Устройство и работа составных частей респиратора

Воздуховодная система респиратора соединяется с органами дыхания человека и составляет вместе с ними единую систему, изолированную от внешней среды, по которой циркулирует вдыхаемый и выдыхаемый, воздух. Она состоит из дыхательных шлангов с соединительной коробкой, лицевой части, дыхательных клапанов, регенеративного патрона, избыточного клапана, холодильника, сигнального устройства и дыхательного мешка.

Дыхательные шланги и лицевая часть обеспечивают циркуляцию воздуха между органами дыхания человека и дыхательным мешком. Шланг вдоха и шланг выдоха с одной стороны надеты на патрубки соединительной коробки, а с другой стороны соединены с патрубками вдоха и выдоха, на которые надеты накидные гайки. С помощью этих гаек шланги вдоха и выдоха соединяются соответственно с холодильником и регенеративным патроном.

Соединительная коробка служит для разделения потоков вдыхаемого воздуха по соответствующим шлангам и присоединения лицевой части. Герметичность соединения этих узлов достигается с помощью прокладок. Для удаления слюны и влаги, скапливающихся в соединительной коробке, в нижней ее части устроен слюноудаляющий насос, состояний из резиновой груши, присоединяемой к коробке, всасывающего клапана, втулки и клапана выбрасывающего грибковидного резинового, закрепленного во втулке.

Маска имеет обтюратор, обеспечивающий герметичное ее прилега­ние к лицу человека, и коробку с резьбой М8 для подсоединения к соеди­нительной коробке. Очковые стекла крепятся с помощью металлических обойм на корпусе маски.

Дыхательные клапаны предназначены для направления потоков вды­хаемого и выдыхаемого воздуха в воздуховодной системе респиратора. Клапан вдоха и выдоха одинаковы по конструкции. Дыхательный клапан состоит из пластмассового седла и клапана грибковидного резинового, удерживаемого в седле при помощи ножки, на которую надето кольцо, регулирующее прижатие диска клапана к седлу. В кольцевой проточке седла находится резиновая прокладка тороидальной формы, служащая для гер­метизации трех деталей: самого седла и двух сопрягаемых элементов воз­духоводной системы — патрубка — вдоха с холодильником или патрубка выдоха с регенеративным патроном.

Патрубки и штуцера холодильника и патрона выполнены таким образам, что исключается неправильная установка клапана и не создается герметичность без установки его на свое место.

Регенеративный патрон (рис.4.10) предназначен для очистки вдыха­емого воздуха от углекислого газа химическим известковым поглотителем (ХП-И). Патрон состоит из корпуса 1, изготовленного из нержавеющей

стали и имеющего входной штуцер 2, к которому присоединяется шланг вы­доха и выходной штуцер 11, к которому присоединяется дыхательный мешок. Внутри патрона расположены две пере­городки 3 и 8 из металлической сетки, пространство между которыми запол­няется поглотителем.

11 10 9 8 Рис. 4.10. Регенеративный патрон: 1 — корпус; 2, 5, 11 — штуцер; 3, 8 — перегородка; 4 — горловина; 6 — заглушка; 7,9 — пружина; 10 — петля

Перегородка 8 выполнена с гоф­ром, обеспечивающим подвижность ее центральной части и поджатие ХП-И при помощи пружин 9. Петля 10 служит для оттягивания перегородки 8 при сна­ряжении патрона.

На торцевой части патрона рас­положен штуцер 5, закрываемый избы­точным клапаном при помощи накид­ной гайки. Загрузочное отверстие для

ХП-И находится в горловине 4, припаянной к внутренней поверхности крышки патрона, и закрывается заглушкой 6, фиксируемой пружиной проволочной защелкой.

Выдыхаемый воздух входит в дыхательный мешок через штуцер 2, сетчатую перегородку 3, слой ХП-И, сетчатую перегородку 8 и штуцер 11. Избыточный воздух (в конце выдоха) из нижней воздушной камеры пос­тупает в кольцевой канал, образованный горловиной 4 и крышкой патрона, затем в зазор между заглушкой 6 и штуцером 5 удаляется через избыточный клапан в атмосферу.

