RU2225322C2 - Diving breathing apparatus of closed breathing scheme - Google Patents

Abstract

FIELD: diving breathing apparatus. SUBSTANCE: proposed diving breathing apparatus includes breathing bag and two cartridges filled with regenerative and absorbent agents which are connected in parallel in expiration line. Expiration line is provided with three-way electromagnetic valve controlled by means of electric oxygen partial pressure sensor. Sensor is mounted in inspiration line. EFFECT: enhanced efficiency of regenerative agent and carbon dioxide absorbent; enhanced accuracy of maintenance of preset composition of breathing mixture. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области водолазной техники, а именно к водолазным дыхательным аппаратам регенеративного типа с замкнутой схемой дыхания. Может быть использован в ВМФ, армии России и организациях, занимающихся проведением водолазных работ. The invention relates to the field of diving technology, namely to diving breathing apparatus of a regenerative type with a closed breathing pattern. It can be used in the Navy, the Russian army and organizations engaged in diving operations.

Известны водолазные дыхательные аппараты с замкнутой схемой дыхания, например, аппарат фирмы "Дженерал Электрик" МК-10 (В.А.Вишняков, И.В.Меренов "Глубоководная водолазная техника". Л.: "Судостроение", 1982, с. 29-34). Этот аппарат содержит дыхательный мешок, патрон с поглотительным веществом, баллоны с дыхательной смесью и кислородом, а также датчик парциального давления кислорода с клапаном. Known diving breathing apparatus with a closed breathing pattern, for example, the apparatus of the company "General Electric" MK-10 (V.A. Vishnyakov, I.V. Merenov "Deep-sea diving equipment". L .: "Shipbuilding", 1982, S. 29 -34). This apparatus contains a breathing bag, a cartridge with an absorbent, cylinders with a breathing mixture and oxygen, as well as an oxygen partial pressure sensor with a valve.

Недостатками данного аппарата являются наличие специального кислородного баллона, необходимость вытравливания отработанного газа в воду, чем нарушается скрытность нахождения водолаза под водой. Кроме того, такие аппараты характеризуются повышенным сопротивлением дыханию и незначительной степенью отработки поглотительного вещества. The disadvantages of this apparatus are the presence of a special oxygen cylinder, the need to etch the exhaust gas into the water, which violates the secrecy of the diver under the water. In addition, such devices are characterized by increased resistance to breathing and an insignificant degree of development of the absorbing substance.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является водолазный дыхательный аппарат с замкнутой схемой дыхания, состоящий из двухклапанной коробки, систем вдоха и выдоха, двух патронов, снаряженных один - регенеративным, а другой - поглотительным веществом, соединенных параллельно на линии вдоха (Легководолазное инженерное снаряжение СЛВИ-71, М.: "Воениздат", 1980, с. 10 - прототип). The closest in technical essence and the achieved result is a diving breathing apparatus with a closed breathing pattern, consisting of a two-valve box, inhalation and exhalation systems, two cartridges equipped with one regenerative and the other with absorbing material connected in parallel on the inspiration line (Light-diving engineering equipment SLVI-71, M .: Military Publishing, 1980, p. 10 - prototype).

Этот аппарат имеет наименьшие из рассмотренных аналогов массогабаритные характеристики и обеспечивает скрытность нахождения водолаза под водой. This device has the smallest of the considered analogues weight and size characteristics and provides the secrecy of finding a diver under water.

Недостатком аппарата является отсутствие регулирующего органа в системе распределения потока выдыхаемой газовой смеси на каждый патрон, а вследствие этого недостаточно точное поддержание необходимого состава вдыхаемой смеси и неполная отработка регенеративного вещества и поглотителя диоксида углерода в патронах, отсутствие переключателя на дыхание через один патрон. The disadvantage of this apparatus is the lack of a regulatory body in the system for distributing the flow of the exhaled gas mixture for each cartridge, and as a result, the required composition of the inhaled mixture is insufficiently accurate and the regenerative substance and carbon dioxide absorber in the cartridges are not fully developed, and there is no switch for breathing through one cartridge.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении степени отработки регенеративного вещества и поглотителя диоксида углерода, а также в более точном поддержании состава дыхательной газовой смеси. The technical result from the use of the invention is to increase the degree of development of the regenerative substance and the carbon dioxide absorber, as well as to more accurately maintain the composition of the respiratory gas mixture.

