Комбинированная система подачи/очистки воздуха

Комбинированная система подачи/очистки воздуха

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка имеет преимущество и притязает на приоритет по заявке на патент США № 11/100,051, «Combined Air-Supplyiug/Air-Purifying System», поданной 6 апреля 2005 г., и по предварительной заявке на патент США № 60/560,401, «Combined Air-Supplied/Armored Air-Purifying System», поданной 6 апреля 2004 г., содержание которых целиком включено в настоящую заявку путем отсылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится, в общем, к дыхательным или респираторным устройствам и, в частности, к модульному комбинированному устройству подачи/очистки воздуха, который содержит автономный дыхательный аппарат и фильтрующий респиратор, которые можно использовать независимо или совместно один с другим.

Разнообразные устройства для обеспечения пригодного для дыхания воздуха в опасных окружающих средах широко известны. К двум особенно широко известным типам относится устройство фильтрации воздуха, в котором окружающий воздух фильтруется для очистки от вредных примесей, чтобы воздух мог стать безопасным для вдыхания пользователем, и автономное дыхательное устройство («SCBA»), в котором баллон высокого давления, содержащий запас пригодного для дыхания воздуха, переносится пользователем и используется при необходимости. Каждый из данных типов применялся несколько десятилетий.

Недавно устройства двух данных типов объединили для обеспечения большей эксплуатационной гибкости для пользователя. Комбинированный SCBA/фильтрующий респиратор может применяться бойцами гражданской обороны, спасателями, бригадами для работы с опасными материалами и вооруженными силами, чтобы обеспечить пользователям возможность увеличения времени пребывания в среде, которая загрязнена или может быть загрязнена материалами или химикатами, вредными для органов дыхания. SCBA обеспечивает защиту органов дыхания путем обеспечения пользователя подачей воздуха из баллона высокого давления. Фильтрующий респиратор использует фильтрующие коробки, которые отфильтровывают вредные материалы или химикаты из воздуха, подаваемого пользователю. Фильтрующий респиратор может иметь одну из следующих форм: либо устройства полностью отрицательного давления, либо устройства с нагнетателем. В фильтрующем респираторе полностью отрицательного давления пользователь должен втягивать воздух легкими через фильтрующие коробки. В устройстве с нагнетателем пользователь при втягивании воздуха через фильтрующие коробки получает поддержку от нагнетателя с электронным управлением, находящегося в потоке воздуха. Устройство с нагнетателем обычно называют в промышленности электроприводным воздухоочистительным респиратором («PAPR»).

Конфигурации современных респираторов обычно ограничены либо респиратором, применяемым для фильтрации воздуха, либо респиратором, который обеспечивает подачу воздуха с положительным давлением из баллона высокого давления. При обеспечении обоих видов защиты органов дыхания пользователь может находиться в зоне потенциального заражения или зоне заражения, которая не классифицирована как непосредственно опасная для жизни и здоровья («IDLH») при применении режима фильтрации воздуха для защиты органов дыхания. Затем, если пользователю необходимо войти в окружающую среду IDLH или если текущая окружающая среда становится IDLH, то пользователь может переключиться на респиратор SCBA и дышать воздухом, подаваемым из баллона высокого давления. И, наконец, пользователь может переключиться обратно в режим фильтрации воздуха после выхода из окружающей среды IDLH и поддерживать защиту органов дыхания на время выхода из данной окружающей среды и/или в течение процесса дезактивации. Важным фактором является обеспечение для пользователя возможности переключения туда и обратно между режимами дыхания без воздействия окружающей среды на пользователя.

Примерным сценарием использования данной конфигурации была бы операция бригады для работы с опасными материалами по очистке утечки опасного химического вещества внутри крупного здания. В месте утечки пользователи будут нуждаться в SCBA для защиты органов дыхания. Однако они должны пройти большое расстояние через здание к фактическому месту утечки. Во время данного перехода пользователь также нуждается в защите органов дыхания, хотя степень опасности для органов дыхания требует защиту фильтрацией воздуха. Если данный сценарий реализован пользователем, оснащенным только SCBA, то легко видно, что фактическое время пребывания на месте утечки сокращается, поскольку часть сжатого воздуха, использованного SCBA, потребляется на переход в здание и из него. Если пользователь оснащен комбинированным SCBA/фильтрующим респиратором, то переход в здание и из него может выполняться с использованием фильтрующего респиратора, а SCBA применяется только при необходимости на месте утечки. Таким образом, пользователь будет иметь возможность максимально увеличивать время выполнения своей задачи.