Избыточный клапан мембранного типа (рис. 4.11) служит для вы­пуска избытка воздуха из воздуховоднои системы респиратора. Он состоит из корпуса 1, донышка 9, соединенных между собой кольцом фасонным А резиновой мембраны 2, в центре которой выполнен клапан Б.

9 8 Б Рис. 4.11. Избыточный клапан: 1 — корпус; 2 — мембрана; 3 — клапан обратный; 4 — скоба; 5 — пружина; 6 — жесткий диск; 7 — пробка; 8 — подушка; 9 — донышко; Б — клапан

К мембране 2 приклеен жест­кий диск 6. В донышке имеется две­надцать отверстий для прохода воз­духа, закрытых металлической сет­кой, предотвращающей попадание в избыточный клапан мелких частиц ХП-И. В центральное отверстие до­нышка вставлена резиновая подушка 8, в которую упирается клапан Б под действием пружины 5. Пружина од­ним концом упирается в пластмассо­вую скобу 4, в которую вставлен кла­пан обратный 3, другим — в корпус 1. Кольцо фасонное А служит для

уплотнения соединения избыточного клапана с регенеративным патроном.

Рис. 4.12. Холодильник: 1 — гайка; 2, 3 — штуцер; 4 — крышка; 5 — цилиндр; 6 — корпус

Избыточный клапан работает сле­дующим образом. Под действием повы­шенного избыточного давления в возду-ховодной системе мембрана приподни­мается вместе с клапаном Б, сжимая при этом пружину 5. Воздух проходит в обра­зовавшуюся щель (показано стрелками), а затем через обратный клапан 3 и штуцер 7 в корпусе I выходит в атмос-

феру. Давление в воздуховодной системе снижается, и под действием пру­жины 5 клапан Б закрывается.

Холодильник (рис. 4.12) предназначен для снижения температуры вдыхаемого воздуха за счет отвода тепла в окружающую среду или за счет теплоты плавления охлаждающего элемента (брикета водяного льда).

Холодильник состоит из оболочек 7 и 8 цилиндрической формы со сферическими донышками, изготовленными из нержавеющей стали и образующими между собой кольцевую полость для прохода вдыхаемого воздуха, штуцеров входного 3 и выходного 6. Оболочка 2 образует углуб­ление (нишу) для размещения охлаждающего элемента и герметично за­крывается крышкой резиновой 9, предотвращающей выливание воды, образующееся при таянии льда. К боковой поверхности холодильника при­варены кронштейны 4 и диск 5, служащие для его крепления к регенера­тивному патрону. Соединенные вместе регенеративный патрон и холоди­льник образуют единый жесткий узел, который крепится в корпусе регене­ративный аппарата при помощи ленты с замком.

Мешок дыхательный (рис. 4.13) является резервуаром для вдыхае­мого воздуха, очищенного от углекислого газа. Кроме того, мешок обес­печивает некоторую очистку воздуха от взвешенных частиц ХП-И и сбор конденсирующейся влаги, выполняя роль влагосборника.

1 J—L

Оболочка мешка 1 изготовлена из рулонной коландрованной (шле-мовой) резины, штуцер 5 служит

Рис. 4.13. Мешок дыхательный: 1 — мешок; 2 — трубка; 3, 5, 6 — штуцер; 4 — петля

для присоединения мешка к кисло-родораспределительному блоку. Штуцер 5 вмонтирован в выворот­ной резиновый фланец, который вклеен в мешок. Постоянная подача кислорода из кислородораспредели-тельного блока в корпус сигналь­ного устройства и дыхательный ме­шок осуществляется через резино­вую трубку 2, увязанную одним концом к штуцеру 5, а вторым кон­цом к штуцеру 6.

