Водолазный дыхательный аппарат

Водолазный дыхательный аппарат

Реферат

Предлагаемое решение относится к водолазному оборудованию, в частности к системам подачи воздуха с поверхности воды, и может быть использовано для дыхания водолаза под водой.

Аналогичные технические решения известны, см. патент США №4674493, который содержит следующую совокупность существенных признаков:

- систему подачи сжатого воздуха с поверхности воды по гибкой трубке, содержащей плавучий контейнер, воздушный компрессор с электроприводом и аккумуляторную батарею, закрепленные во внутренней полости плавучего контейнера, плавучую емкость, подсоединенную к выходу воздушного компрессора, гибкую трубку, подсоединенную к емкости;

- дыхательный автомат, содержащий корпус с входом и выходом воздуха, впускной, выпускной клапаны корпуса, диафрагму чувствительной к давлению окружающей ее среды и механический связанной с впускным клапаном, вход корпуса дыхательного автомата подсоединен к выходу гибкой трубки.

Общими признаками предлагаемого решения и этого аналога являются:

- система непрерывной подачи воздуха с поверхности воды по гибкой трубке;

- дыхательный автомат, содержащий корпус с входом и выходом воздуха, впускной, выпускной клапаны корпуса, диафрагма, чувствительная к давлению окружающей ее среды, механически связанной с впускным клапаном, вход корпуса дыхательного автомата, подсоединенный к выходу гибкой трубки.

Технический результат от использования предлагаемого решения и не достигаемый аналогом заключается в отводе выдыхаемого воздуха водолаза на поверхность воды в момент выдоха водолаза.

Причиной невозможного получения указанного технического результата является то, что аппарат не содержит системы отвода выдыхаемого воздуха водолаза на поверхность воды и выдох водолаза осуществляется в воду.

Известен также водолазный дыхательный аппарат, см. патент США №3362429, который выбран в качестве прототипа и содержит следующую совокупность существенных признаков:

- источник сжатого воздуха;

- дыхательный автомат, содержащий корпус с входом и выходом воздуха, входом соединенный с источником сжатого воздуха, загубник, сообщающийся своим отверстием с внутренней полостью корпуса, выпускной клапан, установленный на выходе корпуса, диафрагму, установленную в корпусе и воспринимающую давление окружающей ее среды, впускной клапан, установленный на входе корпуса, рычаг, наиболее длинным плечом соприкасающийся с диафрагмой, установленный в корпусе с возможностью поворота вокруг точки опоры при деформации диафрагмы вовнутрь корпуса, наиболее коротким плечом соединенный с впускным клапаном с возможностью перемещения и открытия впускным клапаном входа корпуса при повороте рычага вокруг точки опоры.

Общими признаками предлагаемого решения и этого аналога являются:

- источник сжатого воздуха;

- дыхательный автомат, содержащий корпус с входом и выходом воздуха, входом соединенный с источником сжатого воздуха, загубник, сообщающийся своим отверстием с внутренней полостью корпуса, выпускной клапан, установленный на выходе воздуха корпуса, диафрагму, установленную в корпусе и воспринимающую давление окружающей ее среды, впускной клапан, установленный на входе корпуса, рычаг, наиболее длинным плечом соприкасающийся с диафрагмой, установленный в корпусе с возможностью поворота вокруг точки опоры при деформации диафрагмы вовнутрь корпуса, наиболее коротким плечом соединенный с впускным клапаном с возможностью перемещения и открытия впускным клапаном входа корпуса при повороте рычага вокруг точки опоры.

Технический результат от использования предлагаемого решения и не достигаемый аналогом заключается в отводе выдыхаемого воздуха водолаза на поверхность воды в момент выдоха водолаза.

Причиной невозможного получения указанного технического результата является то, что аппарат не содержит системы отвода выдыхаемого воздуха водолаза на поверхность воды и выдох водолаза осуществляется в воду.

Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача создания аппаратов, содержащих систему отвода выдыхаемого воздуха водолаза на поверхность воды, является актуальной на сегодняшний день.

