Устройство и работа составных частей респиратора

Составные части респиратора соединены между собой в две взаимосвязанных системы – воздуховодную и кислородоподающую.

Воздуховодная система состоит из лицевой части 8, соединительной коробки 7, дыхательных шлангов 4, 5 (рис. 3.41), дыхательных клапанов (рис. 3.42), регенеративного патрона 5 с избыточным клапаном 4, дыхательного мешка 3, холодильника 7 (рис. 3.39) и составляет с органами дыхания человека замкнутую систему, по которой циркулирует вдыхаемый и выдыхаемый воздух.

Лицевая часть представляет собой панорамную маску типа 3S фирмы MSA AUER (полная лицевая маска AUER 3 S-R-GUS), герметично закрывающую лицо, с оголовником для укрепления ее на голове человека, переговорным устройством и переходником для подсоединения к соединительной коробке 14 винтом 6 (рис. 3.40) с резьбой ³/₄ ".

Шланги дыхательные и дыхательные клапаны обеспечивают разделение потоков вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в воздуховодной системе.

Дыхательные клапаны одинаковы по конструкции (рис.3.42) и состоят из седла пластмассового 2 и клапана грибовидного резинового 1 с кольцом резиновым 3 в проточке седла для герметизации соединения патрубков дыхательных шлангов со штуцерами регенеративного патрона и холодильника, конструкция которых исключает неправильную установку клапанов.

Патрон регенеративный предназначен для очистки выдыхаемого воздуха от углекислого газа химическим поглотителем известковым (ХП-И) и состоит из камеры загрузочной (рис.3.44), изготовленной из нержавеющей стали, со штуцерами для входа 2 и выхода 10 выдыхаемого воздуха и избыточного клапана (рис.3.45), который соединяется с загрузочной камерой накидной гайкой.

Рис. 3.44. Регенеративный патрон:

1- обечайка; 2, 10- штуцер; 3- перегородка верхняя; 4- крышка; 5- заглушка; 6, 8- пружина; 7- перегородка нижняя; 9- петля.

Внутри камеры имеются две перегородки 3 и 7 из металлической сетки, пространство между которыми заполняется ХП-И. Перегородка 7 может оттягиваться за петлю 9 при снаряжении патрона и поджимает затем ХП-И при помощи пружин 8.

ХП-И загружается в патрон через отверстие в горловине, припаянной к внутренней поверхности крышки камеры 4 и закрываемой заглушкой 5 с защелкой пружинной проволочной 6.

Выдыхаемый воздух проходит в дыхательный мешок через штуцер 2, перегородку сетчатую 3, слой ХП-И, перегородку сетчатую 7 и штуцер 10. Избыток воздуха поступает в кольцевой канал между горловиной и крышкой 4 и затем удаляется через избыточный клапан.

Клапан избыточный мембранного типа (рис.3.45) предназначен для удаления избытка воздуха из воздуховодной системы респиратора и состоит из основания 1, крышки 2, соединенных между собой кольцом фасонной резиновой мембраны 5. В основании имеется 12 отверстий для прохода воздуха, закрытых металлической сеткой.

Рис. 3.45. Клапан избыточный:

1- основание; 2- крышка; 3- пружина; 4- держатель; 5- мембрана; 6- клапан грибковый; 7- пробка; 8- подушка.

В центральное отверстие основания вставлена подушка резиновая 8, к которой прижимается выполненная в виде седла клапана центральная часть мембраны под действием пружины 3, упирающейся одним концом в крышку, а другим в держатель 4, в который вставлен клапан грибковый 6.

Под действием избыточного давления в воздуховодной системе респиратора на мембрану она прогибается, сжимая пружину и открывая проход воздуху через отверстия в основании под клапан грибковый и через него и отверстие в крышке (показано стрелками) в атмосферу.

Давление в системе снижается и под действием пружины перекрывается проход воздуху между мембраной и подушкой.

Холодильник (рис.3.46) предназначен для понижения температуры вдыхаемого воздуха за счет отвода тепла в окружающую среду, а также за счет плавления брикета льда, помещаемого в холодильник.

