RU153293U1 - Легочный автомат - Google Patents

Abstract

1. Легочный автомат, состоящий из корпуса, разделенного эластичной мембраной на две полости, внешнюю и внутреннюю, крышки, воздухоподающего устройства со штуцером для присоединения шланга, клапана подачи воздуха, отличающийся тем, что 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.2. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что устройство одностороннего действия выполнено в виде отверстия, перекрывающегося эластичным клапаном лепесткового типа.3. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что устройство одностороннего действия выполнено в виде отверстия, перекрывающегося подпружиненной заслонкой.4. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что устройство одностороннего действия выполнено в виде отверстия, перекрывающегося подпружиненным клапаном.5. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что в корпусе имеется атмосферный клапан, соединяющий подмембранную полость или полость вдоха-выдоха с атмосферой.6. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что воздухоподающее устройство имеет устройство регулирования сопротивления вдоху.7. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что имеется устройство, изменяющее величину инжекции подаваемого воздуха.

Description

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 гибкой резиновой мембраной на две части, внешнюю и внутреннюю. Внешняя сообщается с окружающей средой (воздухом на поверхности и водой при погружении), и таким образом в ней поддерживается давление, равное наружному, 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 возможно образование обледенения 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 поглощением теплоты).

Известна конструкция регулятора второй ступени GLACIA фирмы Aqualung (каталог продукции фирмы ТЕТИС-ПРО, http://www.tetis-pro.ru., прототип) содержащего корпус, разделенный эластичной мембранной с жестким центром; крышку фиксирующую эластичную мембрану и предохраняющую ее от механических воздействий; воздухоподающее устройство содержащее: штуцер для присоединения шланга подачи воздуха, седло, клапан подачи воздуха, рычажный механизм, создающий кинематическую связь клапана подачи воздуха с эластичной мембраной; клапан выдоха; устройство регулирующее величину сопротивления вдоха; дефлектор, отводящий пузырьки газа при выдохе из зоны обзора; и загубник. Регулятор GLACIA специально предназначен для работы в холодной воде. Для этого применены следующие технические решения:

- теплообменник на штуцере для присоединения шланга, обеспечивающий подогрев частей механизмов регулятора (седло, клапан подачи воздуха, рычажный механизм) за счет тепла окружающей воды;

- рычаг рычажного механизма смещен в сторону, противоположную седлу, чтобы быть как можно более удаленным от источника холода (седла дросселирующего подаваемый воздух);

- стержень рычажного механизма, соединяющий рычаг с толкателем, выполнен из пластика для предотвращения распространения охлаждения по рычагу;

- внутренняя поверхность корпуса и все металлические части регулятора покрыты тефлоном для предотвращения скопления капель воды, содержащейся в выдыхаемом газе, и образования кристалликов льда.

Недостатком данного регулятора - является плохая эффективность используемых технических решений, так как не устранена главная причина обледенения - попадание влажного выдыхаемого воздуха во внутреннюю полость, и как следствие возможное обледенение клапана подачи и рычажного механизма.

Предлагаемой полезной моделью решается задача создания легочного автомата (дыхательного автомата или регулятора второй ступени) исключающего обледенение воздухоподающего устройства при работе в окружающей среде с отрицательной температурой. Для этого необходимо исключить или минимизировать попадание влаги во внутреннюю полость.

Техническая задача решена в конструкции легочного автомата, состоящего: из корпуса разделенного эластичной мембранной; крышки фиксирующей эластичную мембрану и предохраняющей ее от механических повреждений; воздухоподающего устройства, например рычажного типа, содержащего: штуцер для присоединения шланга подачи воздуха, седло, клапан подачи воздуха и рычажный механизм, обеспечивающий кинематическую связь клапана подачи воздуха с эластичной мембраной; дефлектора, отводящего пузырьки газа при выдохе из зоны обзора; по меньшей мере одного, клапана выдоха; загубника и дополнительной перегородки, разделяющей внутреннюю полость корпуса на две полости - подмембранную и полость вдоха-выдоха и как минимум, одного устройства одностороннего действия (пропускающего воздух только в одну сторону), соединяющего эти полости.

