一种智能型正压供气空气呼吸器的制作方法

本发明属于呼吸器，具体涉及一种智能型正压供气空气呼吸器。

背景技术：

1、正压式空气呼吸器通常由压缩空气瓶、减压装置、供气阀、面罩和呼气阀等构成。使用者吸气时，供气阀依据面罩内压力变化向面罩输送压缩空气；使用者呼气时，呼气阀在保持一定正压的条件下向外排气。面罩内维持相对于环境的正压，有助于降低外部有害气体从面罩密封处渗入的风险。

2、在突发大流量吸气、劳动强度快速变化或者供气管路容积较大的工况下，面罩压力的变化需要依次经过压力采集、阀件动作和管路充气过程，主供气流量建立存在时间滞后。该滞后可能使面罩内压力在吸气初期出现明显下冲，甚至短时接近或低于环境压力；若仅提高主供气阀的开启速度，又容易在主气流建立后产生压力过冲和无效耗气。

3、现有技术中也有利用电磁阀辅助供气的方案，但单一电控支路在电源电量不足、传感器异常或控制器故障时缺少独立的气动保底路径；而将辅助气流直接与主气流同时开启，难以兼顾快速预供气与平稳接管。另一方面，脉冲气流若从单点直接冲入供气腔，容易造成局部射流、噪声和压力波动，影响佩戴舒适性和调节稳定性。

4、因此，需要一种能够在吸气起始阶段先行提供小容量、高响应的脉冲气流，再通过机械延迟结构使主供气平滑接替，同时具有面罩压力闭环调节和独立气动按需供气能力的正压供气空气呼吸器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种智能型正压供气空气呼吸器，以解决吸气起始阶段供气响应滞后、脉冲供气与主供气接管不平稳以及电控异常时缺少独立气动保底通路的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智能型正压供气空气呼吸器，包括气源组件、全脸面罩、中压供气管路、供气调节器和智能控制器，所述中压供气管路连接于所述气源组件的中压供气接口与所述供气调节器之间，所述中压供气管路上设有稳压腔，所述中压供气管路在所述稳压腔的下游分为主供气支路和脉冲供气支路；所述主供气支路通过主供气调节阀与所述供气调节器的主进气口连通，所述脉冲供气支路依次通过充气单向阀、蓄能器和高速释气阀与所述供气调节器的脉冲进气口连通；所述供气调节器内设有主启闭片、脉冲启闭片和同轴延迟联接组件，所述主启闭片与所述主进气口对应设置，所述脉冲启闭片与所述脉冲进气口对应设置；所述同轴延迟联接组件包括相对转动配合的内轴和外套轴，所述内轴与所述脉冲启闭片连接，所述外套轴与所述主启闭片连接，所述内轴与所述外套轴之间设有销槽式空行程结构；所述供气调节器的输出口依次通过吸气单向阀和吸气流量传感器与所述全脸面罩连通，面罩压力传感器与所述全脸面罩的呼吸空间连通；所述智能控制器分别与所述吸气流量传感器、所述面罩压力传感器、所述主供气调节阀、所述高速释气阀和电控气动先导阀电连接。

3、本发明进一步说明，所述充气单向阀的入口与所述稳压腔连通，所述充气单向阀的出口与所述蓄能器连通；所述高速释气阀设置于所述蓄能器与所述脉冲进气口之间；所述电控气动先导阀为常闭三通阀，其供气端与所述高速释气阀下游的脉冲供气管路连通，其工作端与所述供气调节器的脉冲先导口连通，其泄压端与外部环境连通。

4、本发明进一步说明，所述供气调节器包括壳体和设置于所述壳体内的分隔件，所述分隔件将所述壳体内的进气区域分隔为主供气区域和脉冲供气区域；所述脉冲供气区域内设有脉冲流道和环形分配腔，所述脉冲流道分别与所述脉冲进气口和所述环形分配腔连通，所述环形分配腔上沿周向间隔设有多个径向喷口；所述主供气区域和所述脉冲供气区域分别位于所述主启闭片和所述脉冲启闭片的上游，并在所述主启闭片和所述脉冲启闭片的下游与所述输出口连通。

