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正压空气呼吸器呼气阀弹簧设计

2017-3-19 22:29:36点击:

正压空气呼吸器是指在呼吸循环过程,面罩与人员面部之间形成的腔体内压力不低于环境压力的一种空气呼吸器。 因此在使用过程中为保证面罩内始终处于正压,呼气阀 (也称呼气活门或排气阀)必须具有正压装置,正压装置一般为压缩弹簧。呼气阀弹簧作为呼气阀的关键零件,直接关系到正压空气呼吸器的正压特性,而且涉及呼气阀开启压力、静态压力及呼气阻力等重要指标。呼气阀设计一般是在面罩总体结构设计的基础上进行的,形状多种多样,但结构相似,而其最大的不同就在于弹簧设计,这也是呼气阀的设计重点。呼气阀开启压力是指能够使呼气阀开启的最小正压值,根据呼气阀的湿润情况将呼气阀开启压力分为干态和湿态两种开启压力,干态开启压力由压缩弹簧的预压力引起,湿态开启压力包括干态开启压力以及由阀片粘着力引起的阻力。开启压力一方面与呼气阀有着直接关系,另一方面也直接影响静态压力、呼气阻力和逆向气密性等指标。因此,将开启压力作为呼气阀的设计参数是可行的,合适的开启压力是呼气阀弹簧设计的关键,启压力的确定首先要保证呼气阀装配可靠,其次要解决呼气阻力和逆向气密性之间的矛盾。建议开启压力应满足以下条件:a、弹簧预压力大于阀片和垫片的重力之和;b、大于吸气阻力;c、不大于 500Pa。呼气阀弹簧工作时处于湿热的呼气流之中,因此,弹簧必须采用耐腐蚀材料或进行防锈处理。不锈钢、青铜合金等材料虽然具有非常好的耐腐蚀性,但价格昂贵,目前一般采用普通碳素弹簧钢并对弹簧表面镀锌的防锈处理方法。此外,呼气阀弹簧受力较小,剪切应力也非常小,可不考虑弹簧疲劳问题。采用圆柱螺旋压缩弹簧的呼气阀更有利于排气,呼气阻力也相对较小,而且圆柱螺旋压缩弹簧还具有结构简单、制造方便及成本较低等特点。