Универсальный имитатор дыхания человека с насосом и муляжом головы для проведения динамических испытаний автономных изолирующих резервуарных аппаратов со сжатым воздухом, создающий пульсирующий поток

1. Область техники
Настоящая полезная модель предназначена для применения в установке для проверки аппаратов дыхательных со сжатым воздухом с открытым циклом дыхания (ДАСВ), предназначенной для контроля основных эксплуатационных параметров ДАСВ в стационарных условиях на контрольных постах и базах газодымозащитных станций (ГДЗС), сервисных центрах, в составе оборудования автомобилей ГДЗС.
2. Уровень техники
Дыхательные аппараты со сжатым воздухом предназначены для защиты органов дыхания и зрения пожарных от вредного воздействия непригодной для дыхания, токсичной и задымленной газовой среды при тушении пожаров и выполнении аварийно-спасательных работ.
В целях поддержания ДАСВ в рабочем состоянии и проверки его свойств, создаются устройства для проверки (испытания) их работоспособности.
В зависимости от функционального исполнения установки для проверки ДАСВ подразделяют на применяемые для:
статических испытаний дыхательных аппаратов;
проведения динамических испытаний дыхательных аппаратов.
Главным отличием установок для статических испытаний и динамических испытаний ДАСВ является наличие насоса, создающего пульсирующий поток, в составе устройства для динамических испытаний.
В качестве аналогов вышеназванной установки можно привести установки «СКАД-1», «КУ-9 В» и установка по патенту RU 211224 U1, А62 В 27/00, 26.05.2022.
«СКАД-1» представляет собой контрольно-измерительный блок, помещенный в противоударном кейсе, состоящий из двух автономных блоков: блока низкого давления и блока редуцированного давления, секундомера, а также включает муляж головы человека или проверочный диск, присоединяющийся к контрольно-измерительному блоку через воздуховодные шланги к муфте. Источником давления в блоке низкого давления служит ручной поршневой насос с пружиной возврата штока насоса в рабочее (крайнее верхнее) положение. При нажатии на кнопку насоса воздух под давлением поступает к пневмораспределителю, переключение которого в одно из его положений определяет создание в блоке избыточного или вакуумметрического давления. От пневмораспределителя избыточное (вакуумметрическое) давление поступает к муфте, к которой присоединяется непосредственно или через переходник проверяемый узел аппарата, далее к мановакуумметру, предназначенному для контроля давления в блоке и пневмораспределителю, предназначенному для сброса давления в блоке. Редуцированное давление блока редуцированного давления от воздуховодной системы дыхательного аппарата поступает в блок через быстроразъемное соединение. Величина редуцированного давления контролируется по манометру. Сброс давления в блоке осуществляется пневмораспределителем. Муляж головы человека подключается к контрольно-измерительному блоку через муфту, при этом СКАД 1 не имеет устройства для создания пульсирующего потока, необходимого для проверки работы редуцированного давления ДАСВ и сопротивления в подмасочном пространстве во время имитации дыхания пользователя, не дает возможности проводить динамические проверки.
«КУ-9 В» представляет собой контрольно-измерительный блок, помещенный в противоударный кейс, состоящий из насоса, распределителя, клапана сброса, шланга, резьбового гнезда, ниппеля, манометров, секундомера, панели, а также муляж головы человека, держатель. Насос обеспечивает создание в воздуховодных системах установки, муляжа головы человека (проверочного диска) и проверяемого аппарата избыточного или вакуумметрического давления. Распределитель обеспечивает переключение режимов работы насоса, а также сброс давления из воздуховодных систем установки, муляжа головы человека (проверочного диска) и проверяемого аппарата. Кнопка клапана сброса предназначена для точной установки стрелки манометра на нужное давление. Шланг предназначен для соединения манометра установки с линией редуцированного давления проверяемого аппарата. Резьбовое гнездо предназначено для подсоединения легочного автомата без избыточного давления, а ниппель - для подсоединения муляжа головы человека (проверочного диска). Один из манометров предназначен для измерения редуцированного давления проверяемого аппарата. Другой манометр предназначен для измерения избыточного или вакуумметрического давления, создаваемого в воздуховодных системах установки, муляжа головы человека (проверочного диска) и проверяемого аппарата. Секундомер предназначен для контроля времени при проверках дыхательных аппаратов. Держатель предназначен для крепления переходников. Муляж головы человека подключается к контрольно-измерительному блоку через муфту, при этом КУ-9 В не имеет устройства для создания пульсирующего потока, необходимого для проверки работы редуцированного давления ДАСВ и сопротивления в подмасочном пространстве во время имитации дыхания пользователя, не дает возможности проводить динамические проверки.
