КЛАПАН ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ ИЗОЛИРУЮЩЕГО ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к составным частям изолирующих дыхательных аппаратов на химически связанном кислороде, предназначенным для защиты органов дыхания в аварийной ситуации, а именно к клапанам избыточного давления.
Известен клапан срабатывания избыточного давления (Патент на полезную модель №98634, МПК Н01К 2/12, 20.10.2010) содержащий корпус клапана, переходящий в штуцер с резьбой для его крепления и крышку клапана, в которые помещен поршень, состоящий из штока и рабочей поверхности, на которой расположены Р, где Р=1, 2, 3, 4, 5, уплотнительных канавок, на штоке поршня помещена цилиндрическая пружина, на нижнем основании клапана симметрично расположены М, где М=2, 3, 4…, отверстий для стравливания избыточного давления, крышка клапана имеет Т, где Т=1, 2, 3…, дренажных отверстий, в центре крышки клапана расположено отверстие, в которое входит шток поршня, при этом крышка клапана закреплена на верхнем основании корпуса клапана замком байонетного типа. На нижнем основании корпуса клапана расположены четыре отверстия для стравливания избыточного давления, а крышка клапана имеет четыре дренажных отверстия.
Недостатки известного устройства заключаются в следующем: При возрастании давления газ давит на поршень, сжимая цилиндрическую пружину, поршень поднимается, открывая отверстия, расположенные симметрично на нижнем основании корпуса клапана. Газ через открытые отверстия выходит наружу, давление газа падает, поршень под давлением цилиндрической пружины опускается, обеспечивая требуемое давление газа, закрывая отверстия для стравливания газа. Таким образом, чувствительность клапана зависит от диаметра клапана и находится в пределах от 0,2 до 1,0 атм, что не позволяет использовать клапаны такого типа в изолирующих дыхательных аппаратах, рабочее давление в которых на 1-2 порядка ниже и находится в пределах от 35 до 200 мм вод. ст.
Указанные недостатки обусловлены конструктивными признаками известного технического решения.
Известен также клапанный узел выдоха для респираторов (А.С. №2034583, МПК А62В 9/02, 1995), который относится преимущественно к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека. Клапанный узел содержит корпус с каналом выдоха с наружными резьбой и буртиком, перфорированную крышку, лепесток клапана выдоха. Наружный торец корпуса ограничен седловиной лепестка. Канал выполнен сужающимся к выходному отверстию с седловиной.
Недостатком такого клапана является зависимость пропускной способности клапана от температуры окружающей среды: на холоде лепесток клапана может залипать в седловине, так как утрачивает пластичность. При высокой температуре он становится недостаточно герметичным.
Указанные недостатки обусловлены конструктивными признаками известного технического решения
Наиболее близким к полезной модели является клапан избыточного давления изолирующего дыхательного аппарата на химически связанном кислороде (Патент РФ №2335314, МПК А62В 7/08, 2008), установленный на дыхательном мешке, содержащий установленный в корпусе с крышкой клапан, соединенный с подпружиненным штоком. Шток снабжен упругим наконечником со стороны входного отверстия в корпусе и соединен гибкой связью со стенкой дыхательного мешка, а корпус клапана герметично закреплен на противоположной стенке в юбке и заключен в рукав, выполненный из эластичного материала, например, в виде отрезка силиконовой трубки.
Такой способ крепления реализуется при изготовлении дыхательного мешка из эластичного материала, например, из прорезиненной ткани, либо пленки фторопластовой марки 4-МБ, которые можно подвергать вытяжке, формуя юбку для установки клапана избыточного давления. Однако для дыхательного мешка из полиимидной пленки, которая изготавливается методом полива полиимидного лака типа АД-9103, полученного в растворе диметилформамида, формирование монтажной юбки невозможно из-за низкой пластичности. Это делает известный клапан непригодным для установки в изолирующих дыхательных аппаратах с дыхательным мешком из полиимидной пленки.
Указанные недостатки обусловлены конструктивными признаками известного технического решения.
Предлагаемая полезная модель направлена на повышение надежности за счет устранения перечисленных выше недостатков.
На основании изложенного следует, что задачей, на решение которой направлена разработка полезной модели, является устранение указанных недостатков, то есть является обеспечение закрепления клапана избыточного давления на тонкостенных пленках.
