Глубоководный дыхательный аппарат

 

. Союз Севвтскнк

Сецналнстнчвсннк

Рвспублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ

<>753713 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено g40573 (21) 2612467/27-11 (5!)М. Кл.з с присоединением заявки ¹â€”

В 63 С 11/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 0703305юллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 10.0880 (53) УДК 626.025 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.А.Haep, A.Â.Âèòâê, A.Н.Балетов и А.К.Лоскутов (71) Заявитель

Одесский технологический институт холодильной промышленности (54) ГЛУБОКОВОДНЫЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к водолазной технике, в частности к глубоководным дыхательным аппаратам.

Известен дыхательный аппарат, работающий по замкнутому циклу дыхания и содержащий запас дыхательной смеси в сжиженном состоянии $1J .

Недостатком этого устройства является малая надежность работы дыхательного аппарата.

Известен также глубоководный дыхательный аппарат, содержащий теплоиэолированный сосуд, внутри которогорасположены теплообменник и порис- 15 тая насадка с жидким кислородом, боль. шой и малый дыхательные мешк: с неподвижными и подвижными основаниями, регенеративные патроны углекислоты и влаги, баллон с инертным газом, ле-2О гочный автомат, клапаны, шланги вдоха и выдоха P5 .

Указанный дыхательный аппарат имеет следующие недостатки: — для стабилизации температуры 25 жидкого кислорода требуется наличие жидкого азота, терморегулирующего канала и системы подачи азота в рекуперативные теплообменники, что снижает надежность аппарата в целом, 30 вследствие большой плотности дыхательной смеси на глубине 200-300 м расход жидкого азота, необходимого для компенсации нефрекупераций в теплообменниках, возрастает в 20-30 раэ (до 8 л на 10 часов работы); вся дыхательная смесь, циркулирующая в аппарате, полностью очищается от влаги в большом регенеративном патроне с адсорбентом, что ухудшает как габаритно-массовые характеристики аппарата, так и условия дыхания, ввиду того, что температура воды на больших глубинах составляет

3-5 С, дыхательная смесь переохлаждается в дыхательном мешке, что также ухудшает условия дыхания.

Целью изобретения является улучшение габаритно-массовых характеристик, аппарата и обеспечение дыхания увлажненной дыхательной смесью.

Укаэанная цель достигается тем, что регенеративный патрон влаги, теплообменник, пористая насадка с жидким кислородом и малый дыхательный мешок установлены последовательно и образуют дополнительный контур, соединенный параллельно с большим дыхательным мешком.

75371 >

Кроме того, с целью поддержания оптимальной концентрации »Ислорода в дыхательной смеси на разных глубинах при минимальных расходах кислорода, подвижные основания дыхательных мешков снабжены рычагом, имеющи л перемещающийся шарнир, а на корпусе аппарата размещен полуоткрытый цилиндр с поршнем и фигурным штоком, связывающим поршень и перемещающийся шарнир рычага.

Кроме того, с целью поддержания комфортной температ уры дыхательной смеси, независи>ло от температуры воды, дыхательный аппарат снабжен регенеративным теплообменникам, холодный конец которого сообщен с б>ольшим дыхательным мешком, а теплый со шлангом вдоха и через регенеративный патрон со шлангом выдоха.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

2Q

Дыхательный аппарат содержит клапанную коробку 1, соединенную с регенеративным патроном углекислоты 2, шлангами вдоха 3 и выдоха 4. Мланг вдоха 3 сообщен также с бальшлм дыхательным мешком 5 через регенеративный теплаобменник 6 и с полостью малого дыхательного мешка 7 через клапан 8 вдоха. Кроме того, в аппарате установлены клапан выдоха 9, у3 регенеративный патрон влаги 10, рекуперативный теплаабменник 11.

Теплаабменник размещен в горловине теплоизалированного сосуда 12, имеющего полость,частична заполненную З5 паристаи, пропитанйай жидким кислородом насадкой 13. Дыхательные мешки

5 и 7 выполнены в виде мягких резиновых гофрированных цилиндров, Неподвижные основания этих цилиндров

14 и 15 укреплены на раме 16, а подвижные основания 17 и 18 связаны с плечами рычага 19. Рычаг 19 имеет перемещающийся шарнир 20, который закреплен на фигурном штоке 21, соединенном с поршнем 22. Цилиндр 23 4 поршня укреплен на раме 16.

В большом дыхательном мешке 5 установлены клапан избыточного давления 24 и легочный автомат 25, связанный через редуктор 26 с гелиевым баллоном 27.

Аппарат работает следующим образом. Выдыхаемая в клапанную коробку

1 дыхательная смесь проходит через шланг выдоха 4, регенеративный углекислотный патрон 2 и далее разветвляется на два потока. Большая часть смеси, пройдя регенеративный теплоаб ленник 6, попадает в дыхательный мешок 5,а меньшая часть направляется в малый дыхательный мешок 7 через 60 регенеративный патрон влаги 10, рекуперативный теплоабменник 11, пористую насадку 13.

Попадая в большой дыхательный мешок, смесь его расширяет. Пр.л этом 65 подвижное основание 17 поднимается и поворачивает рычаг 19 относительно шарнира 20, что в свою очередь приводит к опусканию подвижного основания

18 и увеличению объема малого дыхательного мешка 7. Таким образом облегчается циркуляция газа в дополнительном контуре малого дыхательного мешка. Циркулирующий в этом контуре газ очищается от влаги и, омывая насадку 13, насыщается кислородом.

