Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Коллектор




ВВЕДЕНИЕ.

Вопрос 3. Фильтрующие противогазы. Основные технические требования.

Вопрос 2. Классификация СИЗОД.

Вопрос 1. Введение.

Продукты горения и токсичные газы, образующиеся на пожаре, раздражающе действуют на слизистую оболочку глаз и проникают в орга­низм человека через органы дыхания, поэтому для устранения их вредного воздействия необходимо применять соответствующие способы защиты органов дыхания и зрения от проникновения в них отравляющих продук­тов горения.

Средства используемые для защиты человека от продуктов горения и токсичных газов, подразделяются на индивидуальные и групповые (рис.2.2).

Групповая защита осуществляется путем снижения концентрации дыма и газов в помещении, ее можно осуществить следующими способами:

аэрацией — путем проветривания помещений с помощью откры­вания дверей, окон или вскрытия конструкций;

использованием стационарных средств защиты — применением про­мышленных вентиляционных установок, газоубежищ;

использованием переносных, передвижных средств защиты — при­менением дымососов, автомобилей дымоудаления.

Недостатком данных способов является то, что естественной вен­тиляцией не всегда можно достичь необходимой интенсивности удаления дыма. Промышленная вентиляция также не всегда эффективна, так как не везде имеется достаточное количество проемов для притока воздуха в нужном объеме. Более эффективны в создании достаточной кратности воздухообмена дымососы и автомобили дымоудаления, обеспечивающие нормальную концентрацию кислорода в помещениях и снижение коли­чества вредных веществ до безопасных концентраций.

Однако следует иметь в виду, что при применении данных спосо­бов защиты не всегда обеспечивается должный эффект (при интенсивном выделении дыма или газов), а в отдельных случаях поступление свежего воздуха в горящее помещение может способствовать усилению горения.

В отдельных случаях в помещениях, где происходил процесс непол­ного сгорания веществ, при притоке свежего воздуха возможно образо­вание взрывоопасных концентраций газов с последующим взрывом их смесей (бани, сауны с печным отоплением и т. д.).



Есть способы групповой защиты методом осаждения дыма и вред­ных газов, которые осуществляется применением:

мелкодисперсной воды, получаемой через тонкораспыляющие стволы, работающие от насосов высокого давления (применяется для газов, растворимых в воде);

распыленного абсорбента, способного поглощать из помещений вред­ные пары и газы, уменьшая их концентрацию до безопасных величин;

электрического поля, позволяющего удалять из помещения заря­женные частицы дыма с адсорбированными его поверхностью вредными веществами.

Область применения групповых средств защиты определяется объек­тивными критериями.

Индивидуальная защита осуществляется при помощи методов фильтрации и изоляции.

Применяемые по методу фильтрации аппараты называются респи­раторами (от латинского respiratio — дыхание), которые отфильтровывают вдыхаемый воздух от радиоактивных и отравляющих веществ, пыли, бактериальных средств.

Первый фильтрующий противогаз был разработан академиком М.Д. Зелинским и Морганом. Противогазы, работающие по данному принципу, стали выпускать в 1914 году для защиты личного состава русской армии от отравляющих веществ.

Принцип действия фильтрующих противогазов заключается в том, что загрязненный примесями воздух, проходя через фильтр, очищается от примесей, и в очищенном виде поступает в дыхательные органы человека.

В зависимости от назначения фильтрующие противогазы подразде­ляются на:

противопылевые (ФП) — фильтрующие воздух от различных аэро­золей (дыма, тумана, пыли);

противогазовые (ФГ) — в которых воздух фильтруется от паро- и газообразных загрязняющих веществ;

фильтрующие газопылезащитные противогазы (ФГП) — которые очищают воздух от газов, паров и аэрозолей различных веществ.

Фильтрующие противогазы в зависимости от типа и марки филь­трующего вещества способны защищать органы дыхания от воздействия одного или нескольких газов. Но они совершенно не пригодны для работы в среде с концентрацией кислорода (на пожаре вполне возможно) ниже 16%.

Метод изоляции применяется для защиты от вредного действия продуктов горения, состав которых заранее неизвестен. Суть этого метода состоит в том, что органы дыхания и зрения человека полностью изолируют от воздействия окружающей среды.

Изолирующие СИЗОД подразделяются на кислородные и воздушные.

Воздушные шланговые противогазы (дыхательные аппараты) пер­выми получили некоторое распространение в пожарной охране в начале XX века. Наиболее простой шланговый противогаз (дыхательный аппарат) имеет маску и подсоединенный к ней шланг, второй конец которого нахо­дится на свежем воздухе. Такие противогазы могут защищать органы дыха­ния человека в атмосфере, содержащей вредные газы в больших концен­трациях, а также при недостатке кислорода. Шланговые противогазы (дыхательные аппараты) наиболее удобны для выполнения длительных работ на небольшом расстоянии от свежего воздуха. Время действия этих средств защиты не ограничено. В настоящее время шланговые противогазы (дыхательные аппараты) практически полностью вытеснены различными типами изолирующих аппаратов.

Различают пять основных признаков, по которым СИЗОД делят на группы:

- по характеру окружающей среды (газ или жидкость) и по ее давле­нию СИЗОД делятся на наземные, высотные и подводные;

- по степени защиты дыхания от газового состава окружающей среды СИЗОД делятся на две группы: изолирующие и фильтрующие. Защита дыхания при помощи изолирующих СИЗОД универсальна и не зависит от газового состава окружающей среды;

- по автономности защиты СИЗОД делятся на автономные и
шланговые.

Автономные СИЗОД по способу создания искусственной атмосферы для дыхания делятся на регенеративные и резервуарные.

По своему назначению регенеративные противогазы делятся на две группы: кислородные изолирующие противогазы (респираторы) и изоли­рующие самоспасатели.

Самоспасатели (фильтрующие и изолирующие) служат для защиты органов дыхания человека при выходе из аварийного участка с отравленной атмосферой на свежий воздух, т. е. для спасения без посторонней помощи (помещения метро, подвалы большой площади и протяженности, трюмы судов, шахты).

Наибольшее распространением в России, до последнего времени, получили кислородные изолирующие противогазы.

Противогаз, работающий на принципе регенерации (восстанов­ления) выдыхаемого воздуха, был изобретен в 1853 году профессором Льеже кого университета (Бельгия) Шванном. В последующем, на протя­жении столетия, шло их усовершенствование.

Кислородные изолирующие противогазы классифицируют по сле­дующим признакам. В зависимости от условий применения они делятся на две группы: основные (рабочие) и вспомогательные.

В зависимости от способа резервирования кислорода противогазы делятся на три группы:

с газообразным медицинским кислородом (КИП-8, Урал-10 и т.д.);

с жидким медицинским кислородом (РХ-1 (СССР), "Кемокс" (США) и др.);

с химически связанным кислородом (в регенеративном кисло-родосодержащем продукте на основе надперекисей щелочных металлов) (СПИ-20, ШСС-1, ПДУ-3 и др.).

В зависимости от контура движения выдыхаемой газовой смеси в аппарате кислородные изолирующие противогазы делятся на три группы:

с круговой схемой дыхания, при которой очищение выдыхаемого воздуха от углекислого газа происходит за один цикл;

с маятниковой, при которой очищение выдыхаемого воздуха от углекислого газа происходит за два цикла;

с полумаятниковой схемой дыхания, отличающейся от круговой схемы отсутствием клапана выдоха.

Первые отечественные противогазы изолирующего типа были изго­товлены на Орлово-Еленовской станции горноспасательного оборудования в 1925 году.

