2.1 Респиратор р-12: устройство и принцип действия
Вкорпусе1 респиратора Р-12 (рисунок 2) размещены кислородный баллон 2, моноблок (кислородораспределительный узел) 3, дыхательный мешок 4 с избыточным клапаном, холодильник 5, регенеративный патрон 6. Вне корпуса находятся дыхательные шланги 7 и 8 с мундштучной коробкой 9, носовой зажим 10, головной гарнитур 11, капиллярная трубка с манометром 12, поясной и опорные амортизаторы, плечевые и поясной ремни, кнопка байпаса, рычаг перекрывного вентиля капиллярной трубки.
Перечисленные узлы и детали респиратора по своему назначению подразделяются на воздухораспределительную и кислородоподающую системы и вспомогательные устройства.
Воздухораспределительная система респиратора Р-12 состоит из мундштучной коробки с загубником, носового зажима, дыхательных шлангов, клапанов вдоха и выдоха, регенеративного патрона, дыхательного метка с избыточным клапаном и холодильника.
Мундштучная коробка (рисунок 4) состоит из полого цилиндра 1,разделенного перегородкой
Рисунок 3 – Общий вид респиратора Р-12 со снятой крышкой
Рисунок 4 – Мундштучная коробка респиратора
2 на верхнюю и нижнюю части. В верхнюю часть впаяны патрубки 3 и 4 для присоединения дыхательных шлангов и патрубок 5 для присоединения резинового загубника 6. Верхняя часть коробки служит для прохода вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, нижняя — для сбора выделяемой слюны (слюнособпра-тельпица). Собирающаяся в мундштучной коробке слюна периодически откачивается насосом, основными частями которого являются резиновая груша 7, резиновые впускной 8 и выпускной 9 клапаны. Резиновая груша с помощью накидной гайки 10 крепится к цилиндру 1. Удаление слюны из слю-нособирательницы производится резким сжатием резиновой груши насоса, благодаря чему она по трубке 11, через клапан 9 и отверстие в гайке 12 выбрасывается наружу.
К мундштучной коробке припаян кронштейн 13 с подбородником 14. На подбородник наклеена микропористая резина, поверх которой надет резиновый чехол. Кроме того, к цилиндру 1 припаяны две скобы 15 и 16, к которым прикреплены ремешки 17 и 18 с кольцами для подсоединения головного гарнитура.
Дыхательные шланги изготовлены из гофрированной резины, покрытой хлопчатобумажной или капроновой тканью, имеют одинаковую длину и внутренний диаметр 24 мм. Одним концом каждый из них прикреплен к патрубкам мундштучной коробки. Другой конец шланга выдоха через патрубок с накидной гайкой подсоединен к регенеративному патрону, а конец шланга вдоха через патрубок с накидной гайкой подсоединен к холодильнику респиратора,
К скобам мундштучной коробки на шнурах крепятся носовой зажим и резиновый защитный чехол загубника, который в нерабочем положении респиратора обеспечивает изоляцию воздухораспределительной системы от окружающей атмосферы и предохраняет загубник от загрязнений.
Носовой зажим представляет собой неполное резиновое кольцо с металлической пружиной внутри и резиновыми кнопками на концах.
Дыхательный клапан (рисунок 5) состоит из резинового гибкого клапана 1 и пластмассового седла 2. Постоянное прижатие клапана к седлу обеспечивается натяжением ножки клапана 3.
На корпусе седла имеется выточка для уплотняющего резинового кольца 4, при помощи которого герметизируются соединения патрубков дыхательных шлангов с патроном и холодильником.
Клапаны вдоха и выдоха - взаимозаменяемы, однако конструкция гнезда не позволяет при сборке аппарата поставить клапан в неправильное положение.
Очистка выдыхаемого воздуха от углекислого газа происходит в регенеративном патроне (рисунок 6), представляющем собой гофрирован-ный цилиндр 1 с нижней 2 и верхней 3 крышками. В нижней крышке имеется боковой штуцер 4 с наружной резьбой для подсоединения дыхательного мешка и штуцер 5 для снаряжения патрона химическим поглотителем. Штуцер 5 закрывается заглушкой б, снабженной резиновой прокладкой.
