CN212756867U - 一种用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，包括阀体，阀体上集成有氧气入口接头、氧气流量调节模块、空气流量调节模块、肺式结构供氧模块、余压保证模块、手动供氧模块和供气出口接头；氧气流量调节模块设于氧气调节腔内；空气流量调节模块设于空气入口处；肺式结构供氧模块、余压保证模块设于氧气出口与空气腔连接处；手动供氧模块设于氧气入口与空气腔之间。本实用新型能够根据使用者呼吸节律自动间歇供给氧气或者空气‑氧气混合气，保证呼吸面罩全海拔维持一定的安全余压，同时根据海拔高度变化自动调整供气流量和氧气浓度，提高使用者的呼吸舒适性、安全性和氧气利用率，降低供氧装备的重量，满足海拔10000米及以下高度跳伞人员对氧气的需求。

Description

一种用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器

技术领域

本实用新型涉及一种氧气调节器，尤其涉及一种用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器。

背景技术

氧气调节器是高空跳伞过程中使用的供氧装置的一个核心部件，用于供给跳伞者足够的氧气或者空气、氧气混合气，满足跳伞人员的高空耗氧生理需求。性能优良的氧气调节器能够更好地提高氧气的使用效率，同时减轻氧气系统的重量和体积。在高空跳伞过程中，对保障装置要求重量越来越轻、体积越来越小的情况下，供氧问题越来越突出，这就要求在氧气携带量减少的情况下仍能保证人员的呼吸生理安全。现有的高空跳伞供氧器中，存在的不足是：供氧装备重量重，体积大，氧气利用效率低，需要提供大量的多余氧气供人员使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，根据使用者呼吸节律自动间歇供给氧气或者氧气、空气混合气，保证呼吸面罩在全海拔高度持一定的安全余压，同时根据海拔高度变化自动调整供气流量和氧气浓度，提高使用者的呼吸舒适性、安全性和氧气利用率，降低供氧装备的重量，满足海拔10000米及以下高度跳伞人员对氧气的需求。

本实用新型提供了一种用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，包括阀体，所述阀体上集成有氧气入口接头、氧气流量调节模块、空气流量调节模块、肺式结构供氧模块、余压保证模块、手动供氧模块和供气出口接头；

阀体设有氧气入口、氧气调节腔、氧气出口、空气入口、供气出口，连通空气入口与氧气出口的空气腔；

所述氧气入口接头用于通过入口接头与高压供氧软管连接，所述供气出口接头用于通过出口接头与氧气面罩供氧软管连接；

所述氧气流量调节模块设于所述氧气调节腔内，用于根据环境气压变化自动调节氧气流量；

所述空气流量调节模块设于空气入口处，用于根据环境气压变化自动调节空气流量；

所述肺式结构供氧模块设于氧气出口与空气腔连接处，用于根据使用者呼吸节律间歇自动提供呼吸用氧气；

所述余压保证模块设于氧气出口与空气腔的连接处，用于为呼吸面罩提供恒定的初始氧气流量，以维持吸收面罩的安全余压；

所述手动供氧模块设于氧气入口与空气腔之间，用于应急工况下手动氧气供应。

进一步地，所述肺式结构供氧模块包括摇杆活门座、摇杆活门端盖、肺式活门弹簧、肺式摇杆活门、膜片压盖、肺式呼吸膜片；所述肺式摇杆活门、摇杆活门座、摇杆活门端盖以及肺式活门弹簧依次安装构成一体化组合结构，并由螺钉压装于阀体上；所述肺式摇杆活门的摇杆顶端与所述肺式呼吸膜片接触，所述肺式呼吸膜片由所述膜片压盖压装于阀体上。

进一步地，所述余压保证模块设有定径余压限流孔，用于保证恒定的初始辅助氧气供应流量。

进一步地，所述应急手动供氧模块包括应急活门弹簧、应急活门体、应急活门、固定压盖、压盖复位弹簧、应急顶杆、应急压盖，所述应急活门通过所述应急活门弹簧压紧于所述应急活门体，所述应急活门体、应急顶杆通过固定压盖压装于所述阀体上，所述压盖复位弹簧、应急压盖依次固定安装于所述应急顶杆上。

