自充式正压空气呼吸器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自充式正压空气呼吸器，属于空气过滤技术领域，包括依次连通的储气瓶、隔离气瓶、空气压缩装置和空气过滤装置，还包括检测系统和控制系统，检测系统包括设置在隔离气瓶上的温度传感器、气体成分检测仪Ⅰ和压力传感器Ⅱ，检测系统还包括设置在储气瓶上的压力传感器Ⅰ和设置在空气过滤装置出口的气体成分检测仪Ⅱ，控制系统包括控制器，控制器用于控制隔离气瓶连通储气瓶的电磁阀Ⅱ的开关和空气压缩装置的启停，本实用新型通过对现场空气进行过滤压缩处理，并对被过滤压缩处理后的空气进行检测，将检测合格后的压缩空气充入储气瓶，延长储气瓶使用时间的同时保证储气瓶内空气的安全，为进行人员营救和救援战斗提供保障。
【专利说明】
自充式正压空气呼吸器
技术领域
[0001]本实用新型涉及空气过滤技术领域，尤其是一种自充式正压空气呼吸器。
【背景技术】
[0002]正压式消防空气呼吸器是一种自给开放式消防空气呼吸器，主要适用于消防、化工、船舶、石油、冶炼、厂矿、实验室等处，使消防员或抢险救护人员能够在充满浓烟、毒气、蒸汽或缺氧的恶劣环境下安全地进行灭火、抢险救灾和救护工作，在灾害事故现场，救援人员进入灾害事故现场内部需配备空气呼吸器，以6.8L普通空气呼吸器为例，实际使用时间为38min至55min，在较大的灾害事故现场，往往不能满足一次战斗内攻需要，前方战斗员因气瓶压力不足而被迫中途撤离现场，到充气车处更换气瓶，再重新进入内部，这样以来，不但贻误战机，而且如果撤离不及时还会危及战斗员生命;现在市面上的空气呼吸器为方便救援人员救助被困人员，在呼吸器上装有两个面罩，当发现被困人员时，备用面罩供被困人员使用，这样储气瓶使用时间就会缩短一半，更不能满足现场行动需要，特殊情况下还会造成人员伤亡。
[0003]如果有效延长呼吸器使用时间，将为进行人员营救和救援战斗提供保障，传统空气呼吸器利用扩大储气瓶容量的思维方式来增加现场使用时间，增加的时间与设备自重成正比，给佩戴人员带来负担过大;如果只用过滤型面罩呼吸器进行呼吸，由于灾害事故现场充满各种不确定性危险因素，救援人员容易吸入有毒气体而造成危险。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种自充式正压空气呼吸器，通过过滤压缩现场的空气，并在冲入储气瓶前对压缩空气进行检测，保证压缩空气安全的同时增加储气瓶的使用时间。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]自充式正压空气呼吸器，包括向呼吸面罩供气的储气瓶、为储气瓶供气的隔离气瓶、为隔离气瓶供气的空气压缩装置、为空气压缩装置过滤进口空气的空气过滤装置，还包括检测系统和控制系统，所述储气瓶、隔离气瓶、空气压缩装置和空气过滤装置依次连通，其特征在于:所述空气压缩装置的出口通过单向阀Π与隔离气瓶连通;所述隔离气瓶通过电磁阀Π与储气瓶连通;所述检测系统包括设置在隔离气瓶上的温度传感器、气体成分检测仪I和压力传感器Π，所述检测系统还包括设置在储气瓶上的压力传感器I和设置在空气过滤装置出口的气体成分检测仪Π;所述控制系统包括接收检测系统信号的控制器，所述控制器用于控制电磁阀Π的开关和空气压缩装置的启停。
[0007]本实用新型技术方案的进一步改进在于:所述空气压缩装置的出口通过单向阀Π与隔离气瓶连通;所述隔离气瓶上设有与外界大气连通的电磁阀I，并且隔离气瓶内还设有制冷制热装置。
[0008]本实用新型技术方案的进一步改进在于:所述压力传感器1、温度传感器、气体成分检测仪1、压力传感器Π、气体成分检测仪Π分别检测储气瓶内的压力、隔离气瓶内的温度、隔离气瓶内的气体成分、隔离气瓶内的压力、空气过滤装置出口空腔内的气体成分，并将信号传送至控制器;所述控制系统的控制器分别控制电磁阀I的开关、电磁阀π的开关、制冷制热装置的开关和空气压缩装置的启停。
[0009]本实用新型技术方案的进一步改进在于:所述空气过滤装置依次设有至少三层滤料。
[0010]本实用新型技术方案的进一步改进在于:所述空气压缩装置是由可充电电池组作为动力的微型空气压缩机。
