一、概述
減壓器是氧氣呼吸器的重要組成部分，是將高壓氧氣減壓為相對穩(wěn)定中壓的一種裝置，是氧氣呼吸器的心臟，對減壓器各機構(gòu)動作的穩(wěn)定性、儀器的安全可靠性起決定作用。從目前了解的情況來看，不管是國內(nèi)外各種型號的氧氣呼吸器減壓器，還是電焊用、醫(yī)用減壓器，其原理都是氣瓶中的氧氣通過一個根據(jù)輸入壓力和輸出壓力高低能自動調(diào)節(jié)出氣通道橫截面的大小的裝置來達到減壓目的，以保證基本穩(wěn)定中壓的輸出。輸出壓力不受高壓端氧氣壓力大小的影響，輸出的中壓供定量孔、自動補給閥往呼吸系統(tǒng)供氧。
二、減壓器的工作原理與分類
減壓器按進氣方式及輸出壓力受輸入壓力的影響不同，可分為正作用式和反作用式減壓器；正作用式減壓器根據(jù)結(jié)構(gòu)不同又可分為活塞式和隔膜式。按輸出壓力大小，使用者可否調(diào)整分為可調(diào)式和不可調(diào)式減壓器。
1 正作用活塞式減壓器工作原理與特點
1.1工作原理：當氧氣沒有進入減壓器時，調(diào)節(jié)彈簧與支撐彈簧處于平衡狀態(tài)，活塞下端閥門與噴嘴間存在一定的間隙。氣瓶開關(guān)打開時，氧氣經(jīng)過通道噴嘴進入減壓器活塞下端。當減壓器膛室中的壓力升高到超過規(guī)定的中壓壓力時，活塞上端與下端在此壓力作用下，由于存在面積差，活塞下移，使活塞下端閥門與噴嘴間的間隙減小，則輸出的中壓減小。當自動肺開啟時，膛室內(nèi)的壓力明顯降低，作用于活塞上下端的壓力降低，活塞上移，使閥門與噴嘴間的間隙增大，流量增加。當自動肺關(guān)閉時，膛室內(nèi)中的壓力升高迅速增大，使活塞下移，活塞下端閥門與噴嘴間的間隙間隙減小，輸出的中壓減小。減壓器工作時，閥門與噴嘴間的間隙是不完全被封蓋的，這樣從減壓器膛室內(nèi)連續(xù)不斷地流出定量的氧氣，系統(tǒng)處于動態(tài)平衡狀態(tài)， 亦即當閥門的閥座間隙增大時，氧氣流量加大；反之，氧氣流量減少。
1.2特點：減壓器活塞閥門的受力平衡公式為：K2·X2+P1·S3+P2·S1=K1·X1+P2·S2
式中：K1、K2：支撐彈簧、調(diào)節(jié)彈簧的彈性系數(shù)；
X1、X2：支撐彈簧、調(diào)節(jié)彈簧受壓縮長度；
P1、P2：高壓、中壓的氣體壓力；
S1、S2：活塞閥門下、上端的斷面積；
S3：噴嘴的斷面積。
則：P2=(K2·X2+P1·S3-K1·X1) ÷(S2-S1)
從公式中可以看出，當氧氣瓶內(nèi)的壓力下降時，減壓器內(nèi)的中壓就下降；但由于噴嘴的斷面積S3很小(﹤1mm2)，因此，減壓器的特點是隨著氣瓶內(nèi)的壓力的下降，輸出的中壓略微減小，即定量供氧量略微減小；反之，氧氣流量增大。
2 正作用隔膜式減壓器工作原理與特點
2.1工作原理：當氧氣沒有進入減壓器時，主膛室主彈簧與副膛室彈簧通過二根傳動桿處于平衡狀態(tài)，主膛室的閥門與噴嘴間存在一定的間隙。氣瓶開關(guān)打開時，氧氣經(jīng)過通道噴嘴進入減壓器主、副膛室。當減壓器膛室中的壓力升高到超過規(guī)定的中壓壓力時，隔膜在此壓力作用下，壓縮調(diào)節(jié)彈簧，在主彈簧的作用下，閥門前移，使閥門與噴嘴間的間隙減小，則輸出的中壓減小。當自動肺開啟時，膛室內(nèi)的壓力明顯降低，作用在隔膜上的氣體壓力明顯減小，隔膜在調(diào)節(jié)彈簧的作用下，通過多孔盤、傳動桿使閥門的間隙增大，流量增加。當自動肺關(guān)閉時，膛室內(nèi)中的壓力迅速升高，隔膜在此壓力作用下，壓縮調(diào)節(jié)彈簧，使閥座與噴嘴間的間隙減小，輸出的中壓減小。減壓器工作時，閥門與噴嘴間的間隙是不完全被封蓋的，這樣從減壓器膛室內(nèi)連續(xù)不斷地流出定量的氧氣，系統(tǒng)處于動態(tài)平衡狀態(tài)， 亦即當閥門的閥座間隙增大時，氧氣流量加大；反之，氧氣流量減少。