Штуцером 6 дыхательный мешок сое­диняется с сигнальным устройством накидной гайкой. Штуцер 6 вмонтирован в выворотной резиновый фланец, который вклеен в мешок.

В верхней части дыхательного мешка вмонтирован в резиновый выворотной фла­нец штуцер 3, который служит для соеди­нения мешка с регенеративным патроном при помощи накидной гайки и прокладки.

Рис. 4.14. Сигнальное устройство: 1 — гайка; 2 — заслонка; 3 — прокладка; 4 — корпус; 5 — шток; 6 — пружина; 7 — кольцо; 8 — штуцер; А, Б — штуцер

Сигнальное устройство (рис. 4.14), расположенное между холодильником, ды­хательным мешком и кислородораспредели-тельным блоком предназначено для подачи звукового сигнала при вдохе в случае если закрыт вентиль баллона. Сигнальное устрой­ство штуцером А подсоединяется к дыхатель­ному мешку, штуцером Б к холодильнику и штуцером 8 через шланг к кислородораспре-делительному блоку.

Сигнальное устройство состоит из корпуса 4, служащего для прохода вдыхаемого из дыхательного мешка воздуха, голоса, крепящегося к зас­лонке 2 гайкой с шайбой, штока 5, резиновой прокладки уплотнения 3, пружины 6 и резинового кольца 7.

Сигнальное устройство работает следующим образом. При отсутствии давления кислорода заслонка прижата пружиной 6 к телу корпуса и при вдохе воздух проходит через отверстия двух голосов и приводит в коле­бательное движение их пластины, издавая при этом звуковой сигнал.

При подаче редуцированного давления 0,4 МПа (4 кгс/см²) из кислородораспределительного блока, давлением кислорода сжимается пру­жина 6 и приподнимается от корпуса заслонка 2, открывая при этом про­ход вдыхаемому из мешка воздуху между корпусом и заслонкой 2. При при­поднятой заслонке звучание голосов при вдохе отсутствует.

Кислородоподающая система. Баллон является резервуаром для кисло­рода, который хранится под высоким давлением. В респираторе используется двухлитровый баллон с рабочим давлением 20 МПа (200 кгс/см²).

Блок кислородораспределительный (рис. 4.15) предназначен для понижения давления кислорода и подачи его в систему респиратора. Блок включает в себя следующие узлы: штуцер входной 1-3, редуктор, совме­щенный с предохранительным клапаном 5-15, автомат легочный 19-37, клапан аварийный 38-42 и вентиль перекрывной 43-49.

Входной штуцер 1-3 предназначен для присоединения баллона к кислородораспределительному блоку и состоит из фильтра 1, который предо­твращает засорение блока. Баллон присоединяется к блоку гайкой накидной с кольцом резиновым 3 и уплотняется кольцом уплотняющим 2.

10 11 12 13

50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38

Рис. 4.15. Блок кислородораспределительный:

1, 4, 32 — фильтр; 2, 3 — кольцо; 5, 7, 10, 31, 34, 37 — пружина; 6, 11 — клапан; 8, 50 — корпус; 9 — направляюшая; 12, 29 — гайка регулировочная; 13 — штуцер;

14, 16, 24, 38 — шайба; 15, 20, 25, 41, 47 — мембрана; 17 — прокладка;

18 — заглушка; 19 — клапан легочного автомата; 21 — сопло; 22, 33, 36, 42, 43 —

гайка; 23 — диафрагма; 26 — крышка; 27, 44 — винт; 28 — колпачек; 30 — сетка;