5、本发明进一步说明，所述供气调节器还设有主先导口、脉冲先导口、主先导通道和脉冲先导通道；所述主先导口通过所述主先导通道与主先导波纹管连通，所述主先导波纹管通过主随动件与主驱动耳连接，所述主驱动耳与所述主启闭片连接；所述脉冲先导口通过所述脉冲先导通道与脉冲先导波纹管连通，所述脉冲先导波纹管通过脉冲随动件与脉冲驱动耳连接，所述脉冲驱动耳与所述脉冲启闭片连接。

6、本发明进一步说明，所述销槽式空行程结构包括开设于所述外套轴上的周向延迟槽以及固定于所述内轴上的销，所述销伸入所述周向延迟槽内；所述内轴和所述外套轴通过轴承支承于所述供气调节器的壳体内，所述脉冲驱动耳与所述内轴连接，所述主驱动耳与所述外套轴连接；所述内轴与所述外套轴之间设有同轴复位弹簧组件，所述周向延迟槽的一端设有可调限位件。

7、本发明进一步说明，所述全脸面罩的供气节点与气动压差先导执行器的压力检测端连通，所述气动压差先导执行器的压力参照端与外部环境连通；所述气动压差先导执行器包括检测膜片、复位弹簧、密闭先导腔以及设置于所述密闭先导腔内的压缩活塞，所述压缩活塞通过推杆与所述检测膜片连接，所述密闭先导腔的输出端通过密闭先导气路与所述供气调节器的主先导口连通；所述中压供气接口与所述稳压腔之间设有供气压力传感器，所述供气压力传感器与所述智能控制器电连接；所述智能控制器连接有电源模块，所述电源模块内设有与所述面罩压力传感器连接的信号调理接口，所述吸气流量传感器、所述供气压力传感器以及经所述信号调理接口连接的所述面罩压力传感器分别与所述智能控制器的信号输入端连接，所述主供气调节阀、所述高速释气阀和所述电控气动先导阀分别连接于所述智能控制器的控制输出端。

8、本发明进一步说明，所述全脸面罩的呼气通路依次设有呼气单向阀、正压呼气阀和排气口；所述稳压腔连接有超压泄放阀，所述超压泄放阀的出口与泄放口连通，所述气源组件包括依次连通的压缩空气瓶、瓶阀、两级减压组件、空气净化模块和缓冲稳压器。

9、本发明进一步说明，所述两级减压组件包括串联设置的一级减压器和二级减压器，所述一级减压器的上游设有第一压力表，所述二级减压器的下游设有第二压力表；所述空气净化模块包括依次连通的水分离器和聚结过滤器，所述水分离器的下部设有集液杯，所述集液杯的底部设有排液阀；所述缓冲稳压器的出口与所述中压供气接口连通。

10、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：第一，蓄能器预先储存的压缩空气在吸气起始阶段经高速释气阀释放，能够在主供气流量尚未完全建立前向全脸面罩提供先导性的脉冲预供气，缩短供气响应时间并抑制面罩压力下冲。

11、第二，主启闭片与脉冲启闭片通过同轴延迟联接组件连接，利用销在周向延迟槽内的空行程形成确定的机械先后次序，不完全依赖软件延时；脉冲供气先建立、主供气后接管，有利于减小主气流突然开启造成的压力过冲。

12、第三，环形分配腔和多个径向喷口将脉冲气流沿周向分散，可降低局部高速射流对启闭片及壳体内壁的冲击，改善供气均匀性、噪声和调节稳定性。

13、第四，智能控制器综合供气压力、吸气流量和面罩压力进行状态识别及闭环调节，并保留气动压差先导执行器至主先导口的独立通路，在电控异常时仍可依据面罩压力变化触发主供气，提高系统的故障安全性。

14、第五，两级减压组件与空气净化模块依次对高压空气进行分级减压、水分离和聚结过滤，缓冲稳压器减小下游压力波动，有利于为双通路供气结构提供稳定、洁净的中压气源。