Стенд для испытания дыхательных аппаратов

Стенд для испытания дыхательных аппаратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к испытанию дыхательных устройств.

Известен стенд для испытания дыхательных аппаратов, содержащий побудитель движения воздуха, включающий насос с приводом, имеющим кривошипно-шатунный механизм, устройство газообмена и кондиционирования выдыхаемого воздуха и устройство для отбора проб вдыхаемого воздуха, устройство для отбора проб вдыхаемого воздуха выполнено в виде жесткой герметичной оболочки с расположенной внутри нее эластичной емкостью, причем оболочка и емкость посредством переключателя соединены соответственно с воздушным насосом и с испытываемым аппаратом. (А.с. СССР №720851, ΜΠΚ A62B 27/00, 1984 г.).

Недостатком этого устройства является невозможность испытания дыхательного аппарата в погруженном в воду состоянии и невозможность проведения испытания аппарата при периодическом изменении его пространственного положения.

Известен стенд - имитатор внешнего дыхания человека, включающий побудитель движения воздуха - насос «искусственные легкие», соединенный на входе через клапан с дозатором диоксида углерода и через клапанную коробку с клапанами вдоха и выдоха, с термостатом, с увлажнителем, с климатической камерой. Стенд также снабжен соединенными с линией подачи анализатор диоксида углерода, датчики температуры и влажности прибор для измерения сопротивления дыханию. Климатическая камера соединена также с насосом для отбора проб, соединенным с анализатором диоксида углерода. (Национальный стандарт Российской федерации. ГОСТ Ρ 53260-2009. Техника пожарная. Самоспасатели изолирующие с химически связанным кислородом для защиты людей от токсичных продуктов горения при эвакуации из задымленных помещений во время пожара. Общие технические требования. Методы испытаний с маской дыхательного аппарата (НПБ 165-2001. Техника пожарная. Дыхательные аппараты со сжатым воздухом для пожарных. Общие технические требования. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2009).

Недостатком этого устройства также является невозможность испытания дыхательного аппарата в погруженном в воду состоянии и невозможность проведения испытания аппарата при периодическом изменения его пространственного положения.

Известен также стенд для испытаний дыхательных аппаратов, содержащий узел, имитирующий дыхание человека, с контактными аппаратами и насосами, например поршневыми, и магистраль для подвода и стравливания воздушного давления, в котором для проведения испытаний в водной среде под давлением и создания плавности в работе узла, имитирующего дыхание, в нем имеется гидрокамера для размещения испытуемого дыхательного аппарата, соединенная с магистралью для подвода и стравливания воздушного давления и подпоршневыми пространствами насосов узла, имитирующего дыхание человека. (А.с. СССР №361613, МПК A62B 27/00, B63C 11/00, опубл. 1999 г.).

Недостатком этого устройства является невозможность испытания дыхательного аппарата в условиях применения его подводными пловцами, которые при подводном плавании могут изменять свое пространственное положение от горизонтального до вертикального - при нырянии и всплытии, а также в любых других промежуточных положениях.

Задачей изобретения является создание стенда, имитирующего условия применения дыхательного аппарата подводными пловцами.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении испытания дыхательного аппарата, либо его части в водной среде с заданной температурой и изменением пространственного положения аппарата или его части.

Поставленная задача решается выполнением стенда для испытания дыхательных аппаратов, содержащий узел, имитирующий дыхание человека, с насосом, например поршневыми, в котором для проведения испытаний в водной среде имеется гидрокамера для размещения испытуемого дыхательного аппарата, соединенная с магистралью для подвода и стравливания воздушного потока, выполненная с возможностью соединения с дыхательным аппаратом, причем отличием предлагаемого устройства от известного является установка гидрокамеры - установлена в климатической камере - и снабжение устройством закрепления, устройством погружения и устройством изменения пространственного положения дыхательного аппарата или его частей.

Устройство закрепления дыхательного аппарата или его частей может быть выполнено в виде подставки с боковыми упорами и хомута, соединенных вертикальной стойкой.