Другим примерным сценарием для применения данной конфигурации будет ее применение военными пожарными:

Каждый боец военной пожарной команды оснащен комбинированным SCBA/респиратором PAPR. SCBA применяется без PAPR во время обычных задач по пожаротушению.

В случае химической или биологической атаки каждый боец пожарной команды будет надевать маску и PAPR и носить данный комплект, пока боец находится в состоянии готовности, и по существу будет защищен от химического и биологического действия окружающей среды.

Если во время химической или биологической атаки и при одновременном ношении PAPR персонал вызывают на борьбу с пожаром, PAPR можно присоединять к SCBA и тогда можно носить комбинированный блок. Затем пользователь может при необходимости переключиться на SCBA для пожаротушения.

После выхода из зоны пожара, если пользователь подвергся загрязнению вследствие химической или биологической атаки, пользователь переключится на PAPR, затем снимет SCBA и отсоединит PAPR от SCBA. В течение данного цикла пользователь сохранял защиту своих органов дыхания и с этого момента подготовлен к прохождению цикла дезактивации.

Комбинацию двух типов респираторов нельзя считать новой идеей; однако способ их объединения, а также их конфигурации, описанные ниже, оригинальны и обладают новизной.

Другая проблема, касающаяся традиционных конструкций PAPR, состоит в том, что они просто обеспечивают поддержку дыхания пользователя и позволяют давлению под лицевой частью становиться отрицательным в случае интенсивного дыхания. К сожалению это часто вызывает утечку через уплотнение к лицу пользователя, таким образом подвергая пользователя воздействию внешней среды. Данный эффект можно предотвратить поддерживанием положительного давления внутри лицевой части маски пользователя. Однако чтобы PAPR снабжал пользователя притоком воздуха, достаточным для поддерживания положительного давления даже при высоких значениях интенсивности дыхания, необходимо создавать постоянный высокий приток. Испытания показали, что интенсивность дыхания при тяжелой работе может составлять порядка 100 литров в минуту (л/мин). Если принять для описания человеческого дыхания синусоидальную характеристическую кривую дыхания, тогда максимальные расходы воздуха превышают 300 л/мин. Это означает, что для того, чтобы PAPR поддерживал положительное давление, необходимо обеспечить в лицевую часть расход по меньшей мере 300 л/мин. Проблема, которая возникает в данных обстоятельствах, связана с выдохом пользователя. Во-первых, пользователь фактически нуждается в расходе не менее 300 л/мин только в течение короткого участка каждого дыхательного цикла; остальной воздух, подаваемый в лицевую часть, сбрасывается клапаном выдоха лицевой части. Это представляет воздух, который отфильтрован и не потреблен пользователем. Во-вторых, при данном потоке не менее 300 л/мин, поступающем в лицевую часть, аналогичные максимальные потоки имеют место, когда пользователь находится на участке выдоха дыхательного цикла, и это означает, что клапан выдоха должен допускать работу с максимальными потоками не менее 600 л/мин (подаваемый приток PAPR + поток выдоха пользователя). Для приспособления к потокам данной величины без развития высоких давлений на выдохе пользователя, требуются слишком большие клапаны выдоха. Следовательно, существует потребность в усовершенствованном техническом подходе к решению данной проблемы.