Технический результат, указанный выше, достигается тем, что в водолазном дыхательном аппарате, содержащим систему подачи сжатого воздуха с поверхности воды по гибкой трубке, дыхательный автомат, содержащий корпус с входом и выходом воздуха, входом соединенный с выходом гибкой трубки системы подачи сжатого воздуха с поверхности воды, загубник, сообщающийся своим отверстием с внутренней полостью корпуса, выпускной клапан, установленный на выходе корпуса, диафрагму, установленную в корпусе и воспринимающую давление окружающей ее среды, впускной клапан, установленный на входе корпуса, рычаг, наиболее длинным плечом соприкасающийся с диафрагмой, установленный в корпусе с возможностью поворота вокруг точки опоры при деформации диафрагмы вовнутрь корпуса, наиболее коротким плечом соединенный с впускным клапаном с возможностью перемещения и открытия впускным клапаном входа корпуса при повороте рычага вокруг точки опоры, введены: система отвода выдыхаемого воздуха водолаза на поверхность воды, содержащая вторую диафрагму, установленную в корпусе дыхательного автомата и воспринимающую давление окружающей ее среды, второй выход корпуса дыхательного автомата, второй выпускной клапан, установленный на втором выходе корпуса дыхательного автомата, второй рычаг, наиболее длинным плечом соединенный крепящим средством со второй диафрагмой, установленный в корпусе дыхательного автомата с возможностью поворота вокруг точки опоры при деформации второй диафрагмы наружу корпуса дыхательного автомата, наиболее коротким плечом соединенный со вторым выпускным клапаном с возможностью перемещения и открытия вторым выпускным клапаном второго выхода корпуса дыхательного автомата при повороте второго рычага вокруг точки опоры, вторую гибкую трубку, расположенную своим выходом над поверхностью воды, своим входом сообщающуюся со вторым выходом корпуса дыхательного автомата.

Кроме этого, водолазный дыхательный аппарат содержит вентиль, установленный между вторым выходом корпуса дыхательного автомата и входом второй гибкой трубки.

Введение системы отвода выдыхаемого воздуха водолаза на поверхность воды, содержащей вторую диафрагму, второй выход корпуса, второй выпускной клапан, второй рычаг, вторую гибкую трубку, вентиль, их связи между собой и расположение, как указано выше, позволяет в момент выдоха водолаза отводить выдыхаемый воздух на поверхность воды, предотвратить появления пузырьков воздуха в воде и, не пугая подводный животный мир, осуществить наблюдение на более близком расстоянии.

Предлагаемый водолазный дыхательный аппарат поясняется нижеследующим описанием и чертежом.

Предлагаемый водолазный дыхательный аппарат содержит:

- систему подачи воздуха с поверхности воды, содержащую:

плавсредство - 1, расположенное на поверхности воды - 2;

- компрессор - 3 с электроприводом, закрепленный на плавсредстве - 1, имеющий выход и надводное впускное отверстие - 4;

- рессивер - 5, закрепленный на плавсредстве - 1, содержащий вход и выход, сообщающийся своим входом с выходом компрессора - 3 с электроприводом;

- аккумуляторную батарею - 6, закрепленную на плавсредстве - 1 и подсоединенную через выключатель - 7 своими питающими выводами к питаемым выводам компрессора - 3 с электроприводом;

- гибкую трубку - 8, сообщающуюся своим входом с выходом рессивера - 5;

- дыхательный автомат, содержащий:

- корпус - 9, имеющий вход - 10 и выход - 11 воздуха;

- загубник - 12, сообщающийся с внутренней полостью корпуса - 9 через отверстие - 13;

- впускной клапан - 14, установленный на входе - 10, выполнен в виде стержня, скользяще установленного в отверстии перегородки - 15 корпуса - 9, на одном конце имеющего увеличенную в диаметре часть, а на другом конце выступающую в радиальном направлении часть. Впускной клапан - 14 подпружинен пружиной - 16, расположенной между увеличенной в диаметре частью впускного клапана - 14 и перегородкой - 15;

- седло - 17 впускного клапана - 14 выполнено в виде втулки, запрессованной во вход - 10, соприкасающейся с торцевой увеличенной в диаметре частью впускного клапана - 14;

- диафрагму - 18, воспринимающую давление окружающей ее среды, прикрепленную по окружности к стенкам нижней части корпуса - 9 относительно продольной горизонтальной оси загубника - 12;

- рычаг - 19, установленный в корпусе - 9 с возможностью поворота вокруг точки опоры - 20, имеющий изогнутую под углом часть на конце наиболее длинного плеча, соприкасающегося с диафрагмой - 18, и наиболее короткое плечо, расположенное под углом к наиболее длинному плечу, соединенное с выступающей в радиальном направлении частью впускного клапана - 14;