Установка по патенту RU 211224 U1, А62 В 27/00, 26.05.2022 представляет собой установку для статических испытаний ДАСВ, представляющего собой контрольно-измерительного блок, расположенный в защитном противоударном кейсе, состоящий из соединенных посредством воздуховодных шлангов манометра высокого давления; тягонапоромера; манометра среднего давления; муфты; распределителя с закрытой центральной позицией, соединенного с пневмодросселем, выполняющим функцию создания избыточного давления; распределителя с обратным клапаном, оснащенного пневмодросселем; куплунга, оснащенного предохранительным клапаном; распределителя с закрытой центральной позицией, соединенного с газовым эжектором, выполняющего функцию создания разрежения; редуктора; распределителя с обратным клапаном для сброса среднего давления; секундомера; переходника для муфты; ключа для управления редуктором; места подключения приспособления для проверки линии высокого давления; при этом воздуховодная линия, соединяющая куплунг с распределителями с закрытой центральной позицией, оснащена микрорегулятором; манекена головы человека, хранящегося в противоударном кейсе, присоединяющегося к контрольно-измерительному блоку воздуховодным шлангом с быстросъемным механизмом, включающего в себя муляж головы человека, располагающийся на основании, в котором смонтированы ниппель для патрубка, патрубок, при этом манекен головы человека оснащен распределителем с обратным клапаном; приспособления для проверки линии высокого давления аппаратов ДАСВ, подключенного к контрольно-измерительному блоку, состоящего из гайки для приспособления к баллону ДАСВ, места для присоединения к редуктору с предохранительным клапаном ДАСВ; воздуховодного шланга; гайки для присоединения к месту подключения приспособления для проверки линии высокого давления. Установка по патенту RU 211224 U1, А62 В 27/00, 26.05.2022 не имеет устройства для создания пульсирующего потока.
Недостатком вышеуказанных аналогов является отсутствие возможности имитации дыхания (создания пульсирующего потока), для проверки ДАСВ.
Технической проблемой является необходимость создания устройства для проверки ДАСВ, создающего пульсирующий поток.
Технический результат, достигаемый в полезной модели, заключается в создании универсального имитатора дыхания человека с насосом и муляжом головы человека, подключаемого к контрольно-измерительному блоку, для проверки дыхательных аппаратов со сжатым воздухом с открытым циклом дыхания, способного создавать пульсирующий поток воздуха.
Универсальный имитатор дыхания человека с насосом и муляжом головы человека (далее именуемый устройство или универсальный имитатор дыхания) предназначен для проведения динамических испытаний ДАСВ в стационарных условиях на контрольных постах и базах газодымозащитных станций (ГДЗС), сервисных центрах, в составе оборудования автомобилей ГДЗС.
3. Раскрытие сущности полезной модели
Сущность полезной модели заключается в достижении упомянутого технического результата путем создания универсального имитатора дыхания с насосом и муляжом головы человека для динамических испытаний автономных изолирующих резервуарных аппаратов, в которых запас воздуха хранится в баллоне(ах) в сжатом состоянии, при работе которого вдох воздуха осуществляется из баллонов, а выдох в атмосферу, создающий пульсирующий поток (далее устройство), подключаемого к контрольно-измерительному блоку для проверки ДАСВ.
