеспечивающей регенерацию воздуха в широком температурно-влажностном интервале с выделением достаточного количества кислорода при температуре ниже 15^оС.

Цель достигается тем, что в установке регенерации воздуха, содержащей параллельно установленные регенеративный и поглотительный патроны, переключатель потока воздуха, связанный с системой автоматического управления и с вентилятором, сообщенным с патронами, регенеративный патрон снаряжен двухслойной шихтой, при этом первый по ходу потока регенерируемого воздуха слой представляет собой регенеративный продукт на основе надперекиси натрия, а второй - регенеративный продукт на основе надперекиси калия при соотношении толщин слоев 1:3.

Такое расположение слоев в регенеративном патроне в сочетании с поглотительным патроном позволяет добиться равномерного выделения кислорода во всем диапазоне работы установки (10-40^оС).

Отсутствие дефицита кислорода позволяет реализовать заложенные в исходном алгоритме управления функциональные особенности работы установки, заключающиеся в попеременном задействовании то регенеративного, то поглотительного патрона, и равномерной их отработке, что отражается на емкостных характеристиках установки по двуокиси углерода.

Как показали испытания, прямая замена регенеративного продукта на основе надперекиси калия на продукт на основе надперекиси натрия не позволяет обеспечить необходимую производительность по кислороду и, соответственно, требуемые пределы концентрации кислорода в закрытом помещении ввиду термического разложения надперекиси натрия при температуре 120^оС. То же самое относится и к смесевым регенеративным продуктам, содержащим надперекись натрия и надперекись калия.

Размещение регенеративного продукта на основе надперекиси натрия первым слоем по ходу потока регенерируемого воздуха позволяет в начальный период обеспечить выделение кислорода при низких температурах до разработки основного слоя из продукта на основе надперекиси калия. При температуре выше 25^оС происходит достаточное охлаждение первого слоя (лобового) для предотвращения самопроизвольного разложения регенеративного продукта на основе надперекиси натрия.

Результаты экспериментов показали, что при работе установки с регенеративным продуктом на основе надперекиси калия при температуре 10^оС содержание кислорода в закрытых помещения, особенно малого объема, падает до 5%.

При замене регенеративного продукта на основе надперекиси калия на продукт на основе надперекиси натрия концентрация кислорода в тех же объемах при температуре более 25^оС достигает 50% и более.

На чертеже изображена схема установки.

Установка предназначена для регенерации воздуха в малых замкнутых объемах и содержит раму 1, на которой крепятся электровентилятор 2, клапан-переключатель 3 потока воздуха, патрон 4, который, в свою очередь, состоит из регенеративного патрона 5, снаряженного регенеративными продуктами 6 и 7, причем слой 7 состоит из продукта на основе надперекиси натрия, а слой 6 - из продукта на основе надперекиси калия в соотношении 1:3, и поглотительного патрона 8, снаряженного поглотительным продуктом. Оба патрона объединены в единый корпус и имеют один общий выход. В состав установки входит также система автоматического управления (САУ) 9 за работой установки, включающая в себя газоанализатор и пульт управления, реализующий заданный алгоритм. Патрон 4 связан с клапаном 3 верхним 10 и нижним 11 выходами.

РАБОТА УСТАНОВКИ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

Из объема помещения воздух засасывается электровентилятором 2 и через клапан подается в регенеративный 5 или поглотительный 8 патроны, далее регенеративный воздух поступает в объем. Управление работой клапана 3, включение электровентилятора 2 осуществляются пультом 9 управления по показанию газоанализатора.

При содержании кислорода в объеме более заданного предела (21-22%) пульт 9 управления подает сигнал на клапан 3, который закрывает верхний выход 10 и воздух через нижний выход 11 поступает в поглотительный патрон 8, где происходит поглощение двуокиси углерода. При содержании кислорода в объеме менее заданного предела по сигналу САУ 9 клапан 3 пропускает воздух через верхний выход 10 в регенеративный патрон 5, где происходит поглощение двуокиси углерода и выделение кислорода. Таким образом осуществляется регулирование газового состава в замкнутом объеме.

Установка с патроном, снаряженным регенеративным продуктом на основе надперекиси калия и в лобовом слое - регенеративным продуктом на основе надперекиси натрия, позволяет при температуре окружающего воздуха 10^оС с первых минут работы выделять достаточное количество кислорода, а при 40^оС исключить закислороживание и с помощью переключения потоков достигнуть нормального регулирования газового состава в объеме. Результаты испытаний на стенде Тамбов НИХИ представлены в табл.1 и 2.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

УСТАНОВКА ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОЗДУХА, содержащая параллельно установленные регенеративный и поглотительный патрон, переключатель потока воздуха, связанный с системой автоматического управления и вентилятором, сообщенным с патронами, отличающаяся тем, что регенеративный патрон снаряжен двухслойной шихтой, при этом первый по ходу потока регенерируемого воздуха слой выполнен из регенеративного продукта на основе надперекиси натрия, а второй - из регенеративного продукта на основе надперекиси калия при соотношении толщин слоев 1 : 3.

Версия для печати
Дата публикации 24.02.2007гг

вверх