У дома · Осветление · Руските специални сили ще получат двоен среден дихателен апарат. Rebreathers Затворена дихателна система

Руските специални сили ще получат двоен среден дихателен апарат. Rebreathers Затворена дихателна система

Това е устройство, което пречиства газа, използван за дишане. Необходимият за дишане кислород непрекъснато тече (принудително) във веригата на газовата смес. Отработените газове остават във веригата: преминават през еднопосочен канал и се пречистват от CO2. След пречистване газът се въвежда отново в инхалационния сак, след което цикълът се повтаря.

Rebreather: нова технология?

Знаете ли, че първото устройство за гмуркане е било ребрийтър? Създадена е през 1878 г. от инженера Fleuss и се състои от гумена маска, свързана с дихателна торба, която е пълна с кислород, доставян от меден цилиндър; въглероден двуокиссе абсорбира от „филтър": преплетени влакна, импрегнирани с каустик поташ (калиев карбонат). През 1915 г. идеята на Флюс е заимствана от сър Робърт Дейвис при създаването на апарат за аварийно изкачване от подводници, който след това започва да се произвежда по целия свят . Ханс Хас е първият подводен фотограф, който се гмурка с ребризер.

ARO - (затворен цикъл на кислороден ребрийзър) първоначално от Италия, създаден през периода между Първата и Втората световна война. През 1933-34 г. италианските военни водолази Teseo Tesei и Elios Toschi оценяват незаменимостта на това устройство във военни операции, в устройството са направени някои промени и то започва да играе първа цигулка в операциите на отрядите Gamma и Maiali.

След войната ARO се използва от ВМС за обучение на водолази.

ARO все още се използва днес за обучение и за гмуркане на много големи дълбочини.

Междувременно, през 1969 г., компанията Dra'ger разработва много съвременни устройства с нитрокс с полузатворен цикъл и произвежда FGT (това устройство все още се използва от много военни водолази).

По-късно се появи FGT III, хелиокс с полузатворен цикъл за гмуркане на дълбочина до 200 метра.

През следващите години Dra'ger усъвършенства системата, за да осигури непрекъснат поток и заема водеща позиция в производството на тези компоненти.

През 1995 г. започват да се произвеждат първите ребрийзери с полузатворен цикъл за спорт.

Днес има три основни типа ребризери - кислородни, полузатворени и затворени устройства.

Кислородни ребризери

Този тип устройства използват чист кислород и са напълно затворени. Историята на тяхното създаване и използване датира от 19 в. Тези устройства са били използвани активно от Ханс Хаас и съпругата му Лота Хаас, най-известните подводни изследователи и фотографи. По време на войната тези устройства се използват активно от подводни диверсанти от всички страни, участващи във войната. В момента кислородните ребризери са претърпели незначителни промени и се използват главно от флота. Устройствата от този тип са най-компактни, прости по дизайн и надеждни. Обикновено те съдържат един дихателен сак, един кислороден контейнер и един контейнер с химически абсорбент. Чистият кислород се подава в дихателната торба през специален отвор на дюзата с определена скорост или периодично.След това вдишвате кислорода и издишвате в кутия със сода - където полученият въглероден диоксид се абсорбира и всичко се върти отново в кръг. Без електроника, само манометър Най-известните продукти от този клас са LAR-V на немската фирма draeger, Oxyng на френската компания spirotechnique, италианските продукти на OMG и разбира се голям бройСъветски устройства - IPSA, IDA-64, IDA-76, IDA-71 и др. Основният недостатък на тези устройства беше и е ограничението на дълбочината - 6 метра.

Полузатворени ребризери

Тези устройства са разделени на два вида: aSCR - устройства с активна емисиягаз и pSCR - съответно с пасивно захранване.

aSCR- тези устройства са разработени през петдесетте години и са използвани, както винаги от военните, главно от водолази - сапьори. Принципът на работа е изключително прост. Цилиндрите се пълнят с нитрокс (най-вече), газът тече в постоянен поток през специална дюза (draeger Dolphin, Ray) или през регулируема иглена клапа (Azimuth, Ubs-40) в инхалационния сак, след което издишвате съответно в торбичката за издишване, след това газът влиза в кутия с химически абсорбент и отново в торбичката за вдишване. По време на тези процедури, като правило, се получава излишък от газ, който се отстранява във водата през специален клапан.

aSCR– най-популярните устройства за рециркулация на аматьорския пазар днес. Те са прости, надеждни и лесни за научаване. Основното им предимство е икономията на газ, използването на нитроксни смеси и ниския шум. Устройствата в базова конфигурация са без електроника и препоръчителните температурни условия за работа са от -1 до +35 градуса, което също е предимство. Недостатъците са ограничена дълбочина, липса на предимства в режимите на декомпресия и голяма разлика между газа в бутилките и газа в дихателната верига, което трябва да се вземе предвид при планирането. Колкото по-голяма е физическата активност, толкова по-голяма е разликата и може да варира от 5 до 20%.

Най-известните модели Микс-55 , Миксери 78(Франция) Аромикс OMG(Италия), Dräger FGT I(Германия) AKA – 60(Русия). Най-известните модели за аматьорския пазар са Dräger Dolphin(Германия) Дрегер Рей(Германия) – спряно. Фиено(Япония) – спряно. Azimuth Pro(Италия) UBS-40(Италия) - все още се произвежда.

pSCR- различавам се от aSCRфактът, че газът се подава не през дюза, а чрез стандартен регулатор в съответствие с минутния разход на сместа на водолаза. В резултат на директното принудително добавяне на газ съставът на действителната дихателна смес във веригата на пасивната система е по-постоянен от този на устройствата с активно подаване на газ и не се променя съществено при промени във физическата активност.

Тъй като устройството пасивен типсвързано със стойността на RMV, планирането на гмуркането става по-лесно.

Основният недостатък на тези устройства е повишеното съпротивление при вдишване и издишване, тъй като дихателната торба се намира в лумбалната област. (има предвид устройства Halcyon и неговите клонинги - Ron, SF-1 и др.). Интересно развитие в тази насока е апаратът K2-advantage (има дихателна торба на гърдите).

Устройствата от този тип не са широко разпространени и не са сертифицирани в Европа.

Затворени ребризери

Разделени на eCCR и mCCR.

eCCR– този тип устройства са най-сложните, модерни и съответно скъпи.

Цената на продуктите варира от 9 до 14 хиляди долара. Това са най-тихите устройства, но най-важното им предимство е способността да поддържат постоянно парциално налягане на кислорода, поради което се получава ефективна и бърза декомпресия, а също така се увеличават границите без декомпресия. Като правило устройството използва два цилиндъра - единият с кислород, вторият с разредител (въздух, тримикс, хелиокс). Ребрийзерът използва електроника за наблюдение на парциалното налягане на кислорода и за подаване на кислород към веригата, ако е необходимо, чрез електромагнитен клапан. По принцип това е всичко; устройствата се различават по нюанси - броят на сензорите за кислород, местоположението на дихателните торбички, наличието на вградени измервателни уреди за декомпресия и др. Най-известните и популярни устройства от този тип са Inspiration Vision (Англия), Megalodon (САЩ). В момента на пазара се появиха доста електронни устройства от затворен тип - Optima (САЩ), Sentinel (Англия), Voyager (Италия) и др. Но лидерите си останаха същите.

Най-важното е, че eCCR изискват уважение, повишено внимание и много добро обучение. Спускания към затворени устройстваизискват повече дисциплина и отговорност, затова ползвателите им трябва да са хора, които се гмуркат редовно и са добре запознати със спецификата на ребрийдърите. При работа с CCR съществува повишен риск от изпитване на хипоксия или хипероксия.

mCCR- те се различават от електронните устройства по това, че кислородът не се подава към веригата чрез соленоид по команда на компютър, а постоянно тече през дюза (почти като в SCR или в обикновено кислородно устройство), но се доставя в по-малко количество, отколкото е необходимо на човешкия организъм, т.е. някъде 0,6-0,7 л/мин. Налице е електроника за наблюдение на стойностите на po2. Липсата на кислород се подава ръчно. Както обикновено се случва у нас, това, което не пазим, го губим със сълзи. Чужденци взеха нашите IDA-71 и направиха mCCR от тях. Днес най-популярните устройства от този тип са KISS (Канада), rEVO (Белгия), Submatix (Германия), Pelagian (Тайланд).

Цените варират от 5 до 8 хиляди долара.

Врагът няма да мине! Дори под вода


Работна схема и органи за управление на ребризера “Inspiration”.

