RU2503579C2 - Portable breather with electronic control unit - Google Patents
Portable breather with electronic control unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503579C2 RU2503579C2 RU2012103686/11A RU2012103686A RU2503579C2 RU 2503579 C2 RU2503579 C2 RU 2503579C2 RU 2012103686/11 A RU2012103686/11 A RU 2012103686/11A RU 2012103686 A RU2012103686 A RU 2012103686A RU 2503579 C2 RU2503579 C2 RU 2503579C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- electric drive
- output
- battery
- level
- Prior art date
Links
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 25
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 13
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 12
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 230000037081 physical activity Effects 0.000 description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 235000002492 Rungia klossii Nutrition 0.000 description 1
- 244000117054 Rungia klossii Species 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003434 inspiratory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002685 pulmonary effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое решение относится к водолазному оборудованию с подачей воздуха с поверхности воды и может быть использовано для дыхания водолаза под водой.The proposed solution relates to diving equipment with air supply from the surface of the water and can be used to breathe a diver under water.
Аналогичные технические решения известны см., патент США №4674493, который содержит следующую совокупность существенных признаков: герметичный плавающий контейнер, имеющий надводное впускное отверстие и подводное выпускное отверстие; компрессор с электроприводом и аккумуляторную батарею, закрепленные во внутренней полости герметичного плавучего контейнера, при этом компрессор с электроприводом подсоединен своим выходом к подводному выпускному отверстию герметичного контейнера; резервуар, подсоединенный к подводному выпускному отверстию герметичного контейнера; шланг, подсоединенный своим входом к отверстию резервуара; дыхательный механизм, удерживаемый ртом водолаза, служащий для управления вдыхаемыми и выдыхаемыми газами, подсоединенный своим входом к выходу шланга.Similar technical solutions are known, see US patent No. 4674493, which contains the following set of essential features: a sealed floating container having a surface inlet and an underwater outlet; an electric compressor and a battery fixed in the inner cavity of the sealed floating container, the electric compressor being connected by its outlet to the underwater outlet of the sealed container; a reservoir connected to an underwater outlet of the sealed container; a hose connected by its inlet to the opening of the tank; respiratory mechanism held by the diver's mouth, used to control inhaled and exhaled gases, connected by its inlet to the outlet of the hose.
Общими признаками предлагаемого решения и прототипа являются:Common features of the proposed solution and prototype are:
- компрессор с электроприводом;- electric compressor;
- аккумуляторная батарея для питания компрессора с электроприводом;- rechargeable battery for powering the compressor with electric drive;
- резервуар, подсоединенный к выходу компрессора;- a tank connected to the compressor outlet;
- шланг, подсоединенный своим входом к отверстию резервуара;- a hose connected by its inlet to the opening of the tank;
- дыхательный механизм.- respiratory mechanism.
Этим аналогом не достигается технический результат, связанный с экономичностью, компактностью и малым весом аппарата.This analogue does not achieve a technical result associated with the economy, compactness and low weight of the device.
Причиной невозможного получения указанного технического результата является то, что производительность компрессора с электроприводом постоянная и не зависит от количества потребляемого дыхательного газа водолазом в единицу времени, следовательно, производительность компрессора с электроприводом будет всегда максимальной для обеспечения дыхания при максимальной потребности дыхательного газа, но при минимальной потребности дыхательного газа эта производительность будет излишней, что приведет к перерасходу электрической энергии аккумуляторной батареи. Для компенсации излишнего расхода электрической энергии требуется большей емкости аккумуляторная батарея, что приводит к громоздкости аппарата и излишнему весу аппарата и не экономичности.The reason for the impossibility of obtaining the indicated technical result is that the capacity of the compressor with the electric drive is constant and does not depend on the amount of respiratory gas consumed by the diver per unit time, therefore, the performance of the compressor with the electric drive will always be maximum for breathing at the maximum demand of respiratory gas, but with the minimum need respiratory gas, this performance will be excessive, which will lead to an excessive consumption of electric energy kkumulyatornoy battery. To compensate for the excessive consumption of electric energy, a larger battery is required, which leads to the bulkiness of the device and the excessive weight of the device and not profitability.