Рисунок 6 – Регенеративный патрон респиратора Р-12
В верхнюю крышку впаян штуцер 7, имеющий гнездо для клапана выдоха и наружную резьбу для присоединения патрубка шланга выдоха. Внутри патрона со стороны нижней крышки припаяна сферическая крестовина 8, к которой прикреплена проволочная сетка 9 с отверстиями 2,5·2,5 мм. Со стороны верхней крышки внутри патрона расположены две сваренные между собой подвижные сетки 10; наружная сетка из перфорированной жести имеет отверстия диаметром 5 мм, внутренняя проволочная — отверстия 2,5·2,5 мм.
К наружной сетке и крышке патрона приварены по три скобы, под которые входят последние витки пружины 11, упругость которой обеспечивает уплотнение химического поглотителя в патроне. Положение регенеративного патрона в корпусе респиратора фиксируется кронштейном с вырезом под штуцер 4.
Дыхательный мешок (рисунок 7) является резервуаром для очищенного от углекислого газа воздуха. Кроме того, он обеспечивает некоторую очистку прошедшего через патрон воздуха от взвешенных частиц ХПИ и сбор конденсирующейся влаги. Дыхательный мешок изготовлен из воздухонепроницаемого эластичного материала. В левой нижней части в стенку его вклеен выворотный резиновый фланец 2, в котором закреплен патрубок 2 штуцера 3, служащего для соединения мешка с регенеративным патроном. На штуцере 3 имеется накидная гайка 4, а кольцевой выточке его — резиновая прокладка 5. Патрубок 2 выступает внутрь дыхательного мешка, благодаря чему предотвращается попадание в регенеративный патрон скапливающейся в нижней части мешка влаги. В правую стенку мешка вклеен выворотный резиновый фланец 6, в котором закреплен штуцер 7 с патрубком, служащий для соединения дыхательного мешка с холодильником. Для предотвращения западания на вдохе верхней стенки дыхательного мешка под штуцер 7 с патрубком на него надета резиновая мешка вклеен резиновый выворотный фланец 9, в который вмонтирован штуцер избыточного клапана. К верхней стенке дыхательного мешка, с внутренней его стороны прикреплена металлическая пластина 10 со скобой 11. К скобе привязан капроновый шнурок 12, с помощью которого при возникновении избыточного давления в дыхательном мешке 10÷30 мм вод. ст. открывается избыточный клапан.
Рисунок 7 – Дыхательный мешок респиратора Р-12
Другой конец шнура привязан к карабину 13, соединенному со штоком избыточного клапана. Длина капронового шнура должна быть такой, чтобы расстояние от верхней стенки дыхательного мешка до конца карабина в месте крепления его к штоку избыточного клапана было равно 77 мм.
Избыточный клапан (рисунок 8) состоит из корпуса 1, резинового клапана 2 и обратного (слюдяного) клапана 3. В корпусе имеются седла клапанов и направляющая втулка для штока 4. Резиновый клапан 2 помещается в кольцевой выточке штока 4 и прижимается к седлу пружиной 5. Усилие, с которым прижимается клапан к седлу, регулируется гайкой 6.
Рисунок 8 – Избыточный клапан респиратора Р-12
Во избежание проникновения в систему респиратора непригодного для дыхания наружного воздуха в случае негерметичности клапана 2 имеется обратный клапан. К своему седлу он прижимается пружиной 7, вставленной в паучок 8, который винтом 9 крепится к крышке 10. Между паучком и крышкой находится сетка 11, предохраняющая избыточный клапан от засорения. Герметичность соединения корпуса клапана и патрубка дыхательного мешка обеспечивается резиновой прокладкой 12. Крышка 10 с наружной стороны имеет выточку, с помощью которой избыточный клапан крепится в специальной скобе корпуса респиратора. При избыточном давлении в дыхательном мешке 10—30 мм вод. ст. верхняя стенка его, поднимаясь, натягивает капроновый шнур, который через карабин 13 и шток 4 отводит резиновый клапан 2 от седла. Создавшееся в мешке избыточное давление открывает обратный клапан 3, и избыток воздуха выходит в атмосферу. Когда давление в мешке упадет, верхняя стенка его опустится и пружина 5 прижмет клапан 2 к седлу.
