RU2177812C1

RU2177812C1 - Breathing apparatus

Info

Publication number: RU2177812C1
Application number: RU2000125916/12A
Authority: RU
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Св Инжиниринг"
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2002-01-10

Abstract

FIELD: life-support means, particularly, devices for protection of man respiratory and vision organs from harmful effect of unsuitable for breathing toxic and smoke-laden atmosphere. SUBSTANCE: breathing apparatus has a source of compressed gas, mask with valve box and lung-governed automatic device with control spring and sensitive membrane contacting the valve. Lung-governed automatic device is additionally provided with locking spring, and valve of lung-governed automatic device is made in the form of rod whose end on mask side has a movable member resting on valve tail. Control spring is installed between movable member and rod support. Locking spring is installed between movable member and lung-governed automatic device body. Mask valve has protrusion whose size, when contacting the movable member of lung-governed automatic device, provides for stroke of lung-governed automatic device valve. EFFECT: improved performance characteristics of breathing apparatus. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к средствам обеспечения жизнедеятельности, а именно к устройствам для защиты органов дыхания и зрения человека от вредного воздействия непригодной для дыхания, токсичной и задымленной газовой среды. The invention relates to livelihoods, and in particular to devices for protecting the respiratory system and human vision from the harmful effects of breathless, toxic and smoky gas environment.

Известен дыхательный аппарат, содержащий источник сжатого воздуха, маску с клапанной коробкой и легочный автомат с управляющей пружиной и чувствительной мембраной, контактирующей с клапаном (RU 2119365 C1, 27.09.1998). A known breathing apparatus containing a source of compressed air, a mask with a valve box and a lung machine with a control spring and a sensitive membrane in contact with the valve (RU 2119365 C1, 09/27/1998).

Недостатком данного аппарата является высокое сопротивление выдоху, что затрудняет процесс дыхания. The disadvantage of this device is the high resistance to expiration, which complicates the breathing process.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в улучшении эксплуатационных характеристик дыхательного аппарата. The technical result of the claimed invention is to improve the operational characteristics of the breathing apparatus.

Указанный технический результат достигается тем, что в дыхательном аппарате, содержащем источник сжатого газа, легочный автомат с управляющей пружиной и чувствительной мембраной, которая посредством рычажной системы контактирует с клапаном, маску с клапанной коробкой, согласно изобретению легочный автомат дополнительно снабжен запорной пружиной и уравновешивающей мембраной, закрепленной на клапане со стороны чувствительной мембраны, а клапанная коробка снабжена выступом и упором. Клапан легочного автомата установлен вдоль его оси и выполнен в виде штока, на одном конце которого со стороны маски расположен опирающий на хвостовик подвижный элемент, на другом конце, контактирующем посредством рычажной системы с управляющей мембраной, закреплена уравновешивающая мембрана, которая по своему наружному диаметру заделана в корпусе легочного автомата, а уплотнительный элемент для контактирования с седлом клапана установлен на его средней части. Запорная пружина расположена между подвижным элементом и корпусом, а управляющая пружина расположена между подвижным элементом и выполненной на штоке клапана опорой. Кроме того, входная магистраль легочного автомата соединена с полостью, образованной седлом клапана и уравновешивающей мембраной, а эффективная площадь S₁ последней равна некомпенсированной площади S₂ клапана. Помимо этого клапанная коробка маски выполнена с выступом, размер которого при контакте с подвижным элементом легочного автомата обеспечивает ход его клапана, и упором для контактирования с последним, причем между клапанной коробкой и торцем легочного автомата выполнен зазор L₁, величина которого больше величины зазора L₂ между клапаном легочного автомата и упором для него в клапанной коробке маски. Дополнительно легочный автомат снабжен фиксатором, например, пружинящей защелкой с кнопкой для вывода ее из зацепления, а его заходная часть выполнена цилиндрической. Клапанная коробка маски имеет ответную часть для фиксатора, а ее приемная часть выполнена в соответствии с заходной частью легочного автомата и имеет уплотнительное кольцо.The specified technical result is achieved by the fact that in a breathing apparatus containing a source of compressed gas, a pulmonary automaton with a control spring and a sensitive membrane, which is in contact with the valve by means of a lever system, a mask with a valve box, according to the invention, the pulmonary automaton is additionally equipped with a locking spring and a balancing membrane, mounted on the valve from the side of the sensitive membrane, and the valve box is equipped with a protrusion and emphasis. The valve of the pulmonary automaton is installed along its axis and is made in the form of a rod, on one end of which on the mask side there is a movable element supporting the shank, on the other end, which is in contact with the control membrane by means of a lever system, a balancing membrane is fixed, which is embedded in its outer diameter into the case of the pulmonary machine, and a sealing element for contacting with the valve seat is installed on its middle part. The locking spring is located between the movable element and the housing, and the control spring is located between the movable element and the support made on the valve stem. In addition, the inlet line of the pulmonary automaton is connected to the cavity formed by the valve seat and the balancing membrane, and the effective area S _{1 of the} latter is equal to the uncompensated area S _{2 of the} valve. Addition valve chest mask formed with a protrusion, whose size is in contact with the movable member lung machine provides the course of its valve, and an abutment for contacting with the latter, wherein between the valve box and the end lung machine a gap L ₁ which is greater than the gap L ₂ between the valve of the pulmonary machine and the emphasis for it in the valve box of the mask. In addition, the pulmonary machine is equipped with a latch, for example, a spring latch with a button for disengaging it, and its entry part is cylindrical. The valve box of the mask has a mating part for the retainer, and its receiving part is made in accordance with the input part of the pulmonary machine and has a sealing ring.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен дыхательный аппарат на фазе вдоха; на фиг. 2 - дыхательный аппарат на фазе выдоха; на фиг. 3 - легочный автомат в отстыкованном положении; на фиг. 4 - клапан легочного автомата, подстыкованного к клапанной коробке маски. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a breathing apparatus in the inspiratory phase; in FIG. 2 - breathing apparatus in the expiratory phase; in FIG. 3 - pulmonary automatic machine in undocked position; in FIG. 4 - valve pulmonary machine, docked to the valve box mask.

