智能型正压式空气呼吸器的设计与应用

发布时间：2020-09-22 11:11

　　正压式空气呼吸器广泛应用于消防、化工等行业,供给消防队员或抢险救护人员在浓烟、毒气等各种环境下安全有效地进行灭火、抢险救护等工作。智能型正压式空气呼吸器是在传统空气呼吸器的基础上进行技术改良,在空气呼吸器面罩内加装气瓶低压报警灯光显示,便于佩戴者及时看到报警信号。智能显示系统通过传感器可将工作环境温度、气瓶剩余气量采用数字模式传送至使用者手中,便于救援工作的展开。论文首先简单介绍了空气呼吸器技术在国内外的发展状况,然后重点介绍了智能型正压式空气呼吸器的主体设计方案。本论文的重点在于智能手持装置、主控制装置、灯光报警通讯装置三部分的设计。智能手持装置主要完成对温度、气瓶剩余气量等数据的实时显示,并通过位移报警电路采集、处理消防队员位移信号,与主控通信,实现30s报警功能;主控装置通过传感器采集温度、气体压力信号,并由单片机STC12LE5A60S2进行数据处理,通过有线和无线的方式将相关数据传送给对应的接收显示装置;灯光报警通讯装置负责无线接收来自主控装置中信号发射器的讯息,进而完成低压报警灯光显示功能。本论文的最后对该智能型正压式空气呼吸器进行功能测试,测试结果满足预期设计,对需要在今后的研究工作中不断完善的地方进行了总结分析。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TH789
【部分图文】：

面罩,空气呼吸器,混合材料,天然橡胶

图 2-1 正压式空气呼吸器（1）面罩：面罩是由天然橡胶和硅橡胶混合材料制成的。面罩采用全视窗，具有受热面积小、视野宽、防雾、防刮等优点，网状头罩式的佩戴方佩戴者感到更加舒适、方便。（2）气瓶：气瓶工作压力为 30MPa，材料为碳纤维复合材料，瓶身具有轻、强度高、安全性能好等优点，瓶阀的设计可以保证气瓶不会在意外情况闭。（3）瓶带组：快速凸轮锁紧机构的瓶带卡可以保证瓶带始终处于闭环状而使气瓶不会出现翻转现象。（4）肩带：肩带采用特殊阻燃材料制成，按照亚洲人的肩部尺寸设计，分布呼吸器的重量，使作业者呼吸更加顺畅。肩带长度容易调节，同时，在上设有宽大弹性衬垫，进而减轻肩部压力。（5）报警哨：体积小、重量轻，当气瓶的压力为报警压力时，报警哨发声报警。

空气呼吸器,主体结构,气瓶,灯光显示

其他作业者进行救援。③ 低压报警灯光显示为了实现气瓶低压报警灯光显示功能，需要考虑在面罩内部加装低压报示装置，使佩戴者通过面罩可以及时看到报警信号，根据灯光变化可以气瓶剩余气量。2 智能型正压式空气呼吸器的主体结构设计根据功能需求，本文设计了由电子系统和外围配置两大部分、共 17 个的智能型正压式空气呼吸器。其中，电子系统包括通讯设备、压力灯光、主控制装置、智能手持装置、机械式压力表共 5 部分；外围配置包括、供气阀、中压导管及快速接头、背板、减压器、他救接口、气瓶瓶阀高压导气管组、肩带、气瓶、气瓶固定带共 12 部分。主体结构设计如图。

楔形面,减压器

图 3-2 新型楔形面罩（2）一体化减压器一体化减压器将减压器和电子压力传感器合为一体。同时，可以通过卸压阀实现防止高压空气意外涌入的功能，当中压高于 1.1~1.7MPa 时，自动卸而确保使用者的安全。设计中将减压阀最大的供气流量设置为 1600 升/分时伴有卸压保护功能，可以充分地保证使用者的呼吸量，甚至两个以上人员吸量。如图 3-3 所示。

【参考文献】