Въпреки това мащабът на задачите, които изпълняваше, беше огромен. В Ден X съветските военноморски специални сили трябваше да кацнат от множество подводници, самолети, хеликоптери и от търговски и риболовни кораби под чужди флагове. Черните призраци, които внезапно се появиха изпод водата, трябваше да извадят от строя цялата система за противоподводна отбрана в Атлантическия океан, Тихия океан и Средиземно море, да унищожат центровете за управление и комуникация на военноморските части на НАТО, да блокират предни бази, да превземат важни стратегически обекти и да задържат тях до момента на десанта на главния десант. Военноморските специални части се подготвиха много сериозно, участвайки в множество военни операции по света - Ангола, Виетнам, Египет, Никарагуа, Етиопия, правейки „круизи“ до чужди пристанища с разузнавателна цел и постоянно тренирайки на кораби на Академията на науките на СССР и тайно отделения на плаващи рибни консерви.фабрики. Според НАТО съветските подводни специални сили са кацали незаконно само на бреговете на Швеция и Норвегия повече от 150 пъти. Повечето атаки останаха незабелязани. Диверсантите не са оставили следи след себе си. Дори нещо толкова ефимерно като водните мехурчета.

Отпечатъци по водата

Мехурчетата във водата са първото нещо, което привлича погледа на външния наблюдател, когато гледа любителско гмуркане. Липсата на мехурчета е тревожен знак и обикновено се придружава от активни стъпки за подготовка и започване на спасителна операция. Има обаче едно изключение - гмуркането с ребрийтъри. Гмуркач с ребрийтър във водата е практически безшумен, като жителите на подводното царство - той не изпуска бълбукащи мехурчета, а водолюбивите птици го приемат като „един от тях“.

Широко разпространен

Като основно оборудване за гмуркане, водолазното оборудване, проектирано от Cousteau-Gagnan, е дихателен апарат с отворен кръг: водолазът вдишва въздух от цилиндър и го издишва във водата. В същото време вдишаният въздух съдържа 21% кислород, а издишаният въздух съдържа около 16% (при нормално атмосферно налягане, т.е. на повърхността на водата). По този начин, повечето отвъздухът просто се губи. Ако издишаният въздух се почисти от въглероден диоксид и се обогати с кислород, той може да се използва повторно. Това става чрез химически абсорбери и добавяне на малки порции кислород (като цяло с увеличаване на дълбочината нуждата от кислород намалява поради увеличаване на парциалното му налягане). Парциално налягане - Компонентно налягане газова смес, което би упражнил, ако заеме обема на цялата смес.

Малко история

На тези принципи се основават дихателните апарати със затворен или полузатворен цикъл - ребризери. Не си мислете, че това е постижение на съвременните технологии. Първият ребрийзър е разработен от англичанина Хенри Флоус през 1876 г. Ребрийзърът на Fleuss се състоеше от гумирана тъканна обвивка, дихателна торба и меден цилиндър с кислород и абсорбатор на въглероден диоксид. Като абсорбатор се използва коноп, напоен със сода каустик (натриев хидроксид). Ако е необходимо, кислородът се добавя ръчно. Въпреки че сега това устройство изглежда примитивно, за онези времена то работеше доста добре, позволявайки ви да прекарате до 3 часа под вода. Дълбочината на гмуркане с апарата Fleuss беше ограничена поради използването на чист кислород (чистият кислород е токсичен дори при гмуркане до 5-7 m, но този факт не беше известен тогава). Въпреки това през 1880 г. известният английски водолаз Александър Ламбърт се гмурка в апарата на Флойс, за да запечата люк в наводнен тунел. Люкът се намираше на 300 м от входа на тунела на дълбочина 20 м!

През 1907г немска фирма Dreger представи ребризер за спасяване на хора от потъващи подводници. Този рибрийзър, подобно на апарата на Fleuss, до голяма степен послужи като основа за разработването през 1911 г. от англичанина Робърт Дейвис, директор на компанията Siebe Gorman, на устройство по негов собствен дизайн, наречено „False Lung на Davis“. През 1915 г. екипът на първия подводен филм, базиран на книгата на Жул Верн „Двадесет хиляди левги под водата“, използва модифицирани дихателни апарати Fleuss-Davis по време на снимките.

С избухването на Втората световна война възниква необходимостта от тайни подводни операции и дихателните апарати твърдо заемат водещо място сред подводното оборудване на флотовете на много страни.

През 1968 г. д-р Уолтър Старк разработва Electrolung, първият електронно контролиран дихателен апарат със затворена верига. Това е качествена стъпка напред в технологията, която дотогава остава традиционна и се основава на механично дозиране на газовете.

До средата на 90-те години основните потребители на дихателните апарати са военните, изследователите и професионалните водолази. Военните оцениха стелт и безшумност в устройства със затворена верига (присъствието на бойни водолази не се индикира от мехурчета) и немагнитност (ребризерът може да бъде направен от немагнитни материали). Изследователи подводен свят— липса на мехурчета (жителите на подводния свят не се страхуват, те са по-лесни за снимане и изучаване). Ребрийтърите дадоха възможност на водолазите да се гмуркат на по-големи дълбочини и да прекарват повече време там, повишавайки ефективността на работата си.

От средата на 90-те години ребрийдърите, използващи газови смеси, започнаха бавно да завладяват пазара за развлекателно гмуркане. Сега има доста модели ребризери за любителско гмуркане и въпреки че цената им е доста висока (от $2-5 хиляди за полузатворени системи до $8-15 хиляди за системи със затворен кръг), те стават все по-популярни.

Затворена дихателна система

Дихателен апарат с напълно затворена верига се състои от два малки цилиндъра и система за абсорбиране на въглероден диоксид. Един цилиндър съдържа кислород, вторият съдържа газ разредител. Има системи, които работят с чист кислород (без разредител), но дълбочината на гмуркане при тях е ограничена до 5-7 м (поради токсичността на чистия кислород), основно старите военни системи.

Като абсорбенти обикновено се използват натриев хидроксид (сода каустик) или калциев хидроксид (сода каустик). гасена вар), или смес от тях. Издишаният въздух преминава през абсорбера и постъпва в дихателната торба (контралунг - противобял дроб). Вдишването се извършва от дихателната торба. Понякога се разделя на две части - за вдишване и за издишване. Сензорите за налягане и съдържанието на кислород и въглероден диоксид дават сигнали електронна система, който, използвайки електромагнитни клапани, добавя кислород и разреждащ газ, ако е необходимо (контролната система се опитва да поддържа парциалното налягане на кислорода в безопасни граници при всякакви условия).

Ако е необходимо, можете ръчно да подадете кислород от един цилиндър или газ за разреждане от друг. В зависимост от задачата можете да използвате въздух, нитрокс (смес от кислород и азот с повече от 21% съдържание на кислород) или специални смеси (например за ултрадълбоко гмуркане, Trimix се използва като разредител газ) - смес, състояща се от хелий, азот и ниско съдържание на кислород).

Системата със затворен цикъл не изпуска никакви мехурчета, когато се поддържа на постоянна дълбочина. С намаляване на дълбочината обемът на дихателната смес в дихателната торба се увеличава и излишъкът се изпуска през клапата. С увеличаване на дълбочината дихателният сак се пълни автоматично или ръчно с газ разредител, за да се поддържа постоянен обем.

Полузатворена дихателна система

Различава се от затворен в присъствието само на един цилиндър с дихателна смес. Обикновено като такава смес се използва нитрокс (смес от кислород и азот със съдържание на кислород над 21%). За да се компенсира консумацията на кислород (азотът не се изразходва по време на дишане), в полузатворените системи част от сместа се отделя във вода при издишване (до 25% от обема на издишване). За намаляване на шума, преди изпускане, сместа преминава през специален филтър, който "разделя" мехурчетата на по-малки и ги разпръсква зад гърба на водолаза.

Надеждност

Повреда на който и да е компонент на ребрийзера под вода може да доведе до смъртта на водолаза. Поради това производителите предприемат всички възможни мерки за повишаване на тяхната надеждност. Сензори, индикатори и соленоидни клапани се дублират многократно. В допълнение, ребрийзерът обикновено има независима аварийна система в случай на пълна повреда. Аварийната система обикновено е апарат с отворен цикъл (по-точно редуктор-регулатор), свързан с ребризерен цилиндър с дихателна смес или независим малък цилиндър. Това позволява на водолаза да изплува на повърхността дори в случай на пълна повреда или авария на ребрийзера.

Предимства

Първото основно предимство на ребрийзера е дългото време на гмуркане. Едно зареждане на ребрийтъра е достатъчно, в зависимост от модела, дълбочината на гмуркане и интензивността на дишане, за 2-5 часа гмуркане.

Rebreathers също значително увеличават границите без декомпресия. Някои от по-сложните затворени системи с контролиран кислород могат дори да оптимизират съдържанието на дишане на кислород в газовата смес според профила на гмуркане.

Друго предимство на ребрийдърите е задържането на топлина и влага. В системи с отворена веригадишане, особено при условия студена вода, топлината се изразходва за затопляне на вдишания въздух и обогатяването му с водна пара. При повторно дишане, когато въглеродният диоксид се абсорбира, се отделя топлина. Тъй като издишването не се случва във водата, топлината и водната пара се задържат в затворен цикъл.

