CN107224685A - 高空跳伞供氧装置 - Google Patents

Abstract

一种高空跳伞供氧装置，储气装置出气口与减压阀组进气口相连；减压阀组出气口与氧气调节器的氧气入口相连；氧气调节器的供气出口与氧气面罩相连；减压阀组主体一端有充氧阀，另一端有放气阀；减压阀组主体中部有减压阀、压力表；减压阀组主体上靠近出气口处有安全阀；氧气调节器包括阀体；阀体上有氧气入口、氧气调节腔、空气入口、供气出口、连通空气入口与供气出口的空气腔、连通氧气入口和氧气调节腔的氧气进气气路、连通氧气调节腔和空气腔的氧气出气气路；氧气调节腔内有氧气流量调节模块B；空气入口处有空气流量调节模块C。本发明的体积和重量小于同等供氧时间的现有供氧装置，且受低温影响小，供氧时间长，满足跳伞人员的呼吸使用要求。

Description

高空跳伞供氧装置

技术领域

本发明涉及一种高空跳伞气氧供氧装置，属于高空供氧技术领域。

背景技术

近些年来，为加强伞兵防护，减少非战斗减员，提高其作战能力，各国军队均要求给予空降兵配备伞兵供氧防护装备。伞兵乘机暴露在高空9000～10000m，受低压缺氧和低温的影响，严重影响空降兵的作战能力。高空跳伞首先要考虑高空暴露的缺氧防护和高空减压病的预防问题，其次是头面部防护和低温防护问题。对高空缺氧的防护首先是供氧浓度要能满足人体的需要，其次是供氧量要能保证跳伞员降低到安全高度。但是由于执行高空跳伞任务的跳伞员一般均需背负全套武器装备和防护设备，不可能携带过多的氧气，因此要在保证生理功能的前提下，尽可能减轻自携供氧系统的重量。

目前，国内的高空跳伞供氧装置采用的是以氯酸盐氧烛为氧源，将两只氧烛通过三通件连接在一起，以定流量的方式供氧，满足跳伞人员呼吸用氧需要。现有的跳伞供氧装置只能满足海拔6000m以下高度使用。由于采用氯酸盐氧烛化学产氧，在万米高空的低温条件下，供氧装置的点火和出氧流量受到很大影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种轻便小巧、供氧时间长的高空跳伞供氧装置。

本发明的技术方案是：储气装置出气口与减压阀组进气口相连；减压阀组出气口与氧气调节器的氧气入口相连；氧气调节器的供气出口与氧气面罩相连；所述减压阀组主体一端设有充氧阀，另一端设有放气阀；减压阀组主体中部设有减压阀、压力表；减压阀组主体上靠近出气口处设有安全阀；所述氧气调节器包括阀体；所述阀体上设有氧气入口、氧气调节腔、空气入口、供气出口、连通空气入口与供气出口的空气腔、连通氧气入口和氧气调节腔的氧气进气气路、连通氧气调节腔和空气腔的氧气出气气路；所述氧气调节腔内设有氧气流量调节模块B；所述空气入口处设有空气流量调节模块C。

所述储气装置是双联气瓶；所述双联气瓶包括经卡箍固定于一体的两气瓶；

所述减压阀组上与两气瓶对应设有两进气口；各气瓶分别经转接头与减压阀组进气口相连。

所述双联气瓶中单只气瓶容积为0.92L。

所述减压阀组出气口处设有氧气输出接头；所述氧气输出接头经金属软管与氧气入口相连；所述氧气输出接头内设有用于净化气体的过滤网。

所述减压阀组放气阀上设有梅花型开关手柄。

所述阀体上氧气入口处设有入口接头；所述入口接头内设有入口过滤网；所述阀体上供气出口处设有出口接头；所述出口接头内设有出口过滤网。

所述出口接头位于阀体内的一端内孔呈喉管状结构。

所述氧气出气气路出口处设有一引射器；所述引射器位于空气腔内；所述引射器喷口与出口接头喉管状结构入口相对。

所述氧气调节腔内设有一连通氧气进气气路与氧气出气气路的氧气调节口；所述氧气流量调节模块B包括一用于打开/关闭氧气调节口的供氧活门；所述供氧活门经氧气活门弹簧压紧于氧气调节口；所述供氧活门与用于根据环境气压变化自动控制供氧活门开度的真空波纹管间接传动连接；还包括一与供氧活门间接传动连接以控制供氧活门开度的压盖；压盖与阀体之间设有压盖回位弹簧。

