專利名稱：超輕型自攜開(kāi)放式空氣潛水呼吸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種呼吸器，更具體地說(shuō)是一種超輕型自攜開(kāi)放式空氣潛水呼吸器。
目前，潛水運(yùn)動(dòng)所使用的自攜單管開(kāi)放式空氣潛水呼吸器，由壓縮空氣氣瓶、高壓閥部件、供氣調(diào)節(jié)器和氣盒咬嘴四部分組成。其中氣瓶由盛裝壓縮空氣的鋼瓶和裝于鋼瓶口上的瓶閥組成；高壓閥部件則裝置在氣瓶口上；供氣調(diào)節(jié)器是由兩級(jí)減壓器組成。一級(jí)減壓器的進(jìn)氣端通過(guò)螺紋連接裝到高壓閥部件上，出氣端則用橡膠軟管與二級(jí)減壓器相接；氣盒咬嘴與二級(jí)減壓器構(gòu)成一體。這種潛水呼吸器有如下缺點(diǎn)(1)不能自如地調(diào)節(jié)供氣的氣流量。對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，由于體質(zhì)情況不同，肺活量大小不一。在潛水運(yùn)動(dòng)中，肺活量大的運(yùn)動(dòng)員，需要?dú)饬枯^大，卻往往因供氣量不足感到吸氣困難；而對(duì)肺活量小的運(yùn)動(dòng)員，反因供氣量大而造成氣流打嘴。發(fā)生這種現(xiàn)象，是因?yàn)樵诤粑鞯墓庹{(diào)節(jié)器中，沒(méi)有能夠調(diào)節(jié)供氣流量的機(jī)構(gòu)。(2)高壓閥和一級(jí)減壓器在呼吸器結(jié)構(gòu)中，是兩個(gè)獨(dú)立的部件，通過(guò)螺紋連成一體后，其長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在潛水運(yùn)動(dòng)中造成的阻力較大，影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)。(3)運(yùn)動(dòng)員攜帶的氣瓶，在下水前要經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查，儲(chǔ)存氣體壓強(qiáng)不夠的，要補(bǔ)氣到20MPa。目前使用的空氣潛水呼吸器，只能實(shí)行空氣壓縮機(jī)對(duì)氣瓶充氣，不能實(shí)現(xiàn)高壓氣瓶對(duì)氣瓶的充氣，以致使開(kāi)展?jié)撍\(yùn)動(dòng)的單位感到極為不便。
本實(shí)用新型的目的是提供一種可調(diào)節(jié)供氣流量，能減小呼吸器體積，減少阻力，又能方便地實(shí)行高壓氣瓶對(duì)氣瓶充氣的自攜單管開(kāi)放式空氣潛水呼吸器。
本實(shí)用新型是這樣來(lái)實(shí)施的，它主要包括壓縮空氣氣瓶、高壓閥、供氣調(diào)節(jié)器和氣盒咬嘴。供氣調(diào)節(jié)器由一級(jí)和二級(jí)減壓器組成。本實(shí)用新型的特征在于一級(jí)減壓器的進(jìn)氣小室在高壓閥的閥體內(nèi)，與高壓閥的閥腔相通。一級(jí)減壓器的活塞套與調(diào)壓活塞之間的中壓強(qiáng)氣室的室壁頂部，正對(duì)著氣管接頭的部位上，裝置有調(diào)節(jié)螺絲。此外在高壓閥的閥體上還開(kāi)設(shè)一個(gè)高壓充氣接口，通過(guò)氣路通道與閥腔相通，并與鋼瓶閥上的氣路通道相通。與充氣接口相匹配的有一個(gè)專用于空氣壓縮機(jī)充氣的接頭和一個(gè)專用于高壓氣瓶充氣的接頭。由于上述諸結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的高壓閥與供氣調(diào)節(jié)器之間的距離縮短了，減小了體積，也減小運(yùn)動(dòng)阻力。調(diào)節(jié)螺絲的設(shè)置可根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的肺活量調(diào)節(jié)供氣氣量。充氣接口和專用于高壓氣瓶充氣的接頭可大大方便充氣。