В 1930 году был создан КИП-1. В 1939 году на основе модернизации КИП-3 был создан КИП-5, получивший широкое применение при туше­нии пожаров. В 1947 году создается КИП-7, а также РКК-1 и РКК-2 (рес­пиратор Ковшова и Кузьменко). В 1949 году был сконструирован новый тип противогаза "Урал-1". С 1967 года промышленностью выпускался КИП-8. На вооружении пожарной охраны сейчас находится несколько типов кислородных изолирующих противогазов (КИП-8, Р-12М, Р-30, РВЛ, Урал-7, Урал-10). В настоящее время в пожарной охране применяются кислородные изолирующие противогазы как правило с 4-х часовым време­нем защитного действия.

Наиболее широкое применение получили КИП с подачей сжатого кислорода через систему клапанов и редукторов с поглощением углекислого газа, работающие по круговой (замкнутой) схеме дыхания.

В противогазах этого типа выдыхаемый воздух, содержащий большое количество кислорода, не выбрасывается в атмосферу, а восстанавливается и повторно используется для дыхания. В регенеративном противогазе дыха­ние производится по замкнутому циклу, изолированному от внешней среды. Время работы в противогазе зависит только от количества и поглощающих свойств химпоглотителя регенеративного патрона и запаса кислорода в баллончике. При работе в таких аппаратах значительно изменяется норма­льное дыхание в результате:

- повышенного процентного содержания углекислого газа и кисло­
рода во вдыхаемом воздухе, причем количество последнего во время

работы подвержено значительным колебаниям;

- повышения процентного содержания азота в системе противогаза;

- повышения температуры и влажности вдыхаемого воздуха;

- увеличенного сопротивления дыханию по замкнутому циклу про­
тивогаза.

К недостаткам данного типа противогаза следует отнести: сложность устройства и ухода, необходимость процесса обучения ручного состава обращению с противогазом, зависимость времени работы в противогазе от качества химического поглотителя, относительно высокую стоимость аппаратов.

Этот тип противогазов имеет и свои достоинства: надежность в рабо­те, малый вес, небольшие габариты, достаточное время защитного дейст­вия, постоянная готовность к применению, возможность работы в аппарате отдельными периодами с выключением и последующим включением без потери общего времени защитного действия.

Одним из направлений создания новой кислородно-дыхательной аппаратуры явилась разработка регенеративных противогазов на химически связанном кислороде. Анализ респираторов, в которых используется сжатый газообразный кислород, а очистка вдыхаемого воздуха от углекислого газа осуществляется известковым поглотителем — ХП-И, показывает, что возможности улучшения условий дыхания в них и снижения веса практи­чески исчерпаны при сохранении первоначального срока защитного действия. Анализ характеристик КИП на химически связанном кислороде показывает, что они имеют большое будущее, так как при сравнительно малом весе могут иметь большой срок защитного действия с улучшенными микрокли­матическими условиями дыхания в них.

В КИП с химически связанным кислородом, кроме маятниковой системы дыхания, применяют также и круговую.

В качестве сорбента в настоящее время применяют кислородосо-держащий продукт ОКЧ-2 на основе надперекиси калия.

Применение данного сорбента позволяет создать аппарат с более низким весом, лучшими условиями дыхания, более низкой температурой и влажностью вдыхаемого воздуха, чем у существующих респираторов. Как известно, это направление позволяет разработать легкий защитный аппарат, весьма простой конструкции, в котором время защитного дейст­вия пропорционально физической нагрузке газодымозащитника, Кроме того, положительной особенностью сорбента, содержащего химически связанный кислород, является то, что он не только выделяет кислород, но и поглощает углекислый газ и влагу из выдыхаемого воздуха.

Самоспасатели с химически связанным кислородом (СИП-20 и т.д.) показали высокую надежность и хорошие эксплуатационные характе­ристики. Гарантированный срок их хранения около лет, а в случае про­ведения их сервисного обслуживания может быть увеличен до 10 лет. Прос­тота конструкции обеспечивает быстрое его использование, экономичность расхода кислорода позволяет выдержать любые физические нагрузки, обес­печивая в режиме покоя время защитного действия до нескольких часов.

В 1964 году в НИИГД (г. Донецк) были начаты исследования и разра­ботка регенеративных респираторов на жидком кислороде. Главное преиму­щество этого направления заключается в возможности использования жидкого кислорода в качестве холодильного и дыхательного агента. Это позволяет достичь комфортных условий дыхания и значительно упростить конструкцию аппарата. В то же время следует отметить, что принцип совмещения холо­дильной и дыхательной системы позволяет уменьшить вес заряда кислорода. Испаряющийся кислород подается в систему респиратора в количестве, зна­чительно превышающем потребность человека для дыхания, в результате чего часть выдыхаемого воздуха, равная избыточной подаче кислорода, пос­тоянно удаляется из системы аппарата. Жидкий кислород находится в металлическом двустенном резервуаре, обычно теплоизолированном пено­полиуретаном, и покрытом снаружи стеклопластиком. Внутри резервуар запол­няется асбестовой ватой, адсорбирующей жидкий кислород.

Сжиженный кислород заливается в резервуар непосредственно перед началом работы в противогазе, после чего в течение всего времени защит-

ного действия он испаряется и поступает в воздуховодную систему. Один литр жидкого кислорода образует 850 л (НУ) газообразного кислорода. Масса резервуара для жидкого кислорода меньше, чем масса баллона для сжатого кислорода, поскольку сжиженный кислород в аппарате хранится при давлении, близком к атмосферному.

Поэтому в КИП с жидким кислородом создается значительный запас газа при относительно малом объеме резервуара и его небольшой массе.

Схема работы такого аппарата следующая. При включении в респи­ратор открывают вентиль резервуара для хранения жидкого кислорода, который испаряется и поступает в дыхательный мешок. При вдохе прохладный воздух проходит из дыхательного мешка через шланг вдоха и поступает в легкие человека. При выдохе воздух проходит через шланг выдоха, регенеративный патрон, где он очищается от углекислого газа и поступает в дыхательный мешок. В дыхательном мешке происходит смеши­вание очищенного от углекислого газа выдыхаемого воздуха с холодным и сухим кислородом, вступающим из резервуара. При переполнении дыха­тельного мешка лишний воздух удаляется через избыточный клапан, ко­торый останавливается на линии выдоха перед регенеративным патроном.

Аппараты на жидком кислороде имеют следующие отличительные особенности:

- обеспечивают дыхание прохладным воздухом;

- удаление выдыхаемого воздуха до регенеративного патрона позво­
ляет уменьшить заряд поглотителя;

- значительная простота конструкции: отсутствует редуктор, легоч­
ный автомат, байпас, финиметр;

- не имеют системы высокого давления, давление в резервуаре лишь
незначительно отличается от атмосферного.

Данным КИП присущи и недостатки, к которым уносятся:

- сложность контроля над степенью использования жидкого кис­
лорода в аппарате (контроль производится по часам, что не является полно­
стью достоверным показателем);

- снаряжение аппарата жидким кислородом должно производиться
непосредственно перед началом работы;

- сложная конструкция теплоизолирования резервуара для хранения
запаса кислорода;

- пожароопасность аппарата при механических повреждениях корпуса.
Перспективным направлением в деле создания и конструирования

изолирующих противогазов может рассматриваться идея Д.Г. Левицкого, который в 1911 году предложил изолирующий противогаз, работающий на принципе регенерации воздуха жидким кислородом. Он показал, что противогаз, работающий на жидком кислороде, во-первых, обеспечивает значительную экономию веса противогаза (одного литра жидкого кислорода достаточно для работы в течение около 9 часов при работе средней тяжести). Во-вторых, используя низкую температуру кипения кислорода (-183°С) для вымораживания углекислого газа (для чего достаточна температура —

78°С), можно полностью обойтись без регенеративного патрона. Однако промышленное производство таких аппаратов защиты не осуществляется.

