一種反應速度可控的化學氧自救器的制造方法
【專利摘要】一種反應速度可控的化學氧自救器，包括軟體面罩、螺旋型軟管、反應器和氣囊，軟體面罩上設置有護目視鏡。軟體面罩上且對應使用者鼻梁處固定有分隔棉。反應器內裝設有生氧劑，螺旋型軟管一端與軟體面罩連接，另一端與反應器連接。反應器通過管路與氣囊連接，氣囊上裝設有氣塞。本發(fā)明能在井下發(fā)生事故時，呼吸到氧氣，且吸氣溫度低、呼吸阻力小、CO2吸收性好、佩帶重量輕，提高了礦難的自救能力。
【專利說明】一種反應速度可控的化學氧自救器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦生產安全裝置，具體是一種礦工用化學氧自救器。
【背景技術】
[0002]自救器是入井作業(yè)人員在井下發(fā)生火災、瓦斯、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出時防止有害氣體中毒或缺氧窒息的一種隨身攜帶的呼吸保護器具。有些礦工沒有受到事故的致命傷害但處在災區(qū)內或回風流中，這時如果能夠正確佩戴自救器，可以防止有毒有害氣體對身體的傷害，進而進行自救逃生。如果遇到逃生路線上有障礙或被堵在獨頭巷道內，可以戴上自救器靜坐等待救護隊員前來救助。自救器作為一種體積小、重量輕、便于攜帶的應急救援個體逃生的必備裝置?，F在煤礦主要使用的有兩種:壓縮氧自救器和化學氧自救器。
[0003]其中，化學氧自救器是一種與人的呼吸系統(tǒng)形成封閉循環(huán)的自救器，它與外部氣體環(huán)境隔絕，氧氣由化學氧自救器中的超氧化鉀生氧劑提供。人呼出氣體中的水汽和二氧化碳被超氧化鉀吸收，同時放出氧氣供人呼吸，見式(I)、式(2)所示。化學氧自救器具有體積小、質量輕、不受使用環(huán)境限制的優(yōu)點。特別是經過“七五”科技攻關項目“系列高安全化學氧自救器的研制”的課題研究，將自救器中的超氧化鉀生氧劑由不規(guī)則顆粒狀改成藥片狀以后，提高了生氧劑的強度，大大地減少了自救器在攜帶過程中生氧劑產生的粉塵量。氣囊材料也做了相應的改進，通過采取這些安全措施，使得化學氧自救器的安全性能有了很大程度的提高。并且，化學氧自救器日常維護少、設計標準高。更適合煤礦井下使用。
[0004]2K07 I H7O = 2KOH I lJO2(I)
2KOH +CO7:K7CO^H(2)
然而，經實驗后發(fā)現，現 有的各型號化學氧自救器仍存在一些不足:
(I)化學氧自救器的缺點是化學反應速率無法控制，開始時反應速度很小，需要用儲存的壓縮氧救濟，然而在開始使用約15分鐘后氣囊飽滿，開始向外排氣，造成氧氣利用率低。
[0005](2)由于反應的快速進行，自救器內氣體溫度很快升高，嘴部和牙齒有灼燒感覺。
[0006](3)實驗完畢后發(fā)現，生氧劑利用率不高，只有表層反應徹底，由于反應生成物在表層的堆積，造成內部生氧劑并無反應。
[0007](4)由于和自救器的連接大多采用口叼式，在使用約半個小時，開始牙痛。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的，是提供一種反應速度可控的化學氧自救器，能在井下發(fā)生事故時，呼吸到氧氣，且吸氣溫度低、呼吸阻力小、CO2吸收性好、佩帶重量輕，提高了礦難的自救能力。
[0009]采用的技術方案是:
一種反應速度可控的化學氧自救器，包括軟體面罩、螺旋型軟管、反應器和氣囊，其特征在于: 軟體面罩中部固定有機玻璃板，有機玻璃板上固定有護目視鏡，有機玻璃板下部，且對應使用者鼻梁處固定有分隔棉。