При погружении в обоих контурах аппарата увеличивается плотность дыхательной смеси эа счет гелия, поступающего из баллона 27 в большой дыхательный мешок 5. Если при этом не изменить объем газа, циркулирующего в контуре малого дыхательного мешка, та массовый расход в этом контуре возрастет и произойдет перенасыщение дыхательной смеси кислородом. В то же время, при неизменной физической нагрузке, количество кислорода, поступающего в контур из жидкой фазы, должно быть постоянным и практически не зависеть от глубины погружения.

Таким образом, чтобы обеспечить постоянства подпитки кислородом, при погружении необходимо уменьшить объем смеси„ циркулирующей в контуре малого дыхательного мешка так, чтобы масса ее оставалась постоянной. С этой целью в аппарате установлен полуоткрытый цилиндр 23, поршень которого

22 связан с шарнирам 20.

При погружении поршень 22 под воздействием возросшего давления воды перемещается слева направо и с помощью штока 21, передвигает также слева направо шарнир 20. Плечи рычага 19 изменяются так, чта абсолютная величина перемещения подви>кнога основания 18 уменьшается. Последнее приводит к уменьшению объемной циркуляции в контуре малого дыхательного мешка. Таким образом, применение двух контуров циркуляции дыхательной смеси обуславливает преимущества предлагаемого аппарата. Пульсирующая в контуре большого дыхательного мешка смесь не охлаждается до криогенных температур и не освобождается ат водяных паров. Она только создает необходимый уровень объема легочной вентиляции и циркуляцию в контуре малого дыхательного мешка.

Циркулирующая в контуре малого дыхательного мешка смесь обеспечивает подпитку кислородом. Взаимодействие двух контуров позволяет поддерживать оптимальную концентрацию кислорода на разных глубинах с минимальными потерями жидкого кислорода.

Температура жидкого кислорода, хранящегося в насадке теплаизолированнога сосуда 12, находится на уровне

90...96К. При этой температуре пар753713

25

40

45 циальное давление кислорода в малом дыхательном мешке будет равным 11,7 атм.

В большом дыхательном мешке при выдохе парциальное давление кислорода составит 0,1-0,14 атм.

При вдохе дыхательная смесь, поступающая иэ .большого дыхательного мешка, смешивается со смесью, поступающей из малого мешка.

Парциальное давление кислорода во вдыхаемой смеси будет равным 0,30,8 атм.

Так как через теплоиэолированный сосуд проходит меньшая доля выдыхаемой смеси, то количество влаги, поглощаемое регенеративным патроном, будет ориентировочно в 5-8 раэ меньше по сравнению с общим количеством влаги, поступающей при выдохе.Поэтому обьем патрона составит всего 0,10,2 м на 10 часов работы аппарата.

На больших глубинах, где температура воды равна 4-6 С, с выдыхаемой о смесью человек теряет большое количество тепла (до 20%). Поэтому в аппарате установлен регенеративный теплообменник 6, который аккумулирует тепло выдыхаемой смеси и отдает его вдыхаемой смеси.

Избыток дыхательной смеси при всплытии удаляется иэ аппарата через клапан избыточного давления 24.

Использование устройства позволит выполнить водолазные работы на больших глубинах, требующих скрытности, так как при погружении и плавании на одном горизонте практически нет выброса газа в окружающую среду.

Формула изобретения

1.Глубоководный дыхательный аппарат, содержащий теплоизолированный сосуд, внутри которого расположен теплообменник и пористая насадка с жидким кислородом, большой и малый дыхательные мешки с неподвижными и подвижными основаниями, регене" ративные патроны углекислоты и влаги, баллон с инертным газом, легочный автомат и клапаны, шланги вдоха и выдоха, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения габаритно-массовых характеристик аппарата и обеспечения дыхания увлажненной дыхательной смесью, регенеративный патрон влаги, теплооьменник, пористая насадка с жидким кислородом и малый дыхательный мешок установлены последовательно и образуют дополнительный контур, соединенный параллельно с большим дыхательным мешком.

2.Глубоководный дыхательный аппарат по и. 1, отличающийся тем, что, с целью поддержания оптимальной концентрации кислорода в дыхательной смеси на разных глубинах при минимальных расходах кислорода, подвижные основания дыхательных мешков снабжены рычагом, имеющим перемещающийся шарнир, а на корпусе аппарата размещен полуоткрытый цилиндр с поршнем и фигурным штоком, связывающим поршень и перемещающийся шарнир рычага.

З.Глубоководный дыхательный аппарат по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью поддержания комфортной температуры дыхательной смеси, независимо от температуры воды, дыхательный аппарат снабжен регенеративным теплообменником, холодный конец которого сообщен с большим дыхательным мешком, а теплый со шлангом вдоха и, через регенеративный патрон, со шлангом выдоха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

9 199667, кл. А 62 В 7/06, 20.12.65.

2.Патент ClrJA Р 3714942, кл. 128-142, опублик. 1969 (прототип), 753713

Составитель В.Трофимов

Редактор Т.Глазова Техред Н. Вабурка Корректор С.Шекмар

Заказ 4827 14 Тираж 497 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ра чаская наб,, д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул. Проектная,4