2.2特點：減壓器活塞閥門的受力平衡公式為：K1·X1+P2·S2+K3·X3=K2·X2+P1·S1
式中：K1、K2、K3：主彈簧、調(diào)節(jié)彈簧、隔膜的彈性系數(shù)；
X1、X2：主彈簧、調(diào)節(jié)彈簧受壓縮長度；
P1、P2：高壓、中壓的氣體壓力；
S1：隔膜有效受力面積；
X3：隔膜受壓縮后偏離原平衡位置的距離，向下為“+”，向上為“-”。則：
P2=(K2·X2-K1·X1-K3·X3+P1·S1) ÷S2
從公式中可以看出，當氧氣瓶內(nèi)的壓力下降時，減壓器內(nèi)的中壓就下降；但由于噴嘴的斷面積S3很小(﹤1mm2)，因此，減壓器的特點是隨著氣瓶內(nèi)的壓力的下降，輸出的中壓略微減小，即定量供氧量略微減小；反之，增大。
3 反作用式減壓器工作原理與特點
3.1工作原理：當氣瓶開關(guān)關(guān)閉，氧氣不再進入氧氣分配器時，調(diào)節(jié)彈簧通過圓盤和隔膜作用到閥桿螺母上，使閥門離開閥座。氣瓶開關(guān)打開時，氧氣經(jīng)過分配器通道進入閥門組下端，再通過閥座與閥桿之間的間隙進入減壓器膛室。當減壓器膛室中的壓力升高到超過規(guī)定的中壓壓力時，隔膜在此壓力作用下，壓縮調(diào)節(jié)彈簧，在閥門彈簧的作用下，從而使閥桿抬高，將閥座與閥桿間的間隙減小或封閉。當自動肺開啟時，膛室內(nèi)的壓力明顯降低，作用在隔膜上的氣體壓力明顯減小，隔膜在調(diào)節(jié)彈簧的作用下，壓向閥門閥桿，使閥門的間隙增大，流量增加。當自動肺關(guān)閉時，膛室內(nèi)中的壓力迅速升高，隔膜在此壓力作用下，壓縮調(diào)節(jié)彈簧，使閥座與閥桿間的間隙減小，減壓器工作時，閥座是不完全被封蓋的，這樣從減壓器膛室內(nèi)連續(xù)不斷地流出定量的氧氣，系統(tǒng)處于動態(tài)平衡狀態(tài)，亦即當閥門的閥座間隙增大時，氧氣流量加大；反之，氧氣流量減少。
3.2特點：減壓器閥門閥桿的受力平衡公式為：K2·X2=K1·X1+P1·S1+P2·S2+K3·X3
式中：K1、K2、K3：閥門彈簧、調(diào)節(jié)彈簧、隔膜的彈性系數(shù)；
X1、X2：是閥門彈簧、調(diào)節(jié)彈簧受壓縮長度；
P1、P2：高壓、中壓的氣體壓力；
S1：閥門閥桿的截面積；
S2：隔膜有效受力面積；
X3：隔膜受壓縮后偏離原平衡位置的距離，向下為“+”，向上為“-”。則：
P2=(K2·X2-K1·X1-P1·S1-K3·X3) ÷S2
從公式中可以看出，當氧氣瓶內(nèi)的壓力下降時，減壓器內(nèi)的壓力上升；但由于閥桿的截面積S1很小(﹤1mm2)，因此，減壓器的特點是隨著氣瓶內(nèi)的壓力的下降，輸出的壓力反而略微增高。即定量供氧量略微增大；反之，減小
三、減壓器的比較分析
1、正作用式與反作用式減壓器比較分析
正作用式減壓器是隨著氧氣瓶壓力的降低，其輸出的壓力隨之稍有降低，即定量供氧量也隨之稍微減小；反作用式減壓器是隨著氧氣瓶壓力的降低，其輸出的壓力反而稍有增高，即定量供氧量也隨之稍微增大。對在有毒、害氣體環(huán)境中工作的礦山救護隊指戰(zhàn)員來講，氧氣瓶中的氧氣就是生命的保障。氧氣儲量的多少決定著救護隊指戰(zhàn)員的安全與否，而定量供氧量的大小決定著氧氣瓶中的氧氣儲量的消耗快慢，在條件十分復雜危險的環(huán)境中，由于不確定因素很多，氧氣瓶中的氧氣有可能是在撤出災區(qū)后仍留在氣瓶中，也有可能是用來應付緊急情況的(如被堵在災區(qū)待救或呼吸器出現(xiàn)故障時)。此時，定量供氧量的大小對救護指戰(zhàn)員的安全就起到了決定性的作用，鑒于正作用式減壓器是隨著氧氣瓶壓力的降低，使定量供氧量稍微減小，因此，在安全性上優(yōu)于反作用式減壓器。
2、活塞式與隔膜式減壓器的比較分析