[0010]軟體面罩上設有出氣管，出氣管位于分隔棉的下方，出氣管上裝設有逆止閥，逆止閥只許氣體通過出氣管排出軟體面罩。
[0011]反應器，包括罐體，罐體內裝設有旋轉中軸，旋轉軸的上端由罐體的上端蓋上的軸座予以支撐，旋轉中軸的下端由罐體的下端蓋上的軸座予以支撐，旋轉中軸上裝設有中軸旋轉控制器。旋轉中軸上等距離固定有四個隔板，將罐體內部空間分隔成四個可移動式反應室，每個可移動式反應室內裝設有生氧劑。罐體的上端蓋上裝設有啟動閥。罐體側壁上裝設有手動開關，使隔板定位，缸體的上端蓋上有出氣管，出氣管上裝設有第一流量控制閥，出氣管的上端口與螺旋型呼吸軟管的下端口連接，螺旋型呼吸軟管的上端與過濾器的進氣口連接，過濾器與面罩下部設定位置連接。氣囊設置在罐體的下部，氣囊通過管路與罐體下端蓋上的進氣口連接，管路上裝設有第二流量控制閥。氣囊上裝設有氣塞。
[0012]所述生氣劑為藥片式超氧化鉀，藥片直徑為8-10mm,厚為3_4mm。
[0013]罐體的上端蓋的下端面和罐體的下端蓋的上端面分別涂設有吸收劑，吸收劑為氧化鈣與氫氧化鈉的混合物，其配比為氧化鈣:氫氧化鈉=1:3。
[0014]所述過濾器內裝設有鋼絲球。
[0015]本發(fā)明的面罩位于裝置的上部，屬于軟面罩式，能很好的和人臉結合，不需要鼻夾和嘴叼口具。中部有護目視鏡，可以阻擋事故發(fā)生時產生的灰塵，并且有紅外線夜視功能，幫助礦工更順利撤退。依次往下為分隔棉，由于面罩屬于半面式，分隔棉從鼻子處把兩部分氣體分開，減少礦工呼氣時所產生的CO2滯留在面罩內，同時也能減少生氧劑產生的O2浪費。分隔棉下方由單向出氣管連接，有了這個氣管，當礦工感覺呼氣壓力比較大的時候，就可以大口呼氣，所產生的CO2會通過這個氣管進入大氣，當礦工吸氣時從呼氣軟件直接吸入氧氣。將單向出氣管與呼吸軟管連接的是裝有鋼絲球的過濾器，該自救背囊不能保證生氧劑能不產生灰塵，當有灰塵產生，通過鋼絲球的時候，被阻了下來，不進入口中。呼吸軟管讓呼氣所產生的CO2通過這個軟管進入瓶體與生氧劑反應生成氧氣；當吸氣時O2通過這個軟管進入面罩。生氧罐通過氣管流量閥與呼吸軟管連接，氣囊通過氣囊流量控制閥與生氧罐連接。氣管流量控制閥和氣囊流量控制閥作用是:人在劇烈運動和靜坐狀態(tài)下，所需要的氧氣的量是不一樣的，當礦工在事故發(fā)生后可能會選擇劇烈奔跑獲救，也有人會選擇靜坐下來等待救援。礦工可以通過調節(jié)這兩個閥門來控制生氧速度，盡量延長自救背囊的使用時間。同時，該自救背囊設計的目的是循環(huán)使用，當藥品快使用完后，用這兩個閥門把氣管和氣囊都給關閉，讓氣體不再流動，取出罐體內部的藥品盒；按上全新的藥品后，打開這兩個閥門重新啟動自救背囊。當礦工需要換藥品的時候，關閉氣管流量控制閥和氣囊流量控制閥后，通過打開罐體開關來替換新舊藥品。生氧劑使用的是1(202，礦工撤退的防護時間為10X4min。這個自救背囊是4X IOmin,罐體內的部分是完全分開的,這樣當一部分反應完后，通過中軸旋轉器控制旋轉中軸，讓反應完的藥品被新的藥品替換。這樣有利于新藥品和CO2的反應，能讓生氧劑充分反應。本裝置使用的是氧燭啟動，當礦工帶好頭罩后，打開啟動閥就可以啟動自救背囊。吸收劑位于罐體上下各一個，主要有CO2和水的吸收劑，吸收后能提高生氧劑的使用率。氣塞主要用于當礦井災難事故過后，打開這個氣塞放出氣體，以備下次使用。[0016]本發(fā)明的優(yōu)點:
本發(fā)明提出一種反應速度可控的化學氧自救器，呼吸嘴部設計為面罩式，曠工可以佩戴在頭上，可以避免口叼帶來的牙痛等問題。
[0017]本發(fā)明提出的旋轉藥層結構能在一定程度上控制生氧劑的反應速度，降低呼吸氣體溫度，提高氧氣的利用率。