Корпус холодильника респиратора Р-12 (рисунок 9) состоит из обечайки 1, спаянной с верхней 2 и нижней 3 крышками. В верхнюю крышку впаян патрубок 4, имеющий гнездо для клапана вдоха и резьбу для подсоединения накидной гайки шланга вдоха. В нижнюю крышку впаяны патрубок 5 с резьбой для подсоединения накидной гайки дыхательного мешка и штуцер 6 для подвода кислорода от моноблока в систему респиратора. Штуцер 6 выступает внутрь крышки 3 на 15-20 мм. Внутри корпуса холодильника с помощью стоек 7 закреплены два сосуда 8, заполненные хладагентом. Каждый сосуд имеет выведенный наружу корпуса штуцер 9, через который наполняют его хладагентом. Между корпусом холодильника и сосудами с хладагентом имеется зазор для прохода воздуха.
Рисунок 9 – Холодильник респиратора Р-12. Стрелками показано направление движение воздуха через холодильник
Кислородораспределителъная система респиратора Р-12 состоит из малолитражного баллона, кислородораспределительного узла (моноблока) и капиллярной трубки с манометром.
В респираторе Р-12 применен стандартный 2-литровый баллон из легированной стали, рассчитанный, на рабочее давление 200 кгс/см2. На сферической части горловины баллона имеется клеймо, где указано:
наименование или марка завода-изготовителя;
тип баллона;
номер баллона;
масса пустого целлона, кг;
величина рабочего давления - Р;
пробное гидравлическое давление - П (равное полуторакратному рабочему давлению);
емкость баллона, л;
клеймо ОТК завода-изготовителя.
Место на баллоне, где выбиты данные, покрывают бесцветным лаком и обводят краской.
Запорный вентиль баллона (рисунок 10) состоит из корпуса и запорного механизма. Корпус вентиля 1 имеет конусный хвостовик с резьбой для ввертывания в горловину баллона и боковой штуцер для подсоединения к моноблоку респиратора. В хвостовик вентиля вмонтирована перфорированная труба 2, предотвращающая попадание окалины из баллона в моноблок респиратора. Основной частью запорного механизма является резьбовой клапан 3 с запрессованной в него фторопластовой вставкой.
Рисунок 10 – Запорный вентиль баллона респиратора
С тыльной стороны он имеет углубление, куда входит перо 4, шарнирно подсоединенное к шточку 5. Шточек 5 в средней части имеет квадратное сечение для зацепления с шестигранной втулкой 6, на которую надевается металлический или капроновый маховичок 7. Герметичность камеры клапана 3 обеспечивается сальниковым устройством, состоящим из сальниковой гайки 8, кожаной сальниковой прокладки 9, фибровой прокладки 10. Уплотнение шточка 5 в сальниковом устройстве обеспечивается постоянным прижатием его венчика к сальниковой прокладке с помощью пружины 11. Между маховичком 7 и сальниковой гайкой 8 помещена фибровая прокладка 12, уменьшающая трение при вращении маховичка. Маховичок 7 сделан выдвижным. При открытии или закрытии запорного вентиля маховичок выдвигается в направлении оси баллона. В нерабочем положении маховичок удерживается шариковым фиксатором 13, который входит в углубление на втулке 6. При вращении маховичка 7 по часовой стрелке вращается втулка 6, а с ней шточек 5. Через перо 4 вращение шточка передается клапану 3, который, двигаясь по резьбе, прижимает фторопластовую вставку к выпускному соплу, п поступление кислорода из баллона прекращается. При вращении маховичка против часовой стрелки происходит обратное движение клапана, сопло открывается и кислород поступает в систему респиратора.
Кислородораспределительный узел респиратора Р-12 (рисунок 11) объединяет в себе следующие устройства: редуктор а, мембранный легочный автомат б, предохранительный клапан в, байпас г и перекрывной вентиль магистрали манометра д. Кислородный баллон респиратора Р-12 присоединяется к моноблоку с помощью гайки 1, расположенной на ножке 2, в которую для предотвращения попадания окалины в систему моноблока ввинчен фильтр 3. Герметичность соединения моноблока с баллоном обеспечивается самоуплотняющимся резиновым кольцом 4. Редуктор моноблока служит для понижения давления кислорода, поступающего из баллона и обеспечения постоянной подачи его в систему респиратора в количестве 1,3-1,5 л/мин.