[0011 ]由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是:
[0012]本实用新型通过对现场空气进行过滤压缩处理，并对被过滤压缩处理后的空气进行检测，将检测合格后的过滤空气充入储气瓶，延长储气瓶使用时间的同时保证储气瓶内空气的安全，为进行人员营救和救援战斗提供保障。
[0013]本实用新型采用隔离气瓶临时存储被过滤的空气，并通过电磁阀控制被过滤的空气的去向，保障充入储气瓶的过滤空气的安全;采用控制器分析各检测元件传送的数据后，自动对空气压缩装置、电磁阀和制冷制热装置进行控制保证隔离气瓶内被过滤压缩的空气安全，避免人力操作；空气过滤装置采用多层滤料，对现场空气进行有效的过滤;空气压缩装置采用可充电电池组作为动力的微型空气压缩机，保证压缩工作时间的同时减轻装置的重量，减少佩戴人员负担。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的主视结构不意图；
[0015]其中，1、储气瓶，2、控制器，2-1、压力传感器I，2-2、温度传感器，2-3、气体成分检测仪1，2-4、压力传感器Π，2-5、气体成分检测仪Π，3、空气压缩装置，3-1、可充电电池组，3-2、单向阀Π，4、空气过滤装置，4-1、进气口，5、隔离气瓶，5-1、制冷制热装置，6、电磁阀I，6-1、单向阀1，7、电磁阀11。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明:
[0017]如图1所示，自充式正压空气呼吸器，包括向呼吸面罩供气的储气瓶1、为储气瓶I供气的隔离气瓶5、为隔离气瓶5供气的空气压缩装置3、为空气压缩装置3过滤进口空气的空气过滤装置4，还包括检测系统和控制系统，所述储气瓶1、隔离气瓶5、空气压缩装置3和空气过滤装置4依次连通，空气压缩装置3的出口通过单向阀Π 3-2与隔离气瓶5连通，隔离气瓶5通过电磁阀Π7与储气瓶I连通;检测系统包括设置在隔离气瓶5上的温度传感器2-2、气体成分检测仪12-3和压力传感器Π 2-4，检测系统还包括设置在储气瓶I上的压力传感器12-1和设置在空气过滤装置4出口的气体成分检测仪Π2-5;控制系统包括接收检测系统信号的控制器2，所述控制器2用于控制电磁阀Π7的开关和空气压缩装置3的启停；
[0018]空气过滤装置4用于将现场的空气进行过滤，空气压缩装置3用于将经过过滤的空气进行压缩，工作过程中当检测系统的压力传感器12-1检测到储气瓶I内压力过低，并且经过气体成分检测仪Π 2-5检测空气过滤装置4出口的空气成分安全时，控制器2便控制空气压缩装置3启动向隔离气瓶5内充气，当经过温度传感器2-2和气体成分检测仪12-3检测隔离气瓶5内的压缩空气温度适宜且成分安全时，控制器2便控制电磁阀Π7打开，并将隔离气瓶5内的压缩空气充入储气瓶I内；当检测系统的温度传感器2-2和气体成分检测仪12-3检测到隔离气瓶5内的空气温度过高过低或成分不安全时，控制系统的控制器2便控制电磁阀Π7关闭，将隔离气瓶5内的压缩空气与储气瓶I隔离，保证储气瓶I内的空气安全；当检测系统的气体成分检测仪Π 2-5检测到经过空气过滤装置4的空气在进入空气压缩装置3之前其气体成分不安全时，便会使控制器2控制空气压缩装置3停止运行，单向阀Π 3-2用于保证隔离气瓶5内的压力空气不会向空气压缩装置3回流，保护隔离气瓶5内的压缩空气成分安全；以此保证储气瓶I内空气的安全，同时实现对储气瓶I进行充气，增加储气瓶I的使用时间。
[0019]如图1所示，空气过滤装置4将现场空气过滤至空气过滤装置4出口的空腔，空气压缩装置3的进口与空气过滤装置4出口的空腔连通，空气压缩装置3将经过空气过滤装置4过滤的空气进行压缩，通过空气压缩装置3出口的单向阀Π3-2将压缩空气充入隔离气瓶5，单向阀Π 3-2用于在空气压缩装置3停止后保证隔离气瓶5内的压力。
[0020]隔离气瓶5有两个出气口，一个通过电磁阀16与外界大气连通，另一个通过电磁阀Π7与储气瓶I连通，同时隔离气瓶5内还设有制冷制热装置5-1用于改善空气质量，保证压缩空气的可使用性；电磁阀16用于将隔离气瓶5内的压缩空气排出，在电磁阀16与外界大气之间还设有单向阀16-1，单向阀16-1用于保证外界大气在电磁阀16开启状态时不会向隔离气瓶5内回流；另外还可以在隔离气瓶5内设置负离子发生器和加湿器进一步改善空气质量。