Устройство включает в себя устойчивое основание с закрепленным на нем муляжом головы человека, с расположенным в области рта патрубком ротового отверстия, микроконтроллер, блок питания, гнездо питания, выключатель, фитинг, герметично соединенный со штуцером, куплунг, для подачи давления, герметично соединенный с пневматическим цилиндром, распределителем с пружинным возвратом, мембраной, патрубком ротового отверстия муляжа головы человека, распределителем с закрытой центральной позицией в виде рукоятки с пружинным возвратом, пневмоглушителем, штуцером подкачки, муляж головы человека, оснащенный штуцером для измерения избыточного и вакуумметрического давления.
При этом в устройстве:
создание пульсирующего потока создается пневматическим цилиндром оснащенным распределителем с пружинным возвратом золотникового типа, управляемые микроконтроллером, за счет изменения объема полой мембраны;
подкачка муляжа головы человека осуществляется за счет подачи давления в штуцер подкачки, соединенного с распределителем и куплунгом, путем подачи воздуха в пространство между основанием и эластичным покрытием муляжа головы человека;
универсальность устройства заключается в возможности подключения устройства к известным установкам для проверки аппаратов дыхательных со сжатым воздухом с открытым циклом дыхания (ДАСВ), предназначенным для контроля основных эксплуатационных параметров ДАСВ.
Куплунг, герметично соединен с:
пневматическим цилиндром, распределителем с пружинным возвратом, мембраной, патрубком ротового отверстия муляжа головы,
распределителем с закрытой центральной позицией в виде рукоятки с пружинным возвратом, штуцером подкачки муляжа головы человека.
Вышеуказанные соединения обеспечивают возможность имитации дыхания, путем создания пульсирующего потока, и подкачки муляжа головы человека.
Для закрепления устройства на рабочей поверхности также может быть дооснащено скобой, расположенной на устойчивом основании с использованием струбцины.
4. Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен имитатор дыхания вид лицевой стороны.
На фиг. 2 изображен имитатор дыхания вид сзади.
На фиг. 3 изображена принципиальная схема устройства.
На фиг. 1 изображены: опора 1; корпус 2; распределитель 3; штуцер 4; патрубок ротового отверстия 5; микроконтроллер 6; фитинг 7.
На фиг. 2, изображены: муляж головы человека 8; куплунг 9; скоба монтажная 10; гнездо питания 11; выключатель 12.
Принципиальная пневматическая схема устройства на фиг. 3 содержит: штуцер 4; фитинг 7; куплунг 9; гнездо питания 11; распределитель с пружинным возвратом 13; пневматический цилиндр 14; распределитель с закрытой центральной позицией с пружинным возвратом 15, распределитель с пружинным возвратом 13.
Гнездо питания 11 предназначено для подключения питания 12 В постоянного тока и питания блока питания 19.
Выключатель 12 предназначен для включения/отключения блока питания 19.
Скоба монтажная 10 предназначена для закрепления устройства на рабочей поверхности с использованием струбцины.
Подача пульсирующего потока осуществляется следующим образом.
Давление через куплунг 9 поступает в пневматический цилиндр 14, снабженный распределителем с пружинным возвратом 13, создающий возвратно-поступательные движения, изменяя объем полой мембраны 17, определяющей объем потока воздуха направляемого «в» и «из» патрубка ротового отверстия 5, тем самым создавая пульсирующий поток. Такт движения пневматического цилиндра 14 задается микроконтроллером 6. Питание электропотребляющих частей устройства осуществляется блоком питания 19.
Блок питания 19 представлен в виде аккумулятора, который заряжается от бытовой сети 220 В, 50 Гц посредством адаптера сетевого, а также может заряжаться от бортовой сети легкового автомобиля 12 В DC и грузового автомобиля 24 В DC посредством соответствующих адаптеров.