Известен также дыхательный аппарат, см., патент США №5924416, который выбран в качестве прототипа и содержит следующую совокупность существенных признаков: плавучую надувную камеру; два контейнера, верхний и нижний, верхний закреплен на плавучей надувной камере, нижний прикреплен к верхнему контейнеру; два компрессора с электроприводом, закрепленные в нижнем контейнере и расположенные в воде; реле давления, контролирующее давление газов; аккумуляторную батарею для питания компрессора с электроприводом, расположенную в верхнем контейнере, соединенную своими клеммами с клеммами компрессора с электроприводом через выходные контакты реле давления; резервуар, подсоединенный к выходу компрессора; шланг, подсоединенный своим входом к отверстию резервуара; дыхательный механизм, удерживаемый ртом водолаза, служащий для управления вдыхаемыми и выдыхаемыми газами, подсоединенный своим входом к выходу шланга.Also known breathing apparatus, see, US patent No. 5924416, which is selected as a prototype and contains the following set of essential features: a floating inflatable chamber; two containers, the upper and lower, the upper is fixed on a floating inflatable chamber, the lower is attached to the upper container; two electric compressors fixed in the lower container and located in the water; pressure switch that controls the pressure of the gases; a battery for powering the compressor with electric drive, located in the upper container, connected by its terminals to the terminals of the compressor with electric drive through the output contacts of the pressure switch; a reservoir connected to the compressor outlet; a hose connected by its inlet to the opening of the tank; respiratory mechanism held by the diver's mouth, used to control inhaled and exhaled gases, connected by its inlet to the outlet of the hose.
Общими признаками предлагаемого решения и прототипа являются:Common features of the proposed solution and prototype are:
- компрессор с электроприводом;- electric compressor;
- аккумуляторная батарея для питания компрессора с электроприводом;- rechargeable battery for powering the compressor with electric drive;
- резервуар, подсоединенный к выходу компрессора;- a tank connected to the compressor outlet;
- шланг, подсоединенный своим входом к отверстию резервуара;- a hose connected by its inlet to the opening of the tank;
- дыхательный механизм.- respiratory mechanism.
Этим аналогом не достигается технический результат, связанный с экономичностью, компактностью, малым весом и надежностью аппарата.This analogue does not achieve the technical result associated with the economy, compactness, low weight and reliability of the device.
Причиной невозможного получения указанного технического результата является то, что поскольку компрессоры с электроприводом работают циклично, т.е. подключаются к аккумуляторной батарее контактами реле давления при снижении установленного минимального уровня давления газов и отключаются при превышении установленного максимального уровня давления газов, то будет слишком частое повторение циклов при использовании резервуара малого объема (2-3 литра), это снизит срок службы реле давления и компрессоров с электроприводом, а частые пусковые токи и перепады давления - не экономичны и снижают надежность дыхательного аппарата. Для предотвращения этого потребуется резервуар объемом не менее нескольких десятков литров, что приводит к громоздкости аппарата, излишнему весу аппарата.The reason for the impossibility of obtaining the indicated technical result is that since the electric compressors operate cyclically, i.e. connected to the battery by the contacts of the pressure switch when the set minimum level of gas pressure is reduced and disconnected when the set maximum level of gas pressure is exceeded, the cycles will be too frequent when using a small tank (2-3 liters), this will reduce the life of the pressure switch and compressors with electric drive, and frequent starting currents and pressure drops are not economical and reduce the reliability of the breathing apparatus. To prevent this, you will need a tank with a volume of at least several tens of liters, which leads to cumbersome apparatus, excessive weight of the apparatus.
Технический результат, указанный выше, достигается тем, что в портативный дыхательный аппарат, содержащий: компрессор с электроприводом, имеющий надводное впускное отверстие; резервуар, соединенный с выходом компрессора с электроприводом; аккумуляторную батарею; шланг, соединенный с резервуаром; дыхательный механизм, удерживаемый ртом водолаза, соединенный со шлангом, согласно изобретению, введен электронный блок управления электроприводом компрессора, состоящий из: датчика уровня давления газа в резервуаре; схемы сравнения уровней; сглаживающего фильтра; согласующего блока для питания электропривода компрессора; при этом выход аккумуляторной батареи соединен с электронным блоком управления, вход датчика уровня давления соединен с резервуаром, выход датчика уровня давления соединен с одним из входов схемы сравнения уровней, другой вход схемы сравнения уровней соединен с внешним управляемым порогом, выход схемы сравнения уровней соединен с входом сглаживающего фильтра, а выход сглаживающего фильтра соединен с входом согласующего блока и выход согласующего блока соединен с электроприводом компрессора.The technical result indicated above is achieved in that in a portable breathing apparatus, comprising: an electric compressor having a surface inlet; a reservoir connected to the output of the electric compressor; rechargeable battery; a hose connected to the reservoir; a respiratory mechanism held by the diver’s mouth, connected to a hose, according to the invention, an electronic compressor electric control unit is introduced, consisting of: a gas pressure level sensor in the tank; level comparison schemes; smoothing filter; matching unit for powering the compressor electric drive; the output of the battery is connected to the electronic control unit, the input of the pressure level sensor is connected to the reservoir, the output of the pressure level sensor is connected to one of the inputs of the level comparison circuit, the other input of the level comparison circuit is connected to an external threshold, the output of the level comparison circuit is connected to the input smoothing filter, and the output of the smoothing filter is connected to the input of the matching unit and the output of the matching unit is connected to the electric drive of the compressor.
