Аппараты с замкнутой схемой дыхания для глубоководных водолазных спусков
Дыхательный аппарат ИВА модель 1500
Дыхательный аппарат ИВА модель 1500 фирмы «Дженерал
электрик» (США) имеет замкнутую схему дыхания и предназначен для спусков
на глубины до 91 м (300 фут). Рассчитан он на работу в течение 6 ч при
температуре воды 0—38 °С.
Схема аппарата (рис. 3.4) предусматривает автоматическое поддержание в
дыхательной газовой смеси заданного парциального давления кислорода, ее
очистку от углекислого газа и поддержание величины давления смеси равной
давлению окружающей среды.
Выдыхаемая водолазом газовая смесь через клапанную коробку по трубке
выдоха поступает в регенеративную коробку, проходя через которую она
очищается от углекислого газа. Одновременно смесь очищается и от влаги,
выдыхаемой водолазом. Из коробки смесь поступает к водолазу.
Пополнение газовой смеси осуществляется из баллонов через автомат подачи
или, как его именуют изготовители аппарата, добавляющий клапан. При
недостатке смеси на вдох водолаз добавляет ее ручным пускателем.
Поддержание требуемого парциального давления кислорода в дыхательной
смеси осуществляется электрической системой аппарата, которая состоит из
электронного блока, батареи питания, двух датчиков парциального давления
кислорода, электромагнитного клапана, выносного индикатора и кабелей с
водозащищенными разъемами.
Ток от независимо действующих датчиков, пропорциональный парциальному
давлению кислорода в газовой смеси, поступает в электронный блок. Здесь
выбирается меньший из двух
подаваемых сигналов и сравнивается с требуемым
напряжением. Если меньший из двух подаваемых сигналов меньше, чем
требуемое напряжение, подается ток на электромагнитный клапан. Он
открывается, и кислород подается в регенеративную
коробку. Подача кислорода продолжается до
сравнивания напряжения датчика и установленного, при этом прекращается
подача тока на электромагнитный клапан и он закрывается. Для
принудительной подачи кислорода служит ручной пускатель, которым в
необходимых случаях пользуется водолаз.
Устройство аппарата (рис. 3.5). Аппарат имеет корпус с крышкой,
который с помощью двух плечевых, поясного
и брасового ремней крепится на спине водолаза. Вне
корпуса находятся дыхательные трубки с клапанной коробкой и наручный
индикатор. Расположенные в проницаемом корпусе части аппарата отличаются
оригинальностью конструкции, и поэтому рассмотрим их несколько
подробней.
Рис. 3.4. Схема устройства дыхательного аппарата
ИВА мод. 1500:
1 —трубка выдоха; 2 — клапанная коробка; 3 — трубка вдоха; 4 —
регенеративная коробка; 5 — регенеративный патрон; 6 — датчики
парциального давления кислорода; 7 — электромагнитный клапан; 8 и
24—ручные пускатели; 9, 14 и 17 — кабельные разъемы; 10 и 21 —
редукторы; 11 и 20— запорные вентили; 12 и 19 — контрольные манометры;
13 — баллон с кислородом; 15 — наручный индикатор; 16 — электронный
блок; 18 — баллон с газовой смесью; 22 — блок питания; 23 — дыхательный
мешок; 25 — автомат подачи газовой смеси; 26 — травящий клапан.
Регенеративная коробка, являясь основной частью аппарата, размещена в
центре корпуса. На коробке установлены клапан
постоянной подачи газовой смеси, травящий клапан,
два датчика парциального давления кислорода и штуцеры для присоединения
дыхательных трубок и дыхательного мешка.
Корпус коробки цилиндрической формы имеет крышку, крепящуюся к ней на
резиновой прокладке тремя винтами. Внутрь коробки вставляют патрон с
абсорбентом, имеющий внутреннюю полость. Поток газа, который поступает в
регенеративную коробку, из внутренней полости патрона, двигаясь в
радиальном направлении, проходит через абсорбент, очищаясь от
углекислого газа.