35- 39 — колпак; 40 — кнопка; 45 — шпиндель; 46 — диск; 48 — седло; 49 — рычаг

Редуктор обратного действия предназначен для понижения давления кислорода до 0,4 МПа. Его особенность является некоторое повышение дав­ления в рабочей камере, а, следовательно, и увеличение постоянном подачи кислорода через дозирующее отверстие при понижении давления кислорода в баллоне. Редуктор, совмещенный с предохранительным клапаном, состоит из редуционного клапана 6. Рабочая камера редуктора герметизируется мембраной 15 и штуцером 13 предохранительного клапана с помощью шайб 14 и 16, гайки и корпуса 8. Во внутреннюю полость штуцера помещены: клапан 11, который перекрывает седло предохранительного клапана и пружина 10. Вворачивают гайку 10 регулирующую при помощи которой регулируют величину срабатывания предохранительного клапана. В корпус 8 помещается пружина регулирующая 7, которая поджимается направляющей 9, при помощи которой изменяют рабочее давление в камере редуктора.

Редуктор работает следующим образом. При закрытом запорном вен­тиле баллона, когда кислород не поступает в кислородораспределительный блок, регулирующая пружина 7 действуя через штуцер 13 отжимает редук­ционный клапан от седла. При открытом вентиле баллона кислород прохо-

дит через фильтр 1 по каналу в корпусе блока, фильтр 4 и седло редукцион­ного клапана 6 в камеру редуктора. Когда в камере редуктора давление под­нимается выше 0,4 МПа, мембрана 15 и штуцер 13 под действием этого давления сжимает пружину 9 в результате чего поднимается редукционный клапан, который прикрывает сечение седла редукционного клапана 6. Полностью седло при работе редуктора не закрывается, так как из камеры редуктора непрерывно расходуется (1,4±0,1) л/мин кислорода. Таким образом, в процессе работы редуктора его система находится в состоянии поднятого равновесия, то есть при увеличении расхода кислорода редукционный клапан увеличивает сечение седла, при уменьшении — уменьшает.

Предохранительный клапан предназначен для снижения давления в камере редуктора в случае, если по причине какой-либо неисправности. После регулировки предохранительный клапан пломбируется краской. В случае неисправности редуктора, когда давление в ею камере достигает 0,8...1,2 МПа, клапан 11 отходит от седла и кислород выходит из камеры редуктора в атмосферу.

Легочный автомат предназначен для дополнительной подачи кисло­рода в воздуховодную систему регенеративного дыхательного аппарата в случае, если в ней возникает вакууметрическое давление 200+100 Па (20 мм вод. ст. ±10 мм вод. ст.) и состоит из основного и вспомогательного клапанов. Основной клапан состоит из седла, представляющего собой метал­лическую обойму с резиновой вставкой, и клапана, прижатого к седлу пружиной. Пружина одним концом упирается в седло, а другим в гайку регулирующую. Гайка навинчена на шток клапана, а на нее надета шайба 24. Основной клапан крепится в своем гнезде с помощью гайки. Камера основного клапана герметизируется мембраной 25. Края мембраны прижаты соплом 21 и гайкой 36 к кольцевому выступу камеры основного клапана.

Вспомогательный клапан легочного автомата устроен следующим образом. Сопло 21 защищено фильтром 32, закрепленной гайкой 36. Над соплом 21 расположена мембрана 20, закрепленная с помощью крышки 26 и гайки 22. На мембрану с обоих сторон действуют усилия пружин 31 и 34, благодаря которым создается необходимая жесткость мембраны.

Зазором между соплом 21 и мембраной 20 регулируется с помощью гайки 29. При этом регулируется величина вакуукметрического давления, при котором должен работать легочный автомат. Положение регулирующей гайки фиксируется винтом 27. Для предотвращения попадания твердых частиц в полость верхней камеры мембраны 20 отверстие в крышке 26 закрыто сеткой 30, закрепляемой колпаком 35.

Для постоянной подачи кислорода в систему регенеративного дыхательного аппарата в клапане 19 легочного автомата имеется канал с дозирующим отверстием, защищенным от засорения фильтр — сеткой, которая закреплена гайкой. При открытом вентиле баллона (1,4±0,1) л/ мин кислорода из редуктора через фильтр, дозирующее отверстие, канал в клапане и сопло 21 поступает в камеру вспомогательного клапана. Камера вспомогательного клапана соединена каналом с выходным штуцером, слу­жащим для подключения блока к дыхательному мешку.