Рисунок 11 – Схема моноблока респиратора Р-12. Сплошным стрелками показано направление движения кислорода при постоянной его подаче редуктором, а пунктирными стрелками – направление движения кислорода при работе легочного автомата
Редуктор включает в себя клапанное устройство (редукционный клапан), состоящее из корпуса 5, вкладыша в, конусного металлического клапана 7 из нержавеющей стали, пружины 8 и регулирующей гайки 9, навинчиваемой на клапан и фиксируемой с помощью клея БФ-2.
Вкладыш в состоит из фторопластового седла (вставки), запрессованного в металлическую обойму. От засорения твердыми частицами клапанное устройство редуктора предохраняется специальным сеточным фильтром 10 редуктора. Гайка 9 верхней частью упирается в металлический диск мембраны 11, прижатой к корпусу полой фигурной гайкой 12 через металлическую шайбу 13. Внутри полой гайки находится главная регулирующая пружина 14, вставленная между нажимным диском 15 и центрирующим диском 16. Диск упирается в регулирующую головку 17, которая при вращении перемещается по резьбе в гайке 12 и сжимает или расслабляет главную регулирующую пружину 14. Положение регулирующей головки фиксируется стопорным винтом 18.
Редуктор моноблока работает следующим образом. При закрытом запорном вентиле баллона, когда кислород не поступает в моноблок, главная регулирующая пружина 14, действуя через дыша в, в результате чего седло вкладыша остается открытым. При открытии вентиля баллона кислород по каналам в ножке 2 и теле блока, через фильтр редуктора 10 поступает к седлу вкладыша 6 и далее в камеру редуктора. Создавшееся в камере редуктора давление кислорода, действуя на мембрану 11, сжимает главную регулирующую пружину 14.
Под действием давления кислорода и усилия пружины 8 клапан 7 приближается к седлу вкладыша б уменьшая проходное сечение, через которое происходит истечение кислорода в камеру редуктора.
При достижении давления в камере редуктора более л кгс/см3 регулирующая пружина 14 сжимается настолько, что клапан 7 может полностью закрыть седло вкладыша в, прекратив тем самым поступление кислорода в камеру редуктора. Однако благодаря непрерывному истечению кислорода из камеры редуктора через дозирующее отверстие основного клапана легочного автомата полное закрытие седла вкладыша в не происходит. Между клапаном 7 и седлом вкладыша в устанавливается зазор, который обеспечивает постоянное поступление кислорода через дозирующее отверстие в количестве 1,3—1,5 л/мин при постоянном давлении в камере редуктора 4,0 кгс/см. Таким образом, при работе редуктора вся его система находится в состоянии подвижного равновесия. При срабатывании легочного автомата в камере редуктора происходит падение давления, благодаря чему главная регулирующая пружина14 прогибает мембрану 11 и, действуя на гайку 9, отводит клапан 7 от седла вкладыша в. Через увеличившийся зазор происходит увеличенное поступление кислорода в камеру редуктора, рост его давления и система редуктора снова приходит в состояние подвижного равновесия.
В респираторе Р-12 открытие клапана легочного автомата осуществляется по принципу работы пневматического реле: при разряжении •; воздухораспределительной системе респиратора 20 ± 10 мм. вод. ст. мембранный клапан 19 легочного автомата перекрывает сопло, что вызывает открытие основного клапана легочного автомата и поступление в систему аппарата кислорода в количестве 150-60 л/мин.
Основной клапан легочного автомата имеет следующее устройство: в гнезде корпуса блока к имеющемуся выступу гайкой 20 герметично прижато седло клапана, состоящее из металлической обоймы 21 и завулканизированной в нее резиновой вставки 22. Металлический клапан 23 прижимается к резиновому седлу пружиной 24гкоторая одним концом, опирается в обойму 21, а другим — в регулирующую гайку 25.