Както бе споменато по-горе, дихателните апарати произвеждат значително по-малко шум и мехурчета, което ви позволява да се доближите дори до най-плахите обитатели на дълбокото море и да наблюдавате живота им (с конвенционалното водолазно оборудване това често е просто невъзможно).

недостатъци

Предимствата на ребрийзърите идват на висока цена. На първо място, в буквалния смисъл на думата. Цената на полузатворените системи варира от $2 до $8 хил., напълно затворените - от $8 до $15 хил. И няма голяма надежда, че те ще поевтинеят в близко бъдеще.

Ребрийдърите изискват редовна поддръжка след всяко гмуркане - повече или по-малко проста за полузатворените системи (проверка и подмяна на абсорбера на въглероден диоксид, почистване на маркучите) и по-сложна за затворените. Електронните сензори за парциално налягане на кислорода трябва да се проверяват редовно и периодично да се калибрират.

Обучението по плуване с рибриър също е в начален етап, въпреки че ситуацията се променя доста бързо. Всички производители на такива устройства имат свои собствени изисквания за подготовка. В момента има 4 организации (IANTD, TDI, PSA, ANDI), които имат стандартизирани курсове за обучение. Сега устройствата със затворен цикъл са доста достъпни. След няколко часа обучение можете да направите само едно гмуркане или да вземете пълен дълбоководен курс със сертификат (3-7 дни, $500-1500, цената на обучението често е включена в цената на устройството).

Автономен дихателен апарат IDA-59M(фиг. 9) е самостоятелен дихателен апарат от регенеративен тип със затворен дихателен цикъл. Устройството изолира дихателните органи на подводничаря от заобикаляща средаи е предназначен да осигури дишането на подводничаря при излизане от подводницата, както и временно да поддържа живота в аварийните отделения. Основните компоненти на апарата IDA-59M са показани на фиг. 9:

1. Лигавник 1 с пришита долна презрамка 6 и колан за кръста 16.

3. Азот-хелий-кислороден цилиндър 3 с редуктор 5 и кръст 4.

4. Кислороден цилиндър 14 с редуктор 13 и превключвател 12.

5. Вентилна кутия 9 с гофрирани тръби за вдишване и издишване.

6. Пръстен дихателна торба 10, върху която са разположени дихателната машина 8 и предпазен клапан 11.

За монтиране на компонентите на апарата и закрепването им към тялото на подводничаря се използва нагръдник с поясен колан и долна скоба. Регенеративен патрон (фиг. 10). Двустенното му тяло побира 1,7…1,8 кг гранулирано регенеративно вещество О-3. На горния капак има фитинги 1, 2 за свързване към дихателната торба, на дъното има фитинг за зареждане с капачка 8. Дъната на вътрешния корпус 6 са оборудвани с решетки 3, 7. Пръстеновите рафтове 5 предотвратяват преминаването на издишаната смес по стените на патрона. Издишаната газова смес влиза в патрона през фитинга за издишване 2, преминава през решетка 3 през слой от вещество O-3, където се освобождава от въглероден диоксид и се обогатява с кислород, след което през долната решетка 7 навлиза в междината между вътрешния и външни стени и след това чрез фитинг за вдишване 1 в дихателната торба. Цилиндър азот-хелий-кислород (фиг. 9) с вместимост 1 литър се използва за съхранение на изкуствено приготвена газова смес, съдържаща 60% азот, 15% хелий и 25% кислород при налягане 180...200 kgf/ cm2 (по време на тренировъчни спускания, налягане най-малко 100 kgf / cm2). Цилиндърът има три цвята: черен с буквата "А" (азот), кафяв с буквата "G" (хелий) и син с буквата "К" (кислород). С помощта на резбови връзки към цилиндъра са свързани редуктор 5 и кръст 4. Редукторът азот-хелий-кислород 5 е предназначен да намали налягането на сместа азот-хелий-кислород, разположена в цилиндъра, до налягане от 5,3 ¸ 6,6 kgf /cm2 по-високо от налягането на околната среда.


Ориз. 9. Автономен дихателен апарат ИДА-59М

1 – лигавник; 2 – регенеративен патрон; 3 – азотно-хелиево-кислороден цилиндър; 4 – кръст; 5 – скоростна кутия; 6 – презрамка; 7 – колан с карабинер; 8 – дихателна машина; 9 – клапанна кутия; 10 – дихателна торба; 11 – предпазен клапан; 12 – превключвател; 13 -скоростна кутия; 14 – кислороден цилиндър; 15 – карабинер; 16 – колан за кръста

Фиг. 10. Регенеративен патрон

1 – инхалаторна арматура; 2 – фитинг за издишване; 3, 7 – решетки; 4 – външен корпус; 5 – пръстен рафт; 6 – вътрешно тяло; 8 – капачна гайка

Редуктор азот-хелий-кислород

Редукторът азот-хелий-кислород се състои от спирателен вентил и редуктор, разположени в един корпус. Спирателен вентил с нисък въртящ момент се отваря чрез въртене обратно на часовниковата стрелка и се затваря по посока на часовниковата стрелка. На корпуса на скоростната кутия има два фитинга: фитинг високо налягане , затворен с капачка и служи за зареждане на цилиндъра AGK със сместа, и фитинг за ниско налягане, който се свързва към съединителната тръба на дихателния апарат. Скоростната кутия работи по следния начин (фиг. 17). През отворения вентилен клапан газовата смес от цилиндъра AGK навлиза под редукторния клапан и през отвора в леглото на клапана запълва камерата за ниско налягане 2. Редукторната камера е затворена отгоре с гумена мембрана 6, над която има поставят се регулираща пружина 7 и метална капачка с отвори. Тъй като камерата с ниско налягане се запълва, гумената мембрана 6 се огъва и компресира регулиращата пружина 7, освобождавайки тласкача на клапана, което от своя страна позволява на клапана на скоростната кутия 3 да се движи нагоре под действието на пружината, докато дупката в клапана на скоростната кутия седалката е напълно затворена. Потокът от газ в камерата за ниско налягане спира, ако газът от камерата за ниско налягане не се изразходва. Когато газът изтича, мембраната 6 се огъва надолу, клапанът 3 на редуктора под действието на тласкача се отваря отново и пропуска газа в камерата с ниско налягане. От камерата за ниско налягане, през канала и филтъра, газът навлиза в напречния елемент 1. Напречният елемент служи за свързване на камерата за ниско налягане на редуктора азот-хелий-кислород със стартера 4 DGB и дихателната (белодробна) машина 13, за който към напречния елемент 10 с байонетно заключване 9 от DGB са прикрепени съединителна тръба на дихателния апарат и маркуч (виж фиг. 16). В един от фитингите на кръста има предпазен клапан, който обезвъздушава сместа азот-хелий-кислород от камерата за ниско налягане на редуктора AGK при налягане с 14...17 kgf/cm2 повече от атмосферното. Кислороден цилиндър с капацитет 1 литър се използва за съхранение на медицински кислород (99%, не повече от 1% азот) при налягане 180...200 kgf / cm2 (по време на тренировъчни спускания, налягане най-малко 100 kgf /cm2 е разрешено). Цилиндърът има редуктор 23 със спирателен вентил и превключвател 20 (виж фиг. 17). Кислородният редуктор е подобен по конструкция на азотно-хелиево-кислородния, но за разлика от него има херметизирана капачка. Следователно, под капачката на всяка дълбочина се поддържа атмосферно налягане от 1 kgf / cm2. В тази връзка налягането в камерата за ниско налягане на кислородния редуктор също остава постоянно - 5,5 ¸ 6,5 kgf / cm2 - през целия период на работа на редуктора и не зависи от налягането на околната среда. На дълбочина 55...65 m, когато налягането на околната среда стане равно на налягането в редукторната камера, притокът на кислород в дихателната торба напълно спира.

Клапанната кутия (фиг. 11) с гофрирани тръби за вдишване и издишване се използва за:

– свързване на дихателния апарат към водолазния костюм;

– осигуряване на циркулация на газовата смес в апарата в затворен цикъл по време на дишане;

– за включване на дишане в апарата и преминаване на дишане в атмосферата.

Клапанната кутия се състои от тяло, слюдени клапани за вдишване 5 и издишване 3, притиснати от пружини, и щепселен клапан 8.