В центре патрона расположен водосборник для поглощения влаги из
выдыхаемой смеси, а снаружи патрона — наружный водосборник для
поглощения влаги, образующийся при реакции абсорбента с углекислым
газом.
Выдыхаемая газовая смесь поступает в коробку через центральный штуцер и
проходит через патрон в полость коробки. Здесь она смешивается с газовой
смесью и кислородом, поступающими из баллонов. Полость коробки, к
которой присоединена трубка вдоха, соединена с дыхательным мешком,
являющимся резервуаром для дыхательной смеси.
Автомат подачи газовой смеси обычного рычажного типа с мембраной, на
которую воздействует внешнее давление воды. Клапан автомата открывается
при превышении внешнего давления над давлением газовой смеси в
регенеративной коробке на 10 мм вод. ст.
Травящий клапан, установленный на регенеративной коробке, пружинного
типа, стравливает газовую смесь в случаях превышения ее давления, что
обычно бывает при подъеме водолаза, над давлением окружающей среды в
пределах от 10 до 18 мм вод. ст.
Дыхательный мешок из резины имеет емкость 7 л. Он расположен -в верхней
части корпуса аппарата и присоединен к регенеративной коробке.
Газовые баллоны для готовой газовой смеси и кислорода сферической формы
имеют емкость по 2,2 л и рассчитаны на давление 20,59 МПа (210 кгс/см2).
На баллонах установлены запорные вентили, расположенные так, что они
доступны для открытия левой и правой рукой при нахождении аппарата на
спине водолаза. Непосредственно к вентилям баллонов присоединены
редукторы, снижающие давление газов до 0,490—0,588 МПа (5—6 кгс/см2),
под которым они поступают в газовые магистрали.
Газовые магистрали представляют собой металлические трубки,
смонтированные внутри корпуса. На магистрали подачи кислорода от
редуктора в регенеративную коробку установлены электромагнитный клапан,
управляемый электронным блоком, и ручной пускатель. Последний стоит на
обводной ветви трубопровода так, что при нажатии на него кислород минует
электромагнитный клапан, поступая непосредственно в регенеративную
коробку.
На ответвлении магистрали подачи газовой смеси установлен ручной
пускатель такого же типа, как и на магистрали подачи кислорода. Ручные
пускатели установлены против круглых вырезов в корпусе аппарата с его
боков так, что они легко доступны водолазу.
Электронная система управления состоит из следующих узлов: двух датчиков
парциального давления кислорода, электронного блока, батарейного блока,
наручного индикатора и электрических кабелей с разъемами.
Датчики парциального давления кислорода одинаковы по устройству и
установлены так, что их чувствительные элементы находятся во внутренней
полости регенеративной коробки.
В результате реакции кислорода с чувствительным
элементом на датчике генерируется электрический ток, напряжение которого
прямо пропорционально парциальному давлению кислорода.
Электронный блок представляет собой плоскую прямоугольную герметичную
коробку, расположенную позади регенеративной коробки между двух газовых
баллонов. Внутри блок имеет три регулирующих резистора.
Батарейный блок — это плоская пластмассовая коробка, в которой помещены
20 никель-кадмиевых аккумуляторов. Аккумуляторы рассчитаны на 250
перезарядок.
Наручный индикатор состоит из пластмассового корпуса, измерителя и
переключателя с рукояткой. Он соединен кабелем с разъемом с электронным
блоком. Для крепления к руке водолаза индикатор снабжен ремешком.
Контрольные манометры предназначены для контроля давления в газовых
баллонах..Баллоны соединены гибкими шлангами высокого давления со
штуцерами на боковых стенках корпуса, которые, в свою очередь, соединены
трубопроводами с полостями высокого давления соответствующих редукторов,
установленных на баллонах. Манометры имеют по две шкалы — английскую
(фунты/кв. дюйм) и метрическую (кгс/см2).