專利名稱：超輕型自攜開放式空氣潛水呼吸器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種呼吸器，更具體地說是一種超輕型自攜開放式空氣潛水呼吸器。
目前，潛水運動所使用的自攜單管開放式空氣潛水呼吸器，由壓縮空氣氣瓶、高壓閥部件、供氣調節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；供氣調節器是由兩級減壓器組成。一級減壓器的進氣端通過螺紋連接裝到高壓閥部件上，出氣端則用橡膠軟管與二級減壓器相接；氣盒咬嘴與二級減壓器構成一體。這種潛水呼吸器有如下缺點(1)不能自如地調節供氣的氣流量。對于每個運動員來說，由于體質情況不同，肺活量大小不一。在潛水運動中，肺活量大的運動員，需要氣量較大，卻往往因供氣量不足感到吸氣困難；而對肺活量小的運動員，反因供氣量大而造成氣流打嘴。發生這種現象，是因為在呼吸器的供氣調節器中，沒有能夠調節供氣流量的機構。(2)高壓閥和一級減壓器在呼吸器結構中，是兩個獨立的部件，通過螺紋連成一體后，其長度較長，在潛水運動中造成的阻力較大，影響運動成績。(3)運動員攜帶的氣瓶，在下水前要經過仔細檢查，儲存氣體壓強不夠的，要補氣到20MPa。目前使用的空氣潛水呼吸器，只能實行空氣壓縮機對氣瓶充氣，不能實現高壓氣瓶對氣瓶的充氣，以致使開展潛水運動的單位感到極為不便。
本實用新型的目的是提供一種可調節供氣流量，能減小呼吸器體積，減少阻力，又能方便地實行高壓氣瓶對氣瓶充氣的自攜單管開放式空氣潛水呼吸器。
本實用新型是這樣來實施的，它主要包括壓縮空氣氣瓶、高壓閥、供氣調節器和氣盒咬嘴。供氣調節器由一級和二級減壓器組成。本實用新型的特征在于一級減壓器的進氣小室在高壓閥的閥體內，與高壓閥的閥腔相通。一級減壓器的活塞套與調壓活塞之間的中壓強氣室的室壁頂部，正對著氣管接頭的部位上，裝置有調節螺絲。此外在高壓閥的閥體上還開設一個高壓充氣接口，通過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專用于空氣壓縮機充氣的接頭和一個專用于高壓氣瓶充氣的接頭。由于上述諸結構，本實用新型的高壓閥與供氣調節器之間的距離縮短了，減小了體積，也減小運動阻力。調節螺絲的設置可根據運動員的肺活量調節供氣氣量。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是本實用新型呼吸閥的結構示意圖；圖2是本實用新型呼吸閥二級減壓器和氣盒咬嘴結構示意圖；圖3是本實用新型呼吸閥的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合圖詳述本實用新型的結構。
由
圖1和圖3可見，本實用新型主要包括壓縮空氣氣瓶、高壓閥、供氣調節器和氣盒咬嘴。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內的氣體即可通過氣路通道8而進入閥腔7內。高壓閥通過其閥體6上的螺紋與鋼瓶1連接。供氣調節器由一級減壓器和二級減壓器組成。一級減壓器主要包括進氣小室9、調壓活塞10、活塞套11、接頭止退帽12、氣管接頭13、與調壓活塞10匹配的調壓彈簧14、中壓強氣室15、調節螺絲16、氣管接頭17、橡皮墊圈18。進氣小室9置于閥體6內，與閥腔7相通，進而通過氣路通道8與鋼瓶1連通，達到從鋼瓶1進氣。進氣小室9的縱向中心軸與鋼瓶1的中心軸同軸。由于進氣小室9與高壓閥的閥腔7直接相通，同在一閥體6內，從而縮短了高壓閥與供氣調節器之間的距離，不僅減小了體積使攜帶方便，同時也減小了運動阻力。進氣小室9上端是調壓活塞10，調壓活塞10的上端暴露于和氣管17相連通的中壓強氣室15中。中壓強氣室15位于活塞套11與調壓活塞10之間。調節螺絲16置于中壓強氣室16室壁頂部正對著氣管接頭13的部位上。一級減壓器出氣端通過氣管17與二級減壓器進氣端相連通。