Фиг. 11. Клапанна кутия:

1 – тръба за издишване; 2 – водач на клапана; 3 – клапа за издишване; 4 – уплътнение; 5 – вентил за вдишване; 6 – тръба за вдишване; 7 – фитинг; 8 – щепселна клапа

Вентилната кутия е свързана с дихателната торба чрез тръба за вдишване с тръба 6 и чрез тръба за издишване с тръба 1 с регенеративен патрон. Когато вдишвате, в клапанната кутия се създава вакуум, в резултат на което клапата за издишване 3 се затваря, а клапата за вдишване 5 се отваря и дихателната смес навлиза в белите дробове. Когато издишате, налягането в клапанната кутия се увеличава, вентилът за вдишване 5 се затваря, а клапанът за издишване 3 се отваря и пропуска издишаната газова смес в регенеративния патрон. С помощта на щепселния вентил 8 устройството се включва (ръкохватката на вентила се завърта към кислородния цилиндър) или се превключва към дишане в атмосферата (ръкохватката на вентила се завърта към цилиндъра AGK). Вентилната кутия има фитинг 7 за свързване към маска с интерком или неопренов костюм SGP-K с помощта на съединителна гайка.

Дихателната торба (фиг. 12) има пръстеновидна форма и е направена под формата на яка, която пасва на врата на подводничаря. Тази форма на дихателната торба подобрява стабилността, което е особено важно по време на свободно изкачване, и поддържа главата на водолаза над повърхността на водата след изкачване. Капацитетът на дихателната торба е 6…8 литра. Изработено е от мека гумирана материя и се прикрепя към лигавника с гайки за колан. В горната част на дихателната торба (на задната стена) има автоматичен стартер (дихателна машина) 3. В долната част има гофрирани тръби за издишване 5 и инхалация 1, предпазен клапан 6, два фитинга 8 със съединителни гайки за свързване на регенеративен патрон, фитинги 7 и 9 за свързване на кислородни и азотно-хелиево-кислородни бутилки. Вътре в торбата има тройник 10, свързващ инхалационната тръба 1 с парче тръба от регенеративния патрон и дихателната тръба 4, която има странични отвори по цялата си дължина. Тези отвори гарантират, че газовата смес се вдишва от торбата във всяка позиция на подводничаря. Свързващата тръба 2 подава газовата смес от цилиндъра AGC под вентила на дихателната машина. Дихателната машина (автоматичен стартер) (фиг. 13) осигурява автоматично попълване на дихателната торба със смес от азот-хелий-кислород по време на потапяне или изравняване на налягането с околното налягане в обема, необходим за дишането на подводничаря.

Ориз. 12. Дихателна торба:

1 – тръба за вдишване; 2 – съединителна тръба; 3 – дихателна машина; 4 – дихателна тръба; 5 – издишна тръба; 6 – предпазен клапан; 7, 8, 9 – фитинги; 10 – тройник

Вътрешната кухина на дихателната машина е изолирана от околната среда чрез еластична мембрана 1, притисната към тялото от защитен капак 2 с резбован пръстен 3. Газовата смес през фитинг 6 с филтър 7 се подава към клапан 5, който е притиснат към седлото от пружина 8. Силата върху стеблото на клапана се предава от лостове 11 и 12, чиято височина се регулира от винт 4 и гайка 13. Силата на отваряне се регулира от винт 9, който притиска пружината 10. газовата смес навлиза в дихателната торба през отвори в долната част на корпуса. Дихателната машина заобикаля газовата смес, когато вакуумът в торбата е 110...160 mm воден стълб. Предпазният клапан (фиг. 14) осигурява освобождаването на излишната газова смес от дихателната торба на апарата както по време на неговото използване, така и по време на съхранение на подводница.

Фиг. 13. Машина за дишане:

1– мембрана; 2 – капак; 3 – резбов пръстен; 4, 9 – винтове; 5 – клапан; 6 – фитинг; 7 – филтър; 8, 10 – пружини; 11, 12 – лостове; 13 – гайка

Фиг. 14. Предпазен клапан

1 – капак; 2, 3 – пружини; 4 – прът; 5 – клапанна мембрана; 6 – възвратен клапан; 7 – тяло; 8, 9 – ядки

Той е монтиран в долната част на дихателната торба и е закрепен със съединителна гайка 8. Структурно е комбинация от два клапана: основният - мембранен клапан 5 и гумен възвратен клапан 6. Когато налягането в дихателния чантата се увеличава, мембраната 5, преодолявайки силите на пружините 2, 3, се отдалечава от седалката и отваря изхода на излишната газова смес през страничните отвори в корпуса 7. Дишането на подводничаря в апарата (виж фиг. 9 ) се осъществява през клапанната кутия 9, която е свързана към нипела на каската на водолазния костюм SGP-K. Съставът на газовете в дихателната торба 10, необходим за дишане, се осигурява от абсорбцията на въглероден диоксид и освобождаването на кислород химическирегенеративен патрон 2, подаване на кислород през кислороден превключвател 12, както и подаване на смес азот-хелий-кислород през белодробен клапан за търсене 8. Всички компоненти на апарата IDA-59M са монтирани на нагръдника 1, с помощта на който апаратът се закрепва към торса на подводничаря върху водолазния костюм SGP-K. Колан с карабина 7 е прикрепен към гръдния ремък 6 на нагръдника, който служи за задържане на подводничаря в люка на подводницата по време на процеса на заключване при излизане чрез свободно издигане през спасителни люкове, оборудвани с устройство за подаване на въздух. Карабинерът на апарата 15 е предназначен да държи подводничаря при излизане от подводницата на въже от буй близо до мусинга. Карабинният колан 15 е прикрепен към поясния колан 16 на устройството. Използвайки напречния фитинг 4, устройството IDA-59M се свързва към DGB (виж Фиг. 16). Първо, капачната гайка се развива от фитинга.

Апаратът включва маска (фиг. 15), предназначена за използване на апарат IDA-59M без водолазен костюм SGP-K в сухи и частично наводнени отделения на подводница. Маската позволява дишане в апарата и осигурява изолация на дихателните органи и очите от околния газ или водна среда.


Ориз. 15. Маска:

1 – ленти; 2 – очила; 3 – домофон; 4 – квадрат; 5 – съединителна гайка; 6 – уплътнение

С помощта на ъгъл 4 и съединителна гайка 5 с уплътнение 6 маската се закрепва към клапанната кутия на устройството. За закопчаване и плътно прилепване на маската по контура на лицето има ремъци 1, които ви позволяват да регулирате маската според размера на главата си. Маската се предлага в три размера:

1 – малък,

2 – средно,

3 – голям.

Допълнителен балон с хелий (фиг. 16) се използва заедно с апарата IDA-59M, за да позволи на подводничарите да излязат от дълбочини над 100 m, като същевременно осигуряват сили. Служба за търсене и спасяване на ВМС. DGB бутилките се доставят сглобени с редуктор, стартер, свързващи маркучи и фитинги. Хелиевият цилиндър 1 е затворен в кутия 7. В джоба 6 на кутията има стартер, свързан с маркуч 5 към тройник 3 на скоростната кутия. Маркуч 10 с байонетно заключване 9 и съединителна гайка 8

Ориз. 16. Допълнителен балон с хелий:

1 – балон; 2 – скоростна кутия; 3 – тройник; 4 – карабина; 5, 10 – маркучи; 6 – капачен джоб; 7 – капак; 8 – съединителна гайка; 9 – щикова брава

Цилиндърът DGB е свързан към напречната част на цилиндъра азот-хелий-кислород. Редуктор 2 със спирателен вентил се завинтва в гърлото на цилиндъра. Карабинер 4 прикрепя цилиндъра към колана на кръста на устройството. Габаритните размери на DGB и неговите сглобени части не надвишават 330 × 160 × 110 mm, тегло на цилиндъра 3,2 kg, капацитет 1,3 l, работно налягане 20 MPa (200 kgf/cm2). Хелиевият цилиндричен редуктор е подобен по конструкция и принцип на работа на азотно-хелиево-кислородния цилиндров редуктор, но за разлика от него той е настроен на зададено налягане 1...1,2 MPa (10...12 kgf/cm2).