所述氧气调节腔经膜片分隔为密封的下腔、敞开的上腔；所述供氧活门位于下腔内；下腔内还设有与供氧活门传动连接的供氧阀杆、滑块；所述上腔内设有用于将真空波纹管的下压力经滑块传递于供氧阀杆以推动供氧活门克服氧气活门弹簧的弹力打开氧气调节口的活门顶杆。

所述真空波纹管经波纹管衬套连接于阀体。

所述空气腔内设有一空气调节口；所述空气流量调节模块C包括一用于打开/关闭空气调节口的空气活门；空气活门与一使空气调节口维持常开状态的空气活门弹簧相连；所述空气活门与用于根据环境气压变化自动自动控制空气活门开度的真空膜盒传动连接。

所述真空膜盒经膜盒衬套装于阀体。

所述空气腔内空气调节口与引射器之间设有用于控制最大流量的节流口。

与现有技术相比，本发明的优点在于：能够在海拔10000m～3000m内，根据海拔高度的变化自动调整氧气流量和引入空气的流量，延长供氧装置的供氧时间，满足跳伞人员的呼吸使用要求。由于本装置采用高压气氧作为氧源，受低温的影响较小；由于多采用集成设计，供氧装置的体积和重量小于同等供氧时间的现有供氧装置。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2为减压阀组结构示意图。

图3为氧气输出接头的结构示意图。

图4为氧气调节器的外观示意图。

图5为图4的左视图。

图6为氧气调节器的结构示意图。

图7为氧气调节器气路和模块示意图。

图8为氧气入口模块A示意图。

图9为图8的A-A剖视图。

图10为氧气流量调节模块B结构示意图。

图11 为空气流量调节模块C结构示意图。

图12为供气出口模块D结构示意图。

图13为图12的B-B剖视图。

图中，1、双联气瓶，2、氧气调节器，3、卡箍，4、金属软管，5、转接头，6、减压阀，7、减压阀组，8、充氧阀，9、氧气输出接头，10、压力表，11、安全阀，12、开关手柄，13、面罩。

具体实施方式

图1中，将氧气调节器的进口通过金属软管4与减压阀组7的氧气输出接头9连接，出口与氧气面罩13的输氧软管连接即组成一套完整的高空跳伞供氧装置。

双联气瓶1包括经卡箍3固定于一体的两气瓶。双联气瓶1装在布袋内，固定在人员身体右侧腋下，使用时打开供氧装置的供氧开关，双联气瓶内的氧气经过减压阀组减压，进入到氧气调节器中，氧气调节器根据外界大气压力的变化自动调整氧气的流量和外界空气的引入量。混合后的气体进入到氧气面罩，供跳伞人员使用。

双联气瓶外观尺寸约为φ82×222mm，容积约0.92L，制造气瓶的材料选用强度高、塑性好、耐腐蚀、好焊接、易加工的优质超高强度不锈钢，焊接好后再进行焊缝探伤及水压强度和爆破强度等的测试，确保双联气瓶1的耐压性能。双联气瓶组和减压阀组之间采用金属硬密封结构+“O”形圈双密封，可保证长时间不泄露。

减压阀组7由充氧阀8、压力表10、减压阀6和安全阀11等组成。减压阀组7上与两气瓶对应设有两进气口；各气瓶分别经转接头5与减压阀组7进气口相连。减压阀组中的减压阀6起减压的作用，充氧阀8给气瓶多次充氧，压力表10可以察看气瓶内气体的压力。减压阀组7的进气口压力最高为15MPa，随着气瓶内氧气量的减少而逐渐减小。出口压力为0.6MPa，供氧气调节器使用。