由圖2可見，二級減壓器包括挺氣閥體19、調節彈簧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31。在氣盒體30上置咬嘴32。
從圖3中可看出，本實用新型在高壓閥的閥體6內還開有充氣接口33、接口33的前端有一氣路通道34，與高壓閥的閥腔7相通，再通過閥體6內的氣路通道8與鋼瓶1相通。充氣接口33內置有與空氣壓縮機相匹配的充氣接頭35或與高壓氣瓶相匹配的充氣接頭37。在不充氣時，充氣接口33用堵頭36堵住。
從圖4可見，與高壓氣瓶相匹配的充氣接頭37由過渡接頭38、壓緊螺絲39和接頭通嘴40組成。當用高壓氣瓶充氣鋼瓶1時，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，啟開瓶閥，高壓氣就通過氣路通道34而灌入鋼瓶1中，實現了氣瓶充氣。
本實用新型工作原理如下一級減壓器的核心部件是調壓活塞，其下端小室體積約0.1cm3，正常時其壓縮空氣壓強約為19.6MPa，上端暴露于和橡膠軟管相連通的中壓強氣室中。作用于活塞上的力，除有阻止活塞運動的摩擦阻力外，還有中壓強氣室的氣體施加于其上端面的向下壓力和調壓彈簧產生的彈力及調壓彈簧處于水中產生的向上壓力。中壓強氣室的氣體壓強約為0.8～1.3MPa，主要由調壓活塞上下兩端面積比及調壓彈簧預定調壓值和由潛水深度決定的彈簧處水壓強值決定。當中壓強氣室由于潛水運動員吸氣使氣壓下降時，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生的向上推力使活塞克服摩擦阻力向上運動，橡皮閥座密封則離開閥體座，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，并進入中壓強氣室，氣體壓強上升，直到活塞有效作用面積上的向下壓力超過向上推力，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，高壓氣瓶向中壓強氣室供氣中斷。
隨后，中壓強氣室中的空氣，由于潛水員的呼吸作用，通過氣管接頭、橡膠軟管向二級減壓器排氣，中壓強氣室壓強逐漸下降。當低到中壓強氣室產生的向下壓力小于氣瓶壓強、水壓強和彈簧彈力產生的向上推力時，活塞再次克服摩擦阻力上行，橡皮閥座密封再次離開閥體座孔，高壓空氣又從氣瓶中重新輸入到中壓強氣室中。這樣，中壓強氣室中的空氣，就可以持續地通過橡膠軟管，向二級減壓器輸送定量的空氣。由于本實用新型在中壓強氣室室壁頂部，正對著氣管接頭的部位上，裝置了可調螺絲，用以限制活塞的運動范圍(即限制了中壓強氣室的容積)，因此，就成功地解決了可以根據運動員的需要，來調節空氣供氣量的困難問題。
二級減壓器的關鍵部件是挺氣閥體，調節彈簧，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。二級減壓器靠挺氣閥桿，由于呼吸作用，而促使換氣膜片向內或外動作，使壓球前后移動，帶動了挺氣閥桿和挺氣閥芯上下擺動，從而開啟或關閉挺氣閥體上的閥座孔，使氣流暢通或關斷，致使橡膠軟管從一級減壓器中壓強氣室中引來的中壓強氣體，通過引入氣管接頭和挺氣閥體中心孔進入閥體腔，并經過閥座孔流入氣盒，給咬嘴供氣。二級減壓器的調節過程是當潛水員吸氣時，氣盒中形成負壓，單向排氣閥關閉，彈性膜內陷后移，壓迫壓球頂起挺氣閥桿，使挺氣閥芯離開閥座孔，氣路開放，給氣盒供氣。當潛水運動員呼氣時，氣盒內壓強大于盒外壓強，單向排氣閥開啟，通過咬嘴呼出的氣體和氣盒內剩余氣體通過此閥排入水中。
本實用新型的積極效果在于由于將高壓閥與一級減壓器合成一體，因此該部分結構比原來縮短了40mm，這就減小了在水中的運動阻力，有利于速度的提高。