[0021]如图1所示，检测系统包括压力传感器12-1、温度传感器2-2、气体成分检测仪12-
3、压力传感器Π 2-4和气体成分检测仪Π 2-5，压力传感器12-1设置在储气瓶I上用于检测储气瓶I内的压力并将信号传送至控制器2，温度传感器2-2、气体成分检测仪12-3和压力传感器Π 2-4共同设置在隔离气瓶5上用于检测隔离气瓶5内的温度、气体成分和压力并将信号传送至控制器2，气体成分检测仪Π 2-5设置在空气过滤装置4出口空腔上用于检测空气过滤装置4出口空腔内的气体成分并将信号传送至控制器2;气体成分检测仪能够检测一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、以及氧气、氮气的含量。
[0022]控制器2包括显示屏、手动控制按钮、自动控制按钮、电磁阀16开关、电磁阀Π 7开关、制冷制热装置开关、空气压缩装置3启停开关；显示屏用于显示压力、温度、气体成分和剩余电量等关键参数并具有警示功能，手动控制按钮用于将控制器2转换为手动状态，自动控制按钮用于将控制器2转换为自动状态，电磁阀16开关用于控制电磁阀16的开关、电磁阀Π 7开关用于控制电磁阀Π 7的开关、制冷制热装置开关用于控制制冷制热装置5-1的开关，空气压缩装置3启停开关用于控制空气压缩装置3的启停。
[0023]在自动控制按钮将控制器2转换为自动状态时，手动状态关闭，自动状态下当压力传感器Π 2-4检测到隔离气瓶5内压力低于限定值并且气体成分检测仪Π 2-5检测到空气过滤装置4出口空腔内的气体成分合格时，此时控制器2便会自动控制空气压缩装置3启动，将空气过滤装置4出口空腔内的气体压缩充入隔离气瓶5，当隔离气瓶5内的空气压力达到限定值或者当气体成分检测仪Π 2-5检测到空气过滤装置4出口空腔内的气体成分不合格时，此时控制器2便会自动控制空气压缩装置3停止，如此循环保持隔离气瓶5内拥有一定压力的空气。
[0024]自动状态下当温度传感器2-2检测到隔离气瓶5内的温度低于限定值时，此时控制器2便会自动控制制冷制热装置5-1进行加热，当温度传感器2-2检测到隔离气瓶5内的温度高于限定值时，此时控制器2便会自动控制制冷制热装置5-1进行冷却，如此循环保持隔离气瓶5内拥有一定温度的空气。
[0025]自动状态下当气体成分检测仪12-3检测到隔离气瓶5内的气体成分合格并且压力传感器12-1检测到储气瓶I内的压力低于限定值时，此时控制器2便会自动控制电磁阀Π 7开启将隔离气瓶5内的气体充入储气瓶I内；当压力传感器12-1检测到储气瓶I内的压力高于限定值时，此时控制器2便会自动控制电磁阀Π 7打开将储气瓶I内的压力释放进入隔离气瓶5;当压力传感器12-1和压力传感器Π 2-4检测到储气瓶I与隔离气瓶5内的压力相等时，此时控制器2便会自动控制电磁阀Π 7关闭将储气瓶I与隔离气瓶5隔离；如此循环既能延长储气瓶I的使用时间又能解除因储气瓶I压力过大导致的爆炸隐患。
[0026]自动状态下当气体成分检测仪12-3检测到隔离气瓶5内的气体成分不合格时，此时控制器2便会自动控制电磁阀16开启将隔离气瓶5内的有毒气体排出，当隔离气瓶5内的压力降至接近大气压力时，此时控制器2便会自动控制电磁阀16关闭，等到气体成分检测仪Π 2-5重新检测到空气过滤装置4出口空腔内的气体成分合格时，此时控制器2便会自动控制空气压缩装置3启动，将空气过滤装置4出口空腔内的气体压缩充入隔离气瓶5，如此循环保持隔离气瓶5内拥合格的压缩空气。
[0027]在手动控制按钮将控制器2转换为手动状态时，自动状态关闭，手动状态下佩戴人员通过控制器2的显示屏显示的各检测元件反馈的数据进行手动操作，对电磁阀16的开关、电磁阀Π 7的开关、制冷制热装置5-1的开关以及空气压缩装置3的启停进行人工操作，控制器2显示屏上的警示功能，用于确保使用者能够正确操作安全使用。