Еще одна проблема, связанная с традиционными конструкциями PAPR, состоит в том, что они не предназначены для ношения в окружающих условиях пожаров или иного воздействия высоких температур. Фильтрующие коробки, применяемые в обычных PAPR, имеют конструкцию, не рассчитанную, чтобы выдерживать пламя, высокую температуру или что-то подобное, так как до сих пор редко возникали подобные требования. Один недавний подход к защите фильтрующих коробок состоит в заключении каждой коробки в «чехол» для ее защиты, пока не потребуется воспользоваться коробкой. К сожалению подобная конструкция требует дополнительного этапа съема чехла, которая занимает много времени и является затруднительной. Кроме того, после съема чехлы необходимо безопасно носить или хранить, что хлопотно для пользователя. Кроме того, ни чехол, ни любое другое известное устройство не обеспечивает средства перекрывания доступа воздуха к фильтрующим коробкам для уравновешивания потока воздуха между фильтрующими коробками, когда применяют множество фильтрующих коробок, и, тем самым, обеспечения равномерного срабатывания фильтрующих коробок или для обеспечения в ином случае функций, доступных только при использовании кожуха для регулирования потока воздуха в фильтрующие коробки и из них.

СУЩНОСТЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Респиратор согласно изобретению использует PAPR с рядом специфических особенностей. Поскольку PAPR можно носить в обстановке борьбы с пожаром, он должен быть защищен от всех опасностей, возникающих в таких окружающих условиях. Важно, что фильтрующие коробки, которые использует PAPR для фильтрации воздуха, чувствительны к нагреву, пламени, воде и влажности. Поскольку все данные опасности могут присутствовать на месте пожара, защита фильтрующих коробок имеет огромное значение. PAPR респираторов согласно изобретению использует кожух, который полностью содержит фильтрующие коробки. Впускное отверстие в кожух обеспечивает извилистый путь для входа воздуха в кожух и, тем самым, предотвращает воздействие вышеупомянутых опасных факторов на фильтрующие коробки. В некоторых вариантах осуществления впускной канал может открываться и закрываться и, тем самым, обеспечивать дополнительную защиту. При наличии данного канала он может содержать крышку впуска, которой можно манипулировать вручную или с помощью электронных или пневматических элементов управления. При наличии или в отсутствие впускного канала кожух обеспечивает также дополнительное преимущество придания PAPR обтекаемой формы посредством закрывания различных выступов коробок, которые могут быть опасны с точки зрения причинения повреждения пожарникам.

Настоящее изобретение содержит комбинированную систему SCBA/PAPR. В широком смысле настоящее изобретение в соответствии с одним аспектом предлагает комбинированную дыхательную систему подачи/очистки воздуха, содержащую: наспинный каркас, содержащий первый узел крепления для присоединения к респиратору воздуха, баллон высокого давления, носимый на наспинном каркасе и содержащий воздух для дыхания под давлением, клапанный блок цилиндра, носимый на наспинном каркасе и присоединенный к выпускному отверстию баллона высокого давления, редуктор, носимый на наспинном каркасе и присоединенный к выпускному отверстию клапанного блока цилиндра, при этом баллон высокого давления, клапанный блок цилиндра и редуктор образуют автономный дыхательный аппарат; электроприводной воздухоочистительный респиратор, содержащий второй узел крепления для подсоединения к наспинному каркасу, и лицевую часть, сообщающуюся по газовому проходу как с редуктором, так и с электроприводным воздухоочистительным респиратором, при этом электроприводной воздухоочистительный респиратор выполнен с возможностью установки и ношения на наспинном каркасе посредством соединения наспинного каркаса с респиратором в первом и втором узлах крепления, соответственно.

