ВОДОЛАЗНЫЙ ШЛЕМ Российский патент 1997 года по МПК B63C11/06 

Изобретение относится к водолазной технике и касается водолазных шлемов, предназначенных для защиты головы водолаза от воздействия окружающей среды.

Известен водолазный шлем, содержащий жесткий корпус с иллюминатором, соединительным шейным кольцом, штуцерами для подачи магистрального воздуха и телефонной связи, регулятором подачи магистрального воздуха и выпускным клапаном (патент США N 3958275, кл. B 63 C 11/01, 1970).

Однако в известном шлеме не обеспечивается достаточной высокой безопасности работы из-за отсутствия системы аварийной подачи воздуха. Кроме того, плоское стекло иллюминатора не дает хорошего полного обзора с верхней и боковых сторон, что снижает эксплуатационные характеристики.

Технический результат от использования изобретения заключается в увеличении угла обзора через иллюминатор и обеспечения аварийной подачи воздуха.

Этот технический результат достигается тем, что в водолазном шлеме, содержащем жесткий корпус с иллюминатором, соединительным шейным кольцом, штуцерами для подачи магистрального воздуха и телефонной связи, регулятором подачи магистрального воздуха и выпускным клапаном, стекло иллюминатора выполнено коробчатой формы с плоским фланцем по периметру, а внутри корпуса шлема размещен регулятор аварийной подачи воздуха, выполненный в виде корпуса с воздушной камерой, впускным и выпускным воздушными каналами и крышки с центральным отверстием, в котором установлена подпружиненная нажимная кнопка, приводимая в действие головой водолаза, причем в воздушной камере расположено седло с подпружиненным клапаном, взаимодействующим с упомянутой кнопкой, а корпус снабжен третьим штуцером.

При этом выпускной клапан включает в себя корпус с отверстиями в основании, седлом внутри и ограничителем снаружи, резьбовую крышку с отверстиями, подпружиненный шток с нажимной кнопкой, жестко соединенный с мембраной, перекрывающей седло, и установленный с возможностью перемещения в корпусе и крышке, причем в основании корпуса установлена вторая мембрана, перекрывающая отверстия.

На фиг. 1 показан водолазный шлем, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид сзади; на фиг. 3 то же, вид слева в разрезе; на фиг. 4 то же, вид справа в разрезе; на фиг. 5 выпускной клапан; на фиг. 6 регулятор аварийной подачи воздуха.

Водолазный шлем содержит корпус 1 (фиг. 1) с иллюминатором 2, выступом 3 (фиг. 2) в затылочной части, под которым установлены штуцер 4 для подачи магистрального воздуха, штуцер 5 для аварийной подачи воздуха, штуцер 6 для телефонной связи, вмонтированные в корпус 1 с боковых сторон: слева - регулятор 7 подачи магистрального воздуха и справа выпускной клапан 8, установленные внутри регулятор 9 аварийной подачи воздуха (фиг. 3) и два телефонно-микрофонных устройства 10, размещенные в боковых углублениях, причем регулятор 7 снабжен маховичком. Корпус 1 в нижней части снабжен соединительным шейным кольцом 11 с наружной секторной резьбой и стопором 12. Внутри шлема возле нижнего края стекла иллюминатора 2 размещена перфорированная трубка 13 (фиг. 4), соединенная с регулятором 7 подачи магистрального воздуха трубкой 14 и с регулятором 9 аварийной подачи воздуха трубкой 15. Аналогичная перфорированная трубка 13 может быть также установлена возле верхнего края стекла иллюминатора 2. Корпус 1 изготовлен из слоистого пластика с включениями свинца для обеспечения нулевой плавучести и необходимой балансировки в воде.

Стекло иллюминатора 2 выполнено коробчатой формы в виде трапециевидных передней грани 16 и верхней грани 17, а также четырех треугольных боковых граней 18 с плоским фланцем 19 по периметру, под которым расположен уплотняющий элемент 20 для герметичного соединения с корпусом 1. Иллюминатор 2 снаружи снабжен защитной решеткой 21, установленной над верхней гранью 17 и боковыми ребрами граней стекла.