Этот технический результат достигается тем, что в водолазном дыхательном аппарате с замкнутой схемой дыхания, содержащем дыхательный мешок, два патрона с регенеративным и поглотительным веществом, соединенных параллельно на линии выдоха, в узловой точке линии выдоха установлен трехходовой электромагнитный клапан, управляемый электрическим датчиком парциального давления кислорода, а сам датчик установлен на магистрали вдоха. This technical result is achieved by the fact that in a diving breathing apparatus with a closed breathing circuit containing a breathing bag, two cartridges with regenerative and absorbent substances connected in parallel on the expiration line, a three-way solenoid valve, controlled by an electric oxygen partial pressure sensor, is installed at the nodal point of the expiration line , and the sensor itself is installed on the inspiration line.

На фиг.1 изображена принципиальная схема водолазного дыхательного аппарата (трехходовой электромагнитный клапан находится в положении подачи газовой смеси в оба патрона). Figure 1 shows a schematic diagram of a diving breathing apparatus (a three-way solenoid valve is in the position to supply the gas mixture to both cartridges).

На фиг.2 изображен трехходовой трехпозиционный электромагнитный клапан в положении подачи газовой смеси в правый патрон, левый патрон перекрыт. На фиг.3 - подача смеси в левый патрон, правый - перекрыт. Figure 2 shows a three-way three-position solenoid valve in the position of supplying the gas mixture to the right cartridge, the left cartridge is closed. In Fig.3 - the flow of the mixture into the left cartridge, the right one is blocked.

Дыхательный аппарат состоит из двухклапанной коробки 1, трубок вдоха 2 и выдоха 3, дыхательного мешка 4, трехходового электромагнитного клапана 5, датчика парциального давления кислорода 6 и двух патронов - одного с регенеративным веществом 7 и второго 8 с поглотителем диоксида углерода. На дыхательном мешке имеется предохранительный клапан 9 и легочный автомат 10, подающий в мешок дыхательную газовую смесь от баллона 11. The breathing apparatus consists of a two-valve box 1, inspiration 2 and expiration 3 tubes, a breathing bag 4, a three-way solenoid valve 5, an oxygen partial pressure sensor 6, and two cartridges - one with regenerative substance 7 and the second 8 with a carbon dioxide absorber. On the breathing bag there is a safety valve 9 and a pulmonary machine 10 that feeds the respiratory gas mixture into the bag from the cylinder 11.

Трехходовой электромагнитный клапан имеет три штуцера "а", "б", "в", к которым соответственно присоединены трубки выдоха 3, трубки выдоха 12, 13 патронов 7 и 8. Патрубки выдоха 14, 15 патронов 7 и 8 соединены с дыхательным мешком. Электрический сигнал датчика 6 на управление клапаном 5 подается от автономного источника питания. The three-way solenoid valve has three fittings "a", "b", "c", to which respectively the exhalation tubes 3, the exhalation tubes 12, 13 of cartridges 7 and 8 are connected. The exhalation tubes 14, 15 of cartridges 7 and 8 are connected to the breathing bag. The electrical signal of the sensor 6 to control the valve 5 is supplied from an autonomous power source.

Дыхательный аппарат работает следующим образом. The breathing apparatus operates as follows.