中壓強氣室中設置的調節螺絲，解決了按運動員的需要來供應空氣量，避免了因呼吸不暢給運動員帶來的煩惱，為創造好成績打下了基礎。
高壓充氣接口的設置及匹配高壓氣瓶充氣接頭，實現了氣瓶與氣瓶的對接充氣，這樣就為開展潛水運動的單位提供了方便。
實施例本實用新型一級減壓器的閥體為長51mm的正六面體，有13.5mm入鋼瓶，顯露部分37.5mm，對棱間距34mm；活塞套為φ35mm的園柱體，長42.5mm，二者裝起來的整件長度不足80mm，比現有一級減壓器與高壓閥部件全長120mm縮短了40mm；氣管接頭長40mm，顯露部分32mm；活塞大面積與小面積比為12.41，活塞長37mm，上端大面積φ30mm，下端φ9mm；彈簧展開長度L＝328mm，右旋，有效圈數n＝2.5，總圈數為6.8，HRC＝45；調節螺絲M10×1長8mm；充氣接口M10×1，φ5mm，口深度7mm；二級減壓器的挺氣閥體長30mm，一端M18×1.5，φ13mm，另一端φ16mm；挺氣閥桿長50mm，在長30mm處折角45°；氣盒φ60mm；咬嘴長53mm；彈簧展開長度約170mm，右旋，有效圈數n＝4，總圈數為6.5，熱處理后硬度HRC＝45。
權利要求1.一種超輕型自攜開放式空氣潛水呼吸器，包括壓縮空氣氣瓶、高壓閥、供氣調節器和氣盒咬嘴，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，高壓閥通過閥體(6)上的螺紋與鋼瓶(1)連接，供氣調節器由一級減壓器和二級減壓器組成，一級減壓器主要包括進氣小室(9)、調壓活塞(10)、活塞套(11)、接頭止退帽(12)、氣管接頭(13)、調壓彈簧(14)、中壓強氣室(15)、調節螺絲(16)，氣管接頭(17)和橡皮墊圈(18)，一級減壓器出氣端與二級減壓器進氣端通過氣管(17)相連，其特征在于一級減壓器的進氣小室(9)在高壓閥的閥體(6)內，與高壓閥的閥腔(7)相通，一級減壓器的活塞套(11)與調壓活塞(10)之間的中壓強氣室(15)的室壁頂部，正對著氣管接頭(13)的部位上，裝置有調節螺絲(16)，在高壓閥的閥體(6)上開設一個充氣接口(33)，通過氣路通道(34)與閥腔(7)相通，充氣接口(33)配有一個專用于壓縮機充氣的接頭(35)或一個專用于高壓氣瓶充氣的接頭(38)，稱接口(33)還配有一個堵頭(36)。
2.如權利要求1所述的呼吸器，其特征在于二級減壓器包括挺氣閥體(19)、調節彈簧(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.如權利要求1或2所述的呼吸器，其特征在于氣盒連接在二級減壓器閥座(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(31)，在氣盒體(30)上置咬嘴(32)。
4.如權利要求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)主要由過渡接頭(38)、壓緊螺絲(39)和接頭通嘴(40)組成。
專利摘要本實用新型涉及一種超輕型自攜開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、供氣調節器和氣盒咬嘴組成。其特征在于供氣調節器的一級減壓器與高壓閥共一閥體，縮短了高壓閥與供氣調節器之間的距離，從而減少了運動阻力；在中壓強氣室中設有一調節螺絲，從而可根據運動員的肺活量調節供氣量；在高壓閥閥體上開有充氣接口，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充氣，還可用高壓氣瓶充氣，大大方便了充氣。
文檔編號B63C11/02GK2183960SQ9420201
公開日1994年11月30日 申請日期1994年1月31日 優先權日1994年1月31日
發明者李慶祥, 耿曼, 邵先華 申請人:核工業西南物理研究院