Разработка новых принципов создания средств индивидуальной защиты с автономным снабжением пользователя кислородом на основе наноструктурированных регенеративных продуктов нового поколения
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3377
Организация
ОАО "Корпорация "Росхимзащита"
Руководитель работ
Гладышев Николай Федорович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 11 мес.
Бюджетные средства
7 млн
Внебюджетные средства
0,91 млн
Проведение научных исследований по созданию технологий изготовления защитных материалов нового поколения с использованием наносистем фильтрующего, изолирующего и мембранного типов. Социально-экономический эффект разработанных в процессе создания средств индивидуальной защиты (СИЗ) должен состоять в улучшении условий жизни населения и повышении его безопасности
Соисполнители
Организация
ФГБОУ ВО "ТГТУ"
Этапы проекта
1
26.11.2007 - 07.12.2007
1 На основании проведенного анализа патентной и научно-технической информации за период с 1980 по 2006 год выбраны и обоснованы направления исследований и способы решения поставленных задач.
2 Проведены лабороторнае исследования по разработке технологии изготовления регенеративного продукта на пористой матрице с поперечнойпроницаемостью потоку воздуха.
3 Проведены дабороторные исследования сорбционных свойств регенеративного продукта.
4. Проведены необходимые расчеты и математическое моделирование процесса адсорбации углерода на регенеративном продукте.
5 Прведены исследования конфекционных свойств СИЗ. Показана возможность достижения герметичности сварных швов изделия из фторопластовой пленки марки Ф - 4МБ методом ультразвуковй сварки с термонагревом.
6. В лабороаторных условиях отработана конструкция узлов СИЗ, в том числе УОПВ с автономным побудителем расхода, разработана конструкция изолирующего самоспасателя в виде изготовленного из фторопластовой пленки колпака с помещенными в его полости двумя УОПВ. Разработана система автоматического запуска побудителя расхода УОВП при пиоведении самоспасателя в рабочее положение. На основе проведенных исследований выбрана общая компоновка СИЗ.
7 Проведен расчет ориентировочной экономической эффективности от внедрения новой продукции с ожидаемыми показателями НИР на основе научного прогнозирования на время разработки, освоения и срока морального старения выпускаемой продукции. Поазано, что при выполнении требований ТЗ возможный общий объем производства может достичь нескольких десятков тысяч изделий.
2 Проведены лабороторнае исследования по разработке технологии изготовления регенеративного продукта на пористой матрице с поперечнойпроницаемостью потоку воздуха.
3 Проведены дабороторные исследования сорбционных свойств регенеративного продукта.
4. Проведены необходимые расчеты и математическое моделирование процесса адсорбации углерода на регенеративном продукте.
5 Прведены исследования конфекционных свойств СИЗ. Показана возможность достижения герметичности сварных швов изделия из фторопластовой пленки марки Ф - 4МБ методом ультразвуковй сварки с термонагревом.
6. В лабороаторных условиях отработана конструкция узлов СИЗ, в том числе УОПВ с автономным побудителем расхода, разработана конструкция изолирующего самоспасателя в виде изготовленного из фторопластовой пленки колпака с помещенными в его полости двумя УОПВ. Разработана система автоматического запуска побудителя расхода УОВП при пиоведении самоспасателя в рабочее положение. На основе проведенных исследований выбрана общая компоновка СИЗ.
7 Проведен расчет ориентировочной экономической эффективности от внедрения новой продукции с ожидаемыми показателями НИР на основе научного прогнозирования на время разработки, освоения и срока морального старения выпускаемой продукции. Поазано, что при выполнении требований ТЗ возможный общий объем производства может достичь нескольких десятков тысяч изделий.
2
01.01.2008 - 30.06.2008
В процессе выполнения работы проанализирована патентная и научно-техническая информация в основном за период с 1980 по 2008 год, касающаяся регенеративных продуктов, конструктивного выполнения как самоспасателей в целом, так и их составных частей.
Разработана и изготовлена установка синтеза регенеративного продукта на пористой матрице с поперечной проницаемостью.