[0028]如图1所示，空气过滤装置4依次设有至少三层滤料，三层滤料分别为初级过滤层、高效活性炭层和高级过滤层，三层滤料可拆卸的安装在空气过滤装置4内，能够快速拆装、便于清洗和更换;其中初级过滤层由大量的活性炭填充加滤芯组成用于冷却和过滤大部分的有毒气体和烟灰，高效活性炭层由高效活性炭组成用于对微量的有毒气体和烟灰等再次进行冷却和过滤，高级过滤层由多微孔网的无纺布组成用于过滤空气中的微粒子物质;现场的空气从空气过滤装置4首端的进气口 4-1依次进入初级过滤层、高效活性炭层和高级过滤层，最终到达空气过滤装置4出口的空腔内，形成气体成分合格的可供人呼吸的空气。
[0029]如图1所示，空气压缩装置3是由可充电电池组3-1作为动力的微型空气压缩机，可充电电池组3-1为12V直流电，充一次电可连续使用6?8小时，能够满足大型灾害事故现场的充气使用，平时充气时可直接用220V交流电源，固定充气和随行作战充气都很方便;微型空气压缩机具有工作效率高、供气量大和质量轻的特点，能够减轻救援人员的负担。
[0030]工作原理:
[0031]本实用新型通过控制器2形成四组循环，第一组循环用于保证隔离气瓶5内的压力，当检测到隔离气瓶5内的压力低于限定值并且检测到经过空气过滤装置4过滤后的气体成分合格时，启动空气压缩装置3将空气压缩后充入隔离气瓶5。
[0032]第二组循环用于保证储气瓶I内的压力，当检测到储气瓶I内的压力低于隔离气瓶5内的压力一定限值并且检测到隔离气瓶5内的压缩空气的成分和温度合格后，开启电磁阀Π 7将隔离气瓶5内的压缩空气充入储气瓶I。
[0033]第三组循环用于保证隔离气瓶5内压缩空气的气体成分合格，当检测到隔离气瓶5内的压缩空气成分不合格时，开启电磁阀16将隔离气瓶5内的不合格的压缩空气排出，然后关闭电磁阀16将隔离气瓶5封闭;等到重新检测到空气过滤装置4出口空腔内的气体成分合格后，启动空气压缩装置3将空气压缩后充入隔离气瓶5，重复第一组循环。
[0034]第四组循环用于保证隔离气瓶5内压缩空气的温度适宜，当检测到隔离气瓶5内的温度低于或高于限定值时，启动制冷制热装置5-1对空气温度进行实时调节。
【主权项】
1.自充式正压空气呼吸器，包括向呼吸面罩供气的储气瓶(1)、为储气瓶(I)供气的隔离气瓶(5)、为隔离气瓶(5)供气的空气压缩装置(3)、为空气压缩装置(3)过滤进口空气的空气过滤装置(4)，还包括检测系统和控制系统，所述储气瓶(1)、隔离气瓶(5)、空气压缩装置(3)和空气过滤装置(4)依次连通，其特征在于:所述空气压缩装置(3)的出口通过单向阀Π (3-2)与隔离气瓶(5)连通;所述隔离气瓶(5)通过电磁阀Π (7)与储气瓶(I)连通;所述检测系统包括设置在隔离气瓶(5)上的温度传感器(2-2)、气体成分检测仪1(2-3)和压力传感器Π (2-4)，所述检测系统还包括设置在储气瓶(I)上的压力传感器1(2-1)和设置在空气过滤装置(4)出口的气体成分检测仪Π (2-5);所述控制系统包括接收检测系统信号的控制器(2)，所述控制器(2)用于控制电磁阀Π (7)的开关和空气压缩装置(3)的启停。2.根据权利要求1所述的自充式正压空气呼吸器，其特征在于:所述隔离气瓶(5)上设有与外界大气连通的电磁阀1(6)，并且隔离气瓶(5)内还设有制冷制热装置(5-1)。3.根据权利要求2所述的自充式正压空气呼吸器，其特征在于:所述压力传感器ΙΟ-?)、温度传感器 (2-2)、气体成分检测仪 1(2-3)、压力传感器 Π (2-4)、气体成分检测仪 Π (2-5)分别检测储气瓶(I)内的压力、隔离气瓶(5)内的温度、隔离气瓶(5)内的气体成分、隔离气瓶(5)内的压力、空气过滤装置(4)出口空腔内的气体成分，并将信号传送至控制器(2);所述控制系统的控制器(2 )分别控制电磁阀I (6 )的开关、电磁阀Π (7 )的开关、制冷制热装置(5-1)的开关和空气压缩装置(3)的启停。4.根据权利要求1至3中任一项所述的自充式正压空气呼吸器，其特征在于:所述空气过滤装置(4)依次设有至少三层滤料。5.根据权利要求1至3中任一项所述的自充式正压空气呼吸器，其特征在于:所述空气压缩装置(3)是由可充电电池组(3-1)作为动力的微型空气压缩机。
【文档编号】A62B7/02GK205460547SQ201620182174
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】吕菁菁
【申请人】吕菁菁