正压式氧气呼吸系统的应力分析张仁良，陈金岳氧气呼吸器的防护性能主要取决于面罩的密贴性，而面罩的密贴性又与面罩内外的压力差有关。如果吸气时面罩内压力高于外界大气压，有毒气体就无法泄漏进去，从而提高了氧气呼吸器的防护能力。这种在呼吸全过程中保证面罩内压力始终大于外界大气的氧气呼吸器，被称为正压式氧气呼吸器。1正压呼吸系统工作原理氧气呼吸器结构主要分成供气系统和呼吸系统2个系统。供气系统由气瓶、减压器、压力表、定量阀、自动补给阀、手动补给阀等组成；呼吸系统由面罩或口具鼻夹、呼吸软管、吸收二氧化碳的清净罐、气囊或气仓、排气阀、冷却器等组成。决定氧气呼吸器防护能力大小的是氧气呼吸器的呼吸系统。正压式氧气呼吸器与普通氧气呼吸器的主要区别在于呼吸系统。正压呼吸系统与普通呼吸系统差异是在气囊上增加一个弹簧力，加大了排气阀的开启压力、还相应提高了自动补给阀的开启压力和关闭压力。图1为普通氧气呼吸器和正压式氧气呼吸器的工作原理图。图1呼吸器工作原理从图1中可以看出：在普通氧气呼吸器中，吸气阀是靠吸气时面罩内产生的负压来翻开的，自动补给阀是在负压下进行补气。而在正压氧气呼吸器中，面罩内是不会产生负压，吸气时呼吸气体能自动流入面罩。自动补给阀是在正压下就开启进行补气；呼气时面罩内压力大于气囊压力，由于压差使吸气阀自动关闭，呼气阀翻开；为了保证呼出气体不能直接从排气阀流出，必须加大排气阀的弹簧力。正压呼吸系统就是用这种方法使面罩在呼吸全过程中保持正压。2正压呼吸系统静态应力分析从上面的正压呼吸系统工作原理分析得知：氧气呼吸器产生正压的主要部件是增加气囊上的弹簧力，提高自动补给阀开启压力，加大排气阀的开启压力。所以在分析正压呼吸系统应力时可以把这3部件看成同一部件处理。2.1普通呼吸器的静态应力肺部吸气时，在面罩内产生相对于大气压负值的吸气压力Px。面罩内的吸气负压是由于吸气阀膜片开启阻力、吸气软管的气流阻力、冷却罐的流动阻力、气囊变形阻力、自动补给阀的功能阻力等引起。因此可以把面罩内吸气负压看成呼吸器的吸气阻力、它的大小与呼吸量有关，一般在-200～-600Pa之间。吸气压力到达自动补给阀开启压力时自动补给阀就能自动翻开，向气囊充气。如果吸气量不超过自动补给所提供的呼吸气体（60～80L/min），面罩内吸气压力就不会低于自动补给阀的开启压力Pb（300Pa）。如果吸气量超过自动补给所提供的呼吸气体，吸气时就会感到供气缺乏，...