Известно направление создания аппаратов защиты, в которых испо­льзуется способ получения кислорода, заключающийся в смешивании кар­боната натрия Na2CO3 и пероксида водорода Н2О2 с жидким или водораст­воримым катализатором, в результате чего начинается генерация кислорода.

В последнее время дыхательные аппараты со сжатым воздухом (ДАСВ) завоевывают все большее признание у работников пожарной охраны. Не­смотря на то, что КИП отличаются большой надежностью, относительно небольшой массой и значительным временем защитного действия, они обладают рядом существенных недостатков, которые исключают дальней­шее применение КИП в качестве основного СИЗОД в пожарной охране.

При передвижении и выполнении различных видов работ такие физические показатели человека, как частота сердечных сокращений (ЧСС), легочная вентиляция, частота дыхания, артериальное давление значительно возрастают. При работе в КИП кроме того появляется допол­нительная нагрузка на организм, вызываемая:

- дополнительным сопротивлением дыханию;

- дополнительным "мертвым" пространством;

- накоплением в тканях и крови, при продолжительной работе кис­лых

продуктов обмена веществ (СО2), раздражающих дыхательный центр
и влекущих за собой рост величины легочной вентиляции;

- выделение смесей с высокой температурой (+45°С) и относите­льной

влажностью до 100%;

- повышение концентрации кислорода.

Все эти факторы действуют на организм человека в виде единого комплекса, ухудшая физиологическое состояние человека и вызывая в организме патологические отклонения.

Применение КИП при возможных контактах с маслами и нефте­продуктами опасно.

Иногда, хотя редко, не исключена возможность загорания или взры­ва КИП от толчков и ударов в случае нарушения каналов, по которым проходит кислород, при работе в среде, содержащей горючие, легковос­пламеняющиеся и взрывчатые вещества. При работе в среде с низкой тем­пературой, не исключены неисправности из-за замерзания каналов, по которым поступает кислород, примерзание клапанов к седлам, снижение пластичных свойств резины дыхательного мешка, шлем-маски и т.п. И самое главное, при работе в среде с отрицательной температурой резко сокращается срок защитного действия КИП вследствие ухудшения погло­щающей способности ХП-И.

КИП не защищает пользователя от среды с наличием АХОВ.

Из-за отсутствия запасов ХП-И и медицинского кислорода объем практических тренировок газодымозащитников с использованием КИП сокращен. В связи с этим снижается боеготовность и профессиональное мастерство газодымозащитников и звеньев ГДЗС.

Функционирование ГДЗС с применением КИП, в настоящее время, не обеспечено материальными и финансовыми ресурсами. Выделяемых средств федерального бюджета, бюджетов субъектов Российской Федера­ции и иных источников финансирования не достаточно даже для приобре­тения расходных материалов.

ГПС России является единственной противопожарной службой в мире, деятельность которой по тушению пожаров в задымленных и загазо­ванных объектах основывалась на приоритетном использовании КИП.

Поэтому возник вопрос о поэтапном переходе газодымозащитной службы России с использования КИП на ДАСВ.

Идея использования сжатого воздуха при работе в непригодной для дыхания среде была предложена в 1871 году русским инженером А.И. Лоды­гиным. Первый аппарат, работающий на сжатом воздухе и представляющий собой эластичный, газонепроницаемый мешок, наполняемый воздухом под нормальным давлением, сконструировал мичман А. Хотынский в 1873 году. Однако он не нашел широкого применения, поскольку запас воздуха обеспечивал возможность работы в течение нескольких минут.

В дальнейшем, по мере развития техники получения сжатого воздуха, эластичные мешки были заменены большими баллонами, и время защит­ного действия аппаратов возросло до 30 мин. Появилась группа изолирую­щих аппаратов резервуарного типа с разомкнутым циклом дыхания.

Современные ДАСВ подразделяются на три типа: автономные, шлан­говые и комбинированные (универсальные). Принципиальное отличие их заключается в способе обеспечения воздухом работающего в аппарате.

Работа резервуарных аппаратов основана на принципе пульсирую­щей подачи воздуха для дыхания (только на вдох) по открытой схеме, т. е. с выдохом в атмосферу. При этом исключается перемешивание выдыхае­мого воздуха с вдыхаемым, или повторное его использование, как это происходит в аппаратах с замкнутой схемой дыхания.

Дыхание в резервуарных аппаратах осуществляется по следующей схеме: сжатый воздух поступает в легкие человека через маску, соединенную с дыхательным автоматом, а выдох производится непосредственно в атмосферу.

Выпускаемые ДАСВ различаются между собой лишь внешним оформлением и конструктивными особенностями отдельных узлов. Основ­ными частями резервуарных аппаратов являются баллоны сжатого воздуха, дыхательный (легочный) автомат, редуцирующее устройство, приборы контроля над расходом воздуха, каркас для крепления и монтажа частей аппарата. По числу баллонов резервуарные аппараты разделяются на одно-двух- и трехбаллонные. Баллоны аппаратов служат резервуарами для сжатого воздуха, используемого при дыхании. В аппаратах применяются мало­литражные баллоны емкостью 1-12 л рабочим давлением 15-30 МПа (150-300 кгс/см2).

Данную группу аппаратов отличает простота конструкции высокая степень надежности, низкая температура вдыхаемого воздуха незначите –

льное сопротивление на вдохе. При использовании эти аппаратов отсут­ствует опасность кислородного голодания из-за заазотирования системы аппарата, как это случается при использовании аппаратов с замкнутой схемой дыхания. В данных аппаратах возможна работа в средах, содержащих легковоспламеняющиеся и взрывчатые вещества, так как отсутствует опас­ный для масел и других веществ чистый кислород.

Основными недостатками СИЗОД этого типа являются:

- малый срок защитного действия, вызванный неэкономным рас­
ходованием воздуха;

- значительные вес и габариты;

- относительная сложность зарядки воздушных баллонов.

Зная способы защиты органов дыхания от вредного влияния про­дуктов сгорания, ядовитых газов и паров, можно определить условия при­менения тех или иных средств защиты для каждого конкретного случая.

 

 

Средства защиты органов дыхания и зрения

 

Вывод по вопросу: В последнее время дыхательные аппараты со сжатым воздухом (ДАСВ) завоевывают все большее признание у работников пожарной охраны. Не­смотря на то, что КИП отличаются большой надежностью, относительно небольшой массой и значительным временем защитного действия, они обладают рядом существенных недостатков, которые исключают дальней­шее применение КИП в качестве основного СИЗОД в пожарной охране.

 

Независимо от конструктивных особенностей аппаратов и противо­газов, основные требования, предъявляемые к их защитным возможнос­тям, делятся на несколько групп:

защитная эффективность, характеризуется коэффициентами защиты (1С,), коэффициентом проникания (К) вредных веществ и др.;

время защитного действия, надежность в эксплуатации, хранении и транспортировании;

эргономические показателя, последствия влияния СИЗОД на орга­низм человека;

техническая совершенность конструкции аппарата, включающая в себя показатели эстетического исполнения, стандартизации и унификации отдельных узлов и деталей, экономичности и технологичности.