При спуске водолаза под воду дыхательный мешок 4 заполняется дыхательной газовой смесью (ДГС) от баллона 11 через легочный автомат 10. Избыток ДГС вытравливается через предохранительный клапан 9. При содержании кислорода в ДГС в пределах допустимых концентраций клапан 5 находится в среднем положении, т. е. штуцер "а" сообщен со штуцерами "б" и "в". Во время выдоха ДГС через коробку 1, трубку выдоха 3 поступает к штуцеру "а" клапана 5. Клапан 5 находится в положении подачи ДГС на штуцер "б", а из него через штуцеры "б" и "в" по трубкам 12 и 13 в оба патрона (см. фиг.1). ДГС поступает в патрон 7, заполненный регенеративным веществом, и патрон 8, заполненный поглотителем диоксида углерода (химический поглотитель известковый ХП-И). Взаимодействуя с регенеративным веществом и поглотителем, ДГС очищается от диоксида углерода и в то же время в патроне 7 обогащается кислородом, выделяющимся из вещества, а затем поступает в дыхательный мешок 4. При вдохе ДГС из мешка поступает по трубке вдоха 2 через датчик 6 в клапанную коробку 1. When the diver descends under water, the respiratory bag 4 is filled with a respiratory gas mixture (DHA) from the cylinder 11 through the pulmonary machine 10. Excess DHA is etched through the safety valve 9. When the oxygen content in the DHA is within the permissible concentration, valve 5 is in the middle position, i.e. union “a” is connected with nozzles “b” and “c”. During the exhalation of the DGS through the box 1, the exhalation tube 3 enters the nozzle "a" of the valve 5. The valve 5 is in the position of the DGS supply to the nozzle "b", and from it through the fittings "b" and "c" through the tubes 12 and 13 in both cartridges (see figure 1). DHS enters the cartridge 7, filled with a regenerative substance, and the cartridge 8, filled with a carbon dioxide absorber (chemical absorber lime CP-I). Interacting with the regenerative substance and the absorber, the DHA is purified from carbon dioxide and at the same time in cartridge 7 it is enriched with oxygen released from the substance, and then enters the breathing bag 4. When inhaling, the DHA from the bag enters through the inhalation tube 2 through the sensor 6 into the valve box 1.

По мере производства дыхательных циклов концентрация кислорода в ДГС начинает повышаться и при достижении предела, на который отрегулирован датчик парциального давления кислорода 6, подается электрический сигнал на клапан 5. Клапан 5 переключается в положение подачи ДГС на штуцер "в" (см. фиг. 2). В этом случае при выдохе ДГС через трубку 13 поступает в патрон 8, заполненный поглотителем диоксида углерода, где очищается от диоксида углерода и через патрубок 15 поступает в дыхательный мешок. Кислород в этом случае не выделяется и концентрация его в ДГС начинает понижаться. В момент достижения нижнего предела концентрации кислорода в ДГС датчик 6 выдает электрический сигнал на клапан 5. Клапан 5 переключается в положение (см. фиг.3) и процесс повторяется. As the respiratory cycles are produced, the oxygen concentration in the DHA begins to increase, and when the limit to which the oxygen partial pressure sensor is adjusted 6 is reached, an electrical signal is supplied to valve 5. Valve 5 switches to the position of the DHA supply to nozzle “c” (see Fig. 2 ) In this case, when the DHA is exhaled, through the tube 13 it enters the cartridge 8 filled with a carbon dioxide absorber, where it is cleaned of carbon dioxide and through the nozzle 15 enters the breathing bag. In this case, oxygen is not released and its concentration in DHA begins to decrease. At the moment of reaching the lower limit of the oxygen concentration in the gas generator, the sensor 6 gives an electric signal to the valve 5. The valve 5 switches to the position (see figure 3) and the process repeats.

Таким образом, при использовании предлагаемого дыхательного аппарата исключается вероятность кислородного отравления и кислородного голодания, повышается безопасность проведения водолазных спусков. Кроме того, за счет повышения степени отработки регенеративного вещества и поглотителя диоксида углерода достигается экономия этих продуктов, снижается масса и габариты аппаратов при одной и той же их автономности. Thus, when using the proposed breathing apparatus, the probability of oxygen poisoning and oxygen starvation is excluded, the safety of diving descents is increased. In addition, by increasing the degree of development of the regenerative substance and the carbon dioxide absorbent, these products are saved, and the mass and dimensions of the apparatus are reduced with the same autonomy.

Claims (1)

Водолазный аппарат с замкнутой схемой дыхания, содержащий дыхательный мешок, два патрона с регенеративным и поглотительным веществом, соединенных параллельно на линии выдоха, отличающийся тем, что в узловой точке выдоха установлен трехходовой электромагнитный клапан, управляемый электрическим датчиком парциального давления кислорода, а сам датчик установлен в магистрали вдоха.A diving apparatus with a closed breathing circuit, containing a breathing bag, two cartridges with regenerative and absorbent substances connected in parallel on the exhalation line, characterized in that a three-way solenoid valve, controlled by an electric oxygen partial pressure sensor, is installed at the nodal point of exhalation, and the sensor itself is installed in trunk inspiration.

Images