圖1是本實(shí)用新型呼吸閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型呼吸閥二級(jí)減壓器和氣盒咬嘴結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型呼吸閥的A－A剖視圖；圖4是專用于高壓氣瓶充氣的接頭；圖5是堵頭示意圖下面結(jié)合圖詳述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。
由
圖1和圖3可見(jiàn)，本實(shí)用新型主要包括壓縮空氣氣瓶、高壓閥、供氣調(diào)節(jié)器和氣盒咬嘴。壓縮空氣氣瓶主要包括鋼瓶1和鋼瓶閥2。高壓閥主要包括高壓閥桿3、閥桿壓帽4、高壓閥芯5、閥體6、閥體6內(nèi)的閥腔7、閥腔7前端與之相通的氣路通道8。氣路通道8與鋼瓶閥2相通。鋼瓶1內(nèi)的氣體即可通過(guò)氣路通道8而進(jìn)入閥腔7內(nèi)。高壓閥通過(guò)其閥體6上的螺紋與鋼瓶1連接。供氣調(diào)節(jié)器由一級(jí)減壓器和二級(jí)減壓器組成。一級(jí)減壓器主要包括進(jìn)氣小室9、調(diào)壓活塞10、活塞套11、接頭止退帽12、氣管接頭13、與調(diào)壓活塞10匹配的調(diào)壓彈簧14、中壓強(qiáng)氣室15、調(diào)節(jié)螺絲16、氣管接頭17、橡皮墊圈18。進(jìn)氣小室9置于閥體6內(nèi)，與閥腔7相通，進(jìn)而通過(guò)氣路通道8與鋼瓶1連通，達(dá)到從鋼瓶1進(jìn)氣。進(jìn)氣小室9的縱向中心軸與鋼瓶1的中心軸同軸。由于進(jìn)氣小室9與高壓閥的閥腔7直接相通，同在一閥體6內(nèi)，從而縮短了高壓閥與供氣調(diào)節(jié)器之間的距離，不僅減小了體積使攜帶方便，同時(shí)也減小了運(yùn)動(dòng)阻力。進(jìn)氣小室9上端是調(diào)壓活塞10，調(diào)壓活塞10的上端暴露于和氣管17相連通的中壓強(qiáng)氣室15中。中壓強(qiáng)氣室15位于活塞套11與調(diào)壓活塞10之間。調(diào)節(jié)螺絲16置于中壓強(qiáng)氣室16室壁頂部正對(duì)著氣管接頭13的部位上。一級(jí)減壓器出氣端通過(guò)氣管17與二級(jí)減壓器進(jìn)氣端相連通。
由圖2可見(jiàn)，二級(jí)減壓器包括挺氣閥體19、調(diào)節(jié)彈簧20、挺氣閥芯21、挺氣閥桿22、閥座23、挺氣閥體腔24、氣管接頭25、壓球26。在閥座23下部裝置氣盒，氣盒包括換氣膜片27(單向排氣閥)、氣盒蓋28、橡皮碗29、氣盒體30和壓緊環(huán)31。在氣盒體30上置咬嘴32。
從圖3中可看出，本實(shí)用新型在高壓閥的閥體6內(nèi)還開(kāi)有充氣接口33、接口33的前端有一氣路通道34，與高壓閥的閥腔7相通，再通過(guò)閥體6內(nèi)的氣路通道8與鋼瓶1相通。充氣接口33內(nèi)置有與空氣壓縮機(jī)相匹配的充氣接頭35或與高壓氣瓶相匹配的充氣接頭37。在不充氣時(shí)，充氣接口33用堵頭36堵住。
從圖4可見(jiàn)，與高壓氣瓶相匹配的充氣接頭37由過(guò)渡接頭38、壓緊螺絲39和接頭通嘴40組成。當(dāng)用高壓氣瓶充氣鋼瓶1時(shí)，將此接頭37插入充氣接口33，將接頭37的通嘴40插入氣瓶閥，啟開(kāi)瓶閥，高壓氣就通過(guò)氣路通道34而灌入鋼瓶1中，實(shí)現(xiàn)了氣瓶充氣。
本實(shí)用新型工作原理如下一級(jí)減壓器的核心部件是調(diào)壓活塞，其下端小室體積約0.1cm3，正常時(shí)其壓縮空氣壓強(qiáng)約為19.6MPa，上端暴露于和橡膠軟管相連通的中壓強(qiáng)氣室中。作用于活塞上的力，除有阻止活塞運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力外，還有中壓強(qiáng)氣室的氣體施加于其上端面的向下壓力和調(diào)壓彈簧產(chǎn)生的彈力及調(diào)壓彈簧處于水中產(chǎn)生的向上壓力。中壓強(qiáng)氣室的氣體壓強(qiáng)約為0.8～1.3MPa，主要由調(diào)壓活塞上下兩端面積比及調(diào)壓彈簧預(yù)定調(diào)壓值和由潛水深度決定的彈簧處水壓強(qiáng)值決定。當(dāng)中壓強(qiáng)氣室由于潛水運(yùn)動(dòng)員吸氣使氣壓下降時(shí)，作用于活塞上的向下壓力下降，高壓空氣和水壓及彈簧彈力共同產(chǎn)生的向上推力使活塞克服摩擦阻力向上運(yùn)動(dòng)，橡皮閥座密封則離開(kāi)閥體座，使高壓空氣從活塞下端的徑向小孔流入活塞軸向氣路通道，并進(jìn)入中壓強(qiáng)氣室，氣體壓強(qiáng)上升，直到活塞有效作用面積上的向下壓力超過(guò)向上推力，活塞克服摩擦阻力下行，下端橡皮閥座密封又落回到閥體座孔上為止，高壓氣瓶向中壓強(qiáng)氣室供氣中斷。