Одной из основных характеристик СИЗОД является коэффициент защиты К3. Он обозначает кратность снижения концентраций вредного вещества, содержащегося в воздухе рабочей зоны, которую обеспечивает данное средство защиты.

По коэффициенту защиты все фильтрующие СИЗОД делятся на три группы с разной степенью защиты:

1-я — с К3 > 100, гарантирует защиту при содержании в воздухе вредных веществ в концентрациях, превышающих уровни ПДК более чем в 100 раз;

2-я — с К3 от 10 до 100, гарантирует надежную защиту от вредных веществ, при их содержании в воздухе в количествах, превышающих ПДК от 10 до 100 раз;

3-я — с 1С, < 10, гарантирует защиту от нетоксичных аэрозолей, газов и паров при их содержании в воздухе в количестве, не превышающем ПДК более чем в 10 раз.

Изолирующие СИЗОД должны обеспечивать первую степень защиты.

Изолирующие шланговые СИЗОД должны обеспечивать надежную защиту человека от вредных и опасных факторов на уровне первой степени защиты.

Это значит, что для них номинальный коэффициент защиты должен быть не менее 100.

По защитной способности изолирующие автономные СИЗОД дол­жны обеспечивать человека воздухом с содержанием вредных веществ не выше ПДК, при этом коэффициент защиты КЗ должен быть не менее 5000, что обеспечивает защиту органов дыхания в среде с коэффициентом токсической опасности не более 5000.

Фильтрующие противогазы.

Принцип действия таких противогазов заключается в следующем. При вдохе зараженный воздух поступает в фильтрующе-поглощающую (противогазовую) коробку, в ней он очищается от отравляющих веществ (ОВ), аварийно-химически опасных веществ (АХОВ), радиоактивных ве­ществ (РВ), бактериологических средств (БС), затем попадает под лицевую часть и в органы дыхания. При выдохе воздух из под лицевой части, минуя коробку, выходит наружу. Поглощение паров и газов осуществляется за счет адсорбции, хемосорбции и катализа, а поглощение дымов и туманов (аэрозолей) — путем фильтрации.

Адсорбция— поглощение газов и паров поверхностью твердого тела,

называемого адсорбентом, под действием сил молекулярного притяжения.

 

В противогазах адсорбентом является активированный уголь. Как весьма пористое вещество, он имеет большую активную поверхность (по­верхность 1 г активного угля составляет 400-800 м2). На нем лучше всего адсорбируются органические вещества с высокой температурой кипения и большим молекулярным весом (хлор, хлорпикрин, трихлортриэтиламин, зарин, зоман, иприт, люизит, V-газы).

Для поглощения плохо адсорбирующихся веществ, в частности, синильной кислоты, мышьяковистого водорода, фосгена, используются процессы хемосорбции и катализа.

Хемосорбция— поглощение отравляющих, аварийно химически опасных веществ за счет их взаимодействия с химически активными ве­ществами, преимущественно щелочного характера, которые наносятся на активный уголь в процессе обработки.

Катализ— изменение скорости химических реакций под влиянием веществ, называемых катализаторами.

 

В качестве катализатора используются окиси меди, серебра и хрома. Активные угли с добавлением окислов называются углями-катализаторами. Катализ, например, лежит в основе очистки воздуха от аммиака при ис­пользовании дополнительных патронов. Фильтрация дымов и туманов (аэрозолей) осуществляется проти-воаэрозольным фильтром, изготовленным из волокнистых материалов, которые образуют густую сетку. Проходя через нее, аэрозоли задевают за волокна и удерживаются на них.

При прохождении зараженного воздуха через фильрующе-поглощаю-щую коробку вредные, ядовитые и отравляющие вещества какое-то время полностью задерживаются. Однако со временем в выходящем из коробки воздухе появляются их следы, хотя близкие к минимально действующим. Это называется проскоком и характеризует исчерпывание защитных воз­можностей противогаза. Время от начала поступления примеси в средство защиты до появления за ним предельно допустимой концентрации назы­вается временем защитного действия и выражается в часах и минутах.

Что касается противоаэрозольных фильтров, то очистка воздуха в них осуществляется не полностью и проскок частиц дымов и туманов фиксируется с первого момента вдыхания аэрозолей. Поэтому их защит­ные свойства характеризуются коэффициентом проскока — отношением концентрации аэрозолей после фильтра к их концентрации до фильтра. Выражается он в процентах. Чем меньше коэффициент проскока, тем про-тивоаэрозольный фильтр лучше. Проскок отравляющих веществ и аэрозолей обнаруживается с по­мощью специальных индикаторов.

В современном противогазе сопротивление дыханию при скорости потока воздуха 30 л/мин равно 16-21 мм вод.ст. Защитная мощность по парам стойких ОВ — несколько десятков часов. Коэффициент проскока аэрозолей — не более 0,001%.

Филыпрующе-поглощающая (противогазовая) коробка предназначена для очистки вдыхаемого человеком воздуха от паров и аэрозолей отравляющих, аварийно химически опасных и радиоактивных веществ, а также бактери­альных средств. Изготавливается из жести или алюминиевых сплавов, имеет форму цилиндра. Для увеличения прочности коробки на корпусе вытиснуты зиги (ребра жесткости). В верхнюю крышку вмонтирована навинтованная гор­ловина для соединения с лицевой частью, которая при хранении гермети­зируется металлическим колпачком с резиновой прокладкой. В дне — отверстие для поступления вдыхаемого воздуха. При хранении и преодолении водных преград оно также закрывается резиновой пробкой.

Снаряжается (по потоку воздуха) противоаэрозольным фильтром и углем-катализатором (шихтой).

Противоаэрозольный фильтр состоит из пластины специального фильтрующего картона, собранного (для увеличения фильтрующей поверхности) в прямые или фигурные (типа улитки) складки.

Шихта заключена между двумя штампованными сетками. На верхней сетке помещен тампонный картон для задержания угольной пыли.

К принадлежностям противогаза относятся: не запотевающие плен­ки, "карандаш" против запотевания очков и утеплительные манжеты. Все они предназначены для улучшения видимости при пользовании противо­газом, нарушаемой главным образом в результате запотевания очков.

Незапотевающая пленка представляет собой кружок из целлулоида, на одну сторону или обе стороны которого нанесен слой желатина, который обладает большой гигроскопичностью. Поглощая влагу, он набухает, вслед­ствие чего на целлулоиде образуется однородный водно-желатиновый слой, обеспечивающий хорошую видимость. Не запотевающая пленка не допус­кает в зимнее время замерзания очков при температурах до -10°С.

"Карандаш" против запотевания очков используется при отсутствии не запотевающих пленок. С его помощью на внутреннюю сторону стекол очков наносится тонкий прозрачный слой. При конденсации паров воды на нем образуются не отдельные капельки, а сплошная прозрачная пленка мыльного раствора. Срок действия пленки 2-3 часа. При отсутствии "каран­даша" можно пользоваться обычным мылом.

Накладные утеплительные манжеты (НМУ) изготовлены из резины, в них вмонтированы очковые стекла. Манжеты надеваются на очки шлем-маски (маски). Получаются двойные очки с воздушной прослойкой между стеклами. Это предотвращает замерзание стекол. Утеплительные манжеты применяются при температуре ниже -10°С, при одновременном исполь­зовании незапотевающих пленок.

 

Особенности работы в фильтрующих противогазах.

При применении противогаза на организм человека действуют три фактора: сопротивление дыханию, "мертвое" пространство и давление лицевой части на голову.

