工作和救援用化学氧呼吸器

企业名称:北京机械设备研究所

产品概况:

工作和救援用化学氧呼吸器通过创新的主被动协同多级联动降温技术、高效气体反应控制技术、低阻动力循环技术、智能化学反应监控预测技术等，实现了装备轻质长效、低温、低阻、低吸气二氧化碳浓度的特点，产品具备药剂剩余容量预测、面罩除雾和智能头显等功能，具有可靠防尘、防水、防爆、防静电性能，产品使用维护简单，重复使用时仅需更换生氧罐一种耗材，可以为专业人员提供长航时的舒适呼吸防护。该装备打破了国外产品多年的技术和市场垄断，被全国多地消防救援队伍和企业应急救援队伍试用，并取得了高度评价，目前已在浙江省消防救援队伍列装使用。

关键技术指标:

防护时间：≥4小时
产品重量：≤14kg
吸气温度：≤35℃
呼吸阻力：≤400Pa
二氧化碳浓度：≤0.5%
耐温性能：-20℃-60℃
外壳防护等级：IP67
防爆等级：Ex ia IIC T4 Ga
面罩：具有除雾功能
智能控制：药剂余量预测和智能头显功能

产品创新点:

（1）可控缓释产氧剂研发，实现二氧化碳-氧气低温可控转化
针对传统化学氧呼吸器产氧剂反应速率不可控、二氧化碳吸收不稳定以及放热剧烈的问题，研发新型产氧剂配方，通过在活性组分超氧化钾中添加氢氧化钠、硅酸铝等添加剂并优化其含量，抑制剧烈的放热反应，稳定氧气释放速率，同时提升二氧化碳的吸收速率。在此基础上优化产氧剂微观孔道结构与宏观形貌，优化气体流动与扩散通路，强化气固相间传质、传热与传动，提升药剂利用率，降低药剂装填量，达到低吸气温度，低吸气二氧化碳浓度、装备轻量化的优异效果（吸气温度＜35℃，吸气二氧化碳浓度＜0.5%，整机重量＜14kg）。
（2）低阻反应模块及呼吸循环模块研发，实现低阻舒适呼吸防护
针对化学氧呼吸器阻力大的问题，研发低阻核心反应模块，在反应器内部定向设置主动导流内构件，优化气流分布，增大气体流通面积，强化动量传递，同时有效抑制反应后期产氧药剂因吸湿结块而堵塞气流通路的现象，减小气体流通阻力。在核心反应模块上游增设与呼吸节律匹配的动力循环装置，为反应气体赋能，增强传动推动力，同时研发嵌套式气囊，动态调节循环系统压力，综合降低呼吸阻力（呼吸阻力＜400Pa）
（3）主被动协同多级联动降温系统研发，实现低温舒适呼吸防护
由于生氧罐内产氧剂完全反应会产生大量热量，产氧罐出口的气流最高温度可达230℃，为解决化学氧再生气体温度高的问题，研发高效的主被动协同多级联动降温系统，在产氧药剂中增加反应抑制剂，避免快速反应剧烈放热，进行反应主动降温。同时设置两级被动降温系统，第一级为生氧罐的隔热夹层，内装相变降温材料，有效对生氧罐进行降温，抑制高温生氧罐对内部循环系统的热辐射。第二级为位于气流通路上的大面积L型散热空腔，采用高导热率金属材质，并设计空气对流换热结构，强化再生气体与空气的对流散热，最后再经嵌套气囊与呼吸软管的降温，使再生气体保持人体舒适的温度（吸气温度＜35℃）。
（4）长航时化学氧反应监控技术研发，实现黑箱反应精准预测
针对业内公认的化学反应不可控，难预测的问题，通过大量试验数据机器学习，提出化学反应进程精准预测算法，结合高灵敏温度、湿度及压力传感技术，实现对化学氧呼吸防护装置的实时监控以及对黑箱化学反应进程、剩余防护时间的精准预测，解决了化学氧呼吸器剩余容量未知的难题，打破了国外产品的技术垄断，实现了长航时化学氧呼吸器的国产化。

国内外市场推广情况:

工作和救援用化学氧呼吸器已经在应急管理部森林消防局、北京、上海、江苏、浙江、湖南、海南等地的消防救援队伍以及内蒙、宁夏等地的企业应急救援队伍进行实战演练试用。
2023年中标浙江省消防救援总队的采购项目，成功在浙江地区的消防救援队伍列装使用，打破了国外产品长期以来的市场垄断。