КИСЛОРОДОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к спасательной технике и может быть использована в конструкции средств индивидуальной защиты органов дыхания, например в самоспасателях или респираторах, для временного пребывания людей в атмосфере, не пригодной для дыхания. Полезная модель предназначена для использования в различных отраслях народного хозяйства, например в угольной промышленности и в горноспасательном деле.
Существенным требованием является пожаробезопасность подобных устройств. В конструкции известных самоспасателей, работающих на химически связанном кислороде, данное требование нарушено, т.к. выделение кислорода из патрона сопровождается выделением большого количества тепла, что в ряде случаев явилось причиной возникновения пожаров. В связи с вышеизложенным наиболее предпочтительными являются конструкции самоспасателей и респираторов, работающих на сжатом кислороде.
Известна конструкция моноблока, используемого в изолирующем кислородном респираторе Р-12 для распределения и снижения давления сжатого кислорода, поступающего из кислородного баллона (Изолирующий кислородный респиратор Р-12. Инструкция по эксплуатации. ЦНИЛ ВГСЧ. - Донецк, 1969. - С.21-29). Моноблок содержит корпус, редуктор, мембранный легочный автомат, предохранительный клапан, байпас, перекрывной вентиль и манометр. Моноблок специальными устройствами соединяется с кислородным баллоном и дыхательным мешком.
К недостаткам известной конструкции моноблока следует отнести сложность, связанную, главным образом, с необходимостью создания
множества распределительных каналов, что отрицательно отражается на надежности работы респиратора.
Известен кислородораспределительный блок респираторов Р30, Р34 и Р35, содержащий корпус с центральным каналом, к которому подсоединены входной штуцер для подключения баллона со сжатым кислородом, манометр для контроля давления кислорода в баллоне, перекрывной вентиль, аварийный клапан (байпас), редуктор обратного действия, предохранительный клапан, легочный автомат и штуцер для подключения дыхательного мешка (Диденко Н.С. Регенеративные респираторы для горноспасательных работ. - М.: Недра, 1990. - С.77-80). Основным недостатком известного кислородораспределительного блока является его большой вес (≈ 5-6 кг), что является неприемлемым для самоспасателей, предназначенных для постоянного ношения горнорабочими. Кроме того, одним из основных требований к конструкции самоспасателя является то, чтобы время его защитного действия было не менее 2 часов. В настоящее время у лучших отечественных самоспасателей срок защитного действия не превышает 30-40 мин (рекламные проспекты ФГУП «ТамбовНИХИ», 2002 г.).
Техническим результатом полезной модели является снижение массы кислородораспределительного узла и увеличение времени защитного действия за счет рационального расхода кислорода.
Предложен кислородораспределительный узел дыхательного аппарата, включающий корпус с каналом для подачи сжатого кислорода от баллона и гнездом для установки манометра, редуктор обратного действия с клапанным устройством, рабочей камерой, мембраной и регулировочной головкой, предохранительный клапан и штуцер для подсоединения узла к дыхательному мешку.
Отличием является то, что штуцер соединен с рабочей камерой редуктора и в нем установлены последовательно дюзы с разными по диаметру дросселирующими отверстиями.
Отличием является также то, что диаметры дросселирующих отверстий дюз изменяются в пределах от 0,18 до 0,32 мм.
Предложенный кислородораспределительный узел может быть использован в конструкции как самоспасателя, так и респиратора, работающих на основе сжатого воздуха. Исключение из конструкции таких блоков, как легочный автомат и байпас, с установкой в соединительном штуцере перед дыхательным мешком дюз с дросселирующими отверстиями позволяет в 2-3 раза снизить массу узла и обеспечить рациональный расход кислорода, увеличив в несколько раз время защитного действия дыхательного действия аппарата (от 1,8 до 2,5 раз).
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. приведен общий вид кислородораспределительного узла дыхательного аппарата.
Кислородораспределительный узел предназначен для понижения давления кислорода и подачи его в систему дыхательного аппарата, например респиратора-самоспасателя.