氧气调节器2由氧气流量调节模块、空气流量调节模块、氧气入口模块及供气出口模块组成，通过调节氧气流量和空气流量来调节氧气调节器出口处的气体流量和氧气浓度。能够通过真空波纹管检测环境气压的变化，自动控制供氧活门的开度，进而控制供氧流量。能够通过真空膜盒检测环境气压的变化，自动控制空气活门的开度，进而空气供氧流量。氧气流量调节模块可以通过压盖和压盖杆，在氧气流量调节模块或者空气流量调节模块发生故障时，或者人员突然需要大量吸氧时，直接控制活门顶杆运动，从而控制供氧活门运动，开始大气量供氧，满足人员的应急用氧需求。氧气调节器能够在海拔10000米及以下高度使用，在海拔2000米及以下时供空气，在海拔2000米至海拔8000米之间供混合氧，在海拔8000米以上供纯氧。

氧气面罩13主要由面罩主体、防护外壳、呼气活门、吸气活门及输氧软管等部件组成，该部件可直接采用国内厂家生产产品。

图2、图3中，通过充氧阀8可以给双联气瓶1充氧。打开开关手柄12后，双联气瓶1中的高压氧气经过减压阀6，氧气输出接头9输出。氧气输出接头9内设有用于净化气体的过滤网23。压力表10可以看出双联气瓶1中的氧气压力。安全阀11可以在输出压力超过安全阀设定值的情况下开始泄压。

图4、图5、图6中，氧气调节器是将氧气入口模块A、供气出口模块D、氧气流量调节模块C和空气流量调节模块D安装在阀体204上。

氧气经过氧气入口模块A进入到a1腔，此时的氧气仍处于高压状态，经过氧气流量调节模块B的调节，进入到引射器223中，在引射器223和出口接头218上的喉管236的结构组合下，氧气经过喉管236时会形成文丘里效应，吸引空气从空气气路进入到空气腔237中，最终在出口接头218处和氧气混合，在输出模块处输出一定流量和氧气浓度的气体，供跳伞人员生理呼吸需求的氧气，提高氧气利用率，减轻重量，减小体积。

氧气流量调节模块B由波纹管衬套205、压盖206、压盖回位弹簧207、压盖固定螺母208、真空波纹管209、活门顶杆210、压盖杆232、膜片212、滑块211、锁紧盖213、导套231、供氧阀杆230、供氧活门座229、供氧活门228、氧气活门弹簧227和氧气底盖226组成。

空气流量调节模块C由真空膜盒214、空气固定螺母215、空气保护盖216、膜盒衬套217、空气活门224、空气活门弹簧225、空气活门座222、引射器223和空气底盖221组成。

氧气入口模块A中的入口过滤网203的过滤精度为大于30μ，供气出口模块D中的出口过滤网220的过滤精度为大于150μ，两处过滤可以保证氧气调节器输出气体的洁净。

在氧气调节器使用过程中，如果氧气流量调节模块或者空气流量调节模块发生故障，或者人员突然需要大量吸氧时，可以通过压盖206和压盖杆232，直接控制活门顶杆210运动，从而控制供氧活门228和供氧活门座229的开度增大，开始大气量供氧，满足人员的应急用氧需求。

图7中，本发明由氧气入口模块A、氧气流量调节模块B、空气流量调节模块C及供气出口模块D组成。阀体204上设有氧气入口、氧气调节腔、空气入口、供气出口、连通空气入口与供气出口的空气腔237、连通氧气入口和氧气调节腔的氧气进气气路233、连通氧气调节腔和空气腔的氧气出气气路。氧气调节腔内设有氧气流量调节模块B。空气入口处设有空气流量调节模块C。氧气入口模块A通过入口接头201与连接氧气源的金属软管连接。供气出口模块D通过出口接头217的两个凸缘卡住氧气面罩供氧软管端的快速接头，实现紧固连接。氧气流量调节模块B设定为在海拔2000米时供氧活门228开始打开，在海拔8000米及以上时，供氧活门228的开度达到最大，氧气流量供应最大。空气流量调节模块C设定在海拔8000米以下高度时，空气活门224打开，随着海拔降低，开度增大，在引射器223的作用下，引入的空气流量增大，但是在节流口235的作用下，引入的空气最大量一定。这样就能保证氧气调节器的供气出口模块D处的气体氧气浓度随着海拔高度的增加而增加，在海拔8000米及以上时，输出模块处的气体为纯氧。