Сопротивление дыханию измеряется разностью давлений воздуха в атмосфере и в пространстве под шлем-маской (маской) и выражается в миллиметрах водяного столба. Сопротивление дыханию зависит от фильт­рующей поверхности и плотности противоаэрозольного фильтра, от пло­щади фильтрации и толщины слоя, величины зерен активного угля, а также от скорости движения вдыхаемого воздуха, которая в свою очередь определяется количеством воздуха, потребляемого в минуту. Его количество зависит от характера физической нагрузки. В покое человек потребляет в минуту 9 л, в положении стоя — 12 л, при ходьбе со скоростью 4 км/ч — 25 л, при беге со скоростью 12 км/ч — 64 л. Соответственно этому, сопро­тивление противогаза дыханию, когда человек находится в покое, состав­ляет около 20 мм вод.ст., а при беге возрастает до 250 мм вод.ст.

"Мертвым" пространством в противогазе называется внутренний объ­ем всех полостей под корпусом лицевой части, где задерживается выды­хаемый воздух с повышенным содержанием углекислоты и водяных паров. При повторном вдохе этот воздух примешивается к очищенному, посту­пающему из фильтрующе-поглощающей коробки. Уменьшение объема "мертвого" пространства достигается конструкцией лицевой части, располо­жением клапанов вдоха и выдоха, а также наличием подмасочника.

Воздействие лицевой части сводится к механическому давлению шлем-маски (маски) на лицо и голову, что вызывает болевые ощущения, к уменьшению остроты и величины поля зрения, затруднению речи, пони­жению слышимости, раздражению кожи лица. Отдельные эти явления снижаются или устраняются вовсе наличием обтюратора, переговорного устройства и конструкцией очкового узла, а также правильным подбором шлем-маски (маски) и тренировкой пребывания в противогазе.

Надежность противогаза определяется его защитной мощностью и герметичностью. Чем больше защитная мощность противогаза, тем он на­дежнее в пользовании. При недостаточной герметичности ОВ, АХОВ, РВ и БС могут проникнуть в органы дыхания, минуя фильтрующе-погло-щающую коробку. Подсос зараженного воздуха может быть через выдыха­тельный клапан, в местах соединения отдельных частей противогаза и там, где неплотно прилегает шлем-маски (маска) к голове.

Подсос через клапан выдоха возможен при загрязнении, огрубении или замерзании клапана. В современных противогазах подсос этим путем сведен к минимуму благодаря применению двух клапанов выдоха и другим техническим усовершенствованиям.

Подсос в местах соединения частей противогаза может произойти только в результате небрежной или неумелой сборки. Для исключения

подсоса в местах соединения необходимо проверить наличие прокладоч­ного и ниппельного колец, состояние герметизирующего венчика, накид­ную и навинтную гайки завинтить до отказа.

Подсос в полосе прилегания шлем-маски (маски) к голове возмо­жен, если она слишком велика или неправильно надета. Для проверки противогаза на герметичность необходимо надеть шлем-маску (маску), вынуть коробку из сумки, закрыть отверстие в дне коробки резиновой пробкой (рукой) и сделать глубокий вдох. Если воздух под лицевую часть не проходит — противогаз исправен.

 

Патрон защитный универсальный.

ПЗУ — это одно из средств защиты органов дыхания от химически опасных веществ, содержащихся в воздухе в виде газов, паров и аэрозолей. Он обеспечивает эффективную защиту от окиси углерода, аммиака, хлора, сероводорода, хлористого и фтористого водорода, синильной кислоты, фос­гена, окислов азота, аминов, ароматических углеводородов, органических

кислот и спиртов и других химически опасных ве­ществ. Патрон используется в комплекте с лицевой частью фильтрующего противогаза как при поло­жительных, так и отрицательных температурах окружающей среды.

Время защитного действия патрона ПЗУ по отдельным веществам при температуре от -30 до + 40°С приведено в табл.

 

 

    Агрессивно-   химические опасные   вещества (АХОВ)     Концентрация   вещества, мг/л     Время   защитного   действия, мин
Аммиак 30-40
Хлор 3-5 30-50
Окиси азота
Несимметричный диметилгидразин
Фосген
Сероуглерод
Двуокись серы
Фтористый водород
Хлористый циан 3-5 70-100
  Окись углерода: при положительной температуре при отрицательной температуре     6 6     300 120

 

Промышленные противогазы надежно предохраняют органы дыха­ния, глаза, лицо от поражения. Надо помнить, что они предназначены для защиты от конкретных ядовитых веществ. Поэтому имеют строгую направ­ленность (избирательность), что позволяет повысить их защитную мощность.

Запрещается применять такие противогазы при недостатке кисло-

рода в воздухе. Например, при работах в емкостях, цистернах, колодцах и других изолированных помещениях. Их используют только там, где в воздухе содержится не менее 18% кислорода, суммарная объемная доля паро- и газообразных вредных примесей не превышает 0,5% (фосфористого водо­рода — не более 0,2%, мышьяковистого водорода — 0,3%).

Не допускается применение промышленных противогазов для защиты от низкокипящих, плохо сорбирующихся органических веществ, например, таких как метан, этилен, ацетилен. Не рекомендуется работать в таких про­тивогазах, если состав газов и паров вредных веществ неизвестен.

Только из-за небрежного обращения или хранения противогаз мо­жет прийти в негодность. Коробки следует оберегать от ударов, чтобы избежать их повреждения. Хранить противогазы следует в прохладном и чистом помещении на специальных стеллажах или в шкафах вблизи ра­бочих мест. Повышенная температура и влажность снижают качество погло­тителя и фильтра.

Тип коробки Цвет коробки От каких веществ защищает
А Коричневый Органические пары (бензол и его гомологи, бензин, керосин, ацетон, галоидоргакические соединения, нитросоединения бензола и его гомологов, эфиры, спирты, кетоны, анилин, тетраэтилсвинец, сероуглерод), фосфор- и хлор-органические ядохимикаты.
В Желтый Кислые газы и пары (хлор, сернистый анги­дрид, сероводород, синильная кислота, хлори­стый водород, фосген и др.), фосфор- и хлорор-ганические ядохимикаты.
Г Черный с жел­тым Пары ртути, ртутьорганические соединения.
Е Черный Мышьяковистый и фосфористый водород.
И Оранжевый Радионуклиды, в том числе йодистый метил и другие органические соединения радиоак­тивного йода.
К Зеленый Аммиак, окись этилена.
кд Серый Аммиак, сероводород и их смеси.
МКФ БКФ Защитный Пары органических соединений, кислые газы и пары (но с меньшим временем защитного дей­ствия, чем коробки марок А и В); мышьякови­стый и фосфористый водород.
Н Синий Четырехокись азота.
СО Белый Окись углерода.
м Красный Окись углерода при наличии паров органичес­ких веществ, кислых газов, аммиака, мышья­ковистого и фосфористого водорода.

Вывод по теме: Продукты горения и токсичные газы, образующиеся на пожаре, раздражающе действуют на слизистую оболочку глаз и проникают в орга­низм человека через органы дыхания, поэтому для устранения их вредного воздействия необходимо применять соответствующие способы защиты органов дыхания и зрения от проникновения в них отравляющих продук­тов горения.

 

Лекционный материал составил

Старший преподаватель цикла пожарной техники и связи

Подполковник вн. сл. Бормотов В. Н.

 

 

 

 

 

Прототипом всех современных кислородных изолирующих проти­вогазов является дыхательный аппарат "Аэрофор" со сжатым кислородом, созданный в 1853 г. в Бельгии в Льежском университете. С того времени многократно менялись тенденции развития КИП и улучшались их техни­ческие данные. Однако принципиальная схема аппарата "Аэрофор" сохра­нилась до настоящего времени.