Вместо датчика уровня давления газа в резервуаре и схемы сравнения уровней, может быть введен управляемый стабилизатор напряжения, выход которого соединен с входом сглаживающего фильтра, при этом один из входов стабилизатора соединен с аккумуляторной батареей, а другой вход соединен с управляемым пороговым напряжением.Instead of a gas pressure sensor in the tank and a level comparison circuit, a controlled voltage stabilizer can be introduced, the output of which is connected to the input of the smoothing filter, while one of the stabilizer inputs is connected to the battery and the other input is connected to a controlled threshold voltage.
Вместо управляемого стабилизатора напряжения и сглаживающего фильтра могут быть введены: схема сравнения уровней, генератор спадающего напряжения и оповещатель, при этом входы схемы сравнения уровней соединены с аккумуляторной батареей и внешним управляемым порогом, а выходы соединены с оповещателем и генератором спадающего напряжения, соединенным выходом с электроприводом компрессора.Instead of a controlled voltage stabilizer and a smoothing filter, the following can be introduced: a level comparison circuit, a falling voltage generator and a siren, while the inputs of the level comparison circuit are connected to the battery and an external controlled threshold, and the outputs are connected to a siren and a falling voltage generator connected to the electric output compressor.
Введение электронного блока управления электроприводом компрессора, состоящего из датчика уровня давления газа в резервуаре; схемы сравнения уровней, сглаживающего фильтра; согласующего блока для питания электропривода компрессора и соединение их, как указано выше, позволяет избавиться от громоздкого резервуара, сделать аппарат экономичным, компактным и легким, используя резервуар компактного объема (2-3 литра). Это достигается за счет считывания показаний датчика уровня давления газа в резервуаре входом схемы сравнения уровней и сравнения его с установочным уровнем на другом входе схемы сравнения уровней. На выходе схемы сравнения уровней формируется такой выходной сигнал, чтобы он при поступлении через фильтр, сглаживающий пульсации и нестабильности процесса адаптации, согласующий блок, который согласовывает маломощный выход электронного блока и мощный вход электропривода компрессора, управляет питанием электропривода компрессора, поддерживая необходимый уровень давления в резервуаре. Т.е. в системе осуществляется отрицательная обратная связь процесса поддержания заранее выставленного уровня давления в резервуаре, при этом уровень давления определяется величиной порога на входе схемы сравнения уровней.Introduction of an electronic compressor drive electronic control unit, consisting of a gas pressure level sensor in the tank; level comparison schemes, smoothing filter; matching unit for powering the compressor electric drive and connecting them, as described above, allows you to get rid of the bulky tank, make the device economical, compact and lightweight, using a compact tank (2-3 liters). This is achieved by reading the readings of the gas pressure level sensor in the tank by the input of the level comparison circuit and comparing it with the installation level at the other input of the level comparison circuit. At the output of the level comparison circuit, such an output signal is formed that when it passes through a filter that smooths out ripples and instabilities of the adaptation process, a matching unit that matches the low-power output of the electronic unit and the powerful input of the compressor’s electric drive controls the compressor’s power supply, maintaining the required pressure level in the tank . Those. negative feedback of the process of maintaining a pre-set pressure level in the tank is carried out in the system, while the pressure level is determined by the threshold value at the input of the level comparison circuit.
Таким образом, происходит поддержание давления в резервуаре на заранее заданном минимальном уровне, путем изменения величины напряжения питания электропривода компрессора, без пусковых токов, обеспечивая необходимое качество дыхания водолаза, при различной глубине погружения и физической активности, позволяет избавиться от громоздкого резервуара и сделать дыхательный аппарат экономичным, компактным, легким и надежным.Thus, the pressure in the tank is maintained at a predetermined minimum level, by changing the supply voltage of the compressor electric drive, without starting currents, providing the necessary quality of the diver’s breathing, at different immersion depths and physical activity, eliminating the bulky reservoir and making the breathing apparatus economical compact, lightweight and reliable.