Рис. 3.46. Холодильник:

1, 2- патрубок; 3- корпус; 4- цилиндр; 5- крышка.

Холодильник состоит из внутреннего цилиндра 4 и наружного корпуса 3, изготовленных из нержавеющей стали и образующих между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью цилиндра зазор, по которому проходит вдыхаемый воздух, охлаждаясь от стенок кожуха и цилиндра, куда также может быть помещен брикет льда для более интенсивного охлаждения вдыхаемого воздуха. В последнем случае цилиндр герметично закрывается крышкой резиновой 5 для предотвращения вытекания воды при таянии льда.

В корпус впаяны патрубок 1 для входа воздуха в холодильник и патрубок 2 для выхода воздуха через клапан вдоха в дыхательный шланг.

Воздух поступает в холодильник, пройдя через датчик воздушного потока 15 сигнального устройства (рис.3.39).

Мешок дыхательный (рис.3.47) является резервуаром для вдыхаемого воздуха, очищенного от углекислого газа, а также влагосборником, в который конденсируется влага от выдыхаемого воздуха.

Рис. 3.47. Мешок дыхательный:

1- мешок; 2, 10, 13- кольцо; 3- трубка ПХВ дренажная силиконизированная одноканальная; 4- штуцер блока; 5- увязка; 6- облицовка; 7- штуцер с трубкой; 8, 11- гайка; 12- прокладка; А – штуцер присоединительный к кислородораспределительному блоку; Б – штуцер присоединительный к холодильнику; В – штуцер присоединительный к регенеративному патрону.

Оболочка мешка 1 изготовлена из рулонной коландрованной (шлемовой) резины. Штуцера А, Б и В вмонтированы в выворотные резиновые фланцы, вклеенные в мешок, с помощью увязки.

Штуцер А с впаянным в него штуцером 4, накидной гайкой 11, прокладкой 12 и кольцом 13 служит для присоединения мешка к кислородораспределительному блоку.

Штуцером Б дыхательный мешок соединяется со штуцером датчика воздушного потока сигнального устройства накидной гайкой 8 с уплотнительным кольцом кольцо 10.

Штуцером В дыхательный мешок соединяется с регенеративным патроном.

Постоянная подача кислорода из кислородораспределительного блока осуществляется в корпус датчика воздушного потока сигнального устройства и в дыхательный мешок по трубке ПВХ дренажной 3, увязанной со штуцером 4 и со штуцером 7, впаянным в штуцер Б.

Кислородоподающая система состоит из кислородного баллона с вентилем и блока кислородораспределительного.

Кислородный баллон (рис.3.48) служит для хранения запаса газообразного кислорода и закрепляется в корпусе респиратора при помощи гибкого хомута с замком. Емкость баллона – 1 литр, рабочее давление 20 МПа (200 кгс/см²).

Рис. З.48. Кислородный баллон:

1- корпус кислородного баллона; 2- запорный вентиль типа КВМ-200

А; 3- клеймо с техническими данными.

На верхней сферической части около горловины баллона отчетли­во наносятся клеймением 3 следующие данные:

- товарный знак завода-изготовителя;

- номер баллона;

- дата (месяц и год) изготовления и год следующего освидетельствования;

- рабочее давление (Р), МПа (кгс/см²);

- пробное гидравлическое давление (П), МПа (кгс/см²);

- емкость баллона номинальная (Е) л;

- фактический вес порожнего баллона (В), кг;

- клеймо ОТК завода-изготовителя круглой формы диаметром 10 мм.

Место на баллоне, где приведены эти данные, покрывают бесцветным лаком и обводят отличительной краской в виде рамки, остальную поверхность баллона окрашивают в голубой цвет и наносят черной краской надпись «Кислород».

Принимаемые на зарядку кислородные баллоны должны иметь остаточное давление кислорода 50 КПа (0,5 кгс/см²). Для сохранения чистоты кислорода при последующем наполнении баллонов на практике обычно оставляют давление в них не менее 1,0 МПа (10 кгс/см²).