В соответствии с особенностями данного аспекта респиратор с электроприводным воздухоочистительным респиратором и автономный дыхательный аппарат выполнены с возможностью независимого использования каждого от другого, при том что как электроприводной воздухоочистительный респиратор, так и автономный дыхательный аппарат установлены и переносятся на наспинном каркасе; электроприводной воздухоочистительный респиратор дополнительно выполнен с возможностью отделения от наспинного каркаса и применения независимо от автономного дыхательного аппарата; автономный дыхательный аппарат выполнен с возможностью применения независимо от электроприводного воздухоочистительного респиратора, когда электроприводной воздухоочистительный респиратор отделен от наспинного каркаса; электроприводной воздухоочистительный респиратор содержит комплект плечевых ремней, взаимно соединяющиеся части узла защелки расположены в первом и втором узлах крепления и, тем самым, облегчающие соединение наспинного каркаса и респиратора, наспинный каркас содержит пару стержней, которые направляют электроприводной воздухоочистительный респиратор в заданное место, причем электроприводной воздухоочистительный респиратор выполнен с возможностью отделения от наспинного каркаса без снятия баллона высокого давления с наспинного каркаса, электроприводной воздухоочистительный респиратор установлен под баллоном высокого давления и между баллоном высокого давления и наспинным каркасом, а также электроприводной воздухоочистительный респиратор и автономный дыхательный аппарат соединены с лицевой частью узлом шланга, при этом электроприводной воздухоочистительный респиратор соединен с лицевой частью первым узлом шланга, тогда как автономный дыхательный аппарат соединен с маской вторым узлом шланга.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ применения комбинированной дыхательной системы подачи/очистки воздуха, при котором: обеспечивают комбинированную дыхательную систему подачи/очистки воздуха, содержащую электроприводной воздухоочистительный респиратор, автономный дыхательный аппарат и лицевую часть; сначала подают пригодный для дыхания воздух пользователю через лицевую часть, через электроприводной воздухоочистительный респиратор; когда пользователь входит в окружающую среду, в которой внешним воздухом нельзя безопасно дышать через электроприводной воздухоочистительный респиратор, подают пригодный для дыхания воздух пользователю через лицевую часть, из автономного дыхательного аппарата, а не из электроприводного воздухоочистительного респиратора без прерывания притока пригодного для дыхания воздуха к пользователю; и, когда пользователь выходит из окружающей среды, в которой внешним воздухом нельзя безопасно дышать через электроприводной воздухоочистительный респиратор, снова подают пригодный для дыхания воздух пользователю через лицевую часть, через электроприводной воздухоочистительный респиратор, а не автономный дыхательный аппарат, без прерывания притока пригодного для дыхания воздуха к пользователю.

В соответствии с особенностями данного аспекта обеспечение комбинированной дыхательной системы подачи/очистки воздуха включает обеспечение комбинированной дыхательной системы подачи/очистки воздуха, содержащей электроприводной воздухоочистительный респиратор, который может быть легко отделен и отсоединен пользователем без применения специальных инструментов от автономного дыхательного аппарата; обеспечение электроприводного воздухоочистительного респиратора, включающее обеспечение фильтрующей коробки и нагнетателя, которые являются носимыми пользователем отдельно от лицевой части, но подсоединяются к лицевой части узлом шланга; обеспечение комбинированной дыхательной системы подачи/очистки воздуха включает обеспечение автономного дыхательного аппарата в состоянии, отдельном и отсоединенном от электроприводного воздухоочистительного респиратора, и способ включает также, перед подачей пригодного для дыхания воздуха пользователю из автономного дыхательного аппарата, а не от электроприводного воздухоочистительного респиратора, соединение автономного дыхательного аппарата с электроприводным воздухоочистительным респиратором без прерывания притока пригодного для дыхания воздуха к пользователю; при этом соединение автономного дыхательного аппарата с электроприводным воздухоочистительным респиратором заключается в том, что прикрепляют электроприводной воздухоочистительный респиратор к каркасу, несущему автономный дыхательный аппарат; причем автономный дыхательный аппарат содержит баллон высокого давления, носимый на каркасе, а соединение автономного дыхательного аппарата с электроприводным воздухоочистительным респиратором заключается в том, что прикрепляют электроприводной воздухоочистительный респиратор к каркасу, несущему автономный дыхательный аппарат, без снятия баллона высокого давления с каркаса, при этом соединение автономного дыхательного аппарата с электроприводным воздухоочистительным респиратором заключается в том, что присоединяют узел шланга, продолжающийся от автономного дыхательного аппарата, к лицевой части без прерывания притока пригодного для дыхания воздуха к пользователю; способ содержит также после выхода из окружающей среды, в которой внешним воздухом нельзя безопасно дышать через электроприводной воздухоочистительный респиратор и повторной подачи воздуха через электроприводной воздухоочистительный респиратор, а не автономный дыхательный аппарат, отделение электроприводного воздухоочистительного респиратора от автономного дыхательного аппарата и снятие автономного дыхательного аппарата, причем все выполняют без прерывания притока пригодного для дыхания воздуха к пользователю.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается комбинированная дыхательная система подачи/очистки воздуха, содержащая: автономный дыхательный аппарат, при этом автономный дыхательный аппарат содержит лицевую часть для подачи пригодного для дыхания воздуха из автономного дыхательного аппарата пользователю; электроприводной воздухоочистительный респиратор, причем электроприводной воздухоочистительный респиратор содержит по меньшей мере один фильтр и нагнетатель и имеет выпускное отверстие, присоединяемое узлом шланга к лицевой части; и управляющий интерфейс, который соединяет в рабочем положении автономный дыхательный аппарат с электроприводным воздухоочистительным респиратором.