Принципна схема на действие

При вдишване (фиг. 17) газовата смес от дихателната торба 17 през гофрираната тръба 8 и вентила за вдишване 9 навлиза в дихателните органи. При излизане газовата смес през издишващия клапан 14 и гофрираната тръба 16 навлиза в регенеративния патрон 27 с химическото вещество О-3. Газовата смес, пречистена от въглероден диоксид и обогатена с кислород, влиза в дихателната торба 17, където се смесва с газове, идващи от цилиндрите на апарата и газовата помпа през механизмите за подаване на газова смес 13 и 20. Кислороден редуктор 23 и превключвател 20 на дълбочини от 0 до 55...65 m осигуряват непрекъснато подаване на кислород към дихателната торба 17 от кислороден цилиндър. Доставянето на кислород зависи от дълбочината и режимите на работа на апарата „гмуркане-изкачване”. По време на периода на повишаване на налягането на околната среда на дълбочини от 0 до 20 m, превключващият клапан 21 е отворен, седалката 24 е покрита с мембрана 26, кислородът навлиза в дихателната торба през дюзи D1, D2 и D3. Подаването на кислород се определя от калибрирането на дюза D1 и е 0,3...0,6 l/min. На дълбочина 20...24 m налягането в кухината действа върху мембраната 19 и я огъва, преодолявайки силата на пружината 18, в резултат на което клапанът 21 се затваря под въздействието на пружината 22, кислородът се подава през дюзи D1 и D3 (около 1 l). На дълбочина 25...30 m мембраната 26, под въздействието на това налягане, преодолявайки силата на пружината 25, отваря седалката 24, кислородът от скоростната кутия навлиза през отвора на седалката 24. Тъй като потокът площта на отвора на седлото 24 е много по-голяма от площта на потока на дюзите D2 и D3, налягането, действащо върху мембраната 26, се увеличава до налягането на кислорода на изхода на редуктора. Силата от влиянието на налягането върху повърхността на мембраната 26 става значително по-голяма от силата на пружината 25 и седалката 24 остава отворена по време на по-нататъшно потапяне и издигане. При издигане на повърхността подаването на кислород от кислородния цилиндър се възобновява на дълбочина 55...65 м. Подаването на кислород се осъществява през дюзата D3 (около 1 l/min). Докато се изкачвате, доставката на кислород се увеличава. На дълбочина 20...24 m силата на пружината 18 преодолява газовото налягане върху мембраната 19, клапан 21 се отваря и кислородът започва да тече в дихателната торба през дюзи D2 и D3 (3,0...4,4 л/мин). Този запас от кислород остава дори след издигане на повърхността. Когато налягането на околната среда се увеличи или когато в дихателната торба 17 възникне вакуум, мембраната 2 на дихателната машина 3, огъвайки се, отваря клапана 11 чрез система от лостове и осигурява потока на газовата смес в дихателната торба. По този начин, при излизане от дълбочини по-малки от 100 m с компресия в устройството за въздушен шлюз, дихателната торба 17 се допълва с 25% смес азот-хелий-кислород, идваща от цилиндъра AGK през редуктора, тройника 1 и клапана 11 на дихателна машина 13. При излизане от дълбочини над 100 m дихателната апаратура работи съвместно с DGB. В този случай дихателната торба 17 се захранва с хелий, идващ от газовата помпена станция през редуктора 5, стартера 4 и дихателната машина 13. Тъй като налягането на изхода на редуктора 5 (10...11 gf/ cm2) повече натисксъздаден от редуктора на цилиндър AGK (5.3...6.6 kgf / cm2), тогава мембраната 6, под въздействието на налягането на входящия хелий, преодолявайки силата на пружината 7, се огъва и осигурява затварянето на клапана 3. Захранване от сместа азот-хелий-кислород към дихателната машина 13 спира на дълбочина 75...90 m, а вместо нея към дихателната торба се подава хелий.


Ориз. 17. Схематична диаграмадействия на устройството IDA-59M:

1 – кръст; 2 – камера на скоростната кутия; 3,11,21 – клапани; 4 – DGB стартер; 5.23 – скоростни кутии; 6,12,19,26 – мембрани; 7,18,22,25 – пружини; 8 – тръба за вдишване; 9 – вентил за вдишване; 10 – клапанна кутия; 13 – дихателна машина; 14 – клапан за издишване; 15 – предпазен клапан; 16 – издишна тръба; 17 – дихателна торба; 20 – кислороден ключ; 24 – седло на клапана; 27 – регенеративен патрон

Характеристики на регенеративни вещества и газове, използвани за дишане в апарата IDA-59M

За регенериране на газовата среда в автономния дихателен апарат IDA-59M се използва гранулирано регенериращо вещество О-3на базата на калиев супероксид К 2 О 4. Химическа реакцияабсорбцията на въглероден диоксид и влага от издишаната от подводничаря газова смес и насищането й с кислород може да се представи в следната форма:

Регенеративни вещества, съдържащи кислород не по-малко от 130 l/kg и въглероден диоксид - не повече от 15 l/kg, се допускат за оборудване на регенеративни патрони. Като абсорбер на въглероден диоксид се използва химически варовик (CLA). Веществото KhPI се използва главно, когато персоналът отработва учебни задачи в условията на тренировъчни станции и комплекси. Процесът на абсорбция на въглероден диоксид може да бъде представен като:

Допуска се да се използва абсорбатор със съдържание на въглероден диоксид не повече от 20 l/kg. Веществото O-3 е химически активно. Реагира бурно с вода, масло, алкохол и течно гориво. Ето защо при работа с веществото O-3, както и при съхранение на заредени устройства на подводница, трябва да се спазват най-строгите предпазни мерки, за да се избегнат експлозии и пожари. Използва се калциметър за анализ на регенеративното вещество О-3 за съдържание на кислород и въглероден диоксид и абсорбент CPI за съдържание на въглероден диоксид. От всеки новооткрит бидон (контейнер за транспортиране и съхранение на вещество) се вземат проби за анализ на гранулирано регенеративно вещество или химичен абсорбент. Най-малко три проби се вземат от три различни места в барабана. За дишане апаратът IDA-59M използва медицински газообразен кислород (99% O2 и 1% N2), GOST 5583−78. Използването на технически кислород за дишане от водолази е забранено. Кислородът се получава от завода и се доставя в транспортни бутилки до тренировъчни станции и комплекси, където се пълни кислородни бутилкиустройства IDA-59M. За пълнене на AGC бутилки се използва 25% азот-хелий-кислородна смес, която съдържа 25% кислород, 15% хелий и 60% азот. В същото време максималното парциално налягане на кислорода, използвано при спасяване на подводници от аварийна подводница, е малко по-високо от установеното за гмуркане (1,3...1,8 ata). Следователно продължителността на престоя на дълбочина 80...100 m при дишане на 25% смес азот-хелий-кислород за предотвратяване на отравяне с кислород е ограничена до 15...20 минути. Използването на 25% AHA смес, поради повишеното парциално налягане на кислорода, осигурява леко увеличаване на продължителността на престоя под вода при най-високо налягане при напускане на дълбочини до 100 m включително, без риск от декомпресионна болест при подводничари . В същото време излизането на персонал от повредена подводница, използвайки тази смес, използвайки метода на буй, дава възможност да се използват по-кратки режими. При напускане на дълбочина над 100 м тази смес е негодна за дишане поради опасност от отравяне с кислород и трябва да се разреди в дихателния сак на апарата с чист хелий от DGB. Провеждане на въздушни тестове за съдържание вредни вещества, съставът на газовите смеси за кислород се проверява на всеки три месеца работа на компресорните агрегати, преди пускането в експлоатация на новомонтирани или ремонтирани компресори, въздуховоди и цилиндри. Заключение за годността на регенериращи вещества, химически абсорбент, газови смеси и въздух за дишане от водолази, независимо от мястото, където се извършват тестовете, се дава от специален физиолог (лекар) на кораба (организация на ВМС) или лице, осигуряващо медицинска помощ при гмуркане.

Подводният дихателен апарат принадлежи към областта на технологията за гмуркане, а именно подводен дихателен апарат, и може да се използва по време на гмуркане, спасителни операции под вода, под вода техническа работа. Целта на полезния модел е да разшири възможностите за използване на подводен дихателен апарат с отворен кръг, да повиши безопасността на спусканията при гмуркане, да опрости преобразуването на подводния дихателен апарат и като резултат да намали цената му. Техническият резултат от използването на полезния модел е мобилността на разположението на абсорбционния патрон и цилиндрите в конструкцията на подводен дихателен апарат с отворена верига.


Полезният модел се отнася до областта на водолазните технологии, а именно подводни дихателни апарати и може да се използва при извършване на водолазни спускания, подводни спасителни операции и подводни технически работи.

Известен е подводен дихателен апарат с отворен кръг (Underwater Diver's Memo. Resource "Black Sea Swimmer's Library" http://divinginfo.narod.ru/library/Rukovodstvo_dlia_plovtsov_kmas.doc), който включва цилиндър със заключващо устройство, редуктор, който намалява налягането на газовата смес в балона; основните дизайнерски елементи на това устройство са модулни по природа и в резултат на това могат да бъдат поставени на различни места, необходими за конкретна задачаза подводни спускания, а именно те могат да бъдат поставени на гърба, отстрани или на гърдите на водолаза, а също така могат да бъдат прикрепени към основния дихателен апарат като резерв. Това устройство се приема за най-близкия аналог на претендирания полезен модел. Недостатъкът на устройството е, че има кратко време на защитно действие поради отворения цикъл на дишане.

