ЛЕГОЧНЫЙ АВТОМАТ

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания в водолазной технике, для выполнения подводных, аварийно-спасательных и других видов подводных работ.
Известна конструкция легочного автомата (дыхательного автомата или регулятора второй ступени) (Меренов И.В., Смолин В.В. «Справочник водолаза. Вопросы и ответы» - 2-е изд., перераб. И доп. - Л.: Судостроение, 1990, 400 с, ил.). Все автоматы устроены по одному принципу. Их корпус разделен эластичной мембраной на две части, внешнюю и внутреннюю. Внешняя сообщается с окружающей средой (воздухом на поверхности и водой при погружении), а внутренняя, изолированная от внешней среды, заполняется воздухом для дыхания. С повышением внешнего давления при погружении под воду, а также по мере расходования воздуха из внутренней полости автомата на вдох, мембрана прогибается и через систему рычагов открывает клапан, через который воздух поступает во внутреннюю полость и далее на дыхание. При выдохе мембрана выгибается, клапан подачи закрывается, а клапан выдоха открывается и выдыхаемый газ вытравливается в окружающую среду.
Недостаток конструкции данного легочного автомата в том, что при использовании в среде с отрицательной температурой (в том числе и в воде) во внутренней полости происходит обледенение корпуса и рычажной системы, а также клапана подачи воздуха, что может привести к заклиниванию и невозможности подачи воздуха на дыхание или наоборот установиться постоянная подача воздуха. Этот процесс в основном связан с тем, что выдыхаемый человеком воздух имеет большую влажность (до 100%), влага конденсируется и замерзает (преимущественно это происходит в районе седла клапана подачи воздуха, где происходит дросселирование подаваемого воздуха, сопровождающееся его охлаждением).
Известна конструкция легочного автомата по патенту на полезную модель №153293. В конструкции легочного автомата имеется перегородка, разделяющая внутреннюю полость корпуса на две полости: подмембранную и полость вдоха-выдоха, и устройство одностороннего действия, пропускающее воздух из подмембранной полости в полость вдоха-выдоха.
Недостатком данного легочного автомата - является дополнительное сопротивление вдоху создаваемое устройством одностороннего действия расположенного в перегородке, а так же вероятность попадания выдыхаемой влаги в подмембранную полость из-за недостаточной герметичности устройства одностороннего действия, и как следствие возможное обледенение клапана подачи и рычажного механизма.
Предлагаемой полезной моделью решается задача создания легочного автомата (дыхательного автомата или регулятора второй ступени), в котором исключается дополнительное сопротивление дыханию при вдохе и минимизируется вероятность попадания выдыхаемой влаги в подмембранную полость.
Техническая задача решена в конструкции легочного автомата, состоящего: из корпуса разделенного эластичной мембраной на две полости (внешнюю и внутреннюю); крышки фиксирующей эластичную мембрану и предохраняющей ее от механических повреждений, одновременно являющейся дефлектором для отвода выдыхаемого газа; воздухоподающего устройства с основным и управляющим клапанами, содержащего: штуцер для присоединения шланга подачи воздуха, основного седла и клапана подающих воздух на дыхание и управляющего седла и клапана с рычажным механизмом, обеспечивающих кинематическую связь управляющего клапана с эластичной мембраной; по меньшей мере одного, клапана выдоха размещенного в жестком центре эластичной мембраны; загубника и эластичной манжеты, плотно прилегаемой к корпусу и разделяющей внутреннюю полость корпуса на две полости - подмембранную и полость подачи воздуха.
Эластичная манжета может быть выполнена заедино с эластичной мембраной легочного автомата.
Технический результат - исключение дополнительного сопротивления дыханию при вдохе - достигается тем, что манжета отклоняется струей воздуха подаваемого воздухаподающим устройством, а не разряжением создаваемым легкими человека; минимизация вероятности попадания выдыхаемой влаги в полость подачи воздуха - достигается тем, что внутренняя полость легочного автомата разделена на две полости: подмембранную и полость подачи воздуха; с помощью эластичной манжеты плотно прилегаемой к корпусу, тем самым минимизируется вероятность попадания влаги, содержащейся в выдыхаемом воздухе, в полость подачи воздуха.
Для улучшения эксплуатационных характеристик легочного автомата эластичная манжета может быть выполнена заедино с эластичной мембраной.
