КИСЛОРОДНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЫХАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Полезная модель относится к спасательной технике и может быть использована в средствах индивидуальной защиты органов дыхания (самоспасатели, респираторы и т.д.) в различных отраслях народного хозяйства, например, в горноспасательном деле для временного пребывания в атмосфере, непригодной для дыхания, в том числе и при кратковременном пребывании под водой.
Известно кислородораспределительное устройство для дыхательных аппаратов, содержащее легочный автомат, соединенный через редуктор с кислородным баллоном, и рычаг (В.В.Ходот. Горноспасательное дело. М. Углетехиздат, 1951, с.271-286). Принцип действия известного устройства заключается в том, что при недостатке воздуха для дыхания и спадании стенок дыхательного мешка одно плечо рычага опускается вместе со стенкой, а другое открывает клапан легочного автомата и кислород из камер редуктора по специальному каналу поступает в дыхательной мешок. Основным недостатком известного устройства является то, что требуется создание в дыхательном мешке большого разряжения для открытия клапана, что значительно затрудняет дыхание.
Известен кислородораспределительный узел, применяемый в респираторах Р-12 и Р-12м (Г.И.Капелюшников и др. Приборы и защитные средства по технике безопасности. М., «Недра», 1991, с.192-201). Известное устройство содержит легочный автомат, соединенный через редуктор с кислородным баллоном и через основной клапан - с дыхательным мешком.
Для управления работой основного клапана устройство имеет вспомогательный (мембранный) клапан, работающий по принципу пневматического реле. При нормальной нагрузке между соплом клапана и
мембраной сохраняется зазор, через который кислород с постоянным расходом поступает в дыхательный мешок. При увеличении нагрузки за счет разряжения в воздуховодной системе вспомогательный клапан закрывается в результате прогиба мембраны и открывается основной клапан легочного автомата, через который в дыхательный мешок поступает 60-150 л/мин кислорода.
Основным недостатком известного кислородно-подающего устройства является невозможность работы в условиях повышенного внешнего давления среды, т.к. при этом происходит сжатие дыхательного мешка, что может привести или к сбросу из него воздуха через избыточный клапан или к баротравмам дыхательных путей за счет поступления воздуха под большим давлением.
Предложено кислородораспределительное устройство для дыхательных аппаратов, содержащее корпус с мембраной и крышкой, легочный автомат, соединенный с подмембранной полостью корпуса и через редуктор - с кислородным баллоном.
Отличием предложенного устройства является то, что подмембранная полость корпуса соединена с дыхательным шлангом аппарата и через клапаны вдоха и выдоха, соответственно, - с дыхательным мешком и регенеративным патроном, при этом устройство снабжено рычажным механизмом, установленным в указанной полости с возможностью взаимодействия с мембраной и через упор - с легочным автоматом.
Отличием является так же то, что мембрана снабжена подпружиненным избыточным клапаном грибкового типа, шток которого закреплен в крышке корпуса, причем крышка снабжена отверстиями, соединяющими надмембранную полость корпуса с атмосферой.
Устройство может быть снабжено так же обратным пластинчатым клапаном, установленным на мембране на штоке избыточного клапана.
Предложенная конструкция кислородораспределительного устройства обеспечивает возможность, как обычной работы, так и кратковременного нахождения человека в среде с повышенным давлением, например, в воде, с надежной защитой органов дыхания от баротравм и воздействия непригодной для дыхания атмосферы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид регенеративного дыхательного аппарата, на фиг.2 - кислородораспределительное устройство в разрезе.
Дыхательный аппарат содержит кислородный баллон 1 с вентилем 2, соединенный с помощью накидной гайки 3 с помощью канала 4 и редуктора 5 с легочным автоматом 6 кислородораспределительного устройства 7.
Корпус 8 устройства снабжен мембраной 9 и закрыт крышкой 10 с отверстиями 11, соединяющими надмембранную полость. «А» корпуса с атмосферой.