Известен подводен дихателен апарат със затворен кръг APDiving Vision (Inspiration. Closed Circuit Rebreather. User Instruction Manual. http://www.apdiving.com/, http://www.smrebreathers.ru/rebreathers/review/Inspiration_Evolution.htm), съдържащи бутилки със спирателни устройства, редуктор, система за окачване, абсорбиращ патрон, корпус, кутия с клапани, дихателни торби, резервоар за компенсация на плаваемостта, резервен белодробен клапан за търсене и външен манометър. Предимствата на това устройство включват: висока физиологичност - водолазът, дишащ от това устройство с влажна, топла, наситена с кислород газова смес, се уморява, изстива и се дехидратира много по-малко от водолаз в подобни условия, дишайки от апарат с отворена верига с студен, сух въздух; по-дълго време на защитно действие с размери и тегло, сравними с подводни превозни средства с отворен цикъл на дишане; намаляване на цената на спусканията чрез спестяване на скъпи газови смеси; увеличаване на границата без декомпресия; осигуряване на възможност за извършване на дълбоководни автономни водолазни спускания; осигуряване на висока секретност при гмуркане, необходима за изпълнение на военни мисии.

Недостатъкът на това устройство е разположението на абсорбционния патрон и цилиндрите чрез фиксирането им в твърдо тяло, което се уточнява при производството на устройството. Твърдият корпус прави невъзможно използването на цилиндри с размери, по-големи от използваните в стандартната конфигурация на устройството. По този начин дизайнът на апарата не може да бъде променян от потребителя, за да осигури специфични условия за спускане под вода.

Анализът на известни патентовани решения разкри желанието на разработчика да увеличи автономността на устройството (патент за изобретение № SU 1722222 от 23 юли 1986 г.), да подобри характеристиките на регенеративните вещества в дихателния апарат за гмуркане (патент за изобретение № RU 2225322 от 30.08.2001 г.), за повишаване на безопасността при използване на устройство със затворен цикъл поради броя на регенеративните патрони, включени в неговия състав (патент № RU 2302973 от 31 декември 2002 г.), подобряване на контрола върху образуването на дихателна смес влизане в устройството (патент № RU 2236983 от 11.04. 2002 г.), опростяване на процедурата за презареждане на регенеративен продукт (патент за изобретение № RU 2254263 от 05/07/2004 г.).

Целта на полезния модел е да разшири възможностите за използване на подводен дихателен апарат с отворен кръг, да повиши безопасността на спусканията при гмуркане, да опрости преобразуването на подводния дихателен апарат и като резултат да намали цената му.

Техническият резултат от използването на полезния модел е мобилността на разположението на абсорбционния патрон и цилиндрите в конструкцията на подводен дихателен апарат с отворена верига.

Също така, техническият резултат е да се осигури механична и термична защита на абсорбционния патрон, използван в конструкцията на подводния дихателен апарат.

Проблемът се решава с помощта на конструкцията на подводен дихателен апарат с отворен дихателен цикъл, съдържащ цилиндър със заключващо устройство, редуктор, характеризиращ се с това, че съдържа абсорбиращ патрон, поне един, дихателна торба, клапанна кутия, и свързващи маркучи за ниско налягане.

Проблемът се решава и от факта, че устройството съдържа капак за абсорбционния патрон.

Проблемът се решава и чрез поставяне на цилиндъра върху капака на абсорбционния патрон.

Проблемът се решава и от факта, че устройството съдържа колани за закрепване на цилиндрите, ремък, скоби, които привличат ремъка към тялото на патрона и ленти на дихателните торби.

Проблемът се решава и от факта, че устройството съдържа белодробна клапа.

Проблемът се решава и от факта, че устройството съдържа система за окачване.

Проблемът се решава и чрез поставяне на абсорбиращ патрон върху системата за окачване.

Проблемът се решава и от факта, че устройството съдържа манометър.

Проблемът се решава и от факта, че устройството съдържа капацитет на компенсатора на плаваемостта.

Проблемът се решава и чрез поставяне на абсорбиращ патрон на мястото на цилиндъра.

Проблемът се решава и чрез поставяне на абсорбиращ патрон върху цилиндъра.

Проблемът се решава и чрез поставяне на абсорбционния патрон отстрани на цилиндъра.

Предложено полезен моделилюстрирано със следните рисунки:

Фиг. 1 Обща схемаподводни дихателни апарати;

Фигура 2 Подводен дихателен апарат с покритие;

Фигура 3 Подводен дихателен апарат с помощта на прашка и скоби.

Подводният дихателен апарат се състои от следните компоненти и части:

Система за окачване 1, предназначена за монтиране на компонентите на апарата върху него и закрепването му към тялото на водолаза;

Клапанна кутия 2 с гофрирани маркучи за вдишване и издишване - осигуряващи възможност за вдишване на газовата смес от апарата, както и атмосферен въздухкогато е на повърхността;

Комплект дихателни торбички: вдишване 3 - за подаване на необходимия обем газова смес по време на вдишване, използвано за дишане от водолаза, издишване 4 - за събиране на издишания въздух;

Цилиндър със спирателно устройство 5 или два цилиндъра със спирателни устройства, предназначени да поддържат запас от газови смеси;

Редуктор 6 - за намаляване на налягането на дихателната смес, идваща от цилиндъра;

Компенсатор на плаваемост, "крило" 7, предназначен да компенсира отрицателната плаваемост на водолаза, както по време на потапяне, така и докато е на повърхността;

Белодробна клапа с маркуч 8 - за дишане на водолаза директно от цилиндъра на апарата при спешност;

Дистанционен манометър 9 - за визуален контрол на налягането на газовата смес в цилиндъра;

Кислороден индикатор 10 - за визуално наблюдение на парциалното налягане на кислорода;

Абсорбционен патрон 11 - за почистване на издишания газ от съдържащия се в него CO2;

12 маркучи за вдишване и издишване на патрона;

Т-конектори 13;

Маркуч за надуване 14;

Маркуч за надуване на сак за инхалация 15;

Маркуч за надуване на торбичка за издишване 16;

Маркуч за подаване на газ от редуктора към колектора 17;

Маркуч за подаване на дихателна смес към патрон 18;

Колани 19;

Корици 20 (за версии с капак).

За да поставите абсорбиращия патрон 11 на гърба на водолаза, той се закрепва към компенсатора на плаваемостта 7, стандартните компенсаторни ленти се прокарват през бримките на страничната повърхност на капака 20, така че патронът да се изтегли подобно на цилиндъра на апарат с отворена дихателна верига. За разлика от последния, благодарение на наличието на капака, няма нужда да привличате патрона със сила, подобна на силата, необходима за надеждно закрепване на цилиндъра - благодарение на наличието на бримки, абсорбиращият патрон е здраво закрепен.

За да се фиксира цилиндърът с малък обем 5 към абсорбционния патрон 11, монтиран на компенсатора на плаваемостта, ремъците за закрепване на цилиндрите са резбовани в бримките на капака на абсорбционния патрон, които покриват цилиндъра с малък обем, така че абсорбционният патрон да остане извън халка за колан.

За закрепване на абсорбиращия патрон към цилиндър с дихателна смес, разположен или на компенсатора на плаваемостта на гърба на водолаза, или на страничното окачване, се използват ленти от същия тип, както за закрепване на цилиндъра към компенсатора на плаваемост. За да направите това, коланите се прокарват през бримките на капака на абсорбиращия патрон, така че да покрият цилиндъра, към който ще бъде прикрепен патронът, а самият патрон остава извън примката на колана.

За директно закрепване на абсорбиращия патрон върху страничното окачване, карабинерите са завързани към бримките на капака с помощта на въжета, които са прикрепени към точките на закрепване на компенсатора на плаваемостта.

Абсорбиращият патрон се състои от платнена торба, чиито размери точно съответстват на размерите на абсорбиращия патрон и елементи, които осигуряват свързването му с други елементи на оборудването. Гърлото на чантата, през което се вкарва вътре патрона, има приспособление за затягане, състоящо се от въже и скоба. За сигурно фиксиране на патрона вътре в кутията, гърлото на кутията също има ремъци с ключалки.

За закрепване към други елементи на оборудването, капакът на абсорбционния патрон има бримки, направени от сапани на страничните и долните крайни повърхности (дъното на „торбата“).

За да прехвърлите устройството от отворен цикъл към затворен или полузатворен цикъл на дишане, без да използвате специален капак в дизайна на устройството, три стоманени скоби са разположени върху абсорбционния патрон 11, привличайки прашката към тялото на патрона, така че че образува две бримки, в които може да има Ремъците за закрепване на цилиндъра са резбовани. На капаците на дихателните торби 3 има няколко чифта ленти със закопчалки за обграждане на раменните ремъци на системата за окачване на апарата с отворена верига. Прашка с фастекс катарами осигурява плътно фиксиране на дихателните торби върху тялото на водолаза.