Введение управляемого стабилизатора напряжения вместо датчика уровня давления газа в резервуаре и схемы сравнения уровней и соединение их, как указано выше, позволяет получить максимальное время работы аппарата от аккумуляторных батарей за счет установления на входе электропривода компрессора неизменного стабильного напряжения при изменяющемся напряжении аккумуляторной батареи и показаний датчика уровня давления, при этом величина этого напряжения определяется на заранее заданном уровне порога на втором входе управляемого стабилизатора напряжения.The introduction of a controlled voltage stabilizer instead of a gas pressure level sensor in the tank and a circuit for comparing the levels and connecting them, as described above, allows you to get the maximum battery life by setting a constant voltage at the input of the compressor’s electric drive when the battery voltage is changing and the sensor readings pressure level, while the magnitude of this voltage is determined at a predetermined threshold level at the second input of the controlled stable voltage insulator.
Таким образом, напряжение питания электропривода компрессора будет находиться на постоянном заданном минимальном уровне, обеспечивая дыхание водолаза на минимальной глубине погружения и минимальной физической активности независимо от расхода воздуха на дыхание.Thus, the supply voltage of the compressor electric drive will be at a constant predetermined minimum level, ensuring the diver’s breathing at the minimum immersion depth and minimum physical activity, regardless of the flow of air to the breath.
Введение схемы сравнения уровней, генератора спадающего напряжения и оповещателя вместо управляемого стабилизатора напряжения и сглаживающего фильтра, соединение их, как указано выше, позволяет защитить аккумуляторную батарею от глубокого разряда и преждевременного выхода из строя за счет того, что при снижении величины напряжения на выходе аккумуляторной батареи ниже уровня определяемого величиной порога на одном из входов схемы сравнения уровней, на ее выходе появляется сигнал, запускающий генератор напряжения, спадающего от рабочего значения до нуля с определенной скоростью и при этом на другом выходе схемы сравнения уровней появляется сигнал, включающий оповещатель.The introduction of a circuit for comparing levels, a decreasing voltage generator and a siren instead of a controlled voltage stabilizer and a smoothing filter, connecting them, as described above, allows you to protect the battery from deep discharge and premature failure due to the fact that when the voltage value decreases at the output of the battery below the level determined by the value of the threshold at one of the inputs of the level comparison circuit, a signal appears at its output, which starts the voltage generator falling from its value to zero at a certain speed while at the other output levels of the comparison circuit receive a signal including the siren.
Таким образом, плавное снижения напряжения питания электропривода компрессора приведет к тому, что производительность его будет плавно снижаться и при сниженном давлении в резервуаре, по постепенно увеличившемуся усилию на вдохе и сигналу с оповещателя, водолаз будет проинформирован об этом и о том, что необходимо подниматься на поверхность.Thus, a smooth decrease in the supply voltage of the compressor’s electric drive will lead to its performance decreasing smoothly and when the pressure in the tank decreases, the diver will be informed about this and that it is necessary to climb surface.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:
фиг.1 структурная схема портативного дыхательного аппарата с электронным блоком управления согласно первому варианту осуществления изобретения;figure 1 is a structural diagram of a portable breathing apparatus with an electronic control unit according to the first embodiment of the invention;
фиг.2 структурная схема портативного дыхательного аппарата с электронным блоком управления согласно второму варианту осуществления изобретения;2 is a structural diagram of a portable breathing apparatus with an electronic control unit according to a second embodiment of the invention;
фиг.3 структурная схема портативного дыхательного аппарата с электронным блоком управления согласно третьему варианту осуществления изобретения.FIG. 3 is a structural diagram of a portable breathing apparatus with an electronic control unit according to a third embodiment of the invention.
