РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ ВОДОЛАЗНОГО ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ПОЛУЗАМКНУТОЙ СХЕМОЙ ДЫХАНИЯ Российский патент 2024 года по МПК B63C11/14 

Изобретение относится к области водолазной техники, а именно к водолазному оборудованию - средствам регулировки подачи газа в водолазный дыхательный аппарат.

Известно, что в зависимости от уровня физической нагрузки количество кислорода потребляемого организмом человека изменяется. Так, ежеминутно через альвеолы человека при дыхании воздухом проходит 250-350 мл кислорода в состоянии покоя и до 4000-4500 мл во время работы [1].

В отечественной водолазной практике принята градация водолазных работ, предусматривающая 3 степени тяжести: легкую, средней степени тяжести и тяжелую. При этом потребление кислорода водолазом при выполнении работ: легкой - 1,5 л/мин, средней степени тяжести - 2 л/мин, а тяжелой - 2,5 л/мин [2].

Известно применение тарированных дюз для обеспечения постоянной подачи дыхательной газовой смеси (далее - ДГС) с заданным содержанием кислорода или кислорода в дыхательный контур водолазного дыхательного аппарата с полузамкнутой схемой дыхания. Дюза имеет фиксированное сечение, диаметр которого выбирается исходя из количества потребляемого кислорода водолазом, выполняющим тяжелую работу на максимальной глубине, на которую рассчитывается водолазный дыхательный аппарат. Задачей дюзы является постоянная подача ДГС (кислорода) с целью поддержания необходимого парциального давления кислорода в дыхательной газовой среде, циркулирующей в дыхательном контуре водолазного аппарата. Уменьшение объема газа в дыхательном контуре при погружении водолаза компенсируется подачей ДГС дыхательным автоматом, а избыток газа в дыхательном контуре удаляется с помощью травяще-предохранительного клапана [3].

Достоинством использования дюз фиксированного сечения является их высокая надежность, вызванная отсутствием подвижных элементов подверженных износу.

Недостатком использования тарированных дюз для поддержания необходимого парциального давления кислорода в дыхательной газовой среде дыхательного контура водолазного аппарата является постоянная нерегулируемая подача ДГС (кислорода), что приводит к периодическому срабатыванию травяще-предохранительного клапана и вытравливанию части смеси, ввиду чего водолазные аппараты с полузамкнутой схемой дыхания обладают относительно небольшим временем работы в автономном варианте. Также при использовании тарированных дюз существует потенциальная опасность частичного или полного закупоривания проходного сечения дюзы инородными частицами, что при отсутствии контроля со стороны водолаза содержания кислорода в дыхательном контуре приведет к постепенному снижению парциального давления кислорода вплоть до наступления кислородного голодания. Данный факт негативно сказывается на надежности водолазных аппаратов с полузамкнутой схемой дыхания, оснащенных дюзами.

Задачей изобретения является увеличение времени работы водолаза в аппаратах полузамкнутой схемы дыхания.

Предельное значение процентного содержания кислорода в дыхательном контуре водолазного аппарата с полузамкнутой схемой дыхания, оснащенного дюзой, определяется по формуле:

где: Q - расход ДГС через дюзу, л/мин;

- процентное содержание кислорода в ДГС;

m - количество потребляемого водолазом кислорода, л/мин.

Задача решается тем, что в водолазном дыхательном аппарате полузамкнутой схемы дыхания для поддержания необходимого; парциального давления кислорода в дыхательной газовой среде дыхательного контура используется блок дюз с переключателем. Блок дюз представляет собой три тарированных дюзы, пропускная способность которых выбирается исходя из необходимости подачи ДГС, обеспечивающей поддержание необходимого содержания кислорода в дыхательном контуре аппарата. При этом сечение дюз выбирается в зависимости от количества потребляемого водолазом кислорода при выполнении работ легкой, средней степени тяжести и тяжелой на максимальной глубине. В процессе водолазного спуска водолаз имеет возможность выбирать режим подачи кислорода исходя из условий работы. При нарушении проходимости рабочей дюзы блок обеспечивает возможность переключения на другую дюзу, что положительно сказывается на уровне безопасности использования водолазных аппаратов с полузамкнутой схемой дыхания. Переключатель должен находиться в доступном для водолаза месте и быть оснащен рукояткой, обеспечивающей ее использование в водолазных перчатках. При необходимости переключатель может быть выполнен отдельно от блока дюз и взаимодействовать с ними через привод дистанционного управления.