В соответствии с особенностями данного аспекта автономный дыхательный аппарат и электроприводной воздухоочистительный респиратор содержат соответствующие монтажные узлы, выполненные с возможностью соединения между собой, что допускает закрепление электроприводного воздухоочистительного респиратора на автономном дыхательном аппарате во время применения пользователем; комбинированная дыхательная система подачи/очистки воздуха выполнена с возможностью обеспечения дыхания пользователя воздухом либо из автономного дыхательного аппарата, либо от электроприводного воздухоочистительного респиратора без снятия лицевой части; управляющий интерфейс содержит датчик, который распознает, приведен ли в действие автономный дыхательный аппарат; управляющий интерфейс содержит контроллер, который отключает электроприводной воздухоочистительный респиратор, когда установлено, что автономный дыхательный аппарат приведен в действие; управляющий интерфейс содержит защитный выключатель, который распознает, состыкован ли электроприводной воздухоочистительный респиратор с автономным дыхательным аппаратом; и управляющий интерфейс содержит контроллер, который предотвращает переключение комбинированной дыхательной системы подачи/очистки воздуха из первого режима работы, в котором воздух подается пользователю от электроприводного воздухоочистительного респиратора, во второй режим работы, в котором воздух подается пользователю из автономного дыхательного аппарата, если не установлено, что электроприводной воздухоочистительный респиратор состыкован с автономным дыхательным аппаратом.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается комбинированная дыхательная система подачи/очистки воздуха, содержащая: автономный дыхательный аппарат; электроприводной воздухоочистительный респиратор, датчик, который распознает, приведен ли в действие автономный дыхательный аппарат, и контроллер, соединенный с датчиком, который отключает электроприводной воздухоочистительный респиратор в ответ на показание от датчика, что автономный дыхательный аппарат приведен в действие.

В соответствии с особенностями данного аспекта датчик является приводимым в действие давлением, при этом датчик содержит магнитный поршень, выполненный с возможностью перемещения под действием давления газа предварительно заданной величины в автономном дыхательном аппарате, контроллер содержит электромагнитный переключатель, и магнитный поршень магнитно взаимодействует с переключателем для запуска отключения электроприводного воздухоочистительного респиратора, датчик содержит датчик давления, выполненный с возможностью формирования сигнала, когда встречается предварительно заданное давление газа в автономном дыхательном аппарате, при этом сигнал, сформированный датчиком давления, принимается контроллером по электрическому соединению; и электроприводной воздухоочистительный респиратор содержит нагнетатель с электродвигателем, при этом контроллер отключает электроприводной воздухоочистительный респиратор электрическим отключением нагнетателя.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается комбинированная дыхательная система подачи/очистки воздуха, содержащая: автономный дыхательный аппарат; электроприводной воздухоочистительный респиратор, при этом электроприводной воздухоочистительный респиратор является отделимым от автономного дыхательного аппарата, защитный выключатель, который распознает, состыкован ли электроприводной воздухоочистительный респиратор с автономным дыхательным аппаратом, и контроллер, соединенный с защитным переключателем, который предотвращает переключение комбинированной дыхательной системы подачи/очистки воздуха из первого режима работы, в котором воздух подается пользователю от электроприводного воздухоочистительного респиратора, во второй режим работы, в котором воздух подается пользователю из автономного дыхательного аппарата, если защитный выключатель не указывает, что электроприводной воздухоочистительный респиратор состыкован с автономным дыхательным аппаратом.

