Оборудование: Стенд-имитатор внешнего дыхания человека
Стенд-имитатор внешнего дыхания человека предназначен для объективной оценки противогаза при работе с различной дыхательной нагрузкой и в различных внешних микроклиматических условиях. Принципиальная схема стенда показана на рис.4. При испытании противогаза на стенде определяют время защитного действия, условия дыхания, параметры основных систем и устройств.
Стенд имитирует вентиляционную функцию легких и легочный газообмен. Потребление кислорода и выделение двуокиси углерода имитируется при реакции горения метанола. Для имитации вентиляционной функции легких стенд создает пульсирующий поток газа с изменением объемного расхода, близким к синусоидальному, и равной продолжительностью фаз вдоха и выдоха.
Рис.4 Принципиальная схема стенда - имитатора дыхания человека:
1 - привод «искусственных легких»; 2 - поршень; 3 - горелка; 4 - дозатор метанола; 5 - дозатор кислорода; 6 - водяной холодильник; 7, 8 - газоанализаторы; 9 - электроконтактные термометры; 10 - клапан вдоха; 11 - клапан выдоха; 12, 13 - трехходовой кран; 14, 21 - сухие и влажные датчики; 15 - муляж головы человека с капюшоном (лицевой частью); 16 - мановакуумметр; 17 - противогаз; 18 - климатическая камера; 19 - клапан выдоха; 20 - клапан вдоха; 22 - теплообменник; 23 - термостат; 24 - термостатическая ванна; 25 - камера газообмена; 26 - корпус
Стенд имитирует температурно-влажностный режим выдоха путем нагревания и увлажнения выдыхаемой газовоздушной смеси.
Мгновенные значения объемного расхода не должны отличаться от синусоидальных более чем на ±4 %.
Объем дыхательного цикла должен быть от 0,9 до 2,9 дм3, частота дыхания должна быть от 15 до 30 1/мин.
В имитаторе дыхания и в месте присоединения стенда к лицевой части противогаза выдыхаемая газовоздушная смесь должна иметь температуру (36,5 ± 0,5) °С и относительную влажность от (95 ± 3) %.
В состав стенда должна входить климатическая камера, где поддерживается температура в пределах от минус 40 до 60 °С с отклонением от заданной величины не более ±2 °С со скоростью воздушного потока в пределах от 0,3 до 0,5 м/с.
Стенд должен быть укомплектован контрольно-измерительными приборами и устройствами, позволяющими устанавливать, контролировать параметры дыхательной нагрузки и регистрировать следующие параметры противогаза:
сопротивление дыханию в диапазоне от минус 1000 до 1000 Па с погрешностью не более ±20 Па;
объемную долю двуокиси углерода во вдыхаемой смеси в диапазоне от 0 до 5 % с погрешностью не более ±0,1 %;
объемную долю кислорода во вдыхаемой смеси в диапазоне от 0 до 25 % с погрешностью не более ±0,1 %.
Определение усредненного для каждого цикла дыхания содержания двуокиси углерода во вдыхаемой газовоздушной смеси проводится параллельно с регистрацией остальных измеряемых параметров.
Отобранная для анализа смесь должна после его окончания возвращаться в систему стенда.
Проверка противогаза на соответствие показателей в таблицах 1 и 2
Подготовка к испытаниям
При подготовке противогаза к испытаниям допускается вмешательство в его конструкцию, необходимое для определения некоторых параметров при условии, что это не нарушит нормальной работы противогаза. Допускается присоединение к лицевой части приспособления для отбора проб газовоздушной смеси и контроля температуры газовоздушной смеси под лицевой частью.
Противогаз снаряжают и проверяют в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Результаты испытаний заносят в протокол.
Стенд настраивают на дыхательный режим, соответствующий условиям конкретного испытания, и фиксируют в протоколе испытаний полученные фактические значения. Противогаз помещают в климатическую камеру в вертикальном положении, лицевую часть надевают на муляж головы человека, подключенный к стенду, и закрывают камеру.
Проведение испытаний
Испытания проводят при различных условиях дыхания и значениях температуры воздуха в климатической камере.
Испытания противогаза проводят при каждом из четырех дыхательных режимов, характеризующихся совокупностью показателей, приведенных в таблице 1. Значения показателей режимов работы стенда во время испытаний должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование показателя | Относительный покой | Работа | ||
| средней тяжести | тяжелая | очень тяжелая | ||
| Выделение двуокиси углерода (СУ), дм3/мин | 0,4 | 1,0 | 2,0 | 3,0 |
| Потребление кислорода, дм3/мин | 0,47 | 1,14 | 2,22 | 3,16 |
| Дыхательный коэффициент | 0,85 | 0,88 | 0,90 | 0,95 |
| Легочная вентиляция, дм3/мин | 12,5 | |||
| Дыхательный объем, дм3 | 0,83 | 1,5 | 2,4 | 2,83 |
| Частота дыхания, мин-1 |
Количество испытаний для каждого режима, определяемого совокупностью дыхательного режима и значения температуры, приведено в таблице 2.
