автоматическое переключающее устройство для подачи дыхательной смеси в пневмосистемы средства индивидуальной защиты

Формула изобретения

1. Автоматическое переключающее устройство для подачи дыхательной смеси в пневмосистемы средства индивидуальной защиты (СИЗ), включающее корпус с полостью, разделенной первым и вторым обратными клапанами на участки, соединенные соответственно с пневмосистемами СИЗ внешним и/или резервным источниками дыхательной смеси, при этом запорный элемент первого клапана смонтирован в полости корпуса в по меньшей мере одном радиальном уплотнительном кольце с возможностью поступательного перемещения и соединения участков полости корпуса с пневмосистемами СИЗ и источниками дыхательной смеси, а запорный элемент второго обратного клапана смонтирован в канале запорного элемента первого обратного клапана, соединяющем участки полости корпуса, связанные соответственно с внешним источником дыхательной смеси и с легочным автоматом СИЗ, причем запорный элемент второго обратного клапана выполнен подпружиненным, а на участках полости корпуса и на запорных элементах обратных клапанов выполнены уплотнительные поверхности, отличающееся тем, что запорный элемент первого обратного клапана выполнен подпружиненным, при этом пружины обратных клапанов воздействуют на соответствующие запорные элементы в противоположных направлениях, а участок полости корпуса, соединенный с резервным источником дыхательной смеси, выполнен в виде кольцевого паза, охватывающего участок полости, соединенный с легочным автоматом, при этом на торцевых поверхностях упомянутого паза образованы внутренняя и наружная кольцевые уплотнительные поверхности соответственно малого и большого диаметров, контактирующие с соответствующими поверхностями запорного элемента первого обратного клапана.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит звуковое устройство системы сигнализации СИЗ, соединенное каналом с участком полости корпуса для подачи дыхательной смеси в легочный автомат СИЗ от резервного источника, при этом вход в упомянутый канал расположен между радиальным уплотнительным кольцом на поверхности полости корпуса и наружной кольцевой уплотнительной поверхностью большого диаметра.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит штуцер для системы вентиляции СИЗ, соединенный с участком полости корпуса, предназначенным для подачи дыхательной смеси в легочный автомат от внешнего источника.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорная поверхность в полости запорного элемента первого обратного клапана, предназначенная для взаимодействия с поверхностью подпружиненного запорного элемента второго обратного клапана, выполнена конической.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пневмооборудованию средств индивидуальной защиты (СИЗ) человека от вредного воздействия непригодной для дыхания, токсичной и/или задымленной среды, в частности, закрытого изолирующего костюма, например, скафандра, костюма скафандрового типа, акваланга или водолазного костюма, используемых для обеспечения возможности нахождения человека в этих условиях при проведении работ в различных отраслях промышленности или при спасательных и аварийных работах, имеющих в своем составе дыхательный аппарат с легочным автоматом и переключатель (автоматическое коммутирующее устройство) для подключения легочного автомата попеременно к резервному или к внешнему источникам дыхательной смеси, в частности, баллону сжатого воздуха. Конструктивно устройство представляет собой переключатель (автоматическое коммутирующее устройство) для подключения легочного автомата СИЗ попеременно к резервному или к внешнему источникам дыхательной смеси, в частности, баллону сжатого воздуха.

Известны устройства для подключения легочного автомата СИЗ к резервному или к внешнему источникам сжатого воздуха, которые обеспечивают полуавтоматическое переключение на потребление воздуха от резервного источника при падении давления воздуха во внешнем источнике или при отсутствии последнего.

Одним из таких устройств является система вентиляции «SU 120» для химических защитных костюмов фирмы Draeger (Германия), созданная на основе полуавтоматического клапана. Если подача сжатого воздуха от внешнего источника прерывается, система «SU 120» автоматически переключается на резервный источник сжатого воздуха. Вентиляция при этом отключается, встроенный свисток сигнализирует о включении резервного источника сжатого воздуха. При возобновлении подачи сжатого воздуха от внешнего источника необходимо нажать специальную кнопку для перевода переключателя в режим работы на потребление воздуха от внешнего источника для дыхания и для вентиляции.

Недостатком таких переключающих устройств является отсутствие возможности повторного подключения внешнего источника без перекрытия вентиля подключенного резервного источника или без нажатия специально предназначенной для этого кнопки. При этом, поскольку упомянутая кнопка находится на корпусе устройства переключения (т.е. внутри СИЗ, выполненного, например, в виде скафандра), то такое действие связано с определенными (весьма значительными) неудобствами для пользователя (связанными с необходимостью проникновения руки внутрь костюма) и, кроме того, требует для выполнения много времени. Таким образом, недостатком известного устройства является его работа исключительно в полуавтоматическом режиме, а также затрудненный доступ к упомянутой кнопке.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является принятое за прототип автоматическое переключающее устройство для подачи дыхательной смеси в пневмосистему (RU 2165779 С1, МКИ А 62 В 7/02, 27.04.2001), содержащее корпус, в цилиндрической полости которого установлен золотник в виде обратного клапана с первым запорным элементом в виде поршня, при этом корпус имеет закрепленные в нем штуцер для подключения внешнего источника дыхательной смеси, штуцер для подключения резервного источника дыхательной смеси и штуцер для подключения легочного автомата, а запорный элемент выполнен с возможностью перемещения между двумя крайними положениями для переключения каналов подачи к легочному автомату от внешнего источника дыхательной смеси или от резервного источника. Устройство снабжено вторым обратным клапаном, запорный элемент которого смонтирован в канале запорного элемента первого клапана, соединяющим участки полости корпуса, связанные, соответственно, с внешним источником дыхательной смеси и с легочным автоматом СИЗ, при этом запорный элемент второго обратного клапана выполнен подпружиненным и перекрывает упомянутый канал, а на упомянутых участках полости корпуса и на запорных элементах обратных клапанов выполнены уплотнительные поверхности.