В соответствии с особенностями данного аспекта, защитный выключатель распознает, исправно ли произведено соединение электроприводного воздухоочистительного респиратора с автономным дыхательным аппаратом в механически устойчивом состоянии, при этом защитный выключатель содержит магнитное герконовое реле, защитный выключатель формирует сигнал, который принимается контроллером, и электроприводной воздухоочистительный респиратор определяется исправно соединенным с автономным дыхательным аппаратом, если электроприводной воздухоочистительный респиратор установлен на автономный дыхательный аппарат и прикреплен к нему.

Дополнительные области применения настоящего изобретения очевидны из дальнейшего подробного описания. Следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, хотя и показывают предпочтительный вариант изобретения, предназначены только для иллюстрации и не предназначены для ограничения объема изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Дополнительные особенности, варианты осуществления и преимущества настоящего изобретения становятся очевидными из нижеследующего подробного описания, приведенного со ссылками на чертежи, на которых;

Фиг.1 - вид спереди в перспективе комбинированной дыхательной системы подачи/очистки воздуха в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - высокоуровневая принципиальная схема SCBA, показанного на фиг.1.

Фиг.3 - вид спереди несущего каркаса, показанного на фиг.1.

Фиг.4 - вид сбоку справа несущего каркаса, показанного на фиг.3.

Фиг.5 и 5A - виды в перспективе сверху спереди и снизу спереди, соответственно, системы, показанной на фиг.1, с изображением PAPR, отсоединенного от SCSA;

Фиг.6 и 6A - увеличенные виды в перспективе сверху спереди и снизу спереди, соответственно, PAPR, показанного на фиг.5 и 5A.

Фиг.7 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей PAPR, показанного на фиг.6.

Фиг.8 - вид спереди в перспективе альтернативной конфигурации PAPR, показанного на фиг.6, изображенного с подсоединенной к нему лицевой частью, показанной на фиг.1.

Фиг.9 - местный вид спереди в разрезе по линии 9-9 для PAPR, показанного на фиг.6.

Фиг.9A - вид сверху в разрезе по линии 9A-9A для PAPR, показанного на фиг.9.

Фиг.10 - вид спереди в перспективе лицевой части, показанной на фиг.1, изображенной с присоединенным к ней шлангом от SCBA.

Фиг.11 - вид спереди в перспективе лицевой части, показанной на фиг.10, изображенной с присоединенными к ней шлангами как от SCBA, так и от PAPR.

Фиг.12 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей шлангового разъемного соединителя, показанного на фиг.11.

Фиг.13 - вид спереди в разрезе по линии 9-9 для PAPR, показанного на фиг.6, с изображением потока воздуха через него.

Фиг.14 - вид в перспективе альтернативной комбинированной дыхательной системы подачи/очистки воздуха в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.15 - вид в перспективе комбинированной системы, показанной на фиг.14, с изображением PAPR, отделенного от SCBA.

Фиг.16 - вид спереди в перспективе PAPR, показанного на фиг.15, представленного со снятой крышкой.

Фиг.17 - вид сзади в перспективе PAPR, показанного на фиг.16, представленного со снятыми крышкой и впускным каналом.

Фиг.18 - схематичный вид сбоку PAPR, показанного на фиг.15, с изображением потока воздуха через него.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи, где одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые компоненты на нескольких видах. Нижеследующее описание предпочтительного(ых) варианта(ов) осуществления является лишь примерным по своему характеру и ни в коем случае не предполагает ограничения изобретения, области его применения или использования.

На фиг.1 представлен вид в перспективе комбинированной дыхательной системы 10 подачи/очистки воздуха в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Комбинированная система 10 содержит SCBA 20 и PAPR 40 в металлической оболочке, и тот и другой закрепленные на несущем каркасе 21, и лицевую часть или маску 18. Каждый из данных компонентов подробно описан далее.