Выпускной клапан 8 (фиг. 5) содержит резьбовой корпус 22 с отверстиями 23 в основании, седлом 24 внутри и ограничителем 25 в виде скобы снаружи, резьбовую крышку 26 с отверстиями 27, шток 28 с нажимной кнопкой 29, подпружиненный пружиной 30 и установленный с возможностью перемещения в корпусе 22 и крышке 26. Шток 28 жестко соединен с эластичной мембраной 31, перекрывающей седло 24, с помощью гайки 32 с шайбой 33 со стороны основания и накладки 34 со стороны крышки 26, причем накладка 34 подпружинена пружиной 35. В основании корпуса 22 выполнен внутренний кольцевой выступ 36 с проточкой 37, в которой установлена вторая эластичная мембрана 38, перекрывающая отверстия 23. На конце штока 28 закреплен колпачок 39, размещенный в центральном отверстии крышки 26.

Регулятор 9 (фиг. 6) аварийной подачи воздуха содержит корпус 40 с воздушной камерой 41, впускным воздушным каналом 42, выпускным воздушным каналом 43, крышку 44 с центральным отверстием 45, в котором размещена нажимная кнопка 46 с буртиком 47 в ее основании, подпружиненная пружиной 48. В воздушной камере 41 расположено седло 49 с отверстиями 50, в котором с возможностью перемещения установлен клапан 51, подпружиненный пружиной 52, шток которого взаимодействует с буртиком 47 нажимной кнопки 46. В выпускном воздушном канале 43 выполнено дозирующее отверстие 53, соединяющее его с той частью воздушной камеры 41, которая постоянно сообщается с впускным воздушным каналом 42.

Для подсоединения водолазного шлема к гидрокомбинезону 54 последний снабжен ответным соединительным шейным кольцом 55 с внутренней секторной резьбой и хомутом 56 для закрепления. Для герметизации водолазного шлема и гидрокомбинезона служит резиновое кольцо 57.

Водолазный шлем работает следующим образом.

Водолазный шлем надевают на голову водолазу и соединяют с гидрокомбинезоном 54 по секторной резьбе на соединительном шейном кольце 11 и ответном шейном кольце 55, закрепленном хомутом 56. при этом резиновое кольцо 57 обеспечивает герметичность соединения, а стопор 12 надежную фиксацию от смещения и разгерметизации.

Воздух поступает от внешнего источника в подшлемное пространство по воздушному шлангу (не указан) через установленный под выступом 3 штуцер 4, регулятор 7 подачи магистрального воздуха, соединенную с ним трубку 14 и отверстия перфорированной трубки 13. При этом поток воздуха обдувает стекло иллюминатора 2, проходя снизу вверх со стороны передней грани 16, а при наличии второй перфорированной трубки 13 одновременно сверху вниз со стороны верхней грани 17, и поступает на дыхание водолазу. Подачу магистрального воздуха водолаз регулирует вручную поворотом маховичка на регуляторе 7. Настройку выпускного клапана 8 на автоматический режим работы он осуществляет поворотом резьбовой крышки 26 на корпусе 22, причем наименьшее усилие сжатия пружин 30 и 35 достигается при упоре нижнего края крышки 26 в ограничитель 25, а наибольшее усилие сжатия при полностью завернутой крышке 26.

Выпускной клапан 8 автоматически стравливает избыток воздуха в воду, когда давление внутри шлема превышает давление окружающей воды и усилие сжатия пружин 30 и 35. При этом воздух из корпуса 1 шлема проходит в отверстия 23 в основании корпуса 22 выпускного клапана 8, отгибает эластичную мембрану 38, перемещает шток 28 вместе с колпачком 39 и другой мембраной 31, закрепленной с помощью гайки 32 с шайбой 33 и накладки 34, открывая седло 24, и выходит наружу через отверстия 27 в резьбовой крышке 26. Чтобы ускорить стравливание избытка воздуха, водолаз надавливает затылком на нажимную кнопку 29, перемещая шток 28 с колпачком 39 и мембраной 31, отодвигая ее дальше от седла 24, вследствие чего открывается проходит для большего количества воздуха. После освобождения нажимной кнопки 29 пружины 30 и 35 возвращают шток 28 с мембраной 31 в исходное положение. С помощью выпускного клапана 8 водолаз регулирует плавучесть. При случайном попадании воды в выпускной клапан 8 основную ее часть задерживает эластичная мембрана 31, а остальное эластичная мембрана 38, причем при надавливании затылком на нажимную кнопку 29 вода выносится наружу потоком воздуха из подземного пространства.