Однако, поскольку в данном устройстве при переходе работы от резервного баллона на внешний источник необходимо закрывать вентиль на баллоне, оно также обладает рядом указанных выше недостатков и, следовательно, неудобно в эксплуатации.

Технической задачей предложенного решения является создание переключающего устройства, повышающего удобство эксплуатации за счет полностью автоматической работы при смене источников дыхательной смеси.

Сущность изобретения заключается в том, что автоматическое переключающее устройство для подачи дыхательной смеси в пневмосистемы средства индивидуальной защиты (СИЗ) включает корпус с полостью, разделенной первым обратным клапаном и вторым обратным клапаном на участки, соединенные соответственно с пневмосистемами СИЗ внешним и/или резервным источниками дыхательной смеси, причем запорный элемент первого клапана смонтирован в полости корпуса в по меньшей мере одном радиальном уплотнительном кольце, с возможностью поступательного перемещения и соединения упомянутых участков полости корпуса с пневмосистемами СИЗ и источниками дыхательной смеси, а запорный элемент второго обратного клапана смонтирован в канале запорного элемента первого клапана, соединяющим участки полости, связанные соответственно с внешним источником дыхательной смеси и с легочным автоматом СИЗ, при этом запорный элемент второго обратного клапана выполнен подпружиненным, а на упомянутых участках полости корпуса и на запорных элементах обратных клапанов выполнены уплотнительные поверхности, запорный элемент первого обратного клапана выполнен подпружиненным, пружины обратных клапанов воздействуют на соответствующие запорные элементы в противоположных направлениях, а участок полости корпуса, соединенный с резервным источником дыхательной смеси, выполнен в виде кольцевого паза, охватывающего участок полости, соединенный с легочным автоматом, при этом на торцевых поверхностях упомянутого паза образованы внутренняя и наружная кольцевые уплотнительные поверхности соответственно малого и большого диаметров, контактирующие с соответствующими поверхностями запорного элемента первого обратного клапана.

Если устройство содержит звуковое устройство сигнализации, соединенное каналом с участком полости корпуса для подачи дыхательной смеси в легочный автомат СИЗ от резервного источника, то целесообразно при этом, чтобы вход в упомянутый канал был расположен между радиальным уплотнительным кольцом на поверхности полости корпуса и наружной кольцевой уплотнительной поверхностью большого диаметра.

Предпочтительно, если штуцер для системы вентиляции (при ее наличии в СИЗ) соединен с участком полости корпуса, предназначенным для подачи дыхательной смеси в легочный автомат от внешнего источника.

Конструктивно опорная поверхность в полости золотника предназначена для взаимодействия с поверхностью подпружиненного обратного клапана и может быть выполнена конической.

Таким образом, совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата, который заключается в повышении удобства работы переключающего устройства, что в целом повышает этот показатель для системы в целом.

Предложенное изобретение иллюстрируется чертежами, на которых:

на фиг.1 и 2 в разрезе показано предложенное автоматическое переключающее устройство в двух положениях запорных элементов обратных клапанов.

Автоматическое переключающее устройство для подачи дыхательной смеси в пневмосистемы СИЗ (в частности, изолирующих костюмов) включает корпус 1, в цилиндрической полости 2 которого установлен запорный элемент 3 первого обратного клапана, выполненный в виде поршня и имеющий сквозной канал 4, в котором смонтирован запорный элемент 5 второго обратного клапана, при этом запорный элемент 3 поджат пружиной 6, а запорный элемент 5 второго обратного клапана - пружиной 7. Корпус имеет закрепленные в нем штуцера 8, 9, 10 для подключения, соответственно, внешнего источника сжатого воздуха, для подключения резервного источника дыхательной смеси (баллона дыхательного аппарата), для подключения легочного автомата, а также звукового устройства системы сигнализации (свистка). В корпусе 1 выполнен кольцевой паз-полость Б, которая изолирована от полости 2 и соединена с внешним источником или соединена с полостью корпуса 2 и со штуцером 9 для подключения резервного источника - в зависимости от положения запорного элемента 3. На торце запорного элемента 3 первого обратного клапана образованы уплотнительные поверхности, например, уплотнительные кольца 12 и 13 (большого и малого диаметров), расположенные по наружной и внутренней кольцевым границам упомянутого паза, а запорный элемент 3 имеет уплотнительное кольцо 14, которое контактирует с внутренней цилиндрической поверхностью полости 2. Полость 2 корпуса 1 соединена с дозирующим штуцером 15, связанным с системой вентиляции СИЗ, а канал 4 в запорном элементе 5 второго обратного клапана соединен со штуцером 16, связанным с легочным автоматом СИЗ. На торцевых поверхностях кольцевых стенок корпуса, ограничивающих полость Б, образованы уплотнительные поверхности 17 и 18, соответственно малого и большого диаметров, контактирующие с соответствующими поверхностями 13 и 12 запорного элемента 3 первого обратного клапана. Поверхность 19 канала 4, предназначенная для взаимодействия с подпружиненным запорным элементом 5 второго обратного клапана, может быть выполнена конической, а на поверхности упомянутого элемента 5 смонтировано уплотнительное кольцо 20.