Отработаны параметры синтеза регенеративного продукта на стекловолокнистой матрице методом поперечной продувки осушенным декарбонизованным и нагретым воздухом с целью повышения его воздухопроницаемости.
Проведены лабораторные исследования сорбционных свойств регенеративного продукта, показано, что сорбционная емкость продукта по диоксиду углерода составляет более 120 л/кг.
Изготовлена лабораторная партия регенеративного продукта на пористой матрице с поперечной проницаемостью. Партия продукта использована для изготовления экспериментальных образцов самоспасателя.
Разработаны лабораторный технологический регламент и технические условия на синтезированный регенеративный продукт.
Разработана конструкция самоспасателя СИЗ с портативным узлом очистки и подачи воздуха (УОПВ) на основе полимерных материалов с использованием новых защитных материалов,
Изготовлены экспериментальные образцы самоспасателя и проведены их испытания, определены и проверены технические характеристики экспериментальных образцов самоспасателя на соответствие требованиям европейского стандарта EN 13794:2002 и Нормам пожарной безопасности НПБ 169-2001.
Показано, что сопротивление дыханию, содержание кислорода и диоксида углерода во вдыхаемом воздухе, температура вдыхаемого воздуха соответствуют требованиям европейского стандарта EN 13794:2002 и Нормам пожарной безопасности НПБ 169-2001.
Масса и габариты экспериментальных образцов на 20 - 50 % ниже, чем у серийного аппарата СПИ-20.
Проведены необходимые расчеты и математическое моделирование работы самоспасателя. Показано, что изменение содержания кислорода и диоксида углерода во вдыхаемом воздухе СИЗ (самоспасателя) удовлетворительно описываются математической моделью, основанной на уравнении «сжимающейся сферы».
Проведен расчет ориентировочной себестоимости самоспасателя при его серийном производстве.
Разработана и изготовлена установка синтеза регенеративного продукта на пористой матрице с поперечной проницаемостью.
Отработаны параметры синтеза регенеративного продукта на стекловолокнистой матрице методом поперечной продувки осушенным декарбонизованным и нагретым воздухом с целью повышения его воздухопроницаемости.
Проведены лабораторные исследования сорбционных свойств регенеративного продукта, показано, что сорбционная емкость продукта по диоксиду углерода составляет более 120 л/кг.
Изготовлена лабораторная партия регенеративного продукта на пористой матрице с поперечной проницаемостью. Партия продукта использована для изготовления экспериментальных образцов самоспасателя.
Разработаны лабораторный технологический регламент и технические условия на синтезированный регенеративный продукт.
Разработана конструкция самоспасателя СИЗ с портативным узлом очистки и подачи воздуха (УОПВ) на основе полимерных материалов с использованием новых защитных материалов,
Изготовлены экспериментальные образцы самоспасателя и проведены их испытания, определены и проверены технические характеристики экспериментальных образцов самоспасателя на соответствие требованиям европейского стандарта EN 13794:2002 и Нормам пожарной безопасности НПБ 169-2001.
Показано, что сопротивление дыханию, содержание кислорода и диоксида углерода во вдыхаемом воздухе, температура вдыхаемого воздуха соответствуют требованиям европейского стандарта EN 13794:2002 и Нормам пожарной безопасности НПБ 169-2001.
Масса и габариты экспериментальных образцов на 20 - 50 % ниже, чем у серийного аппарата СПИ-20.
Проведены необходимые расчеты и математическое моделирование работы самоспасателя. Показано, что изменение содержания кислорода и диоксида углерода во вдыхаемом воздухе СИЗ (самоспасателя) удовлетворительно описываются математической моделью, основанной на уравнении «сжимающейся сферы».
Проведен расчет ориентировочной себестоимости самоспасателя при его серийном производстве.
3
01.07.2008 - 30.10.2008
На этапе 3 выполнения НИР обобщены результаты работ выполненных на предыдущих этапах.