Устройство погружения может быть выполнено в виде кинематически соединенной с подставкой винтовой пары, закрепленной на стойках, соединенных поперечной связью и снабженных цапфами, установленными в опорах, закрепленных на стенках гидрокамеры.

Устройство изменения пространственного положения дыхательного аппарата или его частей может быть выполнено в виде винтовой пары, закрепленной на гидрокамере, причем подвижное звено соединено с кулисой, неподвижно закрепленной на цапфе.

Гидрокамера дополнительно может быть снабжена перемешивающим устройством в виде барботера, соединенного с побудителем расхода воздуха.

Дыхательный аппарат может быть соединен гибким шлангом со штуцером, установленным на стенке гидрокамеры, и с магистралью, соединяющей с насосом «искусственные легкие».

Установка гидрокамеры в климатической камере и снабжение ее устройством закрепления, устройством погружения и устройством изменения пространственного положения дыхательного аппарата или его частей обеспечивает испытания дыхательного аппарата, либо его части - поглотительного патрона в водной среде с заданной температурой и изменением пространственного положения патрона или аппарата при его испытании и характеризуется простотой конструкции и надежностью работы.

Выполнение устройства закрепления дыхательного аппарата или его частей в виде подставки с боковыми упорами и хомута, соединенных вертикальной стойкой, обеспечивает испытания дыхательного аппарата, либо его части - поглотительного патрона в водной среде с заданной температурой и изменением пространственного положения патрона или аппарата при его испытании.

Выполнение устройства погружения в виде кинематически соединенной с подставкой винтовой пары, закрепленной на стойках, соединенных поперечной связью и снабженных цапфами, установленными в опорах, закрепленных на стенках гидрокамеры, обеспечивает удобство монтажа дыхательного аппарата, либо его части - поглотительного патрона при выдвинутых над водной средой гидрокамеры подставки и хомута крепления патрона или аппарата при подготовке к испытаниям, удобство погружения аппарата в водную среду и демонтаж после испытаний. Устройство характеризуется простотой и надежностью.

Выполнение устройства изменения пространственного положения дыхательного аппарата или его частей в виде винтовой пары, закрепленной на гидрокамере, причем подвижное звено соединено с кулисой, неподвижно закрепленной на цапфе обеспечивает испытания дыхательного аппарата, либо его части - поглотительного патрона в водной среде и изменение пространственного положения патрона или аппарата при его испытании без извлечения из гидрокамеры в процессе испытаний.

Дополнительное снабжение гидрокамеры перемешивающим устройством в виде барботера, соединенного с побудителем расхода воздуха, обеспечивает создание в гидрокамере равномерного температурного поля и интенсификацию теплопередачи от испытываемого аппарата к водной среде с заданной температурой и характеризуется простотой и надежностью работы. При использовании при испытаниях дополнительного хладагента в виде полимерных пакетов с замороженной водой за счет интенсивного перемешивания сокращается продолжительность выведения гидрокамеры на заданный температурный режим.

Соединение дыхательного аппарата гибким шлангом со штуцером, установленным на стенке гидрокамеры, и с магистралью, соединяющей с насосом «искусственные легкие», обеспечивает возможность изменения пространственного положения патрона или аппарата в водной среде без дополнительной разборки и сборки подводящей магистрали. Одновременно обеспечивается удаление из аппарата влаги из сконденсированных паров воды из выдыхаемого воздуха и реакционной воды при его испытании.

Изобретение поясняется чертежами, на котором показаны:

на фиг.1 - схема стенда, включающего аппарат «искусственные легкие», климатическую камеру, в которой помещена гидрокамера с испытуемым аппаратом.

на фиг. 2 - гидрокамера, вид сбоку, с испытуемым аппаратом в трех положениях.

на фиг. 3 - гидрокамера, вид сверху со стороны сливного патрубка.

на фиг. 4 - то же, что на фиг. 3, вид со стороны воздушного патрубка.

на фиг. 5 - узлы крепления патрона, узел погружения и узел изменения пространственного положения.

на фиг. 6 - то же, что на фиг. 5, с установленным поглотительным патроном.

Перечень позиций, указанных на чертежах:

1. Насос «искусственные легкие».

2. Гидрокамера.

3. Испытуемый аппарат.

