Automat oddechowy - odciążenie

W celu wyeliminowania występujących zmian oporu wdechu i ograniczenia ich do minimum stosuje się układy z odciążeniem. Aby zrozumieć zasadę działania układów odciążonych należy zapoznać się z takimi określeniami:

  • - powierzchnia czynna grzybka,
  • - powierzchnia światła gniazda (powierzchnia czynna tłoka)

Najlepiej problem ten wyjaśni poniższy rysunek

A = A'
B - powierzchnia światła gniazda (zależna od średnica gniazda),
C - powierzchnia czynna grzybka (jej średnica odpowiada średnicy gniazda),
D - grubość grzybka.

 

Siły działające na grzybek są zaznaczone na rysunku poniżej

Ze względów konstrukcyjnych powierzchnia przekroju grzybka jest większa od powierzchni przekroju gniazda, co nie ma znaczenia dla działania układu, gdyż ciśnienie działające na powierzchnie "A" i "A' "( A = A') grzybka jest równe. Powoduje to, że siły FA i FA' działające na te powierzchnie równoważą się.

Równoważą się także siły FD działające na powierzchnię "D" grzybka (grzybek ma kształt cienkiego walca). Ponieważ ciśnienie działa zawsze prostopadle do powierzchni w każdym jej punkcie, walec ciskany jest jednakowo ze wszystkich stron, a siły powstające od nacisku czynnika oddechowego równoważą się. Powodują one tylko ściskanie grzybka, nie dążąc do jego przesunięcia, czyli nie mają wpływu na działanie układu, bez względu na to jaka jest grubość grzybka.

Z tego wynika prosty wniosek, że na działanie układu mają tylko wpływ powierzchnie "B" i "C" i ciśnienie na nie działające.

Powierzchnia światła gniazda "B" jest równa powierzchni czynnej grzybka "C", dlatego jeżeli na obie powierzchnie grzybka będzie działało takie samo ciśnienie, to siła FB = FC . Ciśnienie działające na układ redukcji nie będzie miało wpływu na ruch grzybka.

Układ, w którym siła FB = FC uzyskano dzięki wyprowadzeniu powierzchni czynnej grzybka z komory HP. Układ ten jest przedstawiony na rysunku powyżej.

Przedstawione rozwiązanie nazywa się "układem z odciążonym grzybkiem". Oznacza to, że zmiany ciśnienia nie wpływają na pracę układu, a dokładniej na docisk grzybka do gniazda. W miejscu połączenia tłoka z komorą HP występuje uszczelnienie typu o-ring "O" uniemożliwiające przepływ czynnika oddechowego.