Подмембранная полость «В» соединена:
- с помощью патрубка 12 первого клапана вдоха 13 с дыхательным мешком 14, имеющим избыточный клапан 15;
- с помощью патрубка 16 и дыхательного шланга 17 с герметичной коробкой 18, в которой закреплены загубник 19 и второй клапан выдоха 20 со съемным колпачком 21;
- с помощью патрубка 22 и клапаном выдоха 23 с регенеративным патроном 24.
Для измерения давления кислорода в баллоне 1 аппарат имеет манометр 25.
В мембрану 9 встроен подпружиненный избыточный клапан 26 грибкового типа, перекрывающий отверстие 27 в мембране, шток 28 которого снабжен контргайкой 29 и с помощью опорной шайбы 30 зафиксирован в крышке 11 корпуса. С другой стороны отверстия 27 на мембране 9 установлен обратный пластинчатый клапан 31, размещенный на
штоке 28 избыточного клапана 26. В подмембранной полости «В» закреплен рычажный механизм 32, взаимодействующий с одной стороны через избыточный клапан с мембраной 9, а с другой стороны через упор 33 - со штоком клапана 34 легочного автомата 6.
При работе в газовой среде с нормальным давлением мембрана 9 сохраняет прямолинейную форму, при этом через легочный автомат 6 в корпус 8 поступает кислород с постоянным расходом 1,3-1,5 л/мин. При вдохе открывается клапан 13 и очищенный воздух из дыхательного мешка 14 проходит в корпус 8, где обогащается кислородом и через дыхательный шланг 17 и загубник 19 поступает в легкие человека.
При выдохе воздух через дыхательный шланг 17, корпус 8 кислородораспределительного устройства и клапан выдоха 23 поступает в регенеративный патрон 24, очищается от примесей и выходит в дыхательный мешок 14. Обогащение воздуха кислородом перед поступлением в патрон 24 повышает степень его очистки и итоговое содержание кислорода в нем.
При увеличении глубины дыхания происходит усиление разряжения в подмембранной полости «В» корпуса 8 кислородораспределительного устройства, при этом мембрана 9 прогибается в сторону полости «В» и воздействует на рычажный механизм 32, который опускается и упором 33 перемещает шток клапана 34 легочного автомата 6, при этом кислород начинает поступать в корпус 8 по кольцевому зазору между клапаном и седлом, и расход его увеличивается до 60-150 л/мин. Движение потоков воздуха при дыхании в данном режиме происходит аналогично описанному выше. При увеличении давления воздуха в дыхательном мешке 14 происходит сброс его через избыточный клапан 15.
При увеличении давления в подмембранной полости «В» происходит прогиб мембраны 9 вверх, а так как избыточный клапан 26 зафиксирован от смещения штоком 28 относительно крышки 10, то образуется зазор между
клапаном и мембраной, через который воздух из полости «В» устремляется в полость «А» и далее через отверстия 11 - в атмосферу.
При нахождении человека в среде с повышенным давлением, например, под слоем воды, дыхательный мешок сжимается и воздух из него сбрасывается через избыточный клапан 15 или находится под давлением, опасным для органов дыхания. В этих условиях переходят на режим дыхания за счет поступающего кислорода с выдохом через второй клапан выдоха 20.
При отказе данного клапана для выдоха можно использовать избыточный клапан 26 кислородораспределительного устройства, для чего нажимают на контргайку 29 и, преодолевая сопротивление пружины, открывают избыточный клапан.
Выдыхаемый воздух из полости «В» через кольцевой зазор между клапаном 26 и мембраной 9 выходит через отверстие 27 и обратный пластинчатый клапан 31 в полость «А» корпуса и далее через отверстия 11 в крышке - в атмосферу. Обратный пластинчатый клапан 31 исключает возможность поступления компонентов внешней среды (газ, вода) в дыхательный аппарат.
Предлагаемое кислородораспределительное устройство позволяет использовать регенеративные дыхательные аппараты, как для работы в обычных условиях их применения, так и для кратковременного пребывания в условиях повышенного внешнего давления, когда использование дыхательного мешка становится невозможным или опасным.