В случае возникновения аварийной ситуации, например, из-за прекращения подачи магистрального воздуха в результате обрыва или пережатия воздушного шланга, водолаз использует аварийную подачу сжатого воздуха из баллонов, находящихся за спиной, с помощью регулятора 9 аварийной подачи воздуха. Он надавливает щекой на нажимную кнопку 46, которая перемещается в центральном отверстии 45 крышки 44 и своим буртиком 47 выдвигает клапан 51 из седла 49, при этом пружины 48 и 52 сжимаются. Сжатый воздух из баллона через редуктор (не показаны), штуцер 5 для аварийной подачи воздуха, впускной воздушный канал 42 корпуса 40 поступает в воздушную камеру 41 и через открытые отверстия 50 в седле 49, выпускной воздушный канал 43, трубку 15 проходит в перфорированную трубку 13, через отверстия которой обдувает стекло иллюминатора 2 и поступает на дыхание. После освобождения нажимной кнопки 46 пружины 48 и 52, разжимаясь, возвращают ее и клапан 51 в исходное положение, и последний перекрывает отверстия 50 в седле 49, прекращая подачу основного количества воздуха водолазу. Через дозирующее отверстие 53 в выпускном воздушном канале 43 продолжает поступать из той части воздушной камеры 41, которая постоянно сообщается с впускным воздушным каналом 42, небольшое количество воздуха, минимально необходимое для поддерживания жизнедеятельности в экстремальных условиях, например, при потере сознания. Водолаз пользуется регулятором 9 подачи аварийного воздуха столько, сколько необходимо для обеспечения нормального дыхания и плавучести с учетом аварийного запаса сжатого воздуха.

Водолаз следит за окружающей обстановкой через переднюю, верхнюю и боковые грани 16, 17, 18 стекла иллюминатора 2, которое имеет по периметру плоский фланец 19, причем верхний обзор особенно важен при спуске, передвижении, сопровождении спускаемых грузов и подъеме на поверхность. Защитная решетка 21 предохраняет стекло иллюминатора 2 снаружи от возможных повреждений.

Связь с поверхностью водолаз осуществляет с помощью телефонно-микрофонных устройств 10 по телефонному кабелю, проходящему через штуцер 6. В аварийной ситуации каждый раз, когда водолаз надавливает головой на нажимную кнопку 46 регулятора 9 аварийной подачи воздуха, последний выходит в подшлемное пространство с характерным трубным звуков, и этот звуковой сигнал воспринимается самим водолазом и одновременно передается по телефонному кабелю на поверхность.

Выполнение стекла иллюминатора 2 коробчатой формы повышает комфортность за счет увеличения внутреннего объема перед лицом водолаза, обеспечивает более широкой обзор за счет возможности наблюдать за обстановкой не только перед собой через переднюю грань 16, но и с боков через боковые грани 18 и сверху через верхнюю грань 17, что улучшает эксплуатационные характеристики. За счет трапециевидных и треугольных форм соответствующих граней 16 18 конструкция корпуса 1 не усложняется, а наличие плоского фланца 19 по периметру стеклянных граней обеспечивает надежную герметизацию с помощью простого уплотнительного элемента 20, причем плоские грани 16, 17, 18 дают в воде минимальное искажение.