Портативный дыхательный аппарат с электронным блоком управления, показанный на фиг.1, содержит:A portable breathing apparatus with an electronic control unit, shown in figure 1, contains:
- компрессор с электроприводом - 1 постоянного тока, имеющий надводное впускное отверстие;- a compressor with an electric drive - 1 DC, having a surface inlet;
- резервуар - 2 компактного объема (2-3 литра), соединенный с выходом сжатого газа компрессора с электроприводом - 1;- a reservoir - 2 compact volumes (2-3 liters) connected to the compressed gas outlet of a compressor with an electric drive - 1;
- шланг - 3, соединенный своим входом с резервуаром - 2;- hose - 3, connected by its inlet to the tank - 2;
- дыхательный механизм - 4, удерживаемый ртом водолаза, служащий для управления вдыхаемыми и выдыхаемыми газами, соединенный своим входом с выходом шланга - 3;- the respiratory mechanism - 4, held by the diver's mouth, used to control inhaled and exhaled gases, connected by its inlet to the outlet of the hose - 3;
- аккумуляторную батарею - 5;- battery - 5;
- электронный блок управления электроприводом компрессора, подсоединенный к выходу аккумуляторной батареи, состоящий из:- an electronic compressor control unit connected to the output of the battery, consisting of:
- датчика - 6 уровня давления газов, соединенного своим входом с резервуаром - 2;- sensor - 6 gas pressure levels connected by its inlet to the tank - 2;
- схемы сравнения уровней - 7;- level comparison schemes - 7;
- сглаживающего фильтра - 8;- smoothing filter - 8;
- согласующего блока - 9, служащего для согласования маломощного выхода электронной схемы и мощного входа электропривода компрессора - 1.- matching unit - 9, which serves to coordinate the low-power output of the electronic circuit and the powerful input of the compressor electric drive - 1.
При этом выход датчика - 6 уровня давления газов соединен с одним из входов схемы сравнения уровней - 7, другой вход схемы сравнения уровней - 7 соединен с внешним управляемым порогом, выход схемы сравнения уровней - 7 соединен с входом сглаживающего фильтра - 8, выход сглаживающего фильтра - 8 соединен с входом согласующего блока - 9 и выход согласующего блока - 9 соединен с электроприводом компрессора - 1.In this case, the sensor output - 6 gas pressure levels is connected to one of the inputs of the level comparison circuit - 7, the other input of the level comparison circuit - 7 is connected to an external threshold, the output of the level comparison circuit - 7 is connected to the input of the smoothing filter - 8, the output of the smoothing filter - 8 is connected to the input of the matching unit - 9 and the output of the matching unit - 9 is connected to the compressor electric drive - 1.
Портативный дыхательный аппарат с электронным блоком управления, показанный на фиг.2, вместо датчика - 6 уровня давления газа в резервуаре - 2 и схемы сравнения уровней - 7 показанных на фиг.1, содержит управляемый стабилизатор напряжения - 10, выход которого соединен с входом сглаживающего фильтра - 8, при этом один из входов стабилизатора напряжения - 10 соединен с аккумуляторной батареей - 5, а другой вход соединен с управляемым пороговым напряжением.A portable breathing apparatus with an electronic control unit, shown in Fig. 2, instead of a sensor - 6 is the gas pressure level in the tank - 2 and the level comparison circuit - 7 shown in Fig. 1, contains a controlled voltage regulator - 10, the output of which is connected to the input of the smoothing filter - 8, while one of the inputs of the voltage regulator - 10 is connected to the battery - 5, and the other input is connected to a controlled threshold voltage.
Портативный дыхательный аппарат с электронным блоком управления показанный на фиг.3, вместо управляемого стабилизатора напряжения - 10 и сглаживающего фильтра - 8, показанного на фиг.2, содержит схему сравнения уровней - 7, генератор спадающего напряжения - 11 и оповещатель - 12, при этом входы схемы сравнения уровней - 7 соединены с аккумуляторной батареей - 5 и внешним управляемым порогом, а выходы соединены с оповещателем - 12 и генератором спадающего напряжения - 11, соединенного выходом с электроприводом компрессора - 1.A portable breathing apparatus with an electronic control unit shown in Fig. 3, instead of a controlled voltage stabilizer - 10 and a smoothing filter - 8, shown in Fig. 2, contains a level comparison circuit - 7, a falling voltage generator - 11 and a siren - 12, while the inputs of the level comparison circuit - 7 are connected to the battery - 5 and an external controlled threshold, and the outputs are connected to the siren - 12 and the down voltage generator - 11, connected by the output to the compressor electric drive - 1.
В качестве компрессора с электроприводом - 1 может быть использован поршневой компрессор BERKUT R20, Uном=12 В, Qмax=72 л/мин (дистрибьютор компания «ТАНИ» г.Москва).As a compressor with electric drive - 1, a BERKUT R20 piston compressor, Unom = 12 V, Qmax = 72 l / min (distributor company TANI, Moscow) can be used.