图8、图9中，氧气入口模块A由入口接头201，入口过滤网紧固螺钉202和入口过滤网203组成。

图10中，氧气调节腔内设有一连通氧气进气气路与氧气出气气路的氧气调节口238；氧气流量调节模块B包括一用于打开/关闭氧气调节口238的供氧活门228；供氧活门228经氧气活门弹簧227压紧于氧气调节口238；供氧活门228与用于根据环境气压变化自动控制供氧活门228开度的真空波纹管209间接传动连接；还包括一与供氧活门228间接传动连接以控制供氧活门228开度的压盖206；压盖206与阀体之间设有压盖回位弹簧207。

供氧活门座229被导套231压在阀体204上，导套231通过螺纹和阀体204连接。供氧阀杆230装在导套231内，滑块211安装在供氧阀杆230的上部，起到传递活门顶杆210的力的作用，膜片212放在阀体204上，膜片主要起到密封作用，防止穿过导套231的氧气从阀体204上部泄露。活门顶杆210压在膜片212上，锁紧盖213将活门顶杆210压住，锁紧盖213通过螺纹固定在阀体204上，真空波纹管209通过螺纹固定在波纹管衬套205上，波纹管衬套205通过螺纹固定在阀体204上，保证真空波纹管209和活门顶杆210接触。压盖206通过压盖固定螺母208和真空波纹管209相连，压盖回位弹簧207固定在压盖206和波纹管衬套205之间，起到复位压盖206的作用。氧气底盖226通过螺钉固定在阀体204上，供氧活门228在氧气活门弹簧227的压缩下和供氧活门座229相接触。

工作中，当环境处于高空时，环境压力低于1个大气压，真空波纹管209发生膨胀，压迫活门顶杆210向下运动，活门顶杆210通过膜片212和滑块211压迫供氧阀杆230向下运动，供氧阀杆230压迫供氧活门座229向下运动，这样就使得供氧活门座229和供氧活门228之间的开度增大，增大氧气流量。当环境压力变小时，真空波纹管209收缩，活门顶杆210上部失去压力，供氧活门228在氧气活门弹簧227的压力下向上运动，这样供氧活门228和供氧活门座229之间的开度减小，减小氧气流量。

如果在工作中，人员需要大量的氧气供应，可以按压压盖206，压盖206通过压盖杆232直接带动活门顶杆210向下运动，最终控制供氧活门228和供氧活门座229之间的开度增大，大量供应氧气。

图11中，空气腔内设有一空气调节口234；空气流量调节模块C包括一用于打开/关闭空气调节口的空气活门224；空气活门224与一使空气调节口维持常开状态的空气活门弹簧225相连；空气活门224与用于根据环境气压变化自动自动控制空气活门224开度的真空膜盒214传动连接。

引射器223通过螺纹安装在阀体204上，膜盒衬套217通过螺纹固定在阀体204上，真空膜盒214通过空气固定螺母215固定在膜盒衬套217上，空气活门224通过螺纹固定在真空膜盒214上，空气活门座222放在阀体204上，被空气活门弹簧225压住，空气活门弹簧225安装在空气活门座222和空气活门224之间，阀体204上的节流口235起到控制最大流量的作用，空气底盖221通过螺钉固定在阀体204上。

工作中，当海拔高度变高，环境气压变低时，真空膜盒214膨胀，带动空气活门224下降，这样空气活门224和空气活门座222之间的开度变小，被引射器223引入的空气量变小，当海拔高度达到8000m时，真空膜盒214膨胀的长度使得空气活门224和空气活门座225完全压合，空气无法进入，这样氧气调节器就只供纯氧。当海拔高度降低，环境气压变高时，真空膜盒收缩，空气活门224和空气活门座225之间的开度增大，空气流量增大，但是受到节流口235的限制，流量增大到一定程度后不能继续增大，这样就能保证氧气调节器输出气的氧气浓度不低于一限定值。

图12、图13中，供气出口模块D由出口接头218、出口过滤网紧固螺钉219和出口过滤网220组成。

Claims (10)