На фиг.2 представлена высокоуровневая принципиальная схема SCBA 20, показанного на фиг.1. SCBA 20 содержит по меньшей мере один баллон 22 высокого давления, клапанный блок 24, редуктор 26, узел 30 шланга высокого давления для обеспечения соединения газовым проходом выпускного отверстия редуктора 26 с лицевой частью 18, редукционный блок второй ступени или регулятор 28 и по меньшей мере один электронный блок 34, показанный на фиг.1 и 5. Баллон 22 высокого давления, клапанный блок 24, редуктор 26 и один конец узла 30 шланга, - все опираются на каркас 21, который содержит также присоединительный узел для присоединения к нему PAPR 40. Баллон 22 высокого давления представляет собой цилиндр или резервуар под давлением, который обеспечивает подачу дыхательной смеси пользователю. В одном предпочтительном варианте изобретения резервуар 22 может быть такого типа, который первоначально содержит воздух под давлением около 316,4 кг/см² (4500 фунт/кв. дюйм, изб.), или другой стандартной емкостью.

Редуктор 26 первой ступени сообщается по газовому проходу с клапанным блоком 24, который расположен на резервуаре 22. В показанном варианте осуществления редуктор 26 первой ступени соединен газовым проходом с клапанным блоком 24 при помощи дополнительного узла 31 шланга высокого давления. Однако специалистам в данной области техники должно быть очевидно из дальнейшего, что в альтернативном варианте редуктор 26 первой ступени можно соединять с клапанным блоком 24 непосредственно. В конкретном альтернативном варианте осуществления редуктор 26 первой ступени и клапанный блок 24 могут быть объединены в комбинированный быстроразъемный клапан с редуктором, например, такой, который описан в заявке на патент США № 10/884,784, принадлежащей общему владельцу, содержание которой полностью включено в настоящую заявку путем отсылки. Упомянутый комбинированный клапан с редуктором представлен на нижеописанных фиг.14 и 15.

Электронный блок 34, который также может опираться на каркас 21, может содержать встроенный блок питания и множество элементов управления и соединений для сопряжения с редуктором 26, PAPR 40, электрическими устройствами в или на лицевой части 18 и т.п. В частности, электронный блок 34 содержит контроллер, который определяет, работает ли SCBA 20 или PAPR 40 в любой данный момент времени. В особенности, электронный блок 34 может содержать пользовательский интерфейс для ручного приведения в действия одного или обоих SCBA 20 и PAPR 40 и/или средство для автоматического приведения в действия одного или обоих SCBA 20 и PAPR 40 в некоторых условиях. Блок 34 может быть связан с PAPR 40 электрическим, механическим и/или бесконтактным интерфейсом.

На фиг.3 и 4 представлены виды спереди и сбоку справа, соответственно, несущего каркаса 21, показанного на фиг.1. Хотя существует множество применимых различных каркасных конструкций, которые допускают ношение как SCBA 20, так и PAPR 40, каркас 21, показанный на фиг.3 и 4, особенно подходит для применения с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения, поскольку среди других причин каркас 21 позволяет отделять PAPR 40 и снимать с каркаса, как дополнительно описано ниже. В дополнение с другим традиционным элементам каркас 21 содержит проволочную секцию 23 для ношения резервуара 22. Ниша 25 за проволочной секцией 23 вмещает PAPR 40, как описано ниже.

На фиг.5 и 5A представлены виды в перспективе системы 10, показанной на фиг.1, с изображением PAPR 40, отсоединенного от SCBA 20, а на фиг.6 и 6A представлены увеличенные виды в перспективе PAPR 40, показанного на фиг.5 и 5A, и на фиг.7 представлен вид в перспективе с пространственным разделением деталей PAPR 40, показанного на фиг.6. PAPR 40 содержит корпус 42, по меньшей мере один коллектор 55, множество фильтров 45 в металлической оболочке, электродвигатель (не показанный), аккумулятор 64 для электродвигателя, нагнетатель 52 (схематически показанный на фиг.13), узел 70 шланга низкого давления 70 для обеспечения соединения газовым проходом выпускного отверстия PAPR 40 с лицевой частью 18 и контроллер (не показанный). Каждый из данных компонентов подробно описан ниже.

