Дыхательный аппарат

 

Аппарат 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. Дыхательный аппарат содержит источник сжатого газа, маску с клапанной коробкой и легочный автомат с управляющей пружиной и чувствительной мембраной, контактирующей с клапаном. Легочный автомат дополнительно снабжен запорной пружиной, а клапан легочного автомата выполнен в виде штока, на конце которого со стороны маски расположен опирающийся на хвостовик клапана подвижный элемент. Управляющая пружина установлена между подвижным элементом и выполненной на штоке опорой, а запорная пружина установлена между подвижным элементом и корпусом легочного автомата. Клапанная коробка маски выполнена с выступом, размер которого при контакте с подвижным элементом легочного автомата обеспечивает ход клапана легочного автомата. Дыхательный аппарат отличается улучшенными эксплуатационными характеристиками. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

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.

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).

Недостатком данного аппарата является высокое сопротивление выдоху, что затрудняет процесс дыхания.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в улучшении эксплуатационных характеристик дыхательного аппарата.

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.

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.

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.

Работает дыхательный аппарат следующим образом.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Формула изобретения

1. Дыхательный аппарат, содержащий источник сжатого газа, маску с клапанной коробкой и легочный автомат с управляющей пружиной и чувствительной мембраной, контактирующей с клапаном, отличающийся тем, что легочный автомат дополнительно снабжен запорной пружиной, а клапан легочного автомата выполнен в виде штока, на конце которого со стороны маски расположен опирающийся на хвостовик клапана подвижный элемент, при этом управляющая пружина установлена между подвижным элементом и выполненной на штоке опорой, а запорная пружина установлена между подвижным элементом и корпусом легочного автомата, кроме того, клапанная коробка маски выполнена с выступом, размер которого при контакте с подвижным элементом легочного автомата обеспечивает ход клапана легочного автомата.

2. Дыхательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что легочный автомат дополнительно снабжен уравновешивающей мембраной, которая закреплена на клапане со стороны чувствительной мембраны, а ее наружный диаметр заделан в корпусе легочного автомата, при этом входная магистраль легочного автомата соединена с полостью, образованной седлом клапана и уравновешивающей мембраной, а эффективная площадь последней равна некомпенсированной площади клапана.

3. Дыхательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что клапанная коробка маски выполнена с упором для клапана легочного автомата, причем между клапанной коробкой и торцом легочного автомата выполнен зазор, величина которого больше величины зазора между клапаном и его упором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4