Сущность изобретения заключается в том, что оно обеспечит снижение расхода ДГС за счет снижения количества подаваемой смеси при снижении нагрузки на водолаза, а также повысит уровень безопасности использования водолазных дыхательных аппаратов с полузамкнутой схемой дыхания за счет обеспечения возможности перехода на подачу от другой дюзы при нарушении проходимости рабочей дюзы.

Новыми признаками изобретения являются обеспечение возможности регулировки уровня подачи ДГС в водолазных дыхательных аппаратах с полузамкнутой схемой дыхания и резервирование рабочей дюзы на случай ее закупоривания посторонними частицами.

Преимущество новых признаков заключается в решении задачи поддержания необходимого парциального давления кислорода в дыхательном контуре водолазного аппарата при снижении среднего расхода ДГС и увеличение безопасности применения водолазных дыхательных аппаратов с полузамкнутой схемой дыхания.

На фигуре 1 представлено устройство регулятора подачи дыхательной газовой смеси водолазного дыхательного аппарата с полузамкнутой схемой дыхания. Изобретение состоит из герметичного корпуса 2, в котором размещен механизм переключения 8. К корпусу подводится газопровод 10, по которому по каналу 11 дыхательная газовая смесь поступает в полость 12 и оттуда по каналу механизма переключения 13 к одной из дюз.

Механизм переключения выполнен подвижным и имеет три фиксированных положения:

- крайнее левое, когда ДГС поступает к дюзе 3, обеспечивающей подачу, соответствующую потреблению кислорода организмом человека при выполнении легкой работы;

- среднее положение, когда ДГС поступает к дюзе 5, обеспечивающей подачу, соответствующую потреблению кислорода организмом человека при выполнении работы средней степени тяжести;

- крайнее правое, когда ДГС поступает к дюзе 7, обеспечивающей подачу, соответствующую потреблению кислорода организмом человека при выполнении тяжелой работы.

В целях предотвращения просачивания ДГС в дюзы, не участвующие в работе, на механизме переключения установлены уплотнительные элементы 1, 4, 6 и 9.

На фигуре 2 представлен вариант размещения изобретения на водолазном дыхательном аппарате полузамкнутой схемы дыхания. В данном случае регулятор подачи дыхательной газовой смеси 16 размещен непосредственно на корпусе водолазного дыхательного аппарата с полузамкнутой схемой дыхания 14 и снабжен рукояткой переключения 15.

Литература

1. Смолин В.В. Медико-санитарное обеспечение водолазных спусков / В.В. Смолин, Г.М. Соколов, Б.Н. Павлов - М.: Фирма «Слово», 1999. - с. 92-94;

2. Физиология подводного плавания и аварийно-спасательного дела / под редакцией И.А. Сапова - Л.: Военно-медицинская академия, 1986. - с. 307;

3. О.М. Слесарев. Водолазная техника ВМФ / О.М. Слесарев - М.: Военное издательство, 1990. - с. 56-75.

Изобретение относится к области водолазной техники, а именно к водолазному оборудованию - средствам регулировки подачи газа в водолазный дыхательный аппарат. Регулятор подачи дыхательной газовой смеси водолазного дыхательного аппарата с полузамкнутой схемой дыхания, состоящий из герметичного корпуса с размещенным внутри блоком тарированных дюз разного сечения и подвижным механизмом переключения с уплотнительными элементами, имеющим три фиксированных положения, к которому подводится газопровод подачи дыхательной газовой смеси. Механизм переключения выполнен с возможностью обеспечения, в зависимости от положения, подачи газовой смеси в одну из дюз. Достигается снижение расхода дыхательной газовой смеси в водолазных дыхательных аппаратах полузамкнутой схемы дыхания и повышение безопасности их использования. 2 ил.

Регулятор подачи дыхательной газовой смеси водолазного дыхательного аппарата с полузамкнутой схемой дыхания, состоящий из герметичного корпуса с размещенным внутри блоком тарированных дюз разного сечения и подвижным механизмом переключения с уплотнительными элементами, имеющим три фиксированных положения, к которому подводится газопровод подачи дыхательной газовой смеси, при этом механизм переключения выполнен с возможностью обеспечения, в зависимости от положения, подачи газовой смеси в одну из дюз.