Легочный автомат работает следующим образом. Когда в системе регенеративного дыхательного аппарата создается вакууметрическое дав­ление 200±100 Па (20+10 мм вод.ст.) мембрана 20 под его действием спускается и перекрывает сопло 21. В результате этого постоянная подача кислорода прекращается, а в камере над мембраной 25 создается повы­шенное давление, мембрана прогибается и отводит клапан легочного авто­мата от седла. Кислород из редуктора через седло и каналы в корпусе блока поступает к выходному штуцеру и далее в дыхательный мешок.

После наполнения воздуховодной системы кислородом и снижения в ней вакууметрического давления мембрана 20 открывает сопло 21 и возобновляется постоянная подача кислорода. При этом над мембраной 25 давление снижается, пружина прижимает клапан легочного автомата к седлу и подача кислорода через легочный автомат прекращается.

Аварийный клапан служит для подачи вручную кислорода в возду-ховодную систему регенеративного дыхательного аппарата в случае неис­правности редуктора или легочного автомата. В аварийном клапане имеется такое же клапанное устройство, как и в редукторе. Камера клапана герме­тизируется мембраной 41, которая зажата гайкой 42 и шайбой 38. В гайку 42 вставлена кнопка 40. Для предохранения внутренней полости от засо­рения на гайку 42 надет резиновый колпак 39.

Для подачи кислорода аварийным клапаном необходимо нажать пальцем на резиновый колпак 39 при этом кнопка 40 передаст усилие нажатия на клапанное устройство через мембрану 41. Клапанное устройство открывается и кислород поступает в камеру аварийного клапана, откуда по каналу в корпусе блока поступит в дыхательный мешок. При этом дав­ление в камере аварийного клапана возрастет, противодействуя через мем­брану 41 усилию нажатия.

Перекрывши вентиль предназначен для отключения капиллярной трубки с манометром от кислороде по даю щей системы при обнаружении в них утечки кислорода. Перекрытой вентиль устроен следующим образом. Гайкой 43 в соответствующем гнезде корпуса блока закаты седло клапана 48 и пакет из четырех мембран медных 47. Седло клапана 48 имеет два конусообразных выступа, выполненных в виде концентрических окруж­ностей, которые создают две замкнутые полости между пакетом мембран 47 и седлом клапана 48. При повороте рычага 49 по часовой стрелке на 45..60° шпиндель 45 передает усилие на диск 46, который принимает пакет мембран к центру седла 48, в результате чего прекращается подача кисло­рода к капиллярной трубке. Нужное положение рычага 49 обеспечивается его перестановкой на шестигранном выступе шпинделя 45 через 60°, при установке его другой плоскостью обеспечивается поворот относительно этих положений на 30°. Крепится рычаг винтом 44.

Гнездо А в корпусе кислородораспределительного блока 50 служит для подсоединения шланга сигнального устройства. Гнездо Б служит для подсоединения капиллярной трубки манометра.

Для проверки кислородораспределительного блока отдельно от реге-

2 3

 

Рис. 4.16. Манометр: 1 — прокладка; 2 — манометр; 3 — карабин; 4 — штуцер;

5 — колпачек; 6 — шланг; 7 — капилляр; 8 — гайка; 9 — штуцер;

А — контрольное отверстие

неративный дыхательный аппарата в гнездо А вворачивается заглушка 18 с прокладкой 17.

В респираторе применен кислородный манометр, ММ-40С2 ГОСТ 2405-80, класс точности 4, верхний предел измерения 25 МПа. Манометр контролирует расход кислорода из баллона. Манометр соединен с кисло-родораспределительнып блоком капиллярной трубкой 7 (рис. 4.16). К одному концу ее припаян штуцер 9, снабженный гайкой 8, а к другому концу — штуцер 4, в который ввинчивается манометр 2. Для предотвращения от повреждения на спираль капиллярной трубки надет шланг 6 с колпачками 5 на концах. Манометр с капиллярной трубкой крепится к правому кон­цевому ремню манометре держателем 3. Отверстие контрольное А в штуцере 4 служит для проверки герметичности капил­лярной трубки и предо­храняет шланг от разры­ва при утечке кислорода.

