содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Аппараты с полузамкнутой схемой дыхания для глубоководных водолазных спусков

Криогенный дыхательный аппарат SS-1000

Криогенный дыхательный аппарат SS-1000 фирмы «Штерлинг электронике» (США) рассчитан на спуски до глубины 200 м с пребыванием под водой до 6 ч [45].

Принцип действия аппарата. В аппарате для дыхания используется газовая смесь с постоянным парциальным давлением кислорода независимо от общего давления смеси в соответствии с глубиной погружения.

Запас кислорода в этом аппарате, в отличие от других автономных аппаратов, хранится в жидком состоянии, что позволяет обеспечивать дыхание водолаза более длительный (в 2,5— 3 раза) промежуток времени, чем при его хранении в газообразном состоянии.

Очищение выдыхаемой газовой смеси от углекислого газа и влаги производится их вымораживанием, а поддержание постоянного парциального давления кислорода достигается путем поддержания температуры и теплообмена на разделе между жидким и газообразным кислородом.

Схема действия аппарата (рис. 3.11). В отличие от других аппаратов с замкнутым циклом дыхания криогенный аппарат имеет большее сопротивление дыханию, и поэтому циркуляция в нем осуществляется принудительно нагнетателем, приводимым в действие электромотором.

Выдыхаемая водолазом газовая смесь через клапанные коробку и трубку попадает в мешок выдоха, откуда она подается нагнетателем в систему циркуляции. Проходя через противо-поточный теплообменник, смесь охлаждается, при этом углекислота вместе с влагой выпадает в виде снега.

С целью продления срока действия аппарата перед теплообменником расположена коробка с поглотителем, в которой задерживается основная масса углекислого газа и влаги.

Очищенная газовая смесь из теплообменника поступает в сосуд с жидким кислородом, имеющим специальный фитиль для обеспечения нужного испарения кислорода при любом положении аппарата.
Равновесие при температуре —195,6 °С и 100% влажности обеспечивает парциальное давление кислорода 0,020 МПа (0,21 кгс/см2), незначительно изменяющееся с повышением общего давления смеси.

Рис. 3.11. Схема криогенного дыхательного аппарата:
1 — трубка выдоха; 2 — клапанная коробка с загубником; 3 — трубка вдоха; 4 — мешок вдоха; 5— переключатель подачи; 6 — батарея; 7 — теплообменник; 8 — коробка поглотителя; 9 — зарядный штуцер; 10 — запорный вентиль; 11 — термодатчик паров кислорода; 12 — холодный баллон; 13 — подача морской воды; 14 — подача горячей воды для обогрева; 15 — холодильник; 16 — электромотор; 17—горячий цилиндр; 18 —датчик регулятора кислорода; 19 — магниевый подогреватель; 20 — нагнетатель; 21 — электромотор нагнетателя; 22 — мешок выдоха; 23 — травящий клапан.

Из сосуда с кислородом обогащенная газовая смесь снова проходит через противопоточный теплообменник, где подогревается, и поступает в мешок вдоха. Далее смесь по трубке вдоха и через клапанную коробку поступает на дыхание водолазу. Общее давление газовой смеси, которое в каждый момент должно соответствовать давлению окружающей среды, регулируется подачей гелия из баллона (повышение давления) и вытравливанием смеси через травящий клапан мешка выдоха (понижение давления).

Описанная схема дыхания в аппарате сама по себе не сложна, но ее осуществление требует точного поддержания температуры в сосуде с кислородом, что ведет к значительным усложнениям конструкции аппарата.

Одним из возможных способов поддержания нужной температуры является использование двухступенчатого рефрижератора, непрерывно охлаждающего сосуд с кислородом. Такой рефрижератор работает на принципе холодильника с источником тепла в виде подогревателя на металлическом топливе и кислороде.

При этом избыток тепла используется на обогрев водолаза путем подачи горячей воды в его гидрокомбинезон. Устройство рефрижератора предусматривает также дополнительное извлечение тепла из морской воды, для чего он имеет контур вокруг горячего цилиндра.

 

Устройство аппарата. Части аппарата размещены в металлической коробке-корпусе, так же как и у других автономных аппаратов. Масса заряженного аппарата составляет около 32 кг.

В верхней части коробки находятся мешки вдоха и выдоха, нагнетатель с мотором, переключатель давления и батарея питания. Теплоизолированный сосуд с жидким кислородом размещен в баллоне и соединен с теплообменником трубками.

Регулирование работы рефрижератора осуществляется с помощью термодатчика температуры паров кислорода в сосуде, изменяющего число оборотов электромотора. Нагрев подогревателя регулируется датчиком температуры, управляющим подачей кислорода в камеру подогревателя.

Системы принудительной циркуляции и поддержания низкой температуры в сосуде с жидким кислородом являются наименее надежными частями аппарата, однако их выход из строя не представляет особой опасности для водолаза.

Выход из строя нагнетателя увеличивает сопротивление дыханию, но не опасен для водолаза, так как последний имеет возможность, прекратив работу, вернуться в водолазный колокол.

Точно так же он будет иметь эту возможность при выходе из строя рефрижератора, так как температура сосуда с кислородом будет при этом повышаться достаточно медленно.

В целом описанный криогенный аппарат имеет несомненное преимущество по продолжительности действия, но устроен сложнее аппаратов на сжатых газах и, что самое главное, сложен в эксплуатации. Последнее обусловливается трудностями сохранения жидких газов и невозможностью хранения аппарата в заряженном состоянии.
 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..