1.一种高空跳伞供氧装置，其特征在于：储气装置出气口与减压阀组（7）进气口相连；减压阀组（7）出气口与氧气调节器（2）的氧气入口相连；氧气调节器（2）的供气出口与氧气面罩（13）相连；

所述减压阀组（7）主体一端设有充氧阀（8），另一端设有放气阀；减压阀组（7）主体中部设有减压阀（6）、压力表（10）；减压阀组（7）主体上靠近出气口处设有安全阀（11）；

所述氧气调节器包括阀体（204）；所述阀体（204）上设有氧气入口、氧气调节腔、空气入口、供气出口、连通空气入口与供气出口的空气腔（237）、连通氧气入口和氧气调节腔的氧气进气气路（233）、连通氧气调节腔和空气腔的氧气出气气路；所述氧气调节腔内设有氧气流量调节模块B；所述空气入口处设有空气流量调节模块C。

2.根据权利要求1所述的高空跳伞供氧装置，其特征在于：所述储气装置是双联气瓶（1）；所述双联气瓶（1）包括经卡箍（2）固定于一体的两气瓶；

所述减压阀组（7）上与两气瓶对应设有两进气口；各气瓶分别经转接头（5）与减压阀组（7）进气口相连。

3.根据权利要求1所述的高空跳伞供氧装置，其特征在于：所述减压阀组（7）出气口处设有氧气输出接头（9）；所述氧气输出接头（9）经金属软管（4）与氧气入口相连；所述氧气输出接头（9）内设有用于净化气体的过滤网（23）。

4.根据权利要求1所述的高空跳伞供氧装置，其特征在于：所述阀体（204）上氧气入口处设有入口接头（201）；所述入口接头（201）内设有入口过滤网（203）；所述阀体（204）上供气出口处设有出口接头（218）；所述出口接头（218）内设有出口过滤网（220）。

5.根据权利要求4所述的高空跳伞供氧装置，其特征在于：所述出口接头（218）位于阀体（204）内的一端内孔呈喉管状结构。

6.根据权利要求5所述的高空跳伞供氧装置，其特征在于：所述氧气出气气路出口处设有一引射器（223）；所述引射器（223）位于空气腔（237）内；所述引射器（223）喷口与出口接头（218）喉管状结构入口相对。

7.根据权利要求1所述的高空跳伞供氧装置，其特征在于：所述氧气调节腔内设有一连通氧气进气气路与氧气出气气路的氧气调节口（238）；所述氧气流量调节模块B包括一用于打开/关闭氧气调节口（238）的供氧活门（228）；所述供氧活门（228）经氧气活门弹簧（227）压紧于氧气调节口（238）；所述供氧活门（228）与用于根据环境气压变化自动控制供氧活门（228）开度的真空波纹管（209）间接传动连接；还包括一与供氧活门（228）间接传动连接以控制供氧活门（228）开度的压盖（206）；压盖（206）与阀体之间设有压盖回位弹簧（207）。

8.根据权利要求7所述的高空跳伞供氧装置，其特征在于：所述氧气调节腔经膜片（212）分隔为密封的下腔、敞开的上腔；所述供氧活门（228）位于下腔内；下腔内还设有与供氧活门（228）传动连接的供氧阀杆（230）、滑块（211）；所述上腔内设有用于将真空波纹管（209）的下压力经滑块（211）传递于供氧阀杆（230）以推动供氧活门（228）克服氧气活门弹簧（227）的弹力打开氧气调节口（238）的活门顶杆（210）。

9.根据权利要求7或8所述的高空跳伞供氧装置，其特征在于：所述真空波纹管（209）经波纹管衬套（205）连接于阀体（204）。

10.根据权利要求1所述的高空跳伞供氧装置，其特征在于：所述空气腔内设有一空气调节口（234）；所述空气流量调节模块C包括一用于打开/关闭空气调节口的空气活门（224）；空气活门（224）与一使空气调节口维持常开状态的空气活门弹簧（225）相连；所述空气活门（224）与用于根据环境气压变化自动自动控制空气活门（224）开度的真空膜盒（214）传动连接。