Разработка новых принципов создания средств индивидуальной защиты с автономным снабжением пользователя кислородом на основе наноструктурированных регенеративных продуктов нового поколения

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.

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.

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