Кислородный изолирующий противогаз (далее — аппарат) — реге­неративный противогаз, в котором атмосфера создается за счет регенерации выдыхаемого воздуха путем поглощения из него двуокиси углерода и добав­ления кислорода из имеющегося в противогазе запаса, после чего регене­рированный воздух поступает на вдох.

Противогаз должен быть работоспособным в режимах дыхания, ха­рактеризующихся выполнением нагрузок: от относительного покоя (легоч­ная вентиляция 12,5 дм3/мин) до очень тяжелой работы (легочная венти­ляция 85 дм3/мин) при температуре окружающей среды от -40 до +60°С, а также оставаться работоспособным после пребывания в среде с темпера­турой 200°С в течение 60 с.

Вопрос №1. Назначение принцип работы кислородных изолирующих противогазов, устройство, тактикко- технические характеристики.

В состав противогаза должны входить:

корпус закрытого типа с подвесной и амортизирующей системой;

баллон с вентилем;

редуктор с предохранительным клапаном;

легочный автомат;

устройство дополнительной подачи кислорода (байпас);

манометр со шлангом высокого давления;

дыхательный мешок;

избыточный клапан;

регенеративный патрон;

холодильник;

сигнальное устройство;

шланги вдоха и выдоха;

клапаны вдоха и выдоха;

влагосборник и (или) насос для удаления влаги;

лицевая часть с переговорным устройством;

сумка для лицевой части.

В состав противогаза рекомендуется включать перекрывное устрой­ство магистрали манометра и продувочное устройство.

Условное время защитного действия — период, в течение которого сохраняется защитная способность противогаза при испытании на стен­де-имитаторе внешнего дыхания человека, в режиме выполнения работы средней тяжести (легочная вентиляция 30 дм3/мин) при температуре окру­жающей среды (25±1)°С (далее — ВЗД) противогаза для пожарных дол­жно составлять не менее 4ч.

Фактическое ВЗД противогаза — период, в течение которого сохра­няется защитная способность противогаза при испытании на стенде-ими­таторе внешнего дыхания человека в режиме от относительного покоя до очень тяжелой работы при температуре окружающей среды от -40 до +60°С, в зависимости от температуры окружающей среды и степени тяжести вы­полняемой работы .

Современный КИП состоит из воздуховодной и кислородоподающей систем. Воздуховодная система включает лицевую часть , влагосборник, дыхательные шланги, дыхательные клапаны , регенеративный патрон, холодильник, дыхательный мешок и избы­точный клапан .

В кислородоподающую систему входят контрольный прибор (манометр), показывающий запас кислорода в аппарате, устрой­ства для дополнительной (байпас) и основной подачи кислорода , запорное устройство и баллон для хранения кислорода .

Лицевая часть, в качестве которой используется маска, служит для присоединения воздуховодной системы аппарата к органам дыхания человека. Воздуховодная система совместно с легкими составляет единую замкнутую систему, изолированную от окружающей среды. В этой замкнутой системе при дыхании, определенный объем воздуха совершает переменное по направлению движение между двумя эластичными элементами: самими легкими и дыхательным мешком. Благодаря клапанам указанное движение происходит в замкнутом циркуля­ционном контуре: выдыхаемый из лег­ких воздух проходит в дыхательный ме­шок по ветви выдоха (лицевая часть, шланг выдоха , клапан выдоха, регенеративный патрон), а вдыхае­мый воздух возвращается в легкие по ветви вдоха (холодильник, клапан вдоха , шланг вдоха , лицевая часть). Такая схема движения воздуха по­лучила название круговой.

В воздуховодной системе про­исходит регенерация выдыхаемого воздуха, т.е. восстановление газового состава, который имел вдыхаемый воздух до поступления в легкие. Про­цесс регенерации состоит из двух фаз: очистки выдыхаемого воздуха от избытка углекислого газа и добавле­ния к нему кислорода.

Первая фаза регенерации воз­духа происходит в регенеративном патроне. Выдыхаемый воздух очищается в регенеративном патроне в резу­льтате реакции хемосорбции от избытка углекислого газа сорбентом. Реак­ция поглощения углекислого газа экзотермическая, поэтому из патрона в дыхательный мешок поступает нагретый воздух. В зависимости от вида сорбента проходящий по регенеративному патрону воздух также либо осу­шается, либо увлажняется. В последнем случае при дальнейшем его дви­жении в элементах воздуховодной системы выпадает конденсат.

Вторая фаза регенерации воздуха происходит в дыхательном мешке, куда из кислородоподающей системы поступает кислород в объеме, нес­колько большем, чем потребляет его человек, и определяемом способом кислородопитания данного типа КИП.

В воздуховодной системе КИП происходит также кондиционирова­ние регенерированного воздуха, которое заключается в приведении его температурно-влажностных параметров к уровню, пригодному для вды­хания воздуха человеком. Обычно кондиционирование воздуха сводится к его охлаждению. Дыхательный мешок выполняет ряд функций и представляет собой эластичную емкость для приема выдыхаемого из легких воздуха, посту­пающего затем на вдох. Он изготовляется из резины или газонепроницаемой прорезиненной ткани. Для того, чтобы обеспечить глубокое дыхание при тяжелой физической нагрузке и отдельные глубокие выдохи, мешок имеет полезную вместимость не менее 4,5 л.

В дыхательном мешке к выходящему из регенеративного патрона воздуху добавляется кислород. Дыхательный мешок является также сборником конденсата (при его наличии), в нем также задерживается пыль сорбента, которая в небольшом количестве мо­жет проникать из регенеративного патрона, происходит первичное охлаж­дение горячего воздуха, поступающего из патрона, за счет теплоотдачи через стенки мешка в окружающую среду. Дыхательный мешок управляет работой избыточного клапана и легочного автомата. Это управление может быть прямым и косвенным. При прямом управлении стенка дыхательного мешка посредственно или через механическую передачу воздействует на избыточный клапан или клапан легочного автомата. При кос­венном управлении указанные клапаны открываются от воздействия на их собственные воспринимающие элементы (например, мембраны) давле­ния или разрежения, создающихся в дыхательном мешке при его запол­нении или при опорожнении. Избыточный клапан служит для удаления из воздуховодной систе­мы избытка газовоздушной смеси и действует в конце выдохов. В случае, если работа избыточного клапана управляется косвенным способом, воз­никает опасность потери части газовоздушной смеси из дыхательный аппа­рата через клапан в результате случайного нажатия на стенку дыхательного мешка. Для предотвращения этого мешок размещают в жестком корпусе.

Холодильник служит для снижения температуры вдыхаемого воз­духа. Известны воздушные холодильники, действие которых основано на отдаче тепла через их стенки в окружающую среду. Более эффективны холодильники с хладагентом, действие которых основано на использо­вании скрытой теплоты фазового превращения. В качестве плавящегося хладагента используют водяной лед, фосфорнокислый натрий и другие вещества. В качестве испаряющегося в атмосферу — аммиак, фреон и др. Используется также углекислотный (сухой) лед, превращающийся сразу из твердого состояния в газообразное. Существуют холодильники, снаря­жаемые хладагентом только при работе в условиях повышенной темпера­туры окружающей среды.

Принципиальная схема является обобщающей для всех групп и разновидностей современных КИПов. Рассмотрим различные ее варианты и модификации.