Таблица 2
| Температура в климатической камере, °С | Легочная вентиляция, дм3/мин | |||
| 12,5 | ||||
| (25 ± 1) | ||||
| (40 ± 1) | - | - | ||
| (60 ± 2) | - | - | - | |
| минус (40 ± 2) | - | - |
Перед проведением испытаний противогаза при температуре окружающей среды 25 и 40 °С его выдерживают в климатической камере при заданной температуре в течение 30 мин, а перед испытанием при температуре 60 °С его предварительная выдержка проводится при температуре 25 °С в течение 30 мин. При проведении испытаний противогаза при температуре минус 40 °С его предварительная выдержка проводится при температуре окружающей среды 10 °С в течение 30 мин. После выдержки противогаза включают стенд, открывают вентиль баллона, а затем через равные промежутки времени, но не реже, чем через 10 мин, регистрируют в протоколе следующие параметры работы испытываемого противогаза: давление кислорода в баллоне; объемную долю двуокиси углерода и кислорода во вдыхаемом воздухе; объемную долю двуокиси углерода в дыхательном мешке; сопротивление дыханию на вдохе и выдохе; температуру вдыхаемой газовой смеси.
По окончании испытаний в протоколе регистрируют: работоспособность противогаза; условное или фактическое время защитного действия; давление кислорода, при котором срабатывает сигнальное устройство.
Испытания проводятся до исчерпания защитной способности противогаза, которая определяется наступлением одного из нижеперечисленных событий: уменьшения давления кислорода в баллоне до 1,0 МПа; превышения значений сопротивления дыханию на вдохе и выдохе; увеличения объемной доли двуокиси углерода во вдыхаемой смеси свыше 3 %; уменьшения объемной доли кислорода во вдыхаемой газовой смеси меньше 21 %; превышения значений объемной доли двуокиси углерода в дыхательном мешке противогаза; превышения значений температуры вдыхаемой газовой смеси.
Обработка результатов
Определяют и фиксируют в протоколе испытаний максимальные и минимальные значения показателей: сопротивления дыханию на вдохе и выдохе, объемной доли двуокиси углерода и кислорода во вдыхаемой смеси, объемной доли двуокиси углерода в дыхательном мешке, температуры вдыхаемой газовой смеси.
Рассчитывают среднеарифметическое значение вышеуказанных показателей и фиксируют их в протоколе.
Результат проверки работоспособности противогаза считается положительным, если во всех определениях (при различных значениях легочной вентиляции и температуры окружающего воздуха) выполняются следующие требования: значения сопротивления дыханию на вдохе и выдохе не превышают значений норм; объемная доля двуокиси углерода во вдыхаемой смеси меньше 3 %; объемная доля кислорода во вдыхаемой газовой смеси более 21 %; объемная доля двуокиси углерода в дыхательном мешке противогаза не превышает значений норм; температура вдыхаемой газовой смеси не превышает значений норм.
4.3. Проверка сохранения работоспособности противогаза при погружении в воду и влагонепроницаемости манометра (живучесть)
Оборудование: Стенд-имитатор дыхания СИД (рис.5); емкость вместимостью не менее 1 м3, заполненная водой и предназначенная для погружения противогаза; секундомер с погрешностью не более ±0,1 с.
Проведение испытания
Лицевую часть снаряженного противогаза надевают на муляж головы человека, подключенный к стенду-имитатору дыхания. Открывают вентиль баллона и включают стенд-имитатор на дыхательный режим 30/25 (работа средней тяжести, легочная вентиляция 30 дм3/мин, при температуре 25 °С).
Фиксируют сопротивление дыханию по дифманометру стенда, после чего работающий противогаз в горизонтальном положении погружают в воду на 15 с. Вода должна полностью покрывать противогаз. После этого противогаз извлекают из воды (без изменения режима работы), устанавливают в вертикальное положение и выдерживают в течение 10... 15 мин.
Результат испытания считают положительным, если в процессе испытания и по его окончании выполняются требования: противогаз должен сохранять работоспособность при погружении в воду в течение 15 с. а также визуально установлено отсутствие влаги под стеклом манометра.