Технический результат полезной модели заключается в уменьшении габаритов и упрощении изготовления и сборки.
Решение этой задачи достигается тем, что в клапане избыточного давления, содержащем снабженный крышкой с отверстием для пропуска газа корпус клапана в виде полой втулки, в которой установлен подпружиненный шток, снабженный клапаном из эластичного материала со стороны выхода газа, а со стороны крышки - гибкой связью в виде шнура, корпус клапана со стороны выхода газа снабжен фланцем и радиальными бобышками и на внешней поверхности корпуса установлено байонетное кольцо с пазами для пропуска бобышек и содержащее прилегающие к пазам контактные поверхности, взаимодействующие с бобышками и расположенные по винтовой линии.
К контактным поверхностям могут примыкать площадки фиксации в виде участков, расположенные параллельно торцу байонетного кольца и снабженные радиальными углублениями.
На фланце могут быть выполнены концентрические канавки, в которые могут входить концентрические выступы, выполненные на байонетном кольце.
Расстояние между контактной поверхностью фланца и поверхностью обращенных к ней штырей может быть равно толщине байонетного кольца на участках фиксации.
На байонетном кольце могут быть выполнены расположенные параллельно образующей корпуса штыри, либо вместо штырей байонетное кольцо может быть снабжено углублениями под инструмент для поворота байонетного кольца вокруг оси.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Снабжение корпуса клапана со стороны выхода газа фланцем и радиальными бобышками, установка на внешней поверхности корпуса байонетного кольца с пазами для пропуска бобышек и прилегающих к пазам контактных поверхностей, взаимодействующих с бобышками и расположенных по винтовой линии, обеспечивает создание пространственной конструкции, позволяющей закреплять между фланцем корпуса и поверхностью байонетного кольца тонкостенную (35-50 мкм) оболочку для установки на ней клапана избыточного давления. Как показала экспериментальная проверка, такая конструкция обеспечивает герметичность соединения и выдерживает вибрационные и транспортные (ударные) испытания.
Такая конструкция позволяет уменьшить габариты клапана, проста не только в изготовлении, но и удобна при сборке изолирующего дыхательного аппарата.
Выполнение площадок фиксации, примыкающих к контактным поверхностям в виде участков, расположенные параллельно торцу байонетного кольца и снабженных радиальными углублениями обеспечивает угловую фиксацию байонетного кольца, что повышает надежность устройства.
Выполнение концентрических канавок на фланце и концентрических выступов на байонетном кольце обеспечивают более надежную фиксацию клапана на дыхательном мешке, что способствует повышению надежности.
Выбор расстояния между контактной поверхностью фланца и поверхностью обращенных к ней штырей, равный толщине байонетного кольца на участках фиксации, позволяет достигать уменьшения габаритов за счет оптимизации толщины байонетного кольца.
На байонетном кольце могут быть выполнены расположенные параллельно образующей корпуса штыри, либо вместо штырей на байонетном кольце могут быть выполнены глухие отверстия. Эти признаки обеспечивают поворот байонетного кольца при сборке.
По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "новизна".
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в производстве различных модификаций дыхательных аппаратов с получением технического результата, заключающегося в обеспечении уменьшения габаритов и упрощения конструкции и изготовления при одновременном повышении надежности соединения. Одновременно упрощается сборка изделия, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "промышленная применимость".
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан клапан избыточного давления в разрезе, общий вид;
на фиг. 2 - то же, что на фиг.1, вид сверху;
на фиг. 3 показана конструкция корпуса клапана;
на фиг. 4 - то же, что на фиг.3, но повернутого на 90° с частичным разрезом;
на фиг. 5 показано байонетное кольцо, вид сверху;
на фиг. 6 - то же, что на фиг. 5, поперечное сечение, вид сбоку;
на фиг. 7 показано байонетное кольцо клапана с глухими отверстиями вместо штырей, вид сверху;
на фиг. 8 - то же, что на фиг. 7, вид сбоку, поперечный разрез;
на фиг. 9 показано конструктивное исполнение поверхностей контакта фланца корпуса и байонетного кольца;
на фиг. 10 показана конструкция рабочей части изолирующего дыхательного аппарата с установленном на дыхательном мешке клапана избыточного давления. Перечень позиций, указанных на чертежах:
1. крышка;
2. отверстие сброса газа;
3. корпус;
4. пружина
5. шток
6. клапан;
7. гибкая связь (шнур);
8. фланец;
9. бобышка;
10. кольцо байонетное;
11. паз;
12. контактная поверхность;
13. площадка фиксации;
14. углубление радиальное;
15. канавка концентрическая;
16. выступ концентрический;
17. штырь;
18. глухое отверстие;
19. дыхательный мешок;
20. решетка.