2
Узел содержит корпус 1 с каналом 2 для подачи кислорода, к которому подключают с помощью входного штуцера 3 баллон со сжатым воздухом. К каналу с помощью гнезда 4 для контроля давления подключают манометр. В корпусе к каналу 2 подключен через фильтр 5 редуктор обратного действия, предназначенный для понижения давления кислорода до 0,4 МПа (4 кгс/см). Его особенностью является возможность некоторого повышения давления в рабочей камере, а следовательно, и увеличение постоянной подачи кислорода при понижении давления кислорода в баллоне. Редуктор содержит клапанное устройство, включающее его корпус 6, седло 7, пружину 8, гайку 9 и клапан 10. Седло представляет собой металлическую обойму, в которую запрессована фторопластовая втулка. Редуктор имеет рабочую камеру 11 с герметизирующей мембраной 12, которая прижимается к корпусу 1 фигурной гайкой 13 и шайбой 14. В гайку ввинчена регулирующая головка 15, имеющая внутри центральный конус, в который упирается пружина 16 через диск 17. Положение регулирующей головки фиксируется стопорным винтом 18. Вторым концом пружина 16 упирается в диск 19. Рабочая камера 11 редуктора обратного действия каналом 20 соединена
со штуцером 21 для подсоединения узла к дыхательному мешку. К указанному каналу подсоединен также предохранительный клапан 22, предназначенный для снижения давления в рабочей камере 11 редуктора в случае, если по причине какой-либо неисправности оно превысит допустимую величину. Например, при неисправности редуктора, когда давление в его рабочей камере достигает 0,8-1,2 МПа, он срабатывает, и кислород через него выходит в атмосферу. Конструкция предохранительного клапана не отличается от известной, используемой, например, в респираторе Р-30, принятом в качестве прототипа.
Для постоянной подачи кислорода в дыхательный мешок аппарата имеется штуцер 21, в который встроены последовательно дюзы 23 с дозирующими отверстиями от 0,18 до 0,32 мм. Например, могут быть встроены две дюзы с дозирующими отверстиями 0,18 и 0,32 мм.
Кислородораспределительный узел работает следующим образом.
При закрытом запорном вентиле баллона кислород не поступает в Кислородораспределительный узел и регулирующая пружина 16, действующая через диск 17 и мембрану 12 на гайку 9, отжимает клапан 10 от седла 7.
3
При открытом вентиле баллона кислород проходит по каналу 2 в корпусе 1, фильтр 5 и седло 7 в рабочую камеру 11 редуктора. При подъеме давления кислорода в рабочей камере 11 редуктора выше 0,4 МПа мембрана 12 сжимает пружину 16, в результате чего поднимается клапан 10 и перекрывает сечение седла 7. Полностью седло при работе редуктора не закрывается, т.к. из рабочей камеры редуктора непрерывно расходуется в аппарат (1,4±0,1) дм/мин кислорода. Таким образом, в процессе работы редуктора его система находится в состоянии подвижного равновесия, т.е. при увеличении расхода кислорода клапан 10 увеличивает сечение седла и наоборот. Кислород с заданным давлением (0,4 МПа) и расходом по каналу 20 поступает в штуцер для присоединения дыхательного мешка.
После прохождения кислорода через дюзы 23 его давление и расход достигают заданных параметров (0,4 МПа; 0,5-0,6 л/мин), после чего он поступает в дыхательный мешок (не показан).
Предлагаемый кислородораспределительный узел является универсальным, т.е. может использоваться как в самоспасателях, так и в респираторах, имеет небольшой вес и проще в изготовлении по сравнению с существующими аналогичными устройствами за счет исключения таких элементов, как легочный автомат и байпас. Упрощенная дозирующая система, выполненная в виде дюз, установленных в штуцере для подсоединения дыхательного мешка, обеспечивает постоянную подачу кислорода с заданными параметрами давления и расхода.