В качестве аккумуляторной батареи - 5, может быть использована аккумуляторная батарея с параметрами Uном=12 B, Сном=24 А*ч.As a rechargeable battery - 5, a rechargeable battery with the parameters Unom = 12 V, Sleepom = 24 A * h can be used.
В качестве дыхательного механизма-4, может быть использован легочный автомат от аппарата воздушно-дыхательного АВМ-12 (производства фирмы ОАО «Кампо» Россия).As a respiratory mechanism-4, a pulmonary machine from the air-breathing apparatus AVM-12 (manufactured by Campo Russia) can be used.
В качестве датчика-6 уровня давления газов может быть использован датчик давления фирмы Honeywell 26PCFFA6G и другие аналогичные элементы широко представленные на рынке.As a sensor-6 of the gas pressure level, a Honeywell 26PCFFA6G pressure sensor and other similar elements widely available on the market can be used.
В качестве оповещателя - 12 может быть использовано любое устройство для свето-звукового оповещения людей.As a siren - 12, any device can be used for light and sound warning people.
В качестве элементов электронного блока управления могут быть использованы стандартные цифровые и аналоговые элементы и элементы микропроцессорной техники.As elements of an electronic control unit, standard digital and analog elements and elements of microprocessor technology can be used.
Предлагаемый портативный дыхательный аппарат с блоком управления работает следующим образом фиг.1.The proposed portable breathing apparatus with a control unit operates as follows Fig.1.
При подаче напряжения питания от аккумуляторной батареи - 5 на электронный блок управления, происходит считывание показаний датчика - 6 уровня давления газа в резервуаре - 2 входом схемы сравнения уровней - 7 и сравнение его с установочным уровнем на другом входе схемы сравнения уровней - 7. На выходе схемы сравнения уровней - 7 формируется такой выходной сигнал, чтобы он при поступлении через фильтр - 8, сглаживающий пульсации и нестабильности процесса адаптации, и согласующий блок - 9, который согласовывает маломощный выход электронной схемы и мощный вход электропривода компрессора, поддерживал необходимый уровень напряжения на электроприводе компрессора - 1 для поддержания давления в резервуаре - 2. Т.е. в системе осуществляется отрицательная обратная связь процесса поддержания заранее выставленного уровня давления в резервуаре - 2, при давлении в резервуаре - 2, старающемся превысить заранее выставленное давление, напряжение на электроприводе компрессора - 1, будет снижаться так, чтобы уменьшить давление до заранее выставленного значения, а при давлении в резервуаре - 2 старающемся снизиться по сравнению с заранее выставленным, напряжение на электроприводе компрессора - 1, будет увеличиваться так, чтобы увеличить давление до заранее выставленного. При этом уровень давления определяется величиной порога на входе схемы сравнения уровней - 7. Дыхательный газ поступает в надводное впускное отверстие компрессора с электроприводом - 1 и накапливается в резервуаре - 2. Из резервуара - 2 газ поступает по шлангу - 3, в дыхательный механизм - 4, удерживаемый ртом водолаза.When the supply voltage from the battery - 5 is applied to the electronic control unit, the sensor reads - 6 gas pressure levels in the tank - 2 by the input of the level comparison circuit - 7 and compares it with the installation level on the other input of the level comparison circuit - 7. At the output level comparison circuit - 7, such an output signal is formed that when it comes through the filter - 8, smoothing out ripples and instabilities of the adaptation process, and a matching unit - 9, which coordinates the low-power output of the electronic circuit and oschny input electric compressor, supplying the proper voltage to the drive of the compressor - 1 to maintain the pressure in the tank - 2. Ie negative feedback of the process of maintaining a pre-set pressure level in the tank is carried out in the system - 2, when the pressure in the tank is 2, trying to exceed the pre-set pressure, the voltage on the compressor electric drive - 1 will decrease so as to reduce the pressure to a pre-set value, and when the pressure in the tank - 2 is trying to decrease compared to the previously set, the voltage on the compressor electric drive - 1 will increase so as to increase the pressure to a predetermined infused. In this case, the pressure level is determined by the threshold value at the input of the level comparison circuit - 7. Respiratory gas enters the surface inlet of the compressor with electric drive - 1 and accumulates in the reservoir - 2. From the reservoir - 2 gas enters through a hose - 3, into the breathing mechanism - 4 held by the diver's mouth.