隨后，中壓強(qiáng)氣室中的空氣，由于潛水員的呼吸作用，通過(guò)氣管接頭、橡膠軟管向二級(jí)減壓器排氣，中壓強(qiáng)氣室壓強(qiáng)逐漸下降。當(dāng)?shù)偷街袎簭?qiáng)氣室產(chǎn)生的向下壓力小于氣瓶壓強(qiáng)、水壓強(qiáng)和彈簧彈力產(chǎn)生的向上推力時(shí)，活塞再次克服摩擦阻力上行，橡皮閥座密封再次離開(kāi)閥體座孔，高壓空氣又從氣瓶中重新輸入到中壓強(qiáng)氣室中。這樣，中壓強(qiáng)氣室中的空氣，就可以持續(xù)地通過(guò)橡膠軟管，向二級(jí)減壓器輸送定量的空氣。由于本實(shí)用新型在中壓強(qiáng)氣室室壁頂部，正對(duì)著氣管接頭的部位上，裝置了可調(diào)螺絲，用以限制活塞的運(yùn)動(dòng)范圍(即限制了中壓強(qiáng)氣室的容積)，因此，就成功地解決了可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的需要，來(lái)調(diào)節(jié)空氣供氣量的困難問(wèn)題。
二級(jí)減壓器的關(guān)鍵部件是挺氣閥體，調(diào)節(jié)彈簧，挺氣閥芯，挺氣閥桿，壓球，氣盒蓋，換氣膜片(單向排氣閥)，氣盒與咬嘴等。二級(jí)減壓器靠挺氣閥桿，由于呼吸作用，而促使換氣膜片向內(nèi)或外動(dòng)作，使壓球前后移動(dòng)，帶動(dòng)了挺氣閥桿和挺氣閥芯上下擺動(dòng)，從而開(kāi)啟或關(guān)閉挺氣閥體上的閥座孔，使氣流暢通或關(guān)斷，致使橡膠軟管從一級(jí)減壓器中壓強(qiáng)氣室中引來(lái)的中壓強(qiáng)氣體，通過(guò)引入氣管接頭和挺氣閥體中心孔進(jìn)入閥體腔，并經(jīng)過(guò)閥座孔流入氣盒，給咬嘴供氣。二級(jí)減壓器的調(diào)節(jié)過(guò)程是當(dāng)潛水員吸氣時(shí)，氣盒中形成負(fù)壓，單向排氣閥關(guān)閉，彈性膜內(nèi)陷后移，壓迫壓球頂起挺氣閥桿，使挺氣閥芯離開(kāi)閥座孔，氣路開(kāi)放，給氣盒供氣。當(dāng)潛水運(yùn)動(dòng)員呼氣時(shí)，氣盒內(nèi)壓強(qiáng)大于盒外壓強(qiáng)，單向排氣閥開(kāi)啟，通過(guò)咬嘴呼出的氣體和氣盒內(nèi)剩余氣體通過(guò)此閥排入水中。
本實(shí)用新型的積極效果在于由于將高壓閥與一級(jí)減壓器合成一體，因此該部分結(jié)構(gòu)比原來(lái)縮短了40mm，這就減小了在水中的運(yùn)動(dòng)阻力，有利于速度的提高。
中壓強(qiáng)氣室中設(shè)置的調(diào)節(jié)螺絲，解決了按運(yùn)動(dòng)員的需要來(lái)供應(yīng)空氣量，避免了因呼吸不暢給運(yùn)動(dòng)員帶來(lái)的煩惱，為創(chuàng)造好成績(jī)打下了基礎(chǔ)。
高壓充氣接口的設(shè)置及匹配高壓氣瓶充氣接頭，實(shí)現(xiàn)了氣瓶與氣瓶的對(duì)接充氣，這樣就為開(kāi)展?jié)撍\(yùn)動(dòng)的單位提供了方便。
實(shí)施例本實(shí)用新型一級(jí)減壓器的閥體為長(zhǎng)51mm的正六面體，有13.5mm入鋼瓶，顯露部分37.5mm，對(duì)棱間距34mm；活塞套為φ35mm的園柱體，長(zhǎng)42.5mm，二者裝起來(lái)的整件長(zhǎng)度不足80mm，比現(xiàn)有一級(jí)減壓器與高壓閥部件全長(zhǎng)120mm縮短了40mm；氣管接頭長(zhǎng)40mm，顯露部分32mm；活塞大面積與小面積比為12.41，活塞長(zhǎng)37mm，上端大面積φ30mm，下端φ9mm；彈簧展開(kāi)長(zhǎng)度L＝328mm，右旋，有效圈數(shù)n＝2.5，總?cè)?shù)為6.8，HRC＝45；調(diào)節(jié)螺絲M10×1長(zhǎng)8mm；充氣接口M10×1，φ5mm，口深度7mm；二級(jí)減壓器的挺氣閥體長(zhǎng)30mm，一端M18×1.5，φ13mm，另一端φ16mm；挺氣閥桿長(zhǎng)50mm，在長(zhǎng)30mm處折角45°；氣盒φ60mm；咬嘴長(zhǎng)53mm；彈簧展開(kāi)長(zhǎng)度約170mm，右旋，有效圈數(shù)n＝4，總?cè)?shù)為6.5，熱處理后硬度HRC＝45。