- выпускной клапан - 21, установленный на выходе - 11 корпуса - 9;

- систему отвода выдыхаемого воздуха водолаза на поверхность воды - 2, содержащую:

- второй выход - 22 корпуса - 9 дыхательного автомата;

- второй выпускной клапан - 23, установленный на втором выходе - 12, выполнен в виде стержня, скользяще установленного в отверстии перегородки - 24 корпуса - 9 дыхательного автомата, на одном конце имеющего увеличенную в диаметре часть, а на другом конце выступающую в радиальном направлении часть. Второй выпускной клапан - 23 подпружинен пружиной - 25, расположенной между увеличенной в диаметре частью второго выпускного клапана - 23 и перегородкой - 24;

- седло - 26 второго выпускного клапана - 23, выполненное в виде втулки, запрессованной во второй выход - 12, соприкасающейся с торцевой увеличенной в диаметре частью второго выпускного клапана - 23;

- вторую диафрагму - 27, воспринимающую давление окружающей ее среды, прикрепленную по окружности к стенкам верхней части камеры - 9 дыхательного автомата относительно продольной горизонтальной оси загубника - 12. При этом вторая диафрагма - 27 расположена на 50÷100 мм выше по вертикали выпускного клапана - 21;

- второй рычаг - 28, установленный в корпусе - 9 дыхательного автомата с возможностью поворота вокруг точки опоры - 29, наиболее коротким плечом соединенный с выступающей в радиальном направлении частью второго выпускного клапана - 23, наиболее длинное плечо расположено под углом к наиболее короткому;

- крепящее средство - 30, выполненное в виде двух соединенных в центре окружности дисков, между которыми расположена вторая диафрагма - 27, диск, расположенный во внутренней полости корпуса - 9 дыхательного автомата, имеет выступ в виде ушка с отверстием. При этом сквозь отверстие в ушке свободно проходит наиболее длинное плечо второго рычага - 28;

- вторую гибкую трубку - 31, расположенную своим выходом над поверхностью воды - 2, своим входом сообщающуюся со вторым выходом - 22 корпуса - 9 дыхательного автомата;

- ветиль - 32, установленный между вторым выходом - 22 корпуса - 9 дыхательного автомата и входом второй гибкой трубки - 31;

- зажим - 33, закрепляющий к плавсредству - 1 верхние концы гибкой трубки - 8 и второй гибкой трубки - 31, выполнен в виде хомута.

В качестве компрессора - 3 с электроприводом может быть использован поршневой компрессор BERKUT AHT-686L, Uном=12В, Qmax=72 л/мин, информация опубликована на сайте www.berkut-auto.ru.

В качестве аккумулятора-6 использована необслуживаемая автомобильная аккумуляторная батарея Varta SILVER dynamic, Uном=12 В, Сном=55 А*ч, информация опубликована на сайте www.autovarta.ru.

Предлагаемый водолазный дыхательный аппарат работает следующим образом.

При включении выключателя - 7 электрический привод компрессора - 3 получает питание от аккумуляторной батареи - 6, атмосферный воздух с поверхности воды - 2 поступает во впускное надводное отверстие - 4 компрессора - 3 с электроприводом, далее во вход рессивера - 5. Из выхода рессивера - 5 воздух поступает в гибкую трубку - 8. Вход - 10 закрыт впускным клапаном - 14 дыхательного автомата и в рессивере - 5 накапливается сжатый воздух низкого давления.

В момент вдоха водолаза создается разрежение воздуха во внутренней полости корпуса - 9 дыхательного автомата, диафрагма - 18 деформируется внутрь корпуса - 9, взаимодействует с изогнутой под углом частью наиболее длинного плеча рычага - 19. Рычаг - 19, поворачиваясь вокруг своей точки опоры - 20, воздействует своим наиболее коротким плечом на выступающую в радиальном направлении часть впускного клапана - 14. Происходит перемещение впускного клапана - 14 и открытие входа - 10 корпуса - 9. Воздух поступает через седло - 17 впускного клапана - 14 во внутреннюю полость корпуса - 9, далее через отверстие - 13 и загубник - 12 в легкие водолаза.