Таким образом, происходит поддержание давления в резервуаре - 2 путем изменения величины напряжения питания электропривода компрессора - 1, на заранее заданном минимальном уровне, без пусковых токов, обеспечивая необходимое качество дыхания водолаза, при различной глубине погружения и физической активности, и повышая надежность дыхательного аппарата.Thus, the pressure in the reservoir - 2 is maintained by changing the supply voltage of the compressor electric drive - 1, at a predetermined minimum level, without inrush currents, providing the necessary quality of the diver’s breathing, at various depths of immersion and physical activity, and increasing the reliability of the breathing apparatus.
На фиг.2 при подаче напряжения питания от аккумуляторной батареи - 5 на один из входов управляемого стабилизатора напряжения - 10, тогда на выходе его будет неизменное стабильное напряжение. Величина этого напряжения определяется на заранее заданном уровне порога на втором входе управляемого стабилизатора напряжения - 10. С выхода управляемого стабилизатора напряжения - 10 напряжение поступает на фильтр - 8, где сглаживаются пульсации и нестабильности процесса адаптации, и далее на согласующий блок - 9. На входе электропривода компрессора - 1 устанавливается неизменное стабильное напряжения при изменяющемся напряжении аккумуляторной батареи - 5 и показаний датчика - 6 уровня давления газов. Дыхательный газ поступает в надводное впускное отверстие компрессора с электроприводом - 1 и накапливается в резервуаре - 2. Из резервуара - 2 газ поступает по шлангу - 3, в дыхательный механизм - 4, удерживаемый ртом водолаза.In Fig.2, when the supply voltage from the battery is 5, one of the inputs of the controlled voltage stabilizer is 10, then its output will have a constant stable voltage. The magnitude of this voltage is determined at a predetermined threshold level at the second input of the controlled voltage regulator - 10. From the output of the controlled voltage regulator - 10, the voltage is supplied to the filter - 8, where the ripples and instabilities of the adaptation process are smoothed, and then to the matching unit - 9. At the input compressor electric drive - 1, a constant voltage is established with a changing battery voltage - 5 and a sensor reading - 6 gas pressure levels. Respiratory gas enters the surface inlet port of the electrically driven compressor - 1 and accumulates in the reservoir - 2. From the reservoir - 2 gas enters through the hose - 3, into the breathing mechanism - 4, held by the diver's mouth.
Таким образом, напряжение питания электропривода компрессора - 1 будет соответствовать необходимому постоянному заранее заданному минимальному уровню независимо от расхода воздуха на дыхание, обеспечивая максимальное время работы аппарата от аккумуляторной батареи - 5 при дыхании водолаза на минимальной глубине погружения и минимальной физической активности.Thus, the supply voltage of the compressor electric drive - 1 will correspond to the required constant predetermined minimum level regardless of the air flow for breathing, providing a maximum operating time of the device from the battery - 5 when the diver breathes at the minimum immersion depth and minimum physical activity.
На фиг.3 при подаче напряжения питания от аккумуляторной батареи - 5 на один из входов схемы сравнения уровней - 7 и снижении величины напряжения питания на выходе аккумуляторной батареи - 5 ниже уровня определяемого величиной порога на другом входе схемы сравнения уровней - 7, на выходе схемы сравнения уровней - 7 появляется сигнал, запускающий генератор спадающего напряжения - 11 от рабочего значения до нуля с определенной скоростью, и при этом на другом выходе схемы сравнения уровней появляется сигнал, включающий оповещатель - 12.In Fig.3, when the supply voltage from the battery - 5 is applied to one of the inputs of the level comparison circuit - 7 and the value of the supply voltage at the output of the battery - 5 is reduced below the level determined by the threshold value at the other input of the level comparison circuit - 7, at the circuit output level comparison - 7 there is a signal that starts the falling voltage generator - 11 from the operating value to zero at a certain speed, and at the same time on the other output of the level comparison circuit appears a signal that includes the siren - 12.
Таким образом, плавное снижение напряжения питания электропривода компрессора - 1 приведет к тому, что производительность его будет плавно снижаться и при сниженном давлении в резервуаре - 2 по постепенно увеличившемуся усилию на вдохе и сигналу с оповещателя - 12, водолаз будет информирован об этом и о том, что ему необходимо подниматься на поверхность.Thus, a smooth decrease in the supply voltage of the compressor electric drive - 1 will lead to its performance decreasing smoothly and with a reduced pressure in the tank - 2 by a gradually increased inspiratory force and a signal from the siren - 12, the diver will be informed about this and that he needs to rise to the surface.