Устройство одностороннего действия может быть выполнено в виде отверстия с клапаном лепесткового типа, либо в виде отверстия перекрывающегося подпружиненной заслонкой на оси, либо в виде отверстия перекрывающегося подпружиненным клапаном и т.п.

Технический результат - создание легочного автомата, исключающего обледенение воздухоподающего устройства при работе в окружающей среде с отрицательной температурой - достигается тем, что внутренняя полость легочного автомата разделена на две полости подмембранную и полость вдоха-выдоха, с помощью перегородки и как минимум одного, устройства одностороннего действия (пропускающего воздух только в одну сторону), соединяющего эти полости, тем самым исключается или минимизируется возможность попадания влаги, содержащейся в выдыхаемом воздухе, в подмембранную полость. Таким образом, исключается возможность обледенения воздухоподающего устройства.

Для улучшения эксплуатационных характеристик в легочном автомате могут использоваться: атмосферный клапан - позволяющий дышать через легочный автомат атмосферным воздухом на поверхности воды; механизм изменяющий величину инжекции (эффект Вентури) подаваемого воздуха -для уменьшения сопротивления вдоху.

На фиг.1 показана конструкция легочного автомата с воздухоподающим устройством рычажного типа, с атмосферным клапаном, с механизмом изменяющим величину инжекции и устройством регулирующем величину сопротивления вдоху (фаза вдоха).

На фиг. 2 показана конструкция этого же легочного автомата (фаза выдоха).

Легочный автомат (фиг. 1, 2) состоит из: корпуса 1 разделенного эластичной мембранной 2 на две полости - внешнюю А и внутреннюю, которая разделена перегородкой Г еще на две полости - подмембранную Б и полость вдоха-выдоха В; крышки 3 фиксирующей эластичную мембрану 2 в корпусе 1 и предохраняющую ее от механических повреждений; воздухоподающего устройства рычажного типа 4 содержащего: штуцер для присоединения шланга подачи воздуха Д, седло Е, клапан подачи воздуха 5, рычаг 6 обеспечивающий кинематическую связь клапана подачи воздуха 5 с эластичной мембранной 2, пружина 7 прижимающая клапан подачи воздуха 5 к седлу Е, втулка 8 разгружающая клапан подачи воздуха 5 от давления подаваемого воздуха, механизм изменяющий величину инжекции подаваемого воздуха 9 в виде вращающейся заслонки Ж, которая открывает или перекрывает выходное отверстие И, устройства регулирующего величину сопротивления вдоха 10 в виде винта с маховичком К, которое изменяет усилие пружины 7 тем самым изменяя величину сопротивления вдоху; как минимум одного клапана выдоха 11 в виде эластичного клапана лепесткового типа; устройства одностороннего действия 12 в виде отверстия Л в перегородке Г перекрывающегося эластичным клапаном лепесткового типа 13, который пропускает воздух только из подмембранной полости Б в полость вдоха-выдоха В; атмосферного клапана 14 установленного в полости вдоха-выдоха В для исключения в процессе вдоха сопротивления создаваемого клапаном 13, может быть установлен в подмембранной полости Б.

Для отведения пузырьков выдыхаемого газа на легочном автомате может устанавливаться дефлектор 15 (фиг. 2). Для увеличения эффективной площади, эластичная мембрана 2 может содержать жесткий центр 16 (фиг. 2).