Принцип действия предложенного автоматического переключающего устройства заключается в следующем.

При открытии вентиля баллона резервного источника дыхательная смесь (сжатый воздух) через штуцер 16 поступает в полость Б (фиг.1) и воздействует на площадь запорного элемента 3, ограниченную внутренним и наружным уплотнительными кольцами (малого и большого диаметра) 13 и 12. Жесткость пружины 6 подобрана таким образом, что усилие, воздействующее на запорный элемент 3 со стороны полости Б, превышает усилие пружины 6, и запорный элемент 3, сжимая пружину 6, начинает перемещаться влево. После отхода уплотнительных колец 13 и 12 от соответствующих внутренних торцевых поверхностей 17 и 18, сжатый воздух, поступающий от баллона резервного источника дыхательного аппарата, начинает воздействовать на полную площадь запорного элемента 3 и перемещает его в левое положение (фиг.2). Воздух из полости Б протекает в полость В, соединенную с пользователем через штуцер 16, и в полость Г, соединенную со свистком 10. Свисток сигнализирует о подаче воздуха к легочному автомату от дыхательного аппарата. Запорный элемент 5 второго обратного клапана препятствует протеканию воздуха из полости Б в полость А. При подаче от внешнего источника сжатый воздух через штуцер 8 поступает в полость А, связанную с полостью 2, и, воздействуя на полную площадь запорного элемента 3, уравновешивает усилие сжатого воздуха, действующее со стороны полости Б. Пружина 6, воздействуя на запорный элемент 3 со стороны полости А, перемещает его в крайнее правое положение (фиг.1). Внутреннее (малого диаметра) уплотнительное кольцо 17, контактируя при этом с торцевой поверхностью 13 корпуса 1, автоматически отсекает полость Б от полости В и воздух от баллона дыхательного аппарата (резервного источника) не поступает к легочному автомату. Внешнее (большого диаметра) уплотнительное кольцо 18, контактируя с наружной уплотнительной торцевой поверхностью 12 корпуса 1, отсекает полость Б от полости Г. Давление воздуха, воздействующее на площадь запорного элемента 3, находящуюся с внешней стороны уплотнительного кольца 18, сбрасывается через свисток 10. Свисток 10 автоматически отключается. Сжатый воздух, поступающий в полость Б от дыхательного аппарата, воздействует на площадь запорного элемента 3, находящуюся между уплотнительными кольцами 17 и 18. Из полости А, открыв подпружиненный обратный клапан 3, сжатый воздух поступает в полость В и через штуцер 16 - к пользователю.

При падении давления воздуха во внешнем источнике и, соответственно, в полости А, усилие, воздействующее на запорный элемент 3 со стороны полости Б, превышает усилие, развиваемое пружиной 6 и воздухом от внешнего источника. Запорный элемент 3 начинает перемещаться влево и автоматически подключает резервный источник и соединяет его со свистком 10.

При мгновенном прекращении подачи сжатого воздуха от внешнего источника, устройство автоматически переключается на резервный и срабатывает свисток 10.

Подача от резервного источника прекращается при повторном подключении внешнего источника.

При отсутствии внешнего источника обратный клапан 3 предотвращает нарушение герметичности и не допускает утечек сжатого воздуха в атмосферу.

Кроме того, в полости А может быть предусмотрен выход для подачи воздуха на вентиляцию (например, в костюме скафандрового типа). Вентиляция прекращается при окончании запаса воздуха во внешнем источнике или при его принудительном отключении от полости А.

Таким образом, предложенное автоматическое переключающее устройство может быть использовано для одновременного подключения легочного автомата к резервному баллону и внешнему источнику сжатого воздуха (например, к магистрали или переносному модулю). Оно обеспечивает автоматическое переключение на использование внешнего источника, а при его отсутствии - на использование резервного баллона. Во время работы от внешнего источника устройство обеспечивает также возможность подвода воздуха под защитную одежду пользователя (вентиляцию скафандра). Встроенный свисток сигнализирует о расходе воздуха из резервного баллона.