Размещение регулятора 9 аварийной подачи воздуха внутри корпуса 1 шлема исключает воздействие на него внешней среды, а установка третьего штуцера 5 обеспечивает автономную подачу воздуха из аварийного запаса независимо от магистральной линии, что повышает надежность аварийной системы и положительно влияет на безопасность работы. Выполнение регулятора 9 в виде корпуса 40 с воздушной камерой 41, седлом 49, клапаном 51, с которым взаимодействует нажимная кнопка 46, дает возможность водолазу без помощи рук регулировать подачу воздуха в случае аварии путем надавливания щекой на нажимную кнопку 46 со снятием клапана 51 с седла 49 и открытием свободного прохода воздуха в подшлемное пространство. При этом руки водолаза остаются свободными, и он может с большей эффективностью осуществлять необходимую работу для выхода из аварийной ситуации. Это повышает безопасность и улучшает эксплуатационные характеристики. Следует отметить, что в известном водолазном шлеме АН-3 регулировку аварийной подачи воздуха водолаз производит вручную, одна рука у него периодически занята, что создает неудобства в работе. Предлагаемая конструкция регулятора 9 аварийной подачи воздуха обеспечивает более экономный расход воздуха из аварийного запаса и тем самым дает водолазу дополнительное время для выхода из аварийной ситуации, что повышает безопасность работы. Этому способствует также то, что благодаря конструктивным особенностям регулятора 9 выход из него воздуха сопровождается звуковым сигналами внутри шлема, по которым сам водолаз и находящийся на поверхности персонал имеют возможность следить за расходованием аварийного запаса. Прекращение звуковых сигналов свидетельствует об исчерпании запаса сжатого воздуха и необходимости принятия экстренных мер.

Благодаря тому, что регулятор 7 подачи магистрального воздуха, расположенный слева, и выпускной клапан 8, расположенный справа, разнесены по разные стороны шлема, обеспечиваются возможность одновременной регулировки подачи и отвода воздуха перед началом водолазных работ и последующее управление подачей воздуха при необходимости левой рукой, менее занятой во время работы, что улучшает эксплуатационные характеристики. Выполнение выпускного клапана 8 с резьбовой крышкой 26, подпружиненным штоком 28 с нажимной кнопкой 29 и двумя мембранами 31, 38 позволяет удалять избыток воздуха как автоматически с помощью резьбовой крышки 26, так и самим водолазом с помощью нажимной кнопки 29, поднимающей шток 28 с мембраной 31 и открывающей выход для воздуха. Также ускоряется регулировка плавучести и внутри шлема создаются более комфортные условия. Все это улучшает эксплуатационные характеристики. Кроме того, установка второй мембраны 38 в основании корпуса 22, перекрывающей его отверстия 23, предохраняет водолазный шлем от попадания в него воды, что повышает безопасность работы.

Сущность изобретения: водолазный шлем содержит жесткий корпус с иллюминатором, соединительным шейным кольцом, штуцерами для подачи магистрального воздуха, аварийной подачи воздуха и телефонной связи, регуляторами подачи магистрального воздуха и аварийной подачи воздуха, выпускным клапаном. Иллюминатор выполнен коробчатой формы с плоским фланцем по периметру. Внутри корпуса шлема размещен регулятор аварийной подачи воздуха, включающим в себя корпус с воздушной камерой, с седлом и подпружиненным клапаном, крышку с нажимной кнопкой, приводимой в действие головой водолаза и взаимодействующей с клапаном. При этом выпускной клапан включает в себя корпус с седлом и отверстиями в основании, перекрываемыми мембраной, штока с нажимной кнопкой и мембраной, перекрывающей отверстия в резьбовой крышке. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Водолазный шлем, содержащий жесткий корпус с иллюминатором, соединительным шейным кольцом, штуцерами для подачи магистрального воздуха и телефонной связи, регулятором подачи магистрального воздуха и выпускным клапаном, отличающийся тем, что стекло иллюминатора выполнено коробчатой формы с плоским фланцем по периметру, а внутри корпуса шлема размещен регулятор аварийной подачи воздуха, выполненный в виде корпуса с воздушной камерой, впускным и выпускным воздушными каналами и крышки с центральным отверстием, в котором установлена подпружиненная нажимная кнопка, приводимая в действие головой водолаза, причем в воздушной камере расположено седло с подпружиненным клапаном, взаимодействующим с упомянутой кнопкой, а корпус снабжен третьим штуцером. 2. Шлем по п.1, отличающийся тем, что выпускной клапан включает в себя корпус с отверстиями в основании, седлом внутри и ограничителем снаружи, резьбовую крышку с отверстиями, подпружиненный шток с нажимной кнопкой, жестко соединенный с мембраной, перекрывающей седло, и установленный с возможностью перемещения в корпусе и крышке, причем в основании корпуса установлена вторая мембрана, перекрывающая отверстия.