В момент выдоха водолаза создается избыточное давление воздуха во внутренней полости корпуса - 9 дыхательного автомата, диафрагма - 18 возвращается в исходное положение, впускной клапан - 14 перемещается и закрывает вход - 10 под действием усилия пружины - 16. Поскольку вторая диафрагма - 27 расположена по вертикали выше выпускного клапана - 21, на нее действует меньшее давление воды, чем на выпускной клапан - 21. Вторая диафрагма - 27 первой реагирует на избыточное давлением воздуха в корпусе - 9 дыхательного автомата, чем выпускной клапан - 21, деформируется наружу корпуса - 9 дыхательного автомата, тянет за собой конец наиболее длинного плеча второго рычага - 28, соединенного крепящим средством - 30. Рычаг - 28, поворачиваясь вокруг своей точки опоры - 29, воздействует своим наиболее коротким плечом на выступающую в радиальном направлении часть второго выпускного клапана - 23. Происходит перемещение второго выпускного клапана - 23 и открытие второго выхода - 22 корпуса - 9 дыхательного автомата. За счет разности давления воздуха на поверхности воды - 2 и давления на глубине, где находится водолаз, выдыхаемый воздух из внутренней полости корпуса - 9 дыхательного автомата поступает через седло - 26 второго выпускного клапана - 23, вентиль - 32 во вторую гибкую трубку - 31 и отводится на поверхность воды - 2.

В момент вдоха водолаза создается разрежение воздуха во внутренней полости корпуса - 9 дыхательного автомата, диафрагма - 27 возвращается в исходное положение, второй выпускной клапан - 23 перемещается и закрывает второй выход - 22 и дыхательный автомат устанавливается в исходное положение.

Вентиль - 32 необходим для ручного закрытия второго выхода - 22 и предотвращения утечки воздуха из корпуса - 9 дыхательного автомата, если произойдет заклинивание второго выпускного клапана - 23 в положении открывающего второй выход - 22 из-за попадания посторонних частиц, в этом случае выдох водолаза будет осуществляться в воду через выход - 11.

Выпускной клапан - 21 еще служит для удаления воды, попадающей в корпус - 9 дыхательного автомата.

Таким образом, предлагаемый аппарат позволяет с помощью системы отвода выдыхаемого воздуха водолаза на поверхность воды отводить выдыхаемый воздух в момент выдоха водолаза на поверхность воды, предотвратить появления пузырьков воздуха в воде, что дает возможность, не пугая подводный животный мир, осуществить наблюдение на более близком расстоянии.

Водолазный дыхательный аппарат, содержащий систему подачи сжатого воздуха с поверхности воды по гибкой трубке, дыхательный автомат, содержащий корпус с входом и выходом воздуха, входом соединенный с выходом гибкой трубки системы подачи сжатого воздуха с поверхности воды, загубник, сообщающийся своим отверстием с внутренней полостью корпуса, выпускной клапан, установленный на выходе корпуса, диафрагму, установленную в корпусе и воспринимающую давление окружающей ее среды, впускной клапан, установленный на входе корпуса, рычаг, наиболее длинным плечом соприкасающийся с диафрагмой, установленный в корпусе с возможностью поворота вокруг точки опоры при деформации диафрагмы внутрь корпуса, наиболее коротким плечом соединенный с впускным клапаном с возможностью перемещения и открытия впускным клапаном входа корпуса при повороте рычага вокруг точки опоры, отличающийся тем, что снабжен системой отвода выдыхаемого воздуха водолаза на поверхность воды, содержащей вторую диафрагму, установленную в корпусе дыхательного автомата и воспринимающую давление окружающей ее среды, второй выход корпуса дыхательного автомата, второй выпускной клапан, установленный на втором выходе корпуса дыхательного автомата, второй рычаг, наиболее длинным плечом соединенный крепящим средством со второй диафрагмой, установленный в корпусе дыхательного автомата с возможностью поворота вокруг точки опоры при деформации второй диафрагмы наружу корпуса дыхательного автомата, наиболее коротким плечом соединенный со вторым выпускным клапаном с возможностью перемещения и открытия вторым выпускным клапаном второго выхода корпуса дыхательного автомата при повороте второго рычага вокруг точки опоры, вторую гибкую трубку, расположенную своим выходом над поверхностью воды, своим входом сообщающуюся со вторым выходом корпуса дыхательного автомата.