Абсорбционният патрон се закрепва към апарата по два начина:

Инсталиране на патрона отстрани на задния балон. Това се постига чрез вкарване на балонните колани на системата за окачване в бримките на абсорбиращия патрон;

Инсталиране на патрона на мястото на задния балон. В този случай ремъците на цилиндъра също се навиват през бримките, но ремъците покриват патрона, подобно на начина, по който това се прави при монтиране на цилиндър.

Предлага се като полезен модел техническо решение, използван при проектирането на подводен дихателен апарат, позволява абсорбиращият патрон на апарата да бъде поставен в различни местаоборудване, а именно:

На гърба на водолаза, като го фиксирате върху компенсатора на плаваемостта;

На гърба на водолаза или на страничен ремък, когато е фиксиран към цилиндър с дихателна смес;

От страната на водолаза, чрез закрепване на компенсатора на плаваемост директно към монтажните компоненти на системата за окачване.

В допълнение, когато се използват леки платнени материали, решението дава възможност за закрепване на цилиндри с малък обем директно към капака на абсорбционния патрон, намалявайки размера и теглото на свързващия блок на устройството и осигурявайки механична и термична защита на абсорбционен патрон.

Възможността за преобразуване на устройства с отворен цикъл към затворени и полузатворени цикли увеличава времето за защитно действие на устройството, докато за изпълнение на прости задачи е възможно устройството да се прехвърли обратно към работа с отворен цикъл чрез премахване на разширителния модул.

Произведени и въведени в експлоатация са дихателни апарати на АД КАМПО, в които е внедрено заявеното като полезен модел техническо решение. Устройството може да се произвежда в серийно машиностроително производство с помощта на оборудване с общо предназначение без допълнителни капиталови инвестиции.


Формула на полезен модел

1. Подводен дихателен апарат с отворен кръг, съдържащ цилиндър със затварящо устройство, редуктор, характеризиращ се с това, че съдържа абсорбиращ патрон, поне една дихателна торба, клапанна кутия и свързващи маркучи за ниско налягане.

2. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че съдържа капак за абсорбционния патрон.

3. Устройство съгласно претенция 2, характеризиращо се с това, че цилиндърът е поставен върху капака на абсорбционния патрон.

4. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че съдържа колани за закрепване на цилиндри, ремък, скоби, които привличат ремъка към тялото на патрона, ленти на дихателни торби.

5. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че съдържа капацитет на компенсатор на плаваемостта.

6. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че съдържа белодробна клапа за търсене.

7. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че съдържа система за окачване.

8. Устройство съгласно претенция 7, характеризиращо се с това, че абсорбционният патрон е поставен върху системата за окачване.

9. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че съдържа манометър.

10. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че абсорбционният патрон е поставен върху цилиндъра.

11. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че абсорбционният патрон е поставен на мястото на цилиндъра.

12. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че абсорбционният патрон е разположен отстрани на цилиндъра.

Затворен тип кислороден ребрийзър

Това е прародителят на ребрийдърите като цяло. Първият такъв апарат е създаден и използван от британския изобретател Хенри Флус в средата на 19 век, докато работи в наводнена мина. Кислородният ребризер със затворен цикъл има всички основни части, типични за всеки тип ребризер: дихателна торба, контейнер с химически абсорбент, дихателни маркучи с клапанна кутия, байпасен клапан (ръчен или автоматичен), обезвъздушителен клапан и цилиндър с редуктор за високо налягане. Принципът на действие е следният: кислородът от дихателната торба влиза през възвратен клапан в белите дробове на водолаза, оттам през друг възвратен клапан кислородът и въглеродният диоксид, образувани по време на дишането, навлизат в контейнера с химически абсорбент, където въглеродът диоксидът се свързва от сода каустик, а останалият кислород се връща в дихателната торба. Консумираният от водолаза кислород се подава към дихателната торба през калибрирана дюза със скорост приблизително 1 - 1,5 литра на минута или се добавя от водолаза с помощта на ръчен клапан. По време на гмуркане компресията на дихателната торба се компенсира или от работата на автоматичен байпасен клапан, или от ръчен клапан, контролиран от самия водолаз. Трябва да се отбележи, че въпреки името „затворен“, всеки ребрийзър със затворена верига изпуска мехурчета дишащ газ през ецващ клапан по време на изкачване. За да се отървете от мехурчетата, капачки, изработени от фина мрежа или гума от пяна, се монтират върху клапите за ецване. Това просто устройство е много ефективно и намалява диаметъра на мехурчетата до 0,5 мм. Такива мехурчета се разтварят напълно във водата само след половин метър и не демаскират водолаза на повърхността.

Ограниченията, присъщи на кислородните дихателни апарати със затворен цикъл, се дължат основно на факта, че тези устройства използват чист кислород, чието парциално налягане е ограничаващият фактор за дълбочината на потапяне. Така че в системите за спортно (развлекателно и техническо) обучение тази граница е 1,6 ata, което ограничава дълбочината на потапяне до 6 метра в топла вода с минимална физическа активност. Във флота на Германия тази граница е 8 метра, а във флота на СССР - 22 метра.

Химически рибрийзър със затворен кръг с предварителна смес

Има само един такъв модел в света и той се казва IDA-71 ( Руски военен и морски ребризер IDA71, по-нататъшното му развитие се нарича IDA-85, но малко се знае за този ребрийзър). Произведено в СССР. Частите на този апарат са същите като тези на кислородния дихателен апарат със затворен цикъл, но с две разлики. Първо, има автоматична пералня. Това механично устройство, който при достигане на дълбочина 18-20 метра (не може да се регулира по-точно) спира подаването на чист кислород към дихателната торба и започва да подава смес от 40% кислород и 60% азот (т.е. нитрокс). Втората (и основна) характеристика е, че IDA-71 има два химически абсорбиращи контейнера. Първият е зареден с конвенционален химически абсорбент на базата на сода каустик, а вторият с вещество O3 (o-tri), създадено на базата на натриев пероксид. Веществото O3 е способно не само да абсорбира въглероден диоксид, но и да отделя кислород. Принципът на работа на IDA-71 е, че консумацията на кислород на водолаза се компенсира не само чрез подаване на свежа дихателна смес, но и чрез освобождаване на кислород с веществото O3. По този начин няма (поне теоретично) излишък на дихателната смес и устройството не изпуска газови мехурчета, спечелвайки правото да бъде наречено „затворено“.

Тъй като скоростта на освобождаване на кислород от веществото O3 не е постоянна и зависи от много фактори, които не могат да бъдат взети под внимание, като например температурата на водата, е невъзможно да се определи точно съдържанието на кислород в дихателната торба на ребризер , но тази задача не е поставена. Водолазът просто трябва тайно да изпълни бойна мисия. Ограниченията за това устройство са присъщи на самия му дизайн и в допълнение към непредсказуемостта на съдържанието на кислород в дихателния газ се дължат и на използването на изключително опасно вещество O3. Ако водата попадне върху веществото, започва бурна реакция с освобождаване на кислород, което, ако апаратът изтече, ще означава смърт от отравяне с кислород в дълбочина. Нито една държава не е пуснала в серия подобно устройство или е експериментирала с него поради изключителната му непредсказуемост и опасност.

За планиране на гмуркания се използват декомпресионни таблици, изчислени за това устройство въз основа на предположението, че парциалното налягане на кислорода от 3,2 ata е напълно безопасно.

Ребрийзър със затворен цикъл с ръчно подаване на кислород

Тази система се нарича още K.I.S.S. (Keep It Simple Stupid) и е изобретен от канадеца Гордън Смит. Това е ребрийзър със затворен цикъл с приготвяне на сместа „в движение“ (самосмесител), но максимално прост дизайн. Принципът на работа на устройството е, че се използват 2 газа. Първият, наречен разредител, се подава към дихателната торба на апарата чрез автоматичен байпасен клапан, за да компенсира компресията на дихателната торба по време на потапяне. Вторият газ (кислород) се подава към дихателната торба през калибрирана дюза с постоянна скорост, но по-малко от скоростта на консумация на кислород от водолаза (приблизително 0,8-1,0 литра на минута). При гмуркане водолазът трябва сам да следи парциалното налягане на кислорода в дихателната торба според показанията на електролитните сензори за парциално налягане на кислорода и да добавя липсващия кислород с помощта на ръчен клапан. На практика това изглежда така: преди гмуркане водолазът добавя определено количество кислород към дихателната торба, като задава необходимото парциално налягане на кислорода с помощта на сензори (в рамките на 0,4-0,7 ata). По време на гмуркането автоматично се добавя разреждащ газ към дихателната торба, за да компенсира дълбочината, намалявайки концентрацията на кислород в торбата, но парциалното налягане на кислорода остава относително стабилно поради увеличаването на налягането във водния стълб. След като достигне планираната дълбочина, водолазът използва ръчен клапан, за да настрои всяко парциално налягане на кислорода (обикновено 1,3) и работи на земята, следейки показанията на сензорите за парциално налягане на кислород на всеки 10-15 минути и добавяйки кислород, ако е необходимо, за поддържане на необходимото парциално налягане. Обикновено в рамките на 10-15 минути парциалното налягане на кислорода намалява с 0,2-0,5 ata в зависимост от физическата активност.