进一步地，所述空气流量调节模块包括空气单向阀座、空气单向活门、单向活门弹簧、空气活门顶杆、真空膜盒组件；所述空气单向阀座设于空气腔内；所述空气单向活门由单向活门弹簧压紧于空气单向阀座上，用于打开或关闭所述空气单向阀座；所述真空膜盒组件通过螺纹与所述空气活门顶杆连接，用于根据环境气压变化自动控制所述空气单向活门的开度。

进一步地，所述氧气流量调节模块包括密封膜片、供氧活门、供氧活门座、供氧活门顶杆、活门导向套、供氧活门弹簧、真空波纹管组件、过渡压块、膜片锁紧环、膜片垫块、膜片弹簧；所述密封膜片将氧气调节腔分隔为密封的下腔、敞开的上腔，由所述膜片锁紧环固定在阀体上；所述供氧活门、供氧活门顶杆、活门导向套、供氧活门弹簧、膜片垫块、膜片弹簧设于下腔内；所述供氧活门与所述供氧活门顶杆、活门导向套、供氧活门弹簧传动连接，用于控制所述供氧活门座的开关；所述真空波纹管组件、过渡压块设于上腔内，所述真空波纹管组件用于根据环境气压变化经所述过渡压块、密封膜片、膜片垫块、膜片弹簧、供氧活门顶杆自动控制供氧活门的行程开度，通过克服供氧活门弹簧的弹力打开或关闭供氧活门座。

借由上述方案，通过用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，根据使用者呼吸节律自动间歇供给氧气或者混合气，能够保证呼吸面罩全海拔维持一定的安全余压，同时根据海拔高度变化自动调整供气流量和氧气浓度，提高了使用者的呼吸舒适性、安全性和氧气利用率，降低了供氧装备的重量，可满足海拔10000米及以下高度跳伞人员对氧气的需求。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型外观示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4为本实用新型气路和模块示意图。

图中标号：

A-氧气入口接头；B-氧气流量调节模块；C-空气流量调节模块；D-肺式结构供氧模块；E-余压保证模块；F-手动供氧模块；G-供气出口接头；

1-入口接头；2-过滤器；3-活门导向套；4-供氧活门顶杆；5-膜片弹簧；6-膜片垫块；7-密封膜片；8-膜片锁紧环；9-过渡压块；10-真空波纹管组件；

11-空气单向阀座；12-空气单向活门；13-单向活门弹簧；14-空气活门顶杆；15-真空膜盒组件；16-出口接头；17-肺式呼吸膜片；18-膜片压盖；19-肺式摇杆活门；20-肺式活门弹簧；

21-摇杆活门端盖；22-摇杆活门座；23-定径余压限流孔；24-供氧密封盖；25-供氧活门弹簧；26-供氧活门；27-供氧活门座；28-阀体；29-急活门弹簧；30-应急活门体；

31-应急活门；32-固定压盖；33-压盖复位弹簧；34-应急顶杆；35-应急压盖；36-氧气入口；37-氧气出口；38-空气入口；39-空气腔；40-供气出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参图1、图4所示，本实施例提供的用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，采用一体化结构设计，将氧气入口接头A、氧气流量调节模块B、空气流量调节模块C、肺式结构供氧模块D、余压保证模块E、手动供氧模块F和供气出口接头G，安装在阀体28上，可实现氧气流量调节、空气流量调节、肺式供氧、余压保证、应急供氧等多个功能。

阀体28设有氧气入口36、氧气调节腔、氧气出口37、空气入口38、供气出口40、连通空气入口38与氧气出口37的空气腔39、连通氧气入口36和氧气调节腔的氧气进气路、连通氧气调节腔和空气腔的氧气出气路。氧气调节腔内设有氧气流量调节模块B。空气入口38处设有空气流量调节模块C。氧气入口接头A通过入口接头1与连接减压后氧气源的高压供氧软管连接，入口接头内装有过滤器2。供气出口接头G通过出口接头16的两个凸缘卡住氧气面罩供氧软管端的快速连接接头，实现管路的密封连接。