權(quán)利要求1.一種超輕型自攜開(kāi)放式空氣潛水呼吸器，包括壓縮空氣氣瓶、高壓閥、供氣調(diào)節(jié)器和氣盒咬嘴，壓縮空氣氣瓶由鋼瓶(1)和鋼瓶閥(2)組成，高壓閥主要包括高壓閥桿(3)、閥桿壓帽(4)、高壓閥芯(5)、閥體(6)、閥體(6)內(nèi)的閥腔(7)、閥腔(7)前端與之相通的氣路通道(8)，氣路通道(8)與鋼瓶閥(2)相通，高壓閥通過(guò)閥體(6)上的螺紋與鋼瓶(1)連接，供氣調(diào)節(jié)器由一級(jí)減壓器和二級(jí)減壓器組成，一級(jí)減壓器主要包括進(jìn)氣小室(9)、調(diào)壓活塞(10)、活塞套(11)、接頭止退帽(12)、氣管接頭(13)、調(diào)壓彈簧(14)、中壓強(qiáng)氣室(15)、調(diào)節(jié)螺絲(16)，氣管接頭(17)和橡皮墊圈(18)，一級(jí)減壓器出氣端與二級(jí)減壓器進(jìn)氣端通過(guò)氣管(17)相連，其特征在于一級(jí)減壓器的進(jìn)氣小室(9)在高壓閥的閥體(6)內(nèi)，與高壓閥的閥腔(7)相通，一級(jí)減壓器的活塞套(11)與調(diào)壓活塞(10)之間的中壓強(qiáng)氣室(15)的室壁頂部，正對(duì)著氣管接頭(13)的部位上，裝置有調(diào)節(jié)螺絲(16)，在高壓閥的閥體(6)上開(kāi)設(shè)一個(gè)充氣接口(33)，通過(guò)氣路通道(34)與閥腔(7)相通，充氣接口(33)配有一個(gè)專用于壓縮機(jī)充氣的接頭(35)或一個(gè)專用于高壓氣瓶充氣的接頭(38)，稱接口(33)還配有一個(gè)堵頭(36)。
2.如權(quán)利要求1所述的呼吸器，其特征在于二級(jí)減壓器包括挺氣閥體(19)、調(diào)節(jié)彈簧(20)、挺氣閥芯(21)、挺氣閥桿(22)、閥座(23)、挺氣閥體腔(24)、氣管接頭(25)和壓球(26)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的呼吸器，其特征在于氣盒連接在二級(jí)減壓器閥座(23)的下部，它包括換氣膜片(27)、氣盒芯(28)、橡皮碗(29)、氣盒體(30)和壓緊環(huán)(31)，在氣盒體(30)上置咬嘴(32)。
4.如權(quán)利要求1所述的呼吸器，其特征在于專用于高壓氣瓶充氣的接頭(37)主要由過(guò)渡接頭(38)、壓緊螺絲(39)和接頭通嘴(40)組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種超輕型自攜開(kāi)放式空氣潛水呼吸器。該呼吸器主要由壓縮空氣氣瓶、高壓閥、供氣調(diào)節(jié)器和氣盒咬嘴組成。其特征在于供氣調(diào)節(jié)器的一級(jí)減壓器與高壓閥共一閥體，縮短了高壓閥與供氣調(diào)節(jié)器之間的距離，從而減少了運(yùn)動(dòng)阻力；在中壓強(qiáng)氣室中設(shè)有一調(diào)節(jié)螺絲，從而可根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的肺活量調(diào)節(jié)供氣量；在高壓閥閥體上開(kāi)有充氣接口，并配有專用于高壓氣瓶充氣的接頭，使該呼吸器不僅可用壓縮機(jī)充氣，還可用高壓氣瓶充氣，大大方便了充氣。
文檔編號(hào)B63C11/02GK2183960SQ9420201
公開(kāi)日1994年11月30日 申請(qǐng)日期1994年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月31日
發(fā)明者李慶祥, 耿曼, 邵先華 申請(qǐng)人:核工業(yè)西南物理研究院