Гайка 25 навинчивается на шток клапана, а на нее надевается шайба 26. Камера основного клапана герметизируется насаженной на шток мембраной 27. Края мембраны прижаты фланцем штуцера 28 и гайкой 29 к кольцевому выступу камеры основного сообщается с системой респиратора.
Вспомогательный (мембранный) клапан легочного автомата состоит из корпуса 30, резиновой мембраны 31, в которую плотно вставлен фторопластовый клапан 32, крышки 33 и накидной гайки 34. В центре корпуса 30 впаян штуцер 28, имеющий канал и сопло диаметром 0,35 мм, защищенное со стороны камеры основного клапана фильтром-сеткой. Для обеспечения более устойчивой работы вспомогательного клапана на резиновую мембрану наклеен жесткий диск. Мембрана с обеих сторон удерживается пружинами 35 и 36.
При помощи регулирующей гайки 37 можно приближать или удалять мембрану от сопла и тем самым регулировать величину разрежения, при котором должен работать легочный автомат. Положение регулирующей гайки фиксируется стопорным винтом 38.
Камера вспомогательного клапана посредством патрубка 39, резиновой трубки 40 и канала моноблока сообщается с системой респиратора. По этому каналу сообщения разрежение в системе респиратора передается под мембрану 31, в результате чего она прогибается.
Для постоянной подачи кислорода редуктором в систему респиратора в металлическом клапане 23 легочного автомата имеется канал с дозирующим отверстием диаметром 0,18 мм, защищенным от засорения фильтром-сеткой.
При открытом вентиле баллона кислород в количестве 1,3-1,5 л/мин из редуктора через фильтр, канал с дозирующим отверстием в клапане 23 легочного автомата, через отверстие и сопло в штуцере 28 поступает в камеру вспомогательного клапана, откуда через патрубок 39 и канал моноблока идет в систему респиратора.
Мембранный легочный автомат работает следующим образом. Когда потребление кислорода человеком превышает постоянную подачу редуктора, в системе респиратора создается разрежение, которое передается в камеру вспомогательного клапана и действует на мембрану 31, приближая ее к соплу штуцера 28. При разрежении 10-30 мм вод. ст. клапан мембраны перекрывает сопло, в результате чего постоянная подача кислорода редуктором прекращается, а в камере над мембраной 27 создается повышенное давление, под действием которого мембрана 27 прогибается и, сжимая пружину 24, перемещает шток с клапаном, отводя его от седла 22. При этом кислород из редуктора через седло 22, боковые отверстия в гайке 20 и по специальному каналу начинает поступать в систему респиратора. Когда в систему респиратора поступит достаточное количество кислорода и разрежение в ней уменьшится, мембрана 31 откроет сопло штуцера 28 и начнется постоянная подача кислорода. При таком положении над мембраной 27 давление кислорода уменьшится, пружина 24 автомат прекратится.
В моноблоке под легочным автоматом размещен предохранительный клапан, предназначенный для защиты редуктора от механического разрушения в тех случаях, когда в его камере по причине каких-либо неисправностей может возникнуть давление, превышающее расчетное. Предохранительный клапан состоит из корпуса 41 с седлом и собственно клапана 42 с резиновой вставкой. Клапан прижимается к седлу пружиной 43, степень сжатия которой регулируется гайкой 44 с отверстием для выхода кислорода. Гайка 44 после регулировки на открытие клапана при давлении в камере редуктора 8 кгс/см2 пломбируется краской. В случае неисправности редуктора, когда давление в его камере достигает 8-12 кгс/см2, клапан 42 отходит от седла и кислород выходит из камеры редуктора в атмосферу. В моноблоке размещено устройство аварийной подачи кислорода (байпас), с помощью которого в систему респиратора можно подать 150÷60 л/мин кислорода в случае неисправности редуктора или легочного автомата.