参图2所示，氧气流量调节模块B由真空波纹管组件10、过渡压块9、膜片锁紧环8、密封膜片7、膜片垫块6、膜片弹簧5、供氧活门顶杆4、活门导向套3、供氧活门座27(氧气调节口)、供氧活门26、供氧活门弹簧25、供氧密封盖24等组成。密封膜片7将氧气调节腔分隔为密封的下腔、敞开的上腔，由膜片锁紧环8固定在阀体上；供氧活门弹簧25、供氧活门26、供氧活门顶杆4、活门导向套3、膜片弹簧5、膜片垫块6设于下腔内；真空波纹管组件10、过渡压块9设于上腔内，真空波纹管组件10的下压力经过渡压块9由密封膜片7通过膜片垫块6、膜片弹簧5传递于供氧活门顶杆4以推动供氧活门26克服供氧活门弹簧25的弹力打开供氧活门座27，真空波纹管组件9用于根据环境气压变化行程自动控制供氧活门26的开度。

供氧活门26用于打开/关闭氧气调节口(供氧活门座27)；供氧活门26经氧气活门弹簧25压紧于供氧活门座27；供氧活门26与用于根据环境气压变化自动控制供氧活门26开度的真空波纹管组件10间接传动连接。供氧活门座27通过活门导向套3与阀体28螺纹压紧连接。供氧活门顶杆4安装于活门导向套3内，过渡压块9安装于供氧活门顶杆4上部，起到传递供氧活门顶杆4的力的作用，密封膜片7设于阀体28氧气调节腔内，起到密封作用，防止氧气泄露。真空波纹管组件10通过螺纹与阀体28固定连接，并与过渡压块9接触连接。过渡压块9压装在密封膜片7上。

工作中，当环境处于高空(环境气压变低)时，真空波纹管组件10发生膨胀，压迫过渡压块9向下运动，通过密封膜片7压迫供氧活门顶杆4向下运动，供氧活门顶杆4压迫供氧活门26向下运动，使得供氧活门座27和供氧活门26之间的开度增大，增大氧气流量；当海拔高度达到8000m及以上高度时，供氧流量达到最大。当环境处于低空(环境气压变高)时，真空波纹管组件10收缩，过渡压块9上部失去压迫力，供氧活门26在氧气活门弹簧25的作用下向上运动，使供氧活门26和供氧活门座27之间的开度减小，从而减小氧气流量。由此可以实现氧气流量的自动调节。

空气流量调节模块C由空气单向阀座11、空气单向活门12、单向活门弹簧13、空气活门顶杆14、真空膜盒组件15等组成。空气单向阀座11设于空气腔内，空气单向活门12用于打开/关闭空气单向阀座11(空气调节口)，由单向活门弹簧13压紧于空气单向阀座11上，空气活门顶杆14与真空膜盒组件15通过螺纹连接，形成一体结构。真空膜盒组件15通过螺纹压接固定在阀体28上。

工作中，当环境处于高空(环境气压变低)时，真空膜盒组件15膨胀，带动空气活门顶杆14压迫空气单向活门12下降，使空气单向活门12和空气活门座11之间的开度变小，引入的空气量变小；当海拔高度达到8000m时，真空膜盒组件15膨胀的长度使得空气单向活门12和空气活门座11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，真空膜盒组件15收缩，空气单向活门12和空气活门座11之间的开度增大，空气流量增大。由此实现空气流量的自动调节功能；同时空气活门设计为单向结构，具有吸气开启呼气关闭功能，以防止氧气损失。

肺式结构供氧模块D由摇杆活门座22、摇杆活门端盖21、(锥形)肺式活门弹簧20、肺式摇杆活门19、肺式呼吸膜片17和膜片压盖18组成。肺式结构供氧模块D设于氧气出口与空气腔的连接处，肺式摇杆活门19、摇杆活门座22(供氧口)、摇杆活门端盖21以及肺式活门弹簧20串联连接为一体，由螺钉压装于阀体28上。肺式摇杆活门19的摇杆顶端与肺式呼吸膜片17接触，肺式呼吸膜片17由膜片压盖18压装于阀体28上。