Теоретично не само въздухът, но и тримиксът може да се използва като газ за разреждане, което позволява гмуркане с такова устройство до много прилични дълбочини, но относителната променливост на парциалното налягане на кислорода в дихателната верига затруднява точното изчисляване декомпресия. Обикновено такива устройства се използват за гмуркане не по-дълбоко от 40 метра, въпреки че има случаи на успешно използване на тримикс като разредител и гмуркане на дълбочина от 50-70 метра. Най-дълбокото гмуркане с устройство от този тип може да се счита за трика на Матиас Пфайзер, който се гмурка до 160 (сто и шестдесет) метра в Хургада. В допълнение към сензорите за парциално налягане на кислорода, Матиас също използва компютър VR-3 с кислороден сензор, който наблюдава парциалното налягане на кислорода в сместа и изчислява декомпресията, като взема предвид всички промени в дихателния газ. Като цяло всичко беше доста безопасно, но Матиас не препоръча на никого да повтори това постижение. И той постъпи правилно.

Има много конверсии на търговски, военни и спортни ребрийдъри към системата K.I.S.S., но всичко това, разбира се, е неофициално и под личната отговорност на водолаза, който ги преобразува и използва.

Електронно управляван ребрийзър със затворена верига

Inspiration - електронно контролиран ребрийзър

Всъщност истински ребрийзър със затворен цикъл (електронно управляван самосмесител). Първото подобно устройство в историята е изобретено от Уолтър Старк и се нарича Electrolung. Принципът на работа е, че разреждащ газ (въздух или Trimix или HeliOx) се доставя от ръчен или автоматичен байпасен клапан за компенсиране на компресията на дихателната торба по време на гмуркане, а кислородът се доставя с помощта на електромагнитен клапан, управляван от микропроцесор. Микропроцесорът разпитва 3 сензора за кислород, сравнява техните показания и, осреднявайки двата най-близки, издава сигнал към соленоидния клапан. Показанията на третия датчик, които се различават най-много от другите два, се игнорират. Обикновено соленоидният клапан се активира веднъж на всеки 3-6 секунди в зависимост от консумацията на кислород на водолаза.

Гмуркането изглежда по следния начин: водолазът въвежда две стойности на парциалното налягане на кислорода в микропроцесора, които електрониката ще поддържа за различни етапигмуркания. Обикновено това е 0,7 ata за напускане на повърхността до работната дълбочина и 1,3 ata за оставане на дълбочина, подложено на декомпресия и изкачване до 3 метра. Превключването се извършва с превключвател на дихателната конзола. По време на гмуркането водолазът трябва да следи работата на микропроцесора, за да идентифицира възможни проблемис електроника и сензори.

Конструктивно електронно управляваните ребризери със затворен цикъл практически нямат ограничения за дълбочината, а реалната дълбочина, на която могат да се използват, се определя главно от грешката на кислородните сензори и здравината на корпуса на микропроцесора. Обикновено максималната дълбочина е 150-200 метра. Електронните дихателни апарати със затворен цикъл нямат други ограничения. Основният недостатък на тези ребризери, който значително ограничава тяхното разпространение, е висока ценасамото устройство и Консумативи. Важно е да запомните, че конвенционалните компютри и маси за декомпресия не са подходящи за гмуркане с електронни ребризери, тъй като парциалното налягане на кислорода остава постоянно през почти цялото гмуркане. При ребрийдъри от този тип трябва да се използват или специални компютри (VR-3, HS Explorer), или гмуркането трябва да се изчисли предварително с помощта на програми като Z-Plan или V-Planer. И двете програми са безплатни и се препоръчват за използване от производителите и създателите на всички електронни ребризери.

Ребризери с полузатворен цикъл

Ребрийзър с полузатворен цикъл с активно захранване

Опростена диаграма на ребризер с полузатворен цикъл

Това е най-често срещаният тип ребрийзър при спортно гмуркане. Принципът на действие е, че дихателната смес EANx Nitrox се подава в дихателната торба с постоянна скорост през калибрирана дюза. Скоростта на подаване зависи само от концентрацията на кислород в сместа, но не зависи от дълбочината на потапяне и физическата активност. Така концентрацията на кислород в дихателната верига остава постоянна по време на постоянна физическа активност. Очевидно при този метод на подаване на дихателен газ се появява излишък от газ, който се отстранява във водата през ецващия клапан. В резултат на това ребрийзърът с полузатворен цикъл освобождава няколко мехурчета от дихателната смес не само при изкачване, но и при всяко издишване на водолаза. Освобождава се приблизително 1/5 от издишания газ. За да се повиши секретността, дефлекторните капачки, подобни на тези, използвани в кислородните дихателни апарати със затворен цикъл, могат да бъдат монтирани на обезвъздушителните клапани.

В зависимост от концентрацията на кислород в дихателната смес, EANx (Nitrox) може да варира от 7 до 17 литра в минута, като по този начин времето, прекарано на дълбочина при използване на ребрийзър с полузатворен цикъл, зависи от обема на бутилката с дихателен газ. Дълбочината на потапяне е ограничена от парциалното налягане на кислорода в дихателната торба (не трябва да надвишава 1,6 ata) и зададеното налягане на редуктора. Факт е, че потокът от газ през калибрирана дюза има свръхзвукова скорост, което позволява потокът да остане непроменен, докато зададеното налягане на редуктора е два или повече пъти по-високо от налягането на околната среда.

Ребрийзър с полузатворен цикъл с пасивно захранване

Много рядък тип ребризер, засега представен само от устройството Halcyon RB-80, което има сертификат за безопасност за САЩ и Европа. Принципът на работа на устройството е, че от 1/7 до 1/5 от издишания газ се освобождава принудително във водата, като обемът на дихателната торба е очевидно по-малък от обема на белите дробове на водолаза. Благодарение на това при всяко вдишване към дихателната верига се подава свежа порция дихателен газ. Този принцип ви позволява да използвате всякакви газове, различни от въздух, като дихателна смес и много точно да поддържате концентрацията на кислород в дихателната верига, независимо от физическата активност и дълбочината. Тъй като подаването на газ за дишане се извършва само при вдишване, а не постоянно, какъвто е случаят с ребрийдърите с активно захранване, ребрийзърът с полузатворен цикъл с активно захранване е ограничен в дълбочина само от парциалното налягане на кислорода в дихателната верига. . Значителен отрицателен момент при проектирането на ребризери с полузатворен цикъл с пасивно захранване е, че автоматизацията се управлява от дихателни движенияводолаз. От устройствата, използващи подобен принцип, са известни френският ребрийзър Interspiro и немският CoRa. Първият не се произвежда от средата на 60-те години на миналия век, а вторият съществува в единични екземпляри, въпреки че е сравнително скорошна разработка.

Механичен самосмесител

Много рядък дизайн на ребризер с полузатворен цикъл. Първото такова устройство е създадено и тествано от Дрегер през 1914 г. Принципът на работа е следният: има 2 газа (кислород и разредител), които се подават през калибрирани дюзи в дихателната торба, както при ребрийтър с полузатворен цикъл с активно захранване. Освен това кислородът се доставя с постоянна обемна скорост, както в затворен ребризерс ръчно подаване и разредителят навлиза през дюзата с дозвукова скорост на потока и количеството на подавания разредител се увеличава с увеличаване на дълбочината. Компенсацията на компресията на дихателната торба се извършва чрез подаване на разредител през автоматичен байпасен клапан, а излишната дихателна смес се освобождава във водата по същия начин, както в случай на ребрийтър с полузатворен цикъл с активно захранване. По този начин, само поради промени във водното налягане по време на гмуркане, параметрите на дихателната смес се променят и в посока на намаляване на концентрацията на кислород с увеличаване на дълбочината. Механичните самосмесители са склонни да променят концентрацията на кислород в дихателната торба при промяна на физическата активност и това е пряка последица от факта, че техният принцип на работа е много подобен на принципа, на който са изградени полузатворените ребризери с активно захранване .

Ограниченията на дълбочината за механичен самосмесител са същите като за дихателен апарат с полузатворен цикъл с активно захранване, с изключение на това, че само зададеното налягане на кислородния редуктор трябва да надвишава налягането на околната среда 2 или повече пъти. По отношение на времето, самосмесителят е ограничен главно от обема на разреждащия газ, чиято скорост на подаване нараства с дълбочината. Air, Trimix и HeliOx могат да се използват като разреждащи газове.

Литература

  • Андрей Яшин. Преглед на дихателите. (Изтеглено на 7 октомври 2007 г.). Разрешението за използване на статията е на страницата за разговори.