В камере байпаса имеется такое же клапанное устройство (редукционный клапан), как и в камере редуктора, описание которого приведено выше. Герметизируется камера мембраной 45, которая зажимается в корпусе полой гайкой 46 через металлическую шайбу 47. Полая гайка 46 надета на цилиндрическую втулку 48, внутри которой находится толкатель 49 с пружиной 50, сжатой регулирующей гайкой 51. Для удобства пользования байпасом и защиты его внутренней полости от засорения и влаги на полую гайку 46 и втулку 48 плотно надета резиновая кнопка 52. При нажатии через резиновую кнопку на втулку 48 пружина 50 передает усилие на толкатель 49, в результате чего прогибается мембрана 45, которая действует на клапанное устройство. Клапан открывается, и кислород поступает в камеру байпаса, откуда через специальный канал он попадает в систему респиратора. При прекращении нажима на кнопку байпаса пружина клапанного устройства прижимает клапан к седлу и подача кислорода в систему респиратора прекращается.
Перекрывной вентиль предназначен для отключения капиллярной трубки и манометра от кислородоподающей системы респиратора при образовании в них утечки кислорода. Перекрывной вентиль расположен в боковой части моноблока между редуктором и байпасом. Он имеет гайку 53, которая своей нижней частью удерживает втулку 54, внутри которой находится диск 55. Между втулкой и корпусом моноблока находится пакет из трех мембран 56, изготовленных из медной фольги и закрывающих седло перекрывного вентиля. В гайку 53 ввинчен шпиндель 57, на который надет рычаг 58 с шайбой 59. Между гайкой 53 и бортом шпинделя имеется пружина для фиксации положения рычага. Для отключения капиллярной трубки манометра необходимо повернуть рычаг 58 на 45-60° до упора (при положении респиратора на спине рычаг поворачивают вниз). Шпиндель 57, вращаясь при этом в нарезной части гайки 53, совершает поступательное движение и передвигает диск 55, который, в свою очередь, сферической частью прижимает пакет мембран 56 к седлу и отключает капиллярную трубку с манометром от кислородоподающей системы респиратора.
Для контроля за расходом запаса кислорода из баллона применяется небольшой стандартный манометр со шкалой до 300 кгс/см2 и ценой деления 10 кгс/см2, рассчитанный па рабочее давление 200 кгс/см2. Подвод кислорода от моноблока к манометру 1 в респираторе Р-12 осуществляется по свитой в спираль капиллярной трубке 2 (рисунок 12) с внутренним диаметром 0,4 мм и наружным — 1,5 мм. Для соединения капиллярной трубки с моноблоком к одному ее концу припаяна трубка 3 с фланцем, которая гайкой 4 через фторопластовую прокладку 5 закрепляется в гнезде моноблока.
Рисунок 12 – Капиллярная трубка с манометром
К другому концу капилляра припаяна трубка со штуцером 6, в который ввинчивается манометр. Соединение его со штуцером герметизируется фибровой прокладкой. Для предохранения капиллярной трубки от повреждения на нее надет прорезиненный шланг 7.
Конец капиллярной трубки с манометром крепится к плечевому ремню респиратора с помощью скобы 8. В трубке к штуцеру 6 имеется контрольное отверстие 9 для проверки герметичности капиллярной трубки и предохранения прорезиненного шланга от разрыва.
Вспомогательные устройства респиратора Р-12 — это его ранец, спинной и поясной амортизаторы, плечевые и поясной ремни, головной гарнитур и противодымные очки. Ранец респиратора служит для размещения основных узлов и частей респиратора и предохранения их от механических повреждений. Он изготовлен из листового дюралюминия толщиной 1,5 мм. Ранец состоит из корпуса и крышки, соединенных между собой посредством двух шарниров и замка. В корпусе ранца имеются фигурные отверстия, обеспечивающие вентиляцию и отвод тепла.
Спинной и поясной амортизаторы находятся в натянутом состоянии и служат для смягчения ударов аппарата при резких движениях респираторщика. Спинной амортизатор состоит из металлических лент, покрытых резиной; натягивают его специальными винтами. Поясной амортизатор изготовляется из кожи; натягивается он с помощью резиновой ленты с пряжками.
Плечевые ремни респиратора Р-12 снабжены мягкими подушками из пенополиуретана; способ крепления их позволяет устанавливать подушку на плече в удобном для каждого респираторщика положении п закреплять более рационально па плечевых ремнях капиллярную трубку манометра.
Поясной ремень продет в две петли, прикрепленные к корпусу респиратора, что позволяет передвигать пряжку в удобное для респираторщика положение. Противодымные очки закрепляются на шланге выдоха респиратора.