В различных моделях КИП применяются три схемы циркуляции воздуха в воздуховодной системе: круговая, маятниковая и полумаятниковая. Главное достоинство круговой схемы — минимальный; объем вредного пространства, в который входит помимо объема лицевой части лишь небольшой объем воздуховодов в месте соединения ветвей вдоха и выдоха. Маятниковая схема отличается от круговой тем, что в ней ветви вдоха и выдоха объединены и воздух по одному и тому же каналу движется попеременно (как маятник) из легких в дыхательный мешок, а затем в обрат­ном направлении. Применительно к круговой схеме это означает, что в ней отсутствуют дыхательные клапаны , шланг и холодильник (в некоторых аппаратах холодильник помещают между регенеративным патроном и лицевой частью). Маятниковую схему циркуляции применяют преимущественно в КИП с небольшим временем защитного действия (в самоспасателях) с целью упрощения конструкции аппарата. Второй причиной использования такой схемы является улучшение сорбции углекислого газа в регенеративном патроне и использовании для этого дополнительного его поглощения при вторичном прохождении воздуха через патрон.

Маятниковая схема циркуляции воздуха отличается увеличении объемом вредного пространства, в которое помимо лицевой части входят дыхательный шланг, верхняя воздушная полость регенеративного патрона (над сорбентом), а также воздушное пространство между отработавшими зернами сорбента в верхнем (лобовом) его слое. С возрастанием высоты отработанного слоя сорбента объем указанной части вредного пространства увеличивается. Поэтому для КИП с маятниковой циркуляцией характерно повышенное содержание углекислого газа во вдыхаемом воздухе по сравнению с круговой схемой. С целью уменьшения объема вредного пространства до минимума сокращают длину дыхательного шланга, что возможно лишь для КИП, расположенных в рабочем положении на груди человека.

Полумаятниковая схема отличается от круговой отсутствием клапана выдоха. При выдохе воздух движется через шланг выдоха и регенеративный патрон в дыхательный мешок так же, как в круговой схеме. При вдохе основная часть воздуха поступает в лицевую часть через холодильник , клапан вдоха и шланг вдоха, а некоторый его объем проходит через регенеративный патрон и шланг в обратном направлении. Поскольку сопротивление ветви выдоха, содержащей регенеративный патрон с сорбентом, больше, чем ветви вдоха, по ней в обратном направ­лении проходит меньший объем воздуха, чем по ветви вдоха.

Известны КИП с круговой схемой циркуляции воздуха, в которых кроме основного дыхательного мешка, имеется дополнительный мешок, расположенный между клапаном вьщоха и регенеративным патроном. Этот мешок служит для уменьшения сопротивления выдоху за счет "сглаживания" пикового значения объемного расхода воздуха В начале прошлого столетия были широко распространены аппараты с принудительной циркуляцией воздуха через регенеративный патрон. Они имели два дыхательных мешка и инжектор, питавшийся сжатым кислородом из баллона и просасывавшим воздух через регенеративный патрон из первого мешка во второй. Такое техническое решение было вызвано тем, что в то время регенеративные патроны имели высокое сопротивление потоку воздуха. Принудительная же циркуляция позволяла существенно снизить сопротив­ление выдоху. В дальнейшем инжекторные аппараты не получили распрос­транения из-за следующих недостатков: сложность конструкции, создание в воздуховодной системе зоны разрежения, способствующей засасыванию в аппарат наружного воздуха. Решающим доводом в отказе от использования инжекторных аппаратов явилось создание более совершенных регенеративных патронов с низким сопротивлением. В период применения инжекторных аппаратов и после отказа от них все другие КИП называли устаревшим терми­ном "легочно-силовые дыхательные аппараты".

Холодильник обязательным элементом КИП. Многие модели уста­ревшие КИП не имеют его, а охлаждение нагретого в регенеративном патроне воздуха происходит в дыхательном мешке и шланге вдоха. Известны воздушные (или иные) холодильники, расположенные после регенератив­ного патрона, в дыхательном мешке или составляющие с ним единое конструктивное целое. К последней модификации относится и так назы­ваемый "железный мешок", или "мешок наизнанку", представляющий со­бой герметичный металлический резервуар, являющийся корпусом КИП, внутри которого находится эластичный (резиновый) мешок с горловиной, сообщающийся с атмосферой. Эластичной емкостью в которую поступает воздух из регенеративного патрона, в этом случае является пространство между стенками резервуара и внутреннего мешка. Такое техническое реше­ние отличается большой поверхностью резервуара, служащего воздушным холодильником, и значительной эффективностью охлаждения. Известен также комбинированный дыхательный мешок, одна из стенок которого одновременно является крышкой ранца КИПа — воздушным холодиль­ником. Дыхательные мешки, объединенные с воздушными холодильни­ками, из-за сложности конструкции, не компенсируемой достаточным охлаждающим эффектом, в настоящее время распространения не имеют.

Избыточный клапан может быть установлен в любом месте возду­ховодной системы за исключением зоны, в которую непосредственно пос тупает кислород. Однако управление открыванием клапана (прямое или косвенное) должно осуществляться дыхательным мешком. В случае, если поступление кислорода в воздуховодную систему значительно превышает его потребление человеком через избыточный клапан в атмосферу выходит большой объем газа, поэтому целесообразно устанавливать указанный кла­пан до регенеративного патрона, чтобы уменьшить нагрузку на патрон по углекислому газу. Место установки избыточного и дыхательных клапанов в конкретной модели аппарата выбирается из конструктивных соображений. Имеются КИП, в которых в отличие от схемы дыхательные клапаны установлены в верхней части шлангов у соединительной коробки. В этом случае несколько увеличивается масса элементов аппарата, прихо­дящаяся на лицо человека.

Варианты и модификации принципиальной схемы кислородопо-дающей системы КИП предопределяются в первую очередь способом резер­вирования кислорода, реализованным в данном аппарате.

По способу резервирования кислорода КИП делят на три группы: со сжатым, жидким и химически связанным кислородом. Устройство возду-ховодных систем у них может быть одинаковым, кислородоподающие же системы существенно отличаются друг от друга.

В аппарате со сжатым кислородом в качестве резервуара для его хранения используется стальной баллон с запорным вентилем. Рабочее давление в баллоне составляет обычно 20 МПа. В современ­ных аппаратах применяются два способа для основной подачи кислорода: постоянная подача с объемным расходом около 1,5 л/мин (НУ) и легочно-автоматическая подача, осуществляемая короткими импульсами с объ­емным расходом 60-150 л/мин (РУ) в моменты опорожнения дыхатель­ного мешка и создания в нем соответствующего разрежения. Устройство для основной подачи кислорода включает редукционный клапан, снижаю­щий давление кислорода до 0,30,5 МПа и поддерживающий его на пос­тоянном уровне независимо от давления в баллоне, соединенный с редук­ционным клапаном дозирующий штуцер (дроссель), предназначенный для осуществления подачи кислорода, и легочный автомат, работающий на редуцированном давлении кислорода и управляемый дыхательным меш­ком прямым или косвенным способом.

Известны модели КИП без легочного автомата с увеличенной, а потому менее экономной подачей кислорода (23 л/мин).

Известны также модели, в которых кислород подается только через легочный автомат. В некоторых подобных конструкциях легочный автомат питается кислородом высокого давления, подаваемым непосредственно от баллона.