Перед первым наполнением баллона медицинским кислородом необходимо выпустить в атмосферу оставшийся газ и промыть баллон. Для этого наполняют баллон кислородом под давлением не ниже 1,0 МПа (10 кг/см²) и затем выпускают газ в атмосферу.

Гарантийный срок хранения кислорода в баллоне составляет 12 меся­цев со дня его наполнения (изготовления). По истечении гарантийного срока хранения кислорода перед использованием он должен быть проверен.

При выпуске кислорода из баллона необходимо соблюдать следующие меры безопасности. Объем помещения должен быть не менее 30 м². Скорость истечения кислорода должна быть такой, чтобы вентиль не обмерзал. Перед выходным отверстием штуцера вентиля должно быть свободное пространство не менее 2 м. В помещении не должно быть открытого огня, нагревательных приборов с открытой спиралью и легковоспламеняющихся веществ. Кислородные малолитражные баллоны заполняют кислородом обычно до давления 22 МПа с тем, чтобы после их охлаждения давление составило в баллоне 20 МПа (200 кгс/см²). Зависимость давления кислорода в баллоне от температуры окружающего воздуха приведена в табл. 3.6.

Таблица 3.6. Зависимость давления кислорода в баллоне от температуры окружающего воздуха

Допускается отклонение давления от указанных значений не более чем на 1,0 МПа (10 кгс/см²).

Кислородные баллоны подвергают периодическому испытанию через каждые 5 лет гидравлическим давлением 30 МПа (300кгс/см²). Баллоны с просроченной датой освидетельствования снимают из расчета и удаляют из них кислород.

У запасных баллонов один раз в месяц проверяют давление кислорода путем подсоединения контрольного манометра, а также исправность и герметичность вентиля.

Вентиль баллона (рис.3.49) представляет собой запорный механизм, собранный в корпусе 2, имеющем штуцер с конусной резьбой для соединения с баллоном, штуцер с цилиндрической резьбой для соединения с блоком кислородораспределительным.

Запорный механизм состоит из клапана 15 с фторопластовой подушкой, штока 12, втулки 8, маховика 6. Вращение маховика 6 передается втулке 8, через нее – штоку и через шток – клапану, который при вращении маховика по часовой стрелке прижимает фторопластовую подушку к седлу и клапан закрывается. При вращении маховика против часовой стрелки происходит открытие клапана.

Рис. 3.49. Вентиль кислородного баллона:

1- трубка; 2- корпус; 3, 13, 14- прокладка; 4, 10- пружина; 5- шарик; 6- маховик; 7- заглушка; 8- втулка; 9, 11- гайка; 12- шток; 15- клапан.

Герметичность вентиля обеспечивается прокладкой 14, поджатой гайкой 11 и прокладкой 13, поджатой венчиком штока с усилием пружины 10, регулируемым гайкой 9.

Для удобства пользования маховиком он может выдвигаться по втулке, а в сложенном положении удерживается шариковым фиксатором 5 с пружиной 4.

Блок кислородораспределительный (рис.3.50) предназначен для понижения давления кислорода, поступающего из баллона, и подачи его в систему респиратора и включает в себя следующие узлы:

- штуцер входной 1-3 для присоединения к вентилю баллона с фильтром 1, гайкой накидной с кольцом резиновым 3 и кольцом уплотнительным 2;

Рис. 3.50. Блок кислородораспределительный:

1, 4, 32- фильтр; 2, 3- кольцо; 5, 7, 10, 31, 34, 37- пружина; 6, 11- клапан; 8, 50- корпус; 9- направляющая; 12, 29- гайка регулировочная; 13- штуцер; 14, 16, 24, 28- шайба; 15, 20, 25, 41, 47- мембрана; 17- прокладка; 18- заглушка; 19- клапан легочного автомата; 21- сопло; 22, 33, 36, 42, 43- гайка; 23- диафрагма; 26- крышка; 27, 44- винт; 28- колпачок; 30- сетка; 35-39- колпак; 40- кнопка; 45- шпиндель; 46- диск; 47- мембраны медные; 48- седло; 49- рычаг

- редуктор обратного действия для понижения давления кислорода от рабочего в баллоне до (0,4±0,05) МПа и совмещенный с предохранительным клапаном 5-15;

- клапан предохранительный на давление открытия (1,0±0,2) МПа;

- автомат легочный 19-37 для дополнительной подачи кислорода в воздуховодную систему респиратора;

- клапан дополнительной (байпас) подачи кислорода вручную (аварийный 38-42) в воздуховодную систему респиратора в обход редуктора и легочного автомата в случаях их неисправности;

- вентиль перекрывной 43-49.