Для уменьшения габаритных размеров и более эффективной работы эластичной манжеты, воздухоподающее устройство может содержать управляющий клапан, размеры которого в несколько (4÷10) раз меньше, чем у основного клапана, обеспечивающего необходимую подачу воздуха для дыхания. Малые размеры управляющего клапана, требуют значительно меньших перемещений рычага и жесткого центра эластичной мембраны. Малые перемещения рычага позволяют более эффективно перекрывать полость подачи от попадания в нее влаги.
Для уменьшения габаритных размеров в жестком центре эластичной мембраны может быть установлен клапан выдоха, а крышка выполнять функции дефлектора.
На фиг. 1 показана конструкция легочного автомата в исходном состоянии с воздухоподающим устройством, с управляющим клапаном, с манжетой выполненной заедино с эластичной мембраной и клапаном выдоха размещенным в жестком центре эластичной мембраны.
На фиг. 2 показана конструкция этого же легочного автомата (фаза вдоха).
На фиг. 3 показана конструкция этого же легочного автомата (фаза выдоха).
Легочный автомат (фиг. 1, 2, 3) состоит из: корпуса 1 разделенного манжетой выполненной заедино с эластичной мембранной 2 на три полости - внешнюю А, подмембранную Б и полость подачи воздуха В; крышки 3 предохраняющей эластичную мембрану 2 от механических повреждений и отводящую пузырьки выдыхаемого газа; воздухоподающего устройства 4, с основным и управляющим клапанами, содержащего: штуцер для присоединения шланга подачи воздуха Г, седло основное Д, основной клапан подачи воздуха 5 с дозирующим устройством Е, пружину основного клапана 6 прижимающую основной клапан подачи воздуха 5 к седлу основному Д, управляющее седло Ж, управляющий клапан 7 с рычагом И обеспечивающим кинематическую связь управляющего клапана 7 с эластичной мембранной 2, пружину управляющего клапана 8 прижимающую управляющий клапан 7 к управляющему седлу Ж; как минимум, один клапан выдоха 9 в виде эластичного клапана лепесткового типа, установленного в жестком центре 10 эластичной мембраны 2 и втулки 11 фиксирующей эластичную мембрану 2 в корпусе 1.
Работа легочного автомата осуществляется следующим образом: в исходном состоянии: основной клапан подачи воздуха 5 (фиг. 1) прижат к седлу Д усилием пружины 6 и давлением воздуха находящимся в управляющей полости К; управляющий клапан 7 прижат к управляющему седлу Ж усилием пружины 8 и давлением воздуха находящимся в управляющей полости К; эластичная мембрана 2 с жестким центром 10 находится в нейтральном положении и на рычаг И управляющего клапана 7 не воздействует; клапан выдоха 9 прижат к жесткому центру 10; подводимый воздух дежурит перед основным клапаном подачи воздуха 5 и в управляющей полости К;
при дыхании сжатым воздухом на вдохе (фиг. 2): в подмембранной полости Б создается разряжение, под действием которого клапан выдоха 9 еще сильнее прижимается к жесткому центру 10, эластичная мембрана 2 прогибается и жестким центром 10 нажимает на рычаг И управляющего клапана 7, который поворачиваясь преодолевает усилие управляющей пружины 8 и давление воздуха дежурившего в управляющей полости К и приоткрывает управляющее седло Ж; сжатый воздух устремляется в полость подачи воздуха В; давление в управляющей полости К падает, а дозирующее устройство Е препятствует быстрому поступлению сжатого воздуха в управляющую полость К и нарастанию давления, в результате этого давление воздуха перед основным клапаном преодолевает усилие основной пружины и давление в управляющей полости К; основной клапан 5 отходит от основного седла Д; поток воздуха через основное седло Д по каналам Л устремляется в полость В и отводит край эластичной мембраны 2 от корпуса 1 попадая в подмембранную полость Б и далее на вдох пользователя;
при выдохе (фиг. 3): в конце фазы вдоха жесткий центр 10 эластичной мембраны 2 возвращается в исходное положение, управляющий клапан 7 под действием управляющей пружины 8 и давления воздуха в полости К перекрывает управляющее седло Ж; в управляющей полости К давление воздуха увеличивается и основной клапан 5 перекрывает основное седло Д прекращая подачу воздуха в полость подачи В; край эластичной мембраны 2 возвращается в исходное положение перекрывая полость подачи В; в подмембранной полости Б выдыхаемым газом создается избыточное давление, под действием которого клапан выдоха 9 открывается освобождая путь выдыхаемому газу, который по каналам М крышки 3 отводится из зоны обзора пользователя.