工作中，使用者吸气时，吸气力使得肺式呼吸膜片17向上移动压迫摇杆，使得肺式摇杆活门19离开摇杆活门座22，开始供氧；呼气时呼气力使得肺式呼吸膜片17向下移动，肺式摇杆活门19在肺式活门弹簧20作用下复位，关闭供氧口，停止供氧。由此实现氧气的间歇自动供应。

余压保证模块E设于氧气出口与空气腔的连接处，包括定径余压限流孔23。定径余压限流孔23通过螺纹与阀体28连接，接通氧气出口，设计为定径孔，保证恒定的初始氧气流量，维持呼吸面罩一定的安全余压。由此实现呼吸面罩的全海拔高度的余压保证。

参图3所示，应急手动供氧模块F设于氧气入口与空气腔之间，主要由应急活门弹簧29、应急活门体30、应急活门31、固定压盖32、压盖复位弹簧33、应急顶杆34、应急压盖35等组成。应急活门31通过应急活门弹簧29压紧于应急活门体30，应急活门体30、应急顶杆34通过固定压盖32压装于阀体28上，压盖复位弹簧33、应急压盖35依次安装于应急顶杆34上，采用螺母固定。

工作中，需要应急供气时，手动按下应急压盖35，推动应急顶杆34打开应急活门31，开始供氧；松开应急压盖35，应急活门弹簧29复位关闭，停止供氧。由此实现应急工况下手动氧气供应。

参图4所示，来自氧气瓶经过减压器减压后的氧气，经过氧气入口接头A进入到氧气调节腔入口，此时的氧气仍处于高压状态，经过氧气流量调节模块B根据环境气压调节控制氧气流量，进入到氧气出口的肺式结构供氧模块D和余压保证模块E。余压保证模块E提供恒定的初始氧气流量至面罩保证恒定的正压，肺式结构供氧模块D根据使用者呼吸节律间歇自动提供呼吸用氧气，联合空气流量调节C模块，输出一定流量和氧气浓度的气体，满足跳伞人员生理呼吸需求，提高氧气利用率，减轻重量，减小体积。

氧气流量调节模块B设定为在海拔2000米时供氧活门26开始打开，在海拔8000米及以上时，供氧活门26的开度达到最大，供应氧气流量最大。空气流量调节模块C设定在海拔8000米以下高度时，空气单向活门12打开，随着海拔降低，开度增大，引入的空气流量增大。由此保证氧气调节器的供气出口接头G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，空气单向活门12关闭，输出的气体为纯氧。肺式结构供氧模块D通过肺式呼吸膜片17感应使用者的呼吸压力，根据呼吸节律控制肺式摇杆活门19开关，实现氧气的间歇供应控制。余压保证模块E采用了辅助供氧模式，通过定径余压限流孔23保证恒定的初始氧气供应流量，保证全海拔高度维持使用者面罩内建立一定的安全余压，防止吸气时面罩内出现真空以及避免外界空气渗入，以及地面有毒气体的渗入。

在氧气调节器使用过程中，如果氧气流量调节模块B或者空气流量调节模块C发生故障，或者人员突然需要大量吸氧时，可以通过手动操作应急手动供氧模块F，开始大气量供氧，满足人员的应急用氧需求。

该用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，根据使用者呼吸节律自动间歇供给氧气或者混合气，能够保证呼吸面罩全海拔维持一定的安全余压，同时根据海拔高度变化自动调整供气流量和氧气浓度，提高了使用者的呼吸舒适性、安全性和氧气利用率，降低了供氧装备的重量，可满足海拔10000米及以下高度跳伞人员对氧气的需求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，其特征在于，包括阀体，所述阀体上集成有氧气入口接头(A)、氧气流量调节模块(B)、空气流量调节模块(C)、肺式结构供氧模块(D)、余压保证模块(E)、手动供氧模块(F)和供气出口接头(G)；