Шланг (рис. 4.17)
соединяет сигнальное
устройство с кислородо- Рис. 4.17. Шланг: 1 — кольцо; 2 — переход; 3 — гайка;
распределительным бло- ⁴ — кольцо; 5 — шланг; 6 — штуцер; 7 — гайка;
ком, в гнезде А которого ⁸ ~ прокладка

штуцер 6 с прокладкой

8 закрепляется гайкой 7. К сигнальному устройству шланг подсоединяется переходом 2 с гайкой 3 и кольцом 1. Штуцер 6 и переход 2 соединены шлангом 5 с кольцами 4 на концах.

4.4.3. Респиратор РОЗ-95

Респиратор РОЗ-95 представляет собой изолирующий регенера­тивный аппарат на сжатом кислороде (рис. 4.18, табл. 4.10) и предназначен для защиты органов дыхания и зрения человека от вредного воздействия непригодной для дыхания атмосферы при выполнении горноспасательных и аварийно-технических работ в угольных шахтах и карьерах.

Респиратор РОЗ-95 представляется перспективным для оснащения горноспасательных частей, подразделений пожарной охраны МЧС и отрас-

левых служб по борьбе с пожарами и действиям в других чрезвычайных ситуациях.

Таблица 4.10 Основные тактико-технические характеристики респиратора РОЗ-95

 

Наименование параметров	Значение
Время защитного действия, мин, не менее
Сопротивление дыханию при легочной вентиляции 30 л/мин, Па (мм вод.ст.), не более	350 (35)
Постоянная подача кислорода, л/мин	1,4 ± 0,2
Объем кислорода, поступающего на промывку при открытии вентиля, л	4-7
Дополнительная подача кислорода (байпас), л/мин, не менее
Давление в баллоне МПа (кгс/см2)	20 (200)
Запас кислорода в баллоне при давлении 20 МПа, л
Габаритные размеры, мм,не более	460x400x160
Масса снаряженного респиратора без лицевой части и блока хладоэлементов, кг, не более	11,5

Особенности респиратора:

новая схема кондиционирования вды­хаемого воздуха с применением блока хладо­элементов между дыхательными мешками вы­доха и вдоха обеспечивает поступление на вдох более прохладного воздуха;

применение блока хладоэлементов вмес­то брикета водяного льда обеспечивает сущест­венное эргономическое преимущество;

респиратор РОЗ-95 имеет показываю­щий манометр с цифрами, отметками и стрел- _Рис. ₄.18. Респиратор РОЗ-95 кой, покрытыми люминофором;

респиратор РОЗ-95 имеет устройство автоматической промывки кислородом дыхательной системы при включении на дыхание, что иск­лючает необходимость трехкратной ручной промывки для создания без­опасной концентрации кислорода в дыхательном мешке;

респиратор РОЗ-95 имеет байонетный ниппель низкого давления к которому при помощи двухметрового шланга можно присоединить второго спасателя для выхода из загазованной атмосферы в случае полного израс­ходования у него кислорода в баллоне. К этому же ниппелю можно при­соединить устройство искусственной вентиляции легких при оказании пер­вой помощи пострадавшему;

по массе респиратор не уступает самому легкому из аналогов Р-30, при этом имеет современную мягкую подвесную систему с широкими ремнями, что позволило разгрузить плечи работающего и уменьшить влия­ние фактора массы аппарата на работоспособность человека;

респиратор РОЗ-95 размещен в закрытом корпусе.

4.4.4. Респиратор BG-4 (Германия)

Аппарат BG-4 (рис. 4.19, табл. 4.11) является