Респиратор с циркуляцией дыхательного воздуха Советский патент 1985 года по МПК A62B7/02 

Изобретение относится к средствам защиты органов дыхания, а именно к аппаратам как с открытым, так и с закрытым контуром, обеспечивающим в каждой фазе дыхательного процессй небольшое избыточное давление относительно окружающей среды. Известен респиратор, в котором контур дыхательного воздуха образован дыхательным мешком, патроном с Шоглотителем углекислоты, а также шлангами вдоха и выдоха, подключенными к защитной маске или водолазному шлему. В таком замкнутом контуре из компенсационного газового баллона через автоматически регулируемый давлением клапан подается инертный газ, если разница давлений меяоду дыхательньм мешком и окрзткающей средой при повьш1ении окружающего давления, например при погружении, возрастает и объем дыхательного газа в дыхатель ном мешке вследствие возрастающего окружающего давления уменьшается и недостаточен для заполнения легких. Из кислородного баллона через редуктор и регулировочный клапан по трубо проводу в дыхательный мешок поступает кислород. Управление кислородной линией производится с помощью чувствительного элемента, который расположен в дыхательном мешке или в ма. гистрали вдыхаемого воздуха. Подача кислорода все время производится в зависимости от его потребления Cll. В известном устройстве отсутствует регулирование подачи компенсацион ного газа, а также величины избыточного давления относительно наружного давления. Кроме того, компенсационный газ (s данном случае инертный) будет сн1№ать концентрацию кислорода для дыхания в зависимости от глубины погружения. Для компенсации необходимо сложное регулирование, Наиболее близким к предлагаемому является респиратор, содержащий дыхательную маску, баллон с ксипенсационньм газом - сжатым воздухом сообщённый магистралью через регулировочный клапан с дыхательным контуром респиратора, кислородный баллон, на магиетрал:И которого установлен электрический иэмерительньй датчик содержания кислорода, а также регенеративный патрон, установленный на линии вьщоха и сообщенный с дыхательным мешком 12J. В известной конструкции также отсутствует регулирование подачи компенсационного газа (нейтрального газа, например азота или гелия) на стадии вдоха. Компенсационный газ подается в дыхательный мешок в зависимости от глубины погружения в таком количестве, чтобы мешок оставался надутым. Кроме того, не исключена возможность избыточной подачи кислорода, что может быть опасным, например, при тушении пожара. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик путем предотвращения утечки кислорода и упрощения конструкции магистрали подачи компенсационного газа - сжатого воздуха. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем дыхательную маску, баллон с компенсационным газом - сжатьм воздухт, сообщенньй магистралью через регулировочный клапан с дыхательным контуром респиратора, кислородный баллон, на магистрали которого установлен электрический измерительный датчик содержания кислорода, а также регенератив-ный патрон, установленный на линии выхода и сообщенный с дыхательным мешком, регулировочный клапан выполнен в виде легочного мембранного автомата, магистраль кислородного баллона подключена к пода1ембранной полости автомата, а магистраль сжатого воздуха подсоединена к напорной камере автомата, при этом магистраль сжатого воздуха соединительной магистралью С переключающим клапаном сообщена с кислородной магистралью, клапаны баллонов сжатого воздуха и кислорода соединены общим приводньм устройством, а дыхательный мещок снабжен пружиной избыточного давления, при этом в соединительной магистрали установлен обратный клапай, сообщающий магистраль кислородного баллона с магистралью сжатого воздуха. На фиг. 1 изображена принципиальная схема респиратора-, на фиг. 2 соединение между системами питания кислородом и воздухом. Респиратор содержит дыхательную маску 1, соединенную шлангом 2 вццоха через обратный клапан 3 с регенеративным патроном 4 и далее соединительной магистралью 5с дыхательньм 31 мешком 6, На выходе из дыхательного мешка 6 установлен электрический из мерительньй датчик 7 содержания кис лорода. За дыхательным мешком 6 установлен легочный автомат 8, при этом дыхательный мешок 6 через подмембранную полость 9 легочного авто мата и обратный клапан 10 шлангом 1 вдоха сообщен с дыхательной маской