Дыхательный аппарат содержит источники сжатого газа, например, баллон с редуктором (на чертеже не показан), маску 1 с клапанной коробкой 2, в которой расположен подпружиненный клапан выдоха 3, и закрепляемый на маске легочный автомат 4, который магистралью 5 соединен с источником сжатого газа. Легочный автомат состоит из корпуса 6, в котором установлена чувствительная мембрана 7, связанная посредством рычажной системы 8 с одним из торцев клапана 9, выполненного в виде штока с уплотнительным элементом 10, с закрепленной на нем уравновешивающей мембраной 11, наружный диаметр которой заделан в корпусе. На штоке клапана имеется опора 12, а на другом торце клапана выполнен хвостовик 13, на который в отстыкованном положении легочного автомата опирается установленный на клапане между хвостовиком и опорой подвижный элемент 14. Между подвижным элементом и опорой установлена управляющая пружина 15, а между подвижным элементом и корпусом легочного автомата установлена запорная пружина 16. Надмембранная полость чувствительной мембраны соединена с атмосферой, а подмембранная соединена каналом 17 с подклапанной полостью легочного автомата, сообщающейся с лицевой полостью маски. При работе клапана его уплотнительный элемент контактирует с выполненным в корпусе седлом 18. С лицевой маской легочный автомат соединен выполненной цилиндрической заходной частью и зафиксирован с помощью пружинящей защелки 19 с кнопкой 20 для ее вывода из зацепления, а приемная часть, расположенная в клапанной коробке маски, выполнена в соответствии с заходной частью легочного автомата и имеет уплотнительное кольцо 21. Клапанная коробка снабжена выступом 22, размер которого при контакте с подвижным элементом легочного автомата обеспечивает ход его клапана, и упором 23 для контактирования с последним. The breathing apparatus contains sources of compressed gas, for example, a cylinder with a reducer (not shown in the drawing), a mask 1 with a valve box 2 in which a spring-loaded exhalation valve 3 is located, and a pulmonary automaton 4 fixed to the mask, which is connected to the compressed gas source by a highway 5 . The lung machine consists of a housing 6, in which a sensitive membrane 7 is installed, connected by means of a lever system 8 with one of the ends of the valve 9, made in the form of a rod with a sealing element 10, with a balancing membrane 11 fixed on it, the outer diameter of which is sealed in the housing. There is a support 12 on the valve stem, and a shank 13 is made on the other end of the valve, on which, in the undocked position of the pulmonary automaton, a movable element 14 is mounted on the valve between the shank and the support. A control spring 15 is installed between the movable element and the support, and between the movable element and a lock spring 16 is installed by the casing of the pulmonary automaton. The supmembrane cavity of the sensitive membrane is connected to the atmosphere, and the submembrane is connected by channel 17 to the subvalvular cavity of the pulmonary automaton, I inform eysya with facial mask cavity. When the valve is in operation, its sealing element is in contact with the seat 18 made in the housing. The pulmonary automaton is connected to the face mask by a cylindrical inlet part and is fixed by means of a spring latch 19 with a button 20 for disengaging it, and the receiving part located in the valve box of the mask made in accordance with the entrance part of the pulmonary machine and has a sealing ring 21. The valve box is provided with a protrusion 22, the size of which upon contact with the movable element of the pulmonary machine provides t move its valve and stop 23 to come into contact with the latter.