[0018]該化學氧自救呼吸器擁有生氧劑利用率高、用量少、吸氣溫度低、呼氣阻力小、CO2吸收性好，佩戴質量輕、可循環(huán)利用等特點。
[0019]所述的頭盔面罩為安全頭盔專用PC/ABS，PC/PBT塑膠材料，具有高抗沖、高韌性、高強度、高剛性和耐高溫性能；分隔棉為棉型人造短纖維；護目視窗為有機玻璃、PMMA或者聚甲基丙烯酸甲酯材料；呼吸軟管為聚氯乙烯材料做成的螺旋型軟管；氣囊為硅橡膠材料制成，外加高強聚酰胺纖維涂層織物，具有較高的折疊性能好、耐熱性能優(yōu)異、強度和彈性好等特點；
本發(fā)明的一種反應速率可控的化學氧自救器，采用藥品分區(qū)放置，利用中軸旋轉器，來調換未反應及反應的藥品。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為該發(fā)明的反應速度可控的化學氧自救器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]一種反應速度可控的化學氧自救器，包括軟體面罩1、螺旋型軟管5、反應器19和氣囊11，其特征在于:
軟體面罩I中部固定有有機玻璃板18，有機玻璃板18上固定有護目視鏡2，有機玻璃板18下部，且對應使用者鼻梁處固定有分隔棉3。
[0022]軟體面罩I上設有出氣管4，出氣管4位于分隔棉3的下方，出氣管4上裝設有逆止閥20，逆止閥20只許氣體通過出氣管4排出軟體面罩I。
[0023]反應器19，包括罐體10，罐體10內裝設有旋轉中軸12，旋轉中軸12的上端由罐體10的上端蓋21上的軸座予以支撐，旋轉中軸12的下端由罐體10的下端蓋22上的軸座予以支撐，旋轉中軸12上裝設有中軸旋轉控制器14。旋轉中軸12上等距離固定有四個隔板23，將罐體10內部空間分隔成四個可移動式反應室24，每個可移動式反應室24內裝設有生氧劑8。罐體10的上端蓋21上裝設有啟動閥13。罐體10側壁上裝設有手動開關9，使隔板23定位，罐體10的上端蓋21上有出氣管25，出氣管25上裝設有第一流量控制閥7，出氣管25的上端口與螺旋型呼吸軟管5的下端口連接，螺旋型呼吸軟管5的上端口與過濾器6的進氣口連接，過濾器6與面罩I下部設定位置連接。氣囊11設置在罐體10的下部，氣囊11通過管路26與罐體10下端蓋22上的進氣口連接，管路26上裝設有第二流量控制閥15。氣囊11上裝設有氣塞17。
[0024]所述生氣劑為藥片式超氧化鉀，藥片直徑為8-10mm,厚為3_4mm。
[0025]罐體10的上端蓋21的下端面和罐體10的下端蓋22的上端面分別涂設有吸收劑16，吸收劑16為氧化鈣與氫氧化鈉的混合物，其配比為氧化鈣:氫氧化鈉=1:3。
[0026]所述過濾器6內裝設有鋼絲球。[0027]使用實驗實施例 使用實施例1:
實驗人甲佩戴30min型號的本發(fā)明的化學氧自救器，打開氧蝕，靜坐，4分鐘后，氣囊開始從折疊狀散開，并逐漸膨脹12分鐘時，氣囊充滿，呼吸阻力增大，每次呼吸時氣囊變化?。?5分鐘后，呼吸氣體阻力大，呼吸頻率高；放出氣囊中部分氣體，扭動中軸旋轉器，更換新藥品；隨后氣囊開始慢慢增大，呼吸頻率降低，25分鐘時，氣囊再次充滿，呼吸壓力增大，呼吸頻率增快；再次放出氣囊中部分氣體，扭動中軸旋轉器，更換新藥品；隨后氣囊開始慢慢增大，呼吸頻率降低，45分鐘時氣囊再次壓力增大，實驗者呼吸頻率加快；氣動閥打開，開始放氣。50分鐘時，實驗者呼吸進一步增大，有撇氣感覺，實驗停止。
[0028]使用實施例2:
實驗人甲佩戴45min型號的本發(fā)明的化學氧自救器，打開氧蝕，散步，步速約4公里/小時，4分鐘后，氣囊開始從折疊狀散開，并逐漸膨脹12分鐘時，氣囊充滿，呼吸阻力增大，每次呼吸時氣囊變化?。?0分鐘后，呼吸氣體阻力大，呼吸頻率高；放出氣囊中部分氣體，扭動中軸旋轉器，更換新藥品；隨后氣囊開始慢慢增大，呼吸頻率降低，42分鐘時，氣囊再次充滿，呼吸壓力增大，呼吸頻率增快；再次放出氣囊中部分氣體，扭動中軸旋轉器，更換新藥品；隨后氣囊開始慢慢增大，呼吸頻率降低，55分鐘時氣囊再次壓力增大，實驗者呼吸頻率加快；氣動閥打開，開始放氣。60分鐘時，實驗者呼吸進一步增大，有撇氣感，實驗停止。
[0029]使用實施例3:
實驗人甲佩戴60min型號的本發(fā)明的化學氧自救器，打開氧蝕，奔跑，速度約8公里/小時，4分鐘后，氣囊開始從折疊狀散開，并逐漸膨脹15分鐘時，氣囊充滿，呼吸阻力增大，每次呼吸時氣囊變化小；18分鐘后，呼吸氣體阻力大，呼吸頻率高；放出氣囊中部分氣體，扭動中軸旋轉器，更換新藥品；隨后氣囊開始慢慢增大，呼吸頻率降低，36分鐘時，氣囊再次充滿，呼吸壓力增大，呼吸頻率增快；再次放出氣囊中部分氣體，扭動中軸旋轉器，更換新藥品；隨后氣囊開始慢慢增大，呼吸頻率降低，45分鐘時氣囊再次壓力增大，實驗者呼吸頻率加快；氣動閥打開，開始放氣。55分鐘時，實驗者呼吸進一步增大，有撇氣感覺，實驗停止。
【權利要求】
1.一種反應速度可控的化學氧自救器，包括軟體面罩(I)、螺旋型軟管(5)、反應器(19)和氣囊(11)，其特征在于: 軟體面罩(I)中部固定有有機玻璃板(18 )，有機玻璃板(18 )上固定有護目視鏡(2 )，有機玻璃板(18)下部，且對應使用者鼻梁處固定有分隔棉(3); 軟體面罩(I)上設有出氣管(4)，出氣管(4)位于分隔棉(3)的下方，出氣管(4)上裝設有逆止閥(20)，逆止閥(20)只許氣體通過出氣管(4)排出軟體面罩(I)； 反應器(19)，包括罐體(10)，罐體(10)內裝設有旋轉中軸(12)，旋轉中軸(12)的上端由罐體(10)的上端蓋(21)上的軸座予以支撐，旋轉中軸(12)的下端由罐體(10)的下端蓋(22)上的軸座予以支撐，旋轉中軸(12)上裝設有中軸旋轉控制器(14);旋轉軸(12)上等距離固定有四個隔板(23)，將罐體(10)內部空間分隔成四個可移動式反應室(24)，每個可移動式反應室(24)內裝設有生氧劑(8);罐體(10)的上端蓋(21)上裝設有啟動閥(13);罐體(10)側壁上裝設有手動開關(9)，使隔板(23)定位，罐體(10)的上端蓋(21)上有出氣管(25)，出氣管(25)上裝設有第一流量控制閥(7)，出氣管(25)的上端口與螺旋型呼吸軟管(5)的下端口連接，螺旋型呼吸軟管(5)的上端口與過濾器(6)的進氣口連接，過濾器(6 )與面罩(I)下部設定位置連接；氣囊(11)設置在罐體(10 )的下部，氣囊(11)通過管路(26)與罐體(10)下端蓋(22)上的進氣口連接，管路(26)上裝設有第二流量控制閥(15)；氣囊(11)上裝設有氣塞(17)。
2.根據權利要求1所述的一種反應速度可控的化學氧自救器，其特征在于所述的生氣劑為藥片式超氧化鉀，藥片直徑為厚為3_4mm。
3.根據權利要求1所述的一種反應速度可控的化學氧自救器，其特征在所述的罐體(10)的上端蓋(21)的下端面和罐體(10)的下端蓋(22)的上端面分別涂設有吸收劑(16)，吸收劑(16)為氧化鈣與氫氧化鈉的混合物，其配比為氧化鈣:氫氧化鈉=1:3。
【文檔編號】A62B7/08GK103537022SQ201310479551
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權日:2013年10月15日
【發(fā)明者】張敏革, 秦青, 陳若釗, 林興華, 劉猛, 王雷, 祝釗 申請人:沈陽理工大學