Кислородный баллон 12 через кла- пан 13, редуктор 14 подключен магистралью 15 кислородного баллона к подмембранной полости 9 легочного автомата 8. При этом на магистрали 15 установлен дозатор 16, который расположен перед отключаюш;им клапаном 17. Электрический измерительный датчик 7 содержания кислорода соединен с электронным прибором 18 предельны значений, которьш через устройство 19 управления связан с отключающим клапаном 17. Баллон 20 компенсирующего газа сжатого воздуха через клапан 21 и редуктор 22 магистралью 23 сжатого воздуха подсоединен к напорной жамере 24 легочного автомата 8, сообщенный с подмембранной полостью 9 через клапан 25. Дыхательный мешок 6 снабжен пружиной 26 избыточного давления. Мемб рана 27 легочного автомата 8 подпру жинена пружиной 28. Клапаны баллонов с кислородом 12 и сжатым воздухом 20 соединены общим приводным устройством 29. Магистраль 23 сжатого воздуха со динительной магистралью 30 с переключающим клапаном 31 соединена с магистралью 15 кислородного баллона В соединительной магистрали 30 установлен обратный клапан 32, сооб щающий магистраль 15 кислородного баллона с магистралью 23 сжатого воздуха и препятствующий попаданию сжатого воздуха в магистраль кислородного баллона. Циркуляционный контур аппарата может быть снабжен предохранительны клапаном 33, установленным на шланге 2 вьщоха. Устройство работает следующим образом. Из дыхательной маски 1 выдыхаемый воздух по шлангу. 2 выдоха через об ратный клапан 3 поступает в регенеративньй патрон 4. и далее по соеди4 . 4 нительной магистрали 5 в дыхательный мешок 6. Вдыхаемый воздух забирается из дыхательного мешка 6, проходит мимо электрического измерительного датчика 7 содержания кислорода через подмембранную полость 9 лe oчного автомата 8, обратный клапан 10 и шланг 11 вдоха в дыхательную маску 1. Снабжение кислородом производится из кислородного баллона 12, откуда кислород через клапан 13, редуктор 14 и магистраль 15 поступает к дозатору 16. Кислород может дозироваться периодически, например в пределах между 3, 5 и 4 л/мин, что при постоянном включении обеспечивает любую возможную потребность в кислороде. От электрического измерительного датчтса 7 поступает сигнал на электронный прибор 18 предельных значений и устройство 19 управления, вследствие чего отключающий клапан 17 с дозатором 16 при малой потребности в кислороде время от времени отключается. Дозированный кислород по магистрали 15 кислородного баллона поступает в циркуляционный контур аппарата. Из баллона 20 сжатого воздуха производится питание сжатым воздухом, который через клапан 2t и редуктор 22 по магистрали 23 сжатого воздуха поступает в напорную камеру 24 ле,гочного автомата 8 и при открытии клапана 25 поступает в дыхательный контур. При плотном прилегании дыхательной маски 1 и герметизации контура Относительно окружающего воздуха в контуре возникает давление, которое определяется силой пружины 26 избыточного давления и пружиной 28, которая воздействует на мембрану 27 легочного автомата 8. Это давление вьшге давления окружающей среды, тем самым гарантируется, что при утечках движение воздуха происходит только изнутри наружу Когда достигается такое давление, мембрана 27 возвращается в исходное положение, преодолевая усилие пружины 28, а результате чего клапан 25 легочного автомата 8 возвращается в исходное положение и поступление воздуха из напорной камеры 24 прерьшается. Если дыхательный воздух выходит из циркуляционного контура и это не может больше быть компенсировано из объема дыхательного мешка 6, то давление в контуре снижается и под действием усилия пружины 28 клапан 25 открывается настолько, чтобы Покрыть объем вдоха. Вьщыхаемый воз дух проходит в этом случае по шлангу 2 вьщоха через регенеративный патрон 4 и по соединительной магист рали 5 попадает в дыхательный мешок 6, который растягивается, преод левая сопротивление пружины 26. Вслед твие этого в контуре возникает более высокое избыточное давление, ко то рое Действует также на мембрану 2 7, поз том клапан 25 легочного автомата 8 снова закрыт. Во вдыхаемом воздухе пер воначальное содержание кислорода составляет 21%, из-за потребления ккслорода во время дыхания оно пада ет до значения ниже 20%, в результате чего электронно-измерительный датчик 7, чувствительный к кислороду, выдает сигнал на электронный пр бор 18 предельных значений. Благодаря