4. Магистраль.

5. Климатическая камера.

6. Устройство закрепления аппарата.

7. Устройство погружения аппарата.

8. Устройство изменения пространственного положения.

9. Подставка.

10. Упор боковой.

11. Хомут.

12. Стойка вертикальная.

13. Винтовая пара.

14. Стойка.

15. Связь поперечная.

16. Цапфа.

17. Опора.

18. Винтовая пара.

19. Звено подвижное.

20. Кулиса.

21. Барботер.

22. Вентилятор.

23. Шланг.

24. Патрубок газовоздушной смеси (ГВС).

25. Патрубок сливной.

26. Кронштейн.

27. Клапан.

28. Ротаметр.

29. Линия подачи диоксида углерода.

30. Клапанная коробка с клапанами вдоха и выдоха.

31. Термостат с увлажнителем.

32. 32 (1), 32 (2) Насос газоанализатора.

33. 33 (1), 33 (2) Газоанализатор диоксида углерода.

34. Датчики температуры и влажности.

35. Прибор для измерения сопротивления дыханию.

Стенд для испытаний дыхательных аппаратов содержит насос 1, предпочтительно поршневой, гидрокамеру 2 в которой установлен испытуемый дыхательный аппарат 3, соединенный с магистралью 4 для подвода и сбрасывания воздушного потока, которая выполнена с возможностью соединения с дыхательным аппаратом. Гидрокамера 2 установлена в климатической камере 5 и снабжена устройством закрепления аппарата 6, устройством погружения 7 и устройством изменения пространственного положения дыхательного аппарата или его частей 8. Устройство закрепления дыхательного аппарата или его частей 6 выполнено в виде подставки 9 с боковыми упорами 10 и хомута 11, соединенных вертикальной стойкой 12. Устройство погружения 7 выполнено в виде кинематически соединенной с подставкой винтовой пары 13, закрепленной на стойках 14, соединенных поперечной связью 15. Стойки 14 снабжены цапфами 16, установленными в опорах 17, закрепленных на стенках гидрокамеры 2. Устройство изменения пространственного положения дыхательного аппарата или его частей 8 выполнено в виде винтовой пары 18, закрепленной в опорах 19 на гидрокамере 2, причем гайка винтовой пары 18 соединена с кулисой 20 и неподвижно закреплена на цапфе 16. Гидрокамера 2 дополнительно снабжена перемешивающим устройством в виде барботера 21, выполненного в виде перфорированной трубы и вентилятора 22, либо воздушной магистрали. Испытуемый дыхательный аппарат 3 соединен гибким шлангом 23 с патрубком газовоздушной смеси (ГВС) 24, установленным на стенке гидрокамеры 2 и с магистралью 4, соединяющей дыхательный аппарат 3 с насосом «искусственные легкие» 1. Гидрокамера 2 снабжена сливным патрубком 25 с соответствующей запорной арматурой и кронштейнами 26 для установки в гидрокамере 2 термопар и дополнительных охладителей в виде полимерных мешков с хладагентом, например льдом (не показаны).

Насос «искусственные легкие 1 соединен через клапан 27 и ротаметр 28 с линией дозирования диоксида углерода 29 через клапанную коробку с клапанами вдоха и выдоха 30, соединенную магистралью 4 с испытуемым аппаратом 3. Магистраль 4 также соединена с термостатом с увлажнителем 31. На входе и на выходе из климатической камеры 5 установлены насосы газоанализаторов 32 (1) и 32 (2), соединенные соответственно с газоанализаторами диоксида углерода 33 (1) и 33 (2). На входе климатической камеры 5 установлены также датчики температуры и влажности 34 и прибор для измерения сопротивления дыханию 35.

Устройство работает следующим образом.