Входной штуцер 1-3 предназначен для присоединения баллона к кислородораспределительному блоку и состоит из фильтра 1, который предо­твращает засорение блока. Баллон присоединяется к блоку гайкой накидной с кольцом резиновым 3 и уплотняется кольцом уплотняющим 2.

Редуктор обратного действия предназначен для понижения давления кислорода до 0,4 МПа. Его особенность является некоторое повышение дав­ления в рабочей камере, а, следовательно, и увеличение постоянном подачи кислорода через дозирующее отверстие при понижении давления кислорода в баллоне. Редуктор, совмещенный с предохранительным клапаном, состоит из редукционного клапана 6. Рабочая камера редуктора герметизируется мембраной 15 и штуцером 13 предохранительного клапана с помощью шайб 14 и 16, гайки и корпуса 8. Во внутреннюю полость штуцера помещены: клапан 11, который перекрывает седло предохранительного клапана и пружина 10. Вворачивают гайку 10 регулирующую при помощи, которой регулируют величину срабатывания предохранительного клапана. В корпус 8 помещается пружина, регулирующая 7, которая поджимается направляющей 9, при помощи которой изменяют рабочее давление в камере редуктора.

Редуктор работает следующим образом. При закрытом запорном вен­тиле баллона, когда кислород не поступает в кислородораспределительный блок, регулирующая пружина 7, действуя через штуцер 13, отжимает редук­ционный клапан от седла. При открытом вентиле баллона кислород проходит через фильтр 1 по каналу в корпусе блока, фильтр 4 и седло редукцион­ного клапана 6 в камеру редуктора. Когда в камере редуктора давление поднимается выше 0,4 МПа, мембрана 15 и штуцер 13 под действием этого давления сжимает пружину 9, в результате чего поднимается редукционный клапан, который прикрывает сечение седла редукционного клапана 6. Полностью седло при работе редуктора не закрывается, так как из камеры редуктора непрерывно расходуется (1,4+0,1) л/мин кислорода. Таким образом, в процессе работы редуктора его система находится в состоянии поднятого равновесия, то есть при увеличении расхода кислорода редукционный клапан увеличивает сечение седла, при уменьшении — уменьшает.

Предохранительный клапан предназначен для снижения давления в камере редуктора в случае, если по причине какой-либо неисправности. После регулировки предохранительный клапан пломбируется краской. В случае неисправности редуктора, когда давление в его камере достигает 0,8...1,2 МПа, клапан 11 отходит от седла и кислород выходит из камеры редуктора в атмосферу.

Легочный автомат предназначен для дополнительной подачи кисло­рода в воздуховодную систему регенеративного дыхательного аппарата в случае, если в ней возникает вакуумметрическое давление 200±100 Па (20 мм вод. ст. ±10 мм вод. ст.) и состоит из основного и вспомогательного клапанов. Основной клапан состоит из седла, представляющего собой метал­лическую обойму с резиновой вставкой, и клапана, прижатого к седлу пружиной. Пружина одним концом упирается в седло, а другим в гайку регулирующую. Гайка навинчена на шток клапана, а на нее надета шайба 24. Основной клапан крепится в своем гнезде с помощью гайки. Камера основного клапана герметизируется мембраной 25. Края мембраны прижаты соплом 21 и гайкой 36 к кольцевому выступу камеры основного клапана.

Вспомогательный клапан легочного автомата устроен следующим образом. Сопло 21 защищено фильтром 32, закрепленной гайкой 36. Над соплом 21 расположена мембрана 20, закрепленная с помощью крышки 26 и гайки 22. На мембрану с обеих сторон действуют усилия пружин 31 и 34, благодаря которым создается необходимая жесткость мембраны.