Работает дыхательный аппарат следующим образом. The breathing apparatus operates as follows.

При включении источника сжатого газа рабочее давление воздуха по магистрали 5 подается в полость между уравновешивающей мембраной 11 и уплотнительным элементом 10, который плотно прижат к седлу 18 запорной пружиной 16, поскольку она одним торцем упирается в корпус 6 легочного автомата, а вторым через подвижный элемент 14 и хвостовик 13 прижимает клапан 9 к седлу 18. При стыковке поступательным движением вставляют заходную часть легочного автомата 4 в приемную часть клапанной коробки 2, при этом подвижный элемент 14 сядет на выступ клапанной коробки 22, освободив тем самым хвостовик 13 от воздействия на него усилия запорной пружины 16 и включив в работу управляющую пружину 15. Таким образом дыхательный аппарат готов к работе. When the source of compressed gas is turned on, the working air pressure along the line 5 is supplied into the cavity between the balancing membrane 11 and the sealing element 10, which is pressed tightly against the seat 18 by the locking spring 16, since it abuts against the casing 6 of the lung machine with one end and the other through the movable element 14 and the shank 13 presses the valve 9 against the seat 18. When joining in translational motion, insert the input part of the pulmonary automaton 4 into the receiving part of the valve box 2, while the movable element 14 will sit on the protrusion of the valve box 22, thereby freeing the shank 13 by the action of the locking spring 16 and turning the work control spring 15. Thus the breathing apparatus is ready for operation.

Под воздействием управляющей пружины 15 клапан 9 приоткрывается, и воздух поступает в подклапанную полость и в лицевую полость маски 1. При этом, если пользователь не производит вдоха или выдоха, то избыточное давление в подклапанной полости и лицевой полости маски 1 повышается, через канал 17 передается в подмембранную полость чувствительной мембраны 7 и перемещает ее в наружную сторону. Перемещаясь, мембрана 7 посредством рычажной системы 8 воздействует на клапан 9, прижимает его к седлу 18, подача воздуха прекращается. Under the influence of the control spring 15, the valve 9 opens and the air enters the subvalvular cavity and the front cavity of the mask 1. Moreover, if the user does not inhale or exhale, then the excess pressure in the subvalvular cavity and the front cavity of the mask 1 increases, is transmitted through the channel 17 into the submembrane cavity of the sensitive membrane 7 and moves it to the outside. Moving, the membrane 7 through the lever system 8 acts on the valve 9, presses it against the seat 18, the air supply is stopped.

На фазе вдоха избыточное давление в подклапанной полости и в соединенной с ней каналом 17 подмембранной полости чувствительной мембраны 7 уменьшается. Усилие прижатия мембраной 7 через рычажную систему 8 клапана 9 к седлу 18 ослабевает, под воздействием управляющей пружины 15 клапан 9 приоткрывается, и воздух поступает в лицевую полость маски. In the inspiratory phase, the overpressure in the subvalvular cavity and in the submembrane cavity of the sensitive membrane 7 connected to it by the channel 17 decreases. The pressure force of the membrane 7 through the lever system 8 of the valve 9 to the seat 18 weakens, under the influence of the control spring 15, the valve 9 opens slightly, and air enters the facial cavity of the mask.

На фазе выдоха воздух через подпружиненный клапан выдоха 3 поступает в атмосферу, при этом в подклапанной полости создается повышенное давление, которое воздействует на чувствительную мембрану 7, которая, перемещаясь в обратном направлении, посредством рычажной системы 8 возвращает клапан 9 в исходное положение. At the exhalation phase, air through the spring-loaded exhalation valve 3 enters the atmosphere, while an increased pressure is created in the subvalvular cavity, which acts on the sensitive membrane 7, which, moving in the opposite direction, by means of the lever system 8 returns the valve 9 to its original position.