Работа легочного автомата осуществляется следующим образом:

в исходном состоянии: клапан подачи воздуха 5 (фиг. 1) прижат к седлу Е усилием пружины 7; рычаг 6 и эластичная мембрана 2 находятся в поднятом состояние как изображено на фиг. 2; эластичный клапан лепесткового типа 13 перекрывает отверстие Л; клапан выдоха 11 перекрывает отверстие для вытравливания выдыхаемого газа в окружающую среду; подводимый воздух дежурит перед клапаном подачи воздуха 5;

при вдохе (фиг. 1): в полости вдоха-выдоха В создается разряжение, под действием которого клапан выдоха 11 еще сильнее перекрывает выходное отверстие, а эластичный клапан 13 открывает отверстие Л в перегородке Г, эластичная мембрана 2 прогибается и нажимает на рычаг 6, который поворачиваясь воздействует на клапан подачи воздуха 5 и преодолевая усилие пружины 7 отводит его от седла Е; сжатый воздух устремляется через отверстие И в подмембранную полость Б и далее минуя заслонку Ж (если она полностью или частично перекрывает отверстие И) через отверстие Л и открытый эластичный клапан лепесткового типа 13 в полость вдоха-выдоха В и далее на вдох пользователя;

при выдохе (фиг. 2): в полости вдоха-выдоха В выдыхаемым воздухом создается избыточное давление, под действием которого эластичный клапан лепесткового типа 13 перекрывает отверстие Л тем самым препятствуя попаданию выдыхаемого газа и влаге содержащейся в нем в подмембранную полость Б; выдыхаемый газ вместе с влагой полностью вытравливается в окружающую среду через клапан выдоха 11 и по каналам дефлектора 15 могут отводиться из зоны обзора пользователя; эластичная мембрана 2, клапан подачи воздуха 5 под действием пружины 7 и рычаг 6 возвращаются в исходное состояние, подача воздуха прекращается.

Для увеличения сопротивления вдоху (например, при работе на сильном течении) заворачивая винт 10 (фиг. 1) с помощью маховичка К увеличивается усилие пружины 7, в результате чего требуется более сильное разряжение в подмембранной полости Б - сопротвление вдоху увеличивается.

Устройство изменяющее величину инжекции подаваемого воздуха 9 (фиг. 1) предназначено так же для изменения сопротивления вдоху и работает следующим образом: подаваемый воздух поступает через отверстие И в подмембранную полость Б с определенной скоростью направленным потоком, который увлекает за собой воздух уже находящийся в ней, таким образом создается дополнительное разряжение, которое помогает прогибать эластичную мембрану 2 и уменьшает сопротивление вдоху. Изменяя положение заслонки Ж - меняется направление и скорость подаваемого воздуха. При полном перекрытии отверстия И - скорость подаваемого воздуха минимальная, поток становится рассеянным, инжекция уменьшается или пропадает.

Атмосферный клапан 14 (фиг. 1) соединяет полость вдоха-выдоха В с окружающей средой и обеспечивает дыхание пользователя атмосферным воздухом без участия клапанов 11 и 13. Он может быть расположен и в подмембранной полости Б, но при этом увеличится сопротивление дыханию поскольку при вдохе воздух будет поступать через эластичный клапан лепесткового типа 13, а при выдохе вытравливаться через клапан выдоха 11.

Claims (7)

1. Легочный автомат, состоящий из корпуса, разделенного эластичной мембраной на две полости, внешнюю и внутреннюю, крышки, воздухоподающего устройства со штуцером для присоединения шланга, клапана подачи воздуха, отличающийся тем, что 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.

2. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что устройство одностороннего действия выполнено в виде отверстия, перекрывающегося эластичным клапаном лепесткового типа.

3. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что устройство одностороннего действия выполнено в виде отверстия, перекрывающегося подпружиненной заслонкой.

4. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что устройство одностороннего действия выполнено в виде отверстия, перекрывающегося подпружиненным клапаном.

5. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что в корпусе имеется атмосферный клапан, соединяющий подмембранную полость или полость вдоха-выдоха с атмосферой.

6. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что воздухоподающее устройство имеет устройство регулирования сопротивления вдоху.

7. Легочный автомат по п.1, отличающийся тем, что имеется устройство, изменяющее величину инжекции подаваемого воздуха.

Images