Подкачка муляжа головы человека 8 осуществляется следующим образом:
Давление через куплунг 9 поступает в распределитель с закрытой центральной позицией с пружинным возвратом 15 оснащенный пневмоглушителями 16, распределитель 3 переводится в позицию подачи давления, в штуцер подкачки 18 подается давление до необходимого значения. Пневмоглушители 16 предотвращают движение воздуха в цепи распределителя с закрытой центральной позицией 15 и штуцером подкачки 18. Для сброса давления в муляже головы человека 8 распределитель 3 переводится в позицию сброса давления, где в распределитель с центральной позицией с пружинным возвратом 15 поступает давление из муляжа головы человека 8 и сбрасывается в окружающую атмосферу.
Универсальность устройства заключается подтверждается возможностью подключения и совместной работой с такими установками как установка производства АО «Тамбовмаш» (патент 211224), «КУ-9 В», «СКАД 1».
Работа устройства при подключении к контрольно-измерительному блоку рассмотрена на примере установки для статических проверок ДАСВ установка производства АО «Тамбовмаш» (патент 211224), без подключения входящего в его состав блока муляжа головы человека, и обеспечение проведения всех видов динамических испытаний и проверок ДАСВ.
Устройство работает следующим образом: При подключении устройства к контрольно-измерительному блоку через фитинг 7 (фиг.1) к муфте контрольно-измерительного блока гибким шлангом и переходником. К куплунгу 9 подключается линия редуцированного давления, сжатый воздух поступает на манометр среднего (редуцированного) давления, распределитель «+» и распределитель «-», кнопкой сброса низкого давления. Пневматический цилиндр 14, снабженный распределителем с возвратом 13 приводится в действие кнопкой старта «дыхания».
Для герметизации лицевой части ДАСВ или спасательного устройства используется распределитель 3 (фиг.1). При переводе в верхнее положение распределителя 3 происходит надувание резиновой оболочки муляжа головы человека 8 до плотного прилегания линии обтюрации лицевой части ДАСВ или спасательного устройства. Для прекращения надувания необходимо вернуть в исходное положение распределитель 3. При переводе в нижнее положение распределителя 3 произойдет сдувание муляжа головы человека 8 до начального состояния.
Для проведения испытаний ДАСВ: распределитель «+» и распределитель «-» контрольно-измерительного блока используются для создания избыточного и вакуумметрического давления в линии измерения. При нажатии вверх распределителя «+» происходит подача избыточного давления в подмасочное пространство, подаваемое от распределителя «+» через муфту контрольно-измерительного блока, соединенную с фитингом 7 и штуцер 4. При отпускании распределителя «+» давление в подмасочном пространстве фиксируется и отображается на манометре низкого давления.
При нажатии распределителя «-» происходит подача вакуумметрического давления в подмасочное пространство, подаваемое от распределителя «-» через муфту контрольно-измерительного блока, соединенную с фитингом 7 и штуцер 4. При отпускании распределителя «-» давление в подмасочном пространстве фиксируется и отображается на манометре низкого давления контрольно-измерительного блока.
Избыточное или вакуумметрическое давление в подмасочном пространстве создается через штуцер 4 измерения избыточного и вакуумметрического давления, расположенный в лицевой части муляжа головы человека 8 (фиг. 1).
При использовании устройства с другими контрольно-измерительными блоками установок для статических проверок ДАСВ, устройство подключают с помощью соответствующих шлангов:
к контрольно-измерительному блоку через фитинг 7 (фиг. 1);
к линии редуцированного давления ДАСВ или компрессора с рабочим давлением не более 1,0 МПа через куплунг 9 (фиг. 1).
Подключение устройства к контрольно-измерительному блоку осуществляется с помощью присоединительного гибкого шланга с переходниками подходящего типа к муфте или ниппелю, при необходимости снабженной соответствующим переходником.
Таким образом, универсальный имитатор дыхания с насосом и муляжом головы человека для динамических испытаний автономных изолирующих резервуарных аппаратов, в которых запас воздуха хранится в сжатом состоянии, представленный в настоящем описании, способен создавать пульсирующий поток воздуха.