所述阀体设有氧气入口(36)、氧气调节腔、氧气出口(37)、空气入口(38)、供气出口(40)，连通空气入口(38)与氧气出口(37)的空气腔(39)；

所述氧气入口接头(A)用于通过入口接头与高压供氧软管连接，所述供气出口接头(G)用于通过出口接头(16)与氧气面罩供氧软管连接；

所述氧气流量调节模块(B)设于所述氧气调节腔内，用于根据环境气压变化自动调节氧气流量；

所述空气流量调节模块(C)设于空气入口处，用于根据环境气压变化自动调节空气流量；

所述肺式结构供氧模块(D)设于氧气出口与空气腔连接处，用于根据使用者呼吸节律间歇自动提供呼吸用氧气；

所述余压保证模块(E)设于氧气出口与空气腔的连接处，用于为呼吸面罩提供恒定的初始氧气流量，以维持吸收面罩的安全余压；

所述手动供氧模块(F)设于氧气入口与空气腔之间，用于应急工况下手动氧气供应。

2.根据权利要求1所述的用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，其特征在于，所述肺式结构供氧模块(D)包括摇杆活门座(22)、摇杆活门端盖(21)、肺式活门弹簧(20)、肺式摇杆活门(19)、膜片压盖(18)、肺式呼吸膜片(17)；所述肺式摇杆活门(19)、摇杆活门座(22)、摇杆活门端盖(21)以及肺式活门弹簧(20)依次安装构成一体化组合结构，并由螺钉压装于阀体(28)上；所述肺式摇杆活门(19)的摇杆顶端与所述肺式呼吸膜片(17)接触，所述肺式呼吸膜片(17)由所述膜片压盖(18)压装于阀体(28)上。

3.根据权利要求1所述的用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，其特征在于，所述余压保证模块(E)设有定径余压限流孔(23)，用于保证恒定的初始辅助氧气供应流量。

4.根据权利要求1所述的用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，其特征在于，所述手动供氧模块(F)包括应急活门弹簧(29)、应急活门体(30)、应急活门(31)、固定压盖(32)、压盖复位弹簧(33)、应急顶杆(34)、应急压盖(35)，所述应急活门(31)通过所述应急活门弹簧(29)压紧于所述应急活门体(30)，所述应急活门体(30)、应急顶杆(34)通过固定压盖(32)压装于所述阀体(28)上，所述压盖复位弹簧(33)、应急压盖(35)依次固定安装于所述应急顶杆(34)上。

5.根据权利要求1所述的用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，其特征在于，所述空气流量调节模块(C)包括空气单向阀座(11)、空气单向活门(12)、单向活门弹簧(13)、空气活门顶杆(14)、真空膜盒组件(15)；所述空气单向阀座(11)设于空气腔内；所述空气单向活门(12)由单向活门弹簧(13)压紧于空气单向阀座(11)上，用于打开或关闭所述空气单向阀座(11)；所述真空膜盒组件(15)通过螺纹与所述空气活门顶杆(14)连接，用于根据环境气压变化自动控制所述空气单向活门(12)的开度。

6.根据权利要求1所述的用于高空跳伞的肺式结构氧气调节器，其特征在于，所述氧气流量调节模块(B)包括密封膜片(7)、供氧活门(26)、供氧活门座(27)、供氧活门顶杆(4)、活门导向套(3)、供氧活门弹簧(25)、真空波纹管组件(10)、过渡压块(9)、膜片锁紧环(8)、膜片垫块(6)、膜片弹簧(5)；

所述密封膜片(7)将氧气调节腔分隔为密封的下腔、敞开的上腔，由所述膜片锁紧环(8)固定在阀体(28)上；所述供氧活门(26)、供氧活门顶杆(4)、活门导向套(3)、供氧活门弹簧(25)、膜片垫块(6)、膜片弹簧(5)设于下腔内；所述供氧活门(26)与所述供氧活门顶杆(4)、活门导向套(3)、供氧活门弹簧(25)传动连接，用于控制所述供氧活门座(27)的开关；所述真空波纹管组件(10)、过渡压块(9)设于上腔内，所述真空波纹管组件(10)用于根据环境气压变化经所述过渡压块(9)、密封膜片(7)、膜片垫块(6)、膜片弹簧(5)、供氧活门顶杆(4)自动控制供氧活门(26)的行程开度，通过克服供氧活门弹簧(25)的弹力打开或关闭供氧活门座(27)。

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