В случае необходимости включения дополнительной подачи достаточно нажать на корпус 4 легочного автомата. При этом, т. к. зазор между клапанной коробкой и торцем легочного автомата больше зазора между клапаном легочного автомата 9 и упором 23 для него в клапанной коробке, весь легочный автомат перемещается в сторону маски, хвостовик 14 натыкается на упор 23 и уплотняющий элемент 10 отходит от седла 18, принудительно открывая доступ воздуха в подмасочное пространство. Возврат легочного автомата в исходное положение производится усилием запорной пружины 16. If it is necessary to turn on the additional feed, just press the case 4 of the pulmonary automaton. At the same time, since the gap between the valve box and the butt of the pulmonary machine is greater than the gap between the valve of the pulmonary machine 9 and the stop 23 for it in the valve box, the entire pulmonary machine moves towards the mask, the shank 14 runs into the stop 23 and the sealing element 10 moves away from the saddle 18, forcibly opening air access to the under-mask space. Return pulmonary machine to its original position is the force of the locking spring 16.

Для отстыковки легочного автомата от маски необходимо нажать на кнопку 20, которая выводит из зацепления с клапанной коробкой 2 пружинящую защелку 19, и вынуть автомат из клапанной коробки, чему будет помогать усилие запорной пружины 16. При этом подвижный элемент 14 сядет на хвостовик 13 клапана 9, а запорная пружина 16, установленная между корпусом 6 и подвижным элементом 14, подожмет уплотнительный элемент 10 к седлу 18, выключая легочный автомат из работы. To undock the lung machine from the mask, press button 20, which disengages the spring latch 19 from the gearbox 2 and remove the machine from the valve box, which will be assisted by the force of the locking spring 16. In this case, the movable element 14 will sit on the shank 13 of the valve 9 and a locking spring 16, installed between the housing 6 and the movable element 14, will clamp the sealing element 10 to the seat 18, turning off the pulmonary machine from work.

Предложенная конструкция за счет выполнения клапана легочного автомата уравновешенным позволяет исключить влияние изменения величины подводимого давления на величину избыточного давления. Воздействие управляющей пружины непосредственно на клапан, имеющий малый ход, позволяет сделать избыточное давление стабильным на фазе вдоха и, уменьшив его величину, а как следствие, сопротивление выдоху, повысить комфорт пользователя. The proposed design due to balancing the pulmonary valve makes it possible to exclude the influence of changes in the magnitude of the applied pressure on the magnitude of the overpressure. The influence of the control spring directly on the valve, which has a small stroke, makes it possible to make the overpressure stable during the inspiration phase and, reducing its size and, as a result, the exhalation resistance, increase the comfort of the user.

Включение и отключение легочного автомата в процессе стыковки или расстыковки с клапанной коробкой маски и включение дополнительной подачи нажатием на корпус легочного автомата также повышают удобство пользования дыхательным аппаратом. Turning the pulmonary automaton on and off during docking or undocking with the valve box of the mask and turning on the extra feed by pressing the pulmonary automaton case also increase the usability of the breathing apparatus.

Claims

1. A breathing apparatus containing a source of compressed gas, a mask with a valve box and a lung machine with a control spring and a sensitive membrane in contact with the valve, characterized in that the lung machine is additionally equipped with a locking spring, and the valve of the lung machine is made in the form of a rod, at the end which on the mask side is a movable element resting on the valve shank, while a control spring is installed between the movable element and the support made on the stem, and a locking spring is installed ezhdu movable member and the housing lung machine, moreover, the valve box is provided with a projection mask, whose size is in contact with the movable member lung machine provides valve travel lung machine.

2. The breathing apparatus according to claim 1, characterized in that the pulmonary automaton is additionally equipped with a balancing membrane, which is mounted on the valve from the side of the sensitive membrane, and its outer diameter is sealed in the pulmonary automaton body, while the inlet duct of the pulmonary automaton is connected to the cavity formed the valve seat and the balancing membrane, and the effective area of the latter is equal to the uncompensated area of the valve.

3. The breathing apparatus according to claim 1, characterized in that the valve box of the mask is made with a stop for the valve of the pulmonary machine, and a gap is made between the valve box and the end of the pulmonary machine, the size of which is greater than the gap between the valve and its stop.