Изобретение позволяет избавиться от пусковых токов, громоздкого резервуара и сделать дыхательный аппарат экономичным, компактным, легким, надежным, в чем и заключается технический результат.The invention allows to get rid of inrush currents, a bulky reservoir and make the breathing apparatus economical, compact, lightweight, reliable, which is the technical result.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012103686/11A RU2503579C2 (en) | 2012-02-02 | 2012-02-02 | Portable breather with electronic control unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012103686/11A RU2503579C2 (en) | 2012-02-02 | 2012-02-02 | Portable breather with electronic control unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012103686A RU2012103686A (en) | 2013-08-10 |
| RU2503579C2 true RU2503579C2 (en) | 2014-01-10 |
Family
ID=49159230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012103686/11A RU2503579C2 (en) | 2012-02-02 | 2012-02-02 | Portable breather with electronic control unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2503579C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3965892A (en) * | 1975-02-13 | 1976-06-29 | Westinghouse Electric Corporation | Underwater breathing apparatus |
| SU532855A1 (en) * | 1975-05-16 | 1976-10-25 | Parametric DC voltage regulator with protection against overloads and short circuits | |
| US4195628A (en) * | 1976-10-23 | 1980-04-01 | Dragerwerk Aktiengesellschaft | Deep sea diving system having a closed respiratory gas circulation system |
| US5327849A (en) * | 1993-08-18 | 1994-07-12 | Keene Engineering, Inc. | Underwater breathing apparatus |
| RU94950U1 (en) * | 2010-02-24 | 2010-06-10 | Алексей Валерьевич Елизарьев | BREATHE-HELPING MACHINE |
| WO2011120012A2 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Carmichael, Robert, Manuel | Air on demand breathing system using a dynamic transducer for controlling air |
-
2012
- 2012-02-02 RU RU2012103686/11A patent/RU2503579C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3965892A (en) * | 1975-02-13 | 1976-06-29 | Westinghouse Electric Corporation | Underwater breathing apparatus |
| SU532855A1 (en) * | 1975-05-16 | 1976-10-25 | Parametric DC voltage regulator with protection against overloads and short circuits | |
| US4195628A (en) * | 1976-10-23 | 1980-04-01 | Dragerwerk Aktiengesellschaft | Deep sea diving system having a closed respiratory gas circulation system |
| US5327849A (en) * | 1993-08-18 | 1994-07-12 | Keene Engineering, Inc. | Underwater breathing apparatus |
| RU94950U1 (en) * | 2010-02-24 | 2010-06-10 | Алексей Валерьевич Елизарьев | BREATHE-HELPING MACHINE |
| WO2011120012A2 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Carmichael, Robert, Manuel | Air on demand breathing system using a dynamic transducer for controlling air |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012103686A (en) | 2013-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111463845B (en) | Power supply unit for aerosol inhaler | |
| US20250034723A1 (en) | Gas generator | |
| US12187393B2 (en) | Low pressure surface supplied air system and method | |
| US9789941B2 (en) | Underwater breathing apparatus | |
| US10780960B2 (en) | Electronic device for diving equipment | |
| AU8300898A (en) | Rebreather system with depth dependent flow control and optimal PO2 determination | |
| RU2503579C2 (en) | Portable breather with electronic control unit | |
| KR101737238B1 (en) | Hypochlorous acid water generator | |
| US20110308523A1 (en) | Air on demand breathing system using a dynamic transducer for controlling air | |
| US3515133A (en) | Diving helmet and air supply system | |
| CN210904483U (en) | Flow-adjustable portable respirator | |
| US20160251065A1 (en) | Diving equipment | |
| RU119319U1 (en) | PORTABLE RESPIRATORY APPARATUS | |
| ES2770037T3 (en) | Assisted breathing apparatus with automatic detection of manual or automatic cardiac massage mode | |
| CN217039227U (en) | Portable kettle for producing oxygen by electrolyzing water | |
| CN204674805U (en) | A kind of portable long tube diving system | |
| KR20100007900U (en) | Underwater air breathing apparatus | |
| RU73647U1 (en) | DIVING RESPIRATORY APPARATUS | |
| CN210844790U (en) | Novel auxiliary respirator | |
| US20250171123A1 (en) | Stabilisation system for a diver | |
| RU2503578C1 (en) | Portable breather | |
| TWI717924B (en) | Electrolytic oxygen supply device | |
| US11265625B1 (en) | Automated self-contained hookah system with unobstrusive aquatic data recording | |
| US11364981B2 (en) | Underwater breathing and motion apparatus | |
| KR200471085Y1 (en) | A board with a underwater breathing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160203 |