Подставка 9 устанавливается в верхнее положение устройством погружения аппарата 7 путем перемещения винтовой пары 13. На подставку 9 между упорами боковыми 10 устройства закрепления аппарата 6 устанавливается испытуемый аппарат 3 и закрепляется хомутом 11, закрепленным на стойке 14. Испытуемый аппарат 3 соединяется шлангами 23 с патрубками газовоздушной смеси (ГВС) 24 и переводится в крайнее нижнее положение устройством погружения аппарата 7 путем перемещения относительно стоек 14 подставки 9 и хомута 11 винтовой парой устройства погружения аппарата 7. Затем установленная в климатической камере 5 гидрокамера 2 заполняется водой. В климатической камере 5 устанавливается заданная температура в диапазоне от минус 2 до плюс 30°C с помощью известных средств (не показаны). При проведении испытаний аппарата при пониженной температуре для ускорения охлаждения на кронштейнах 26 устанавливаются дополнительные охладители в виде полимерных мешков со льдом и включается вентилятор 22, подающий воздух в барботер 21 для интенсификации перемешивания воды в гидрокамере 2. После достижения в гидрокамере 2 заданной температуры включается насос «искусственные легкие» 1, который забирает при вдохе через клапанную коробку 30 окружающий воздух и при выдохе подает по магистрали 4 в термостат с увлажнителем 31 газовоздушную смесь (ГВС). ГВС образуется за счет подачи в насос 1 через клапан 27 из линии подачи диоксида углерода 29 через ротаметр 28 мерного количества диоксида углерода, содержание которого измеряется газоанализатором (1), путем подачи насосом 32 (1) на выходе из термостата с увлажнителем 31. Для создания в гидрокамере 2 равномерного температурного поля включается вентилятор 22, подающий воздух в барботер 21, обеспечивающий перемешивание воды. Работа термостата с увлажнителем 31 может регулироваться по показаниям датчиков температуры и влажности 34. При работе насоса «искусственные легкие» 1 измеряется величина подпора перед испытуемым аппаратом 3 прибором для измерения сопротивления дыханию 35. Для изменения пространственного положения аппарата 3 используется устройство для изменения пространственного положения аппарата 8. При вращении рукоятки гайка закрепленной в опорах 19 винтовой пары 18 перемещает кулису 20, которая поворачивает стойку 14 вместе с цапфами 16 и поперечной связью 15 в опорах 17, закрепленных на гидрокамере 2.

Испытания аппарата проводятся до достижения заданной концентрации диоксида углерода в очищаемом воздухе путем отбора проб насосом 32 (2) и измерения концентрации диоксида углерода газоанализатором 33 (2).

После окончания испытаний аппарата 3 вода из гидрокамеры 2 удаляется через сливной патрубок 25 и аппарат 3 расснаряжается в последовательности, обратной описанной выше.

Устройство обеспечивает испытание дыхательных аппаратов в водной среде при изменяющемся пространственном положении аппарата и характеризуется простотой конструкции и удобством проведения испытаний, а также снаряжения и расснаряжения.

1. Стенд для испытаний дыхательных аппаратов, содержащий узел, имитирующий дыхание человека, с насосом, например поршневыми, в котором для проведения испытаний в водной среде имеется гидрокамера для размещения испытуемого дыхательного аппарата, соединенная с магистралью для подвода и стравливания воздушного потока, выполненная с возможностью соединения с дыхательным аппаратом, отличающийся тем, что гидрокамера установлена в климатической камере и снабжена устройством закрепления, устройством погружения и устройством изменения пространственного положения дыхательного аппарата или его частей.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что устройство закрепления дыхательного аппарата или его частей выполнено в виде подставки с боковыми упорами и хомута, соединенных вертикальной стойкой.

3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что устройство погружения выполнено в виде кинематически соединенной с подставкой винтовой пары, закрепленной на стойках, соединенных поперечной связью и снабженных цапфами, установленными в опорах, закрепленных на стенках гидрокамеры.

4. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что устройство изменения пространственного положения дыхательного аппарата или его частей выполнено в виде винтовой пары, закрепленной на гидрокамере, причем подвижное звено соединено с кулисой, неподвижно закрепленной на цапфе.

5. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что гидрокамера дополнительно снабжена перемешивающим устройством в виде барботера, соединенного с побудителем расхода воздуха.

6. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что дыхательный аппарат соединен гибким шлангом со штуцером, установленным на стенке гидрокамеры, и с магистралью, соединяющей с насосом «искусственные легкие».