Зазором между соплом 21 и мембраной 20 регулируется с помощью гайки 29. При этом регулируется величина вакуумметрического давления, при котором должен работать легочный автомат. Положение регулирующей гайки фиксируется винтом 27. Для предотвращения попадания твердых частиц в полость верхней камеры мембраны 20 отверстие в крышке 26 закрыто сеткой 30, закрепляемой колпаком 35.

Для постоянной подачи кислорода в систему регенеративного дыхательного аппарата в клапане 19 легочного автомата имеется канал с дозирующим отверстием, защищенным от засорения фильтр — сеткой, которая закреплена гайкой. При открытом вентиле баллона (1,4+0,1) л/ мин кислорода из редуктора через фильтр, дозирующее отверстие, канал в клапане и сопло 21 поступает в камеру вспомогательного клапана. Камера вспомогательного клапана соединена каналом с выходным штуцером, слу­жащим для подключения блока к дыхательному мешку.

Легочный автомат работает следующим образом. Когда в системе регенеративного дыхательного аппарата создается вакуумметрическое дав­ление 200±100 Па (20±10 мм вод.ст.) мембрана 20 под его действием спускается и перекрывает сопло 21. В результате этого постоянная подача кислорода прекращается, а в камере над мембраной 25 создается повы­шенное давление, мембрана прогибается и отводит клапан легочного авто­мата от седла. Кислород из редуктора через седло и каналы в корпусе блока поступает к выходному штуцеру и далее в дыхательный мешок.

После наполнения воздуховодной системы кислородом и снижения в ней вакуумметрического давления мембрана 20 открывает сопло 21 и возобновляется постоянная подача кислорода. При этом над мембраной 25 давление снижается, пружина прижимает клапан легочного автомата к седлу и подача кислорода через легочный автомат прекращается.

Аварийный клапан служит для подачи вручную кислорода в воздуховодную систему регенеративного дыхательного аппарата в случае неис­правности редуктора или легочного автомата. В аварийном клапане имеется такое же клапанное устройство, как и в редукторе. Камера клапана герме­тизируется мембраной 41, которая зажата гайкой 42 и шайбой 38. В гайку 42 вставлена кнопка 40. Для предохранения внутренней полости от засо­рения на гайку 42 надет резиновый колпак 39.

Для подачи кислорода аварийным клапаном необходимо нажать пальцем на резиновый колпак 39 при этом кнопка 40 передаст усилие нажатия на клапанное устройство через мембрану 41. Клапанное устройство открывается, и кислород поступает в камеру аварийного клапана, откуда по каналу в корпусе блока поступит в дыхательный мешок. При этом дав­ление в камере аварийного клапана возрастет, противодействуя через мем­брану 41 усилию нажатия.

Перекрывной вентиль предназначен для отключения капиллярной трубки с манометром от кислорода подающей системы при обнаружении в них утечки кислорода. Перекрывной вентиль устроен следующим образом. Гайкой 43 в соответствующем гнезде корпуса блока зажаты седло клапана 48 и пакет из четырех мембран медных 47. Седло клапана 48 имеет два конусообразных выступа, выполненных в виде концентрических окружностей, которые создают две замкнутые полости между пакетом мембран 47 и седлом клапана 48. При повороте рычага 49 по часовой стрелке на 45..60° шпиндель 45 передает усилие на диск 46, который принимает пакет мембран к центру седла 48, в результате чего прекращается подача кисло­рода к капиллярной трубке. Нужное положение рычага 49 обеспечивается его перестановкой на шестигранном выступе шпинделя 45 через 60°, при установке его другой плоскостью обеспечивается поворот относительно этих положений на 30°. Крепится рычаг винтом 44.

Гнездо А в корпусе кислородораспределительного блока 50 служит для подсоединения шланга сигнального устройства. Гнездо Б служит для подсоединения капиллярной трубки манометра.

Для проверки кислородораспределительного блока отдельно от регенеративного дыхательного аппарата в гнездо А вворачивается заглушка 18 с прокладкой 17.