Основной корпусной частью PAPR 40 является корпус 42 PAPR, который закрывает электродвигатель (не показанный), нагнетатель 52 и по меньшей мере часть контроллера и обеспечивает опору для различных других компонентов. Корпус 42 PAPR обеспечивает основную конструкцию PAPR 40 и содержит по меньшей мере одно присоединительное отверстие 49, 51 для фильтрующих коробок 46, а также присоединительный узел для подсоединения PAPR 40 к каркасу 21, несущему SCBA 20. В настоящем описании термин «фильтрующая коробка» должен означать любое отдельное устройство, применяемое для абсорбции, фильтрации или обезвреживания взвешенных в воздухе ядовитых веществ, раздражающих веществ, аэрозолей или чего-то подобного, независимо от физической формы данного устройства. Конкретный тип фильтрующих коробок 46, подлежащих применению, будет зависеть от окружающей среды, в которой их следует применять, а также от широкого спектра других факторов, факторов, очевидных для специалистов со средним уровнем компетентности в данной области техники, но одной фильтрующей коробкой, подходящей для применения в по меньшей мере некоторых версиях исполнения PAPR 40 в соответствии с настоящим изобретением, является принудительный фильтр, выпускаемый компанией Scott Health & Safety of Monroe, North Carolina. Как показано, корпус 42 имеет T-образную форму для обеспечения достаточной площади поверхности, чтобы допускать установку нескольких фильтрующих коробок 46, но должно быть очевидно, что возможны также другие формы и конфигурации. Форму можно дополнительно видоизменять введением в конструкцию выемки 47 или других особенностей для создания возможности плотного прилегания корпуса 42 к резервуару 22 SCBA или другим компонентам SCBA 20 или несущему каркасу 21.

В конкретном варианте осуществления корпуса 42 PAPR, показанного на фиг.5 и других фигурах, обеспечены четыре присоединительные отверстия 49, 51, включая два верхних присоединительных отверстия 49 и два нижних присоединительных отверстия 51, каждое из которых ориентировано в переднем направлении в целях, которые станут очевидными из нижеследующего изложения. Однако будет также очевидно, что возможно также применение присоединительных отверстий 49, 51 в других количествах, местах расположения, комбинациях и с другими ориентациями, без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Каждое присоединительное отверстие 49, 51 имеет предпочтительно стандартный размер и содержит соединительный механизм, что позволяет присоединять к упомянутому отверстию различные приспособления. Одной конфигурацией присоединительного отверстия, подходящей для применения в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, является присоединительный патрубок DIN 40 мм, имеющий фитинг с внутренней резьбой для вмещения различных фильтрующих коробок, крышек, приемных устройств или чего-то подобного.

Каждое присоединительное отверстие 49, 51 можно использовать различными способами. Например, на фиг.8 представлен вид в перспективе альтернативной конфигурации PAPR 40, показанного на фиг.6, изображенного с присоединенной к нему лицевой частью 18, показанной на фиг.1. В данной конфигурации фильтрующие коробки 46 можно присоединять непосредственно как к верхним, так и нижним присоединительным отверстиям 49, 51 корпуса 42 PAPR. Таким образом использованы все четыре присоединительных отверстия 49, 51. Предполагается, что каждая фильтрующая коробка 46 содержит фитинг с внешней резьбой, предназначенный для соединения с фитингом с внутренней резьбой соответствующего присоединительного отверстия 49, 51. В данной конфигурации внешний воздух может втягиваться непосредственно через различные фильтрующие коробки 46 и в сам PAPR 40.

С другой стороны, в основном предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг.5-7, к каждому из верхних присоединительных отверстий 49 прикреплен коллектор 55 при помощи впускной трубки 56, тогда как два нижних присоединительных отверстия 51 закрыты съемным колпаком 54. Каждая впускная трубка 56 содержит закрытый колпаком конец, открытый конец и стороны с крупными перфорациями или отверстиями в них. Внешние поверхности открытого конца снабжены резьбой, чтобы можно было соединять трубку 56 с одним из верхних присоединительных отверстий 49 корпуса 42. Вставкой трубки 56 через, в общем, цилиндрические отверстия в коллекторе 55 и вкручиванием резьбового конца трубки 56 в присоединительное отверстие 49 можно прикрепить коллектор 55 к корпусу 42 PAPR. Как подробно изложено ниже, каждый коллектор выполнен с возможностью закрепления на нем множества фильтрующих коробок 46. Данная схема расположения эффективно допускает присоединение по меньшей мере одной фильтрующей коробки 46 к каждому из верхних присо