этому приводится в действие устройство 19 управления и отключаю щий клапан 17 открьгоает дозатор 16. Таким образом, по магистрали 15 кис лородного баллона в контур поступае постоянная доза кислорода до тех пор, пока не будет достигнуто макси мальное значение 24 или 25%. Так как такое дозирование кислорода в нормальйом случае покрывает потребность путем более или менее долгого открытия дозатора, то для следующих Вдохов в дыхательном мешке всегда содержится достаточно газа, чтобы покрыть объем вдоха. В этом случае, следовательно, клапан 25 легочного автомата 8 в дейст вие не вступает. Однако, если происходят потери вследствие утечек через дыхательную маску 1 при одновременном высоком потреблении кислорода, то при извесгньгх условиях объема, содержащегося в дыхательном мешке 6, может не хватить для заполнения легких при следующих вдохах. Вследствие этого дьйсательный мешок 6 опорожняе ся, пружина 26 сильно растягивается и избыточное давление в контуре падает Так как вследствие этого давл ние на мембрану 27 в подмембранной полости 9 легочного автомата 8 такж падает, то пружина 28 перемещает клапан 25 в направлении открытия, благодаря чему сжатый воздух по магистрали 23 сжатого воздуха поступает в контур до полного восстановления объема, необходимого для дыхания. Такое срабатывание клапана 25 легочного автомата 8 является, следовательно, слышимым признаком того, что имеют место потери вследствие несльш1Имых утечек через да1хательную маску 1. В этом случае можно подтянуть ремки маски. Если по каким-либо причинам отказало электронное регулирование дозирования 7, 18, 19 и 17, работчий может включить переключающий клапан 31 с ручным приводом. Благодаря открытию соединительной магистрали 30 путем включения переключающего клапана 31 производится снабжение дыхательным газом через клапан 25 легочного автомата 8 теперь из кислородного баллона 12, при этом одновременно перекрывается магистраль 23 Сжатого воздуха . Отключающий клапан 17 с электронным управлением может быть выполнен так, чтобы при выходе из строя электроники сохранялось открытое положение: дозирование в этом случае становится непрерывным. Таким образом, работающий имеет в своем распоряжении достаточно времени для выхода из опасной зоны, однако в контуре при этом устанавливается повышенное содержание кислорода, поэтому работа по тушению пожара должна быть прекращена. Предохранительный клапан 33 обеспечивает коррекцию давления циркулирующего воздуха при случайном слишком большом повышении давления в контуре, которое может возникнуть, например, в том случае если при отказе электроники не отключается дозатор или если клапан 25 легочного автомата 8 застопорился в открытом положении. Целесообразно для описанного устройства выбирать емкости для сжатого газа и кислорода соответственно с соотношением объемов газов приблизительно 1:4. Для аппарата, рассчитанного на 2 ч, можно в этом случае для сжатого кислорода иметь 1,2-литровьй баллон, заполненный под давлением 200 бар, т.е. запас кислорода составляет 240 л, а для воздуха - . баллон 0,3 л, заполненный под давле

РЕСПИРАТОР С ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ДЫХАТЕЛЬНОГО ВОЗЛУХА, содержащий дыхательную маску, баллон с компенсационным газом - сжатым воздухом, сообщенный магистралью через регулировочный клапан с дыхательным контуром респиратора, кислородный блллон, на магистрали которого установлен электрический измерительный датчик содержания кислорода, а также регенеративный патрон, установленный на линии выдоха и сообщенный с дьтхательньм мешком, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем предотвращения утечки кислорода и упрощения конструкции магистрали подачи: компенсационного газа сжатого воздуха, регулировочный клапан выполнен в виде легочного мембранного автомата, магистраль кислородного баллона подключена к подмембранной полости автомата, а магистраль сжатого воздуха подсоединена к напорной камере автомата, при этом магистраль сжатого воздуха соединительной магистралью с переключающим клапаном сообщена с кислоСУ) родной магистралью, клапаны баллонов сжатого воздуха и кислорода соединены общим приводным устройством, а дыхательный мешок снабжен пружиной .избыточного давления, при этом в соединительной магистрали установлен обратный клапан, сообщающий маСП гистраль кислородного баллона с магистралью сжатого воздуха. (;о