Дополнительная подача кислорода осуществляется устройством, приводим в действие при необходимости вручную. Данное устройство называется еще аварийным клапаном или байпасом (от англий­ского слова "By-pass", обозначающего обводной канал). Им пользуются для продувки воздуховоднои системы от скопившегося азота и в аварийных случаях при нарушении нормального действия устройства основной подачи кислорода. Поэтому аварийный клапан питается кислородом от баллона по отдельному каналу. В КИП с небольшим временем защитного действия байпас может отсутствовать или питаться непосредственно от редукцион­ного клапана, либо же быть объединенным с легочным автоматом и при­водиться в действие нажатием на кнопку, механически связанную с клапа­ном легочного автомата,

В аппаратах со сжатым кислородом для контроля его запаса в бал­лоне служит обычный манометр. В аппаратах, находящихся в рабочем поло­жении на спине человека, манометр размещен в поле зрения человека при помощи металлической капиллярной трубки, свернутой в спираль и защищенной от механических повреждений прорезиненным шлангом. По­скольку эта трубка при работе может быть повреждена, во избежание быстрой потери запаса кислорода рекомендуется применять перекрывное устройство капилляра, приводимое в действие вручную или автоматически.

Кислородные изолирующие противогазы со сжатым кислородом благодаря своим принципиальным особенностям и преимуществам по срав­нению с другими группами получили в настоящее время наибольшее рас­пространение. К этим особенностям относятся: достаточно экономное рас­ходование запаса кислорода; высокое удельное время защитного действия; благоприятные условия дыхания; постоянная готовность к применению; возможность работы в аппарате отдельными периодами, с выключением и последующим включением, без потери общего времени защитного дейст­вия. Манометр в этих аппаратах является идеальным индикатором, в любой момент работы достоверно фиксирующим остаток кислорода, что невоз­можно осуществить ни в одной модели КИП, относящейся к другим груп­пам. Наконец, накоплен богатый опыт разработки, промышленного выпус­ка и применения аппаратов со сжатым кислородом, благодаря чему их конструкция достаточно совершенна и весьма надежна.

В аппаратах с жидким кислородом сжиженный газ хранится в ме­таллическом резервуаре, стенки которого снаружи покрыты слоем теплоизолирующего материала, не теряющего своих свойств, при низкой температуре. В аппарате отсутствует запорное устройство резер­вуара, байпас и индикатор, а устройство для основной подачи кисло­рода представляет собой обыкновенный канал, соединяющий резервуар с дыхательным мешком. Сжиженный кислород заливается в резервуар непосредственно перед началом, работы в аппарате, после чего в течение всего времени защитного действия он испаряется (газифицируется) и пос­тупает в воздуховодную систему. Резервуар устроен таким образом, при котором исключается попадание жидкой фазы в воздуховодную систему аппарата. Для этого он заполняется прокаленной асбестовой ватой, которая удерживает сжиженный газ в адсорбированном состоянии.

Из 1 л жидкого кислорода образуется 850 л (НУ) газообразного. Это в четыре раза больше чем можно получить из 1 л газообразного сжатого кислорода при давлении 20 МПа. Масса резервуара для жидкого кислорода, меньше, чем баллона для сжатого газа, поскольку сжиженный газ в аппарате хранится при давлении, близком к атмосферному. Поэтому в КИПах с жидким кислородом создается значительный запас газа при отно­сительно малом объеме резервуара и его небольшой массе.

Жидкий кислород в КИП используется не только для обеспечения дыхания, но также как холодильный агент. Он имеет температуру кипе­ния 183°С. Для газификации 1 кг жидкого кислорода нужно затратить 213 кДж тепла, а затем для нагревания до 20°С образовавшихся 750 л (НУ) газа — еще 185 кДж тепла. Указанный запас "холода", содержащийся в сжиженном кислороде, используется для кондиционирования воздуха в КИП и создания комфортных микроклиматических условий дыхания. В более простых конструкциях для кондиционирования используют лишь запас "холода", содержащийся в уже испарившемся кислороде путем сме­шения его с воздухом, выходящим из регенеративного патрона. Холоди­льник 8 в воздуховодной системе (рис. 4.1) в этом случае отсутствует. В таких аппаратах скорость газификации кислорода зависит лишь от интен­сивности теплового потока, проникающего в резервуар через слой тепло­изоляции стенок, мало зависит от температуры окружающей среды в том ее диапазоне, в котором применяются аппараты, и не зависит от интен­сивности выполняемой физической работы. Поэтому время защитного действия аппарата при любых условиях постоянно, исчисляется с момента заливки в резервуар жидкого кислорода и контролируется респираторщи-ком по часам. К аппаратам такого типа относятся выпускавшиеся в Велико­британии аппараты "Аэрофор", "Эренчен" и отечественный "Комфорт". В более сложных аппаратах, таких как "Аэрорлокс" (Великобритания), для кондиционирования используется часть скрытого тепла превращения жид­кой фазы кислорода в газообразную. Для этого холодильник выполнен как единое целое с резервуаром. В результате дополнительного охлаждения на металлических стенках холодильника, по другую сторону которых испа­ряется сжиженный кислород, происходит конденсация влаги, содержа­щейся в газовоздушной смеси, и на вдох поступает охлажденный и подсу­шенный воздух. В таком аппарате скорость испарения кислорода увеличи­вается с ростом физической нагрузки.

Для получения значительного охлаждающего эффекта в КИП с жид­ким кислородом расчетная скорость его испарения и поступления в возду-ховодную систему должна превышать потребность человека в кислороде в 4... 10 раз. При таком режиме избыточный клапан в аппарате работает в конце каждого выдоха, в результате чего в атмосферу удаляется 40...90% газовоздушной смеси от объема поступающего кислорода. Избыточный клапан устанавливают до регенеративного патрона, чтобы через него уда лять часть выдыхаемого воздуха, содержащего около 4% углекислого газа, и тем самым частично разгружать регенеративный патрон. Такая подача кислорода в систему позволила отказаться от легочного автомата и байпаса и тем самым упростить конструкцию аппарата.

Главные достоинства КИП с жидким кислородом заключаются в обеспечении оптимальных микроклиматических условий дыхания как при нормальной, так и при высокой температуре окружающей среды, а также в простоте и надежности конструкции. К недостаткам таких аппаратов относятся необходимость их снаряжения запасом кислорода непосредст­венно перед применением и сразу же обязательное использование всего времени защитного действия. Такой способ подготовки аппарата к работе неприемлем при выезде на пожары первых подразделений. Однако он при­емлем при ликвидации затянувшихся пожаров и особенно при произ­водстве работ в условиях высокой температуры.

Для обеспечения нормальной эксплуатации подобных аппаратов в пожарных частях, должен храниться и периодически пополняться запас жидкого кислорода в специальной емкости с вакуумной термоизоляцией; необходимы дьюаровские сосуды для транспортировки кислорода на по­жар, т.е. должно быть специализированное и хорошо организованное крио­генное хозяйство, аналогичное имеющемуся баллонно-компрессорному хозяйству для обслуживания дыхательный КИП со сжатым кислородом.

По этим причинам КИП с жидким кислородом до настоящего вре­мени не получили широкого распространения. В СССР в 1968 г. была выпу­щена опытная партия аппаратов с жидким кислородом "Комфорт", конст­рукция которого обеспечивает высокую надежность в работе и создает благоприятные микроклиматические условия дыхания в аппарате. За рубе­жом на горноспасательных станциях, имеющих установки для сжижения кислорода, применяют в основном аппарат "Аэрорлокс", серийно выпус­каемый в Великобритании.

В аппаратах с химически связанным кислородом последний содер­жится в гранулированном продукте на базе супероксидов щелочных мета­ллов и выделя





Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 936; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.097 сек.