正作用活塞式與隔膜式減壓器相比較。活塞式減壓器在設(shè)計時，活塞兩端的面積差較隔膜式大，受氣瓶壓力影響大，易造成輸出壓力不穩(wěn)定，并且，在活塞運動時受到摩擦阻力作用，減小了減壓器的靈敏度，也造成壓力不穩(wěn)定，而且，為了保證活塞二端氣路的隔阻，采用橡膠密封圈密封，活塞在上下移動摩擦和壓力作用下，密封圈容易損壞、串氣，造成減壓器不穩(wěn)定甚至不工作，而隔膜式減壓器則不存在這些情況。因此，正作用隔膜式減壓器在穩(wěn)定性和安全性方面優(yōu)于活塞式減壓器。
3、可調(diào)式與不可調(diào)式減壓器比較分析
減壓器的可調(diào)與不可調(diào)是相對于使用者而言，各有其優(yōu)缺點。在結(jié)構(gòu)上設(shè)計成調(diào)整方便，允許使用者進行調(diào)整的減壓器稱為可調(diào)式減壓器；反之，在結(jié)構(gòu)上設(shè)計成調(diào)整困難或不允許使用者進行調(diào)整，僅允許專業(yè)維修人員進行調(diào)整的減壓器稱為不可調(diào)式減壓器。AGH—4型 、AGH—2型、AHY—6型、HYZ4型氧氣呼吸器減壓器的輸出壓力是可調(diào)的，使用者可以通過對減壓器調(diào)節(jié)彈簧的調(diào)整，來調(diào)節(jié)減壓器（膛室內(nèi)）輸出壓力大小，使定量供氧量達到規(guī)定要求。部件調(diào)整后需要鎖緊固定，而固定部件在受到運動、顛簸、氧氣壓力沖擊等情況時，其緊固狀態(tài)會受到一定的影響，造成固定部件松動，甚至脫落，使減壓器（膛室內(nèi)）輸出壓力發(fā)生變化，最終導致氧氣呼吸器定量供氧量的不穩(wěn)定。另外由于定量供氧量裝置的可調(diào)，該部分部件的調(diào)整必然因摩擦或不正確操作產(chǎn)生微量的金屬粉末，若不及時清除，就會造成金屬粉末對減壓器氧氣通道的堵塞，使減壓器動作穩(wěn)定性降低，從而導致氧氣呼吸器定量供氧量不穩(wěn)定或不符合規(guī)定標準。BG4型、Biopak—240型正壓氧氣呼吸器，其減壓器在設(shè)計上不允許使用者私自進行調(diào)整，相對而言定量供氧量是比較穩(wěn)定的。事實上，無論各種型號的呼吸器，由于長期使用造成磨損和使用的氧氣中存在著微量的雜質(zhì)等原因，均會造成其減壓器內(nèi)存在一定數(shù)量的金屬粉末或污垢，堵塞氧氣通道及過濾網(wǎng)等，從而造成減壓器動作不穩(wěn)定，使定量供氧量不符合儀器技術(shù)標準。因此，必須定期清洗或更換過濾網(wǎng)及其它部件。可調(diào)式減壓器由于其可調(diào)，很多使用者在定量供氧達不到要求時，由于清洗維護工作的繁瑣，就通過調(diào)節(jié)彈簧的伸縮程度來強制調(diào)高或調(diào)低減壓器的輸出壓力，使定量供氧量達到規(guī)定要求，而不進行正常的清洗維護，致使定量供氧忽高忽低，不穩(wěn)定。經(jīng)常強制調(diào)節(jié)，就給使用者造成一種錯誤理解，認為可調(diào)式較不可調(diào)式減壓器的穩(wěn)定性差。實際上，不可調(diào)式減壓器同樣也存在定量供氧不穩(wěn)定或不符合標準的問題，在此情況使用者只能通過更換零件(定量孔)，使定量供氧達到標準要求，由于更換方便，較正常的清洗維護簡捷，就認為不可調(diào)式較可調(diào)式減壓器穩(wěn)定。如我隊使用的美國進口的Biopak—240型氧氣呼吸器，使用數(shù)年來其定量孔每臺呼吸器平均更換一次以上，更換零件雖簡單、方便，但造成使用成本高。
通過以上對各類減壓器的比較分析，可以看出氧氣呼吸器的減壓器由于其工作原理有所不同，從而各有其特點，為使減壓器的工作狀態(tài)穩(wěn)定，只有通過正常的維護保養(yǎng)、校驗、合理調(diào)整和正確使用，才能保證呼吸器減壓器的工作狀態(tài)的穩(wěn)定，從而確保呼吸器定量供氧量的穩(wěn)定，進而確保呼吸器的安全可靠性。