В респираторе применен кислородный манометр, ММ-40С2 ГОСТ 2405-80, класс точности 4, верхний предел измерения 25 МПа. Манометр контролирует расход кислорода из баллона. Манометр соединен с кисло-родораспределительным блоком капиллярной трубкой 7 (рис. 3.51). К одному концу ее припаян штуцер 9, снабженный гайкой 8, а к другому концу — штуцер 4, в который ввинчивается манометр 2. Для предотвращения от повреждения на спираль капиллярной трубки надет шланг 6 с колпачками 5 на концах. Манометр с капиллярной трубкой крепится к правому кон­цевому ремню манометра держателем 3. Отверстие контрольное А в штуцере 4 служит для проверки герметичности капиллярной трубки и предохраняет шланг от разрыва при утечке кислорода.

Рис. 3.51. Манометр:

1- прокладка; 2- манометр; 3- карабин; 4- штуцер; 5- колпачок; 6- шланг; 7- капилляр; 8- гайка; 9- штуцер; А - контрольное отверстие

Шланг (рис. 3.52) соединяет сигнальное устройство с кислородораспределительным блоком, в гнезде А которого штуцер 6 с прокладкой 8 закрепляется гайкой 7. К сигнальному устройству шланг подсоединяется переходом 2 с гайкой 3 и кольцом 1. Штуцер 6 и переход 2 соединены шлангом 5 с кольцами 4 на концах.

Рис. 3.52. Шланг:

1- кольцо; 2- переход; 3- гайка; 4- кольцо; 5- шланг; 6- штуцер; 7- гайка; 8- прокладка

Устройство сигнальное (рис.3.39) состоит из трех основных частей: выносного блока 9, основного блока 8, датчика воздушного потока 15.

Выносной блок гибким электрическим кабелем присоединяется к основному блоку, соединенному с магистралью высокого давления кислородораспределительного блока медной трубкой, по которой кислород под давлением подается к измерительному преобразователю давления в основном блоке.

При включении в респиратор при закрытом вентиле баллона и/или при давлении кислорода в баллоне менее 0,1 МПа сигнальное устройство подает непрерывный звуковой сигнал, дублируемый прерывистым световым сигналом (периодически загорается яркий одиночный светодиод) на протяжении действия вдоха.

Сигнальное устройство (рис. 3.39), расположенное между холодильником, дыхательным мешком и кислородораспределительным блоком предназначено для подачи звукового сигнала при вдохе, в случае если закрыт вентиль баллона. Сигнальное устройство штуцером А подсоединяется к дыхательному мешку, штуцером Б к холодильнику и штуцером 8 через шланг к кислородораспределительному блоку.

При давлении от 0,1 до (5,5±0,5) МПа подается прерывистый звуковой сигнал, дублируемый прерывистым световым (продолжительность звучания сигнала составляет 1 с с периодичностью в 6 с).

При давлении свыше (5,5±0,5) МПа сигналы не подаются, о давлении в баллоне газодымозащитник информируется показаниями шкал на выносном блоке.

Сигнальное устройство (рис. 3.53) состоит из корпуса 4, служащего для прохода вдыхаемого из дыхательного мешка воздуха, голоса, крепящегося к зас­лонке 2 гайкой с шайбой, штока 5, резиновой прокладки уплотнения 3, пружины 6 и резинового кольца 7.

Рис. 3.53. Сигнальное устройство:

1- гайка; 2- заслонка; 3- прокладка; 4- корпус; 5- шток; 6- пружина; 7- кольцо; 8- штуцер; А, Б- штуцер

Сигнальное устройство работает следующим образом. При отсутствии давления кислорода заслонка прижата пружиной 6 к телу корпуса и при вдохе воздух проходит через отверстия двух голосов и приводит в коле­бательное движение их пластины, издавая при этом звуковой сигнал.

При подаче редуцированного давления 0,4 МПа (4 кгс/см²) из кислородораспределительного блока, давлением кислорода сжимается пружина 6 и приподнимается от корпуса заслонка 2, открывая при этом проход вдыхаемому из мешка воздуху между корпусом и заслонкой 2. При при­поднятой заслонке звучание голосов при вдохе отсутствует.