Клапан избыточного давления, содержит снабженный крышкой 1 с отверстиями 2 для пропуска газа корпус клапана 3 в виде полой втулки, в которой установлен снабженный пружиной 4 шток 5, снабженный клапаном 6 из эластичного материала со стороны выхода газа, а стороны крышки соединен с гибкой связью 7 в виде шнура. Корпус клапана 3 со стороны выхода газа снабжен фланцем 8 и радиальными бобышками 9 и на внешней поверхности корпуса установлено байонетное кольцо 10 с пазами 11 для пропуска бобышек 9 и содержащее прилегающие к пазам 11 контактные поверхности 12, взаимодействующие с бобышками 9 и расположенные по винтовой линии. К контактным поверхностям 12 примыкают площадки фиксации 13 в виде участков, параллельных торцу байонетного кольца и снабженных радиальными углублениями 14.
На фланце 8 выполнены концентрические канавки 15, в которые входят концентрические выступы 16, выполненные на байонетном кольце 10. Расстояние между контактной поверхностью фланца 8 и поверхностью обращенных к ней бобышек 9 равен толщине байонетного кольца 10 на участках фиксации 13.
На байонетном кольце 10 выполнены расположенные параллельно образующей корпуса штыри 17 для его поворота. Вместо штырей 17 на байонетном кольце могут быть выполнены глухие отверстия 18 под специальный инструмент для поворота байонетного кольца 10 при установке клапана избыточного давления на дыхательный мешок 19. Дно крышки 1 может быть выполнено в виде решетки 20.
Для монтажа клапана избыточного давления в передней стенке дыхательного мешка 19 выполняется отверстие с диаметром, равным диаметру корпуса 3, в которое вставляется корпус 3 вместе со смонтированными в нем штоком 5, клапаном 6, крышкой 1 и пропущенной через центральное отверстие крышки 3 гибкой связью 7 так, чтобы фланец 8 прилегал к стенке. На корпусе 3 изнутри дыхательного мешка 19 устанавливается байонетное кольцо 10 так, чтобы бобышки 9 прошли через пазы 11. Затем байонетное кольцо 10 с помощью штырей 17, либо с помощью инструмента, вставляемого в глухие отверстия 18, поворачивается относительно корпуса 3. При повороте бобышки 9 взаимодействуют с контактными поверхностями 12, перемещая байонетное кольцо 10 к фланцу 8, обеспечивая герметичное соединение корпуса 3 с дыхательным мешком 19. Поворот байонетного кольца 10 заканчивается подводом бобышек 9 к радиальному углублению 14 на площадке фиксации 13. После этого свободный конец гибкой связи с помощью известных средств закрепляется на задней стенке дыхательного мешка 19. Затем производится герметизация дыхательного мешка 19 путем термокомпрессионной сварки.
Клапан избыточного давления работает следующим образом.
При работе изолирующего дыхательного аппарата происходит очистка выдыхаемой газовоздушной смеси (ГВС) от диоксида углерода и восполнение объема кислорода, поглощаемого при дыхании. Так как количество выделяемого кислорода по объему примерно на 20% превосходит количество поглощенного диоксида углерода (т.н. коэффициент регенерации равен примерно 1,2). При этом увеличивается давление ГВС в дыхательном мешке 19, которое затрудняет дыхание пользователя. Под действием давления оболочка дыхательного мешка 19 раздувается, создавая натяжение гибкой связи (шнура), которое передается на шток 5, сжимая пружину 4, и перемещает клапан 6 в корпусе 3. При этом происходит сброс избытка ГВС через отверстие 2 в крышке 1 в атмосферу. После снижения давления в дыхательном мешке 19 клапан 6 под действием пружины 4 вновь запирает отверстие 2 для сброса ГВС.
Полезная модель позволяет уменьшить габариты и упростить изготовление и сборку клапана избыточного давления, тем самым обеспечивая повышение надежности, обеспечивает закрепление клапана избыточного давления на тонкостенных эластичных материалах.