В процессе проведения НИР разработан новый материал (наноструктуриро-ванный регенеративный продукт) с уровнем защитных свойств выше мировых аналогов и технология его получения. Поглотительная способность регенератив-ного продукта по диоксиду углерода за время защитного действия СИЗ (самоспа-сателя) не менее 120 л/кг, на 25-30% выше, чем у аналогов.
Разработан новый портативный узел очистки и подачи воздуха (УОПВ) в составе СИЗ (самоспасателя) и самоспасатель с временем защитного действия 15 минут.
Проведенные испытания макетных образцов самоспасателя показали, что по своим техническим характеристикам (сопротивление дыханию, температура воздуха на вдохе, масса и габариты) он превосходит лучшие отечественные и за-рубежные аналоги.
2.2. Новизна научных, конструкторских или технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначе-нию и определяющими мировой уровень.
Впервые разработана математическая модель самоспасателя позволяющего адекватно описывать изменения концентрации диоксида углерода и кислорода в процессе работы аппарата.
Впервые в конструкции самоспасателя на химсвязаном кислороде примене-ны сварные детали из полимерной пленки, что позволило существенно умень-шить массу и габариты аппарата, а также исключить попадание на вдох пользова-теля раздражающих запахов при использовании самоспасателя.
Разработанные технологические решения по производству регенеративного продукта позволили существенно на 30% увеличить его сорбционную емкость по диоксиду углерода.
Области примене-ния Изделия, в которых планируется при-менение Ориентировочная потребность, т
Угольная Аппараты экстренной защиты людей при авариях на шахтах (шахтные самоспаса-тели) 20-50
Химическая и неф-техимическая Аппараты экстренной защиты промпер-сонала при авариях (самоспасатели) 10-15
Коммунальное хо-зяйство Аппараты экстренной защиты людей при авариях в гостиницах (самоспасатели) 5
Морской транспорт Аппараты экстренной защиты экипажа при авариях (самоспасатели) 5
В процессе проведения НИР разработан новый материал (наноструктуриро-ванный регенеративный продукт) с уровнем защитных свойств выше мировых аналогов и технология его получения. Поглотительная способность регенератив-ного продукта по диоксиду углерода за время защитного действия СИЗ (самоспа-сателя) не менее 120 л/кг, на 25-30% выше, чем у аналогов.
Разработан новый портативный узел очистки и подачи воздуха (УОПВ) в составе СИЗ (самоспасателя) и самоспасатель с временем защитного действия 15 минут.
Проведенные испытания макетных образцов самоспасателя показали, что по своим техническим характеристикам (сопротивление дыханию, температура воздуха на вдохе, масса и габариты) он превосходит лучшие отечественные и за-рубежные аналоги.
2.2. Новизна научных, конструкторских или технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначе-нию и определяющими мировой уровень.
Впервые разработана математическая модель самоспасателя позволяющего адекватно описывать изменения концентрации диоксида углерода и кислорода в процессе работы аппарата.
Впервые в конструкции самоспасателя на химсвязаном кислороде примене-ны сварные детали из полимерной пленки, что позволило существенно умень-шить массу и габариты аппарата, а также исключить попадание на вдох пользова-теля раздражающих запахов при использовании самоспасателя.
Разработанные технологические решения по производству регенеративного продукта позволили существенно на 30% увеличить его сорбционную емкость по диоксиду углерода.
Области примене-ния Изделия, в которых планируется при-менение Ориентировочная потребность, т
Угольная Аппараты экстренной защиты людей при авариях на шахтах (шахтные самоспаса-тели) 20-50
Химическая и неф-техимическая Аппараты экстренной защиты промпер-сонала при авариях (самоспасатели) 10-15
Коммунальное хо-зяйство Аппараты экстренной защиты людей при авариях в гостиницах (самоспасатели) 5
Морской транспорт Аппараты экстренной защиты экипажа при авариях (самоспасатели) 5
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
профинансировано
Продолжительность работ
2011 - 2013, 25 мес.
Бюджетные средства
115 млн
Организация
АО "ГНЦ РФ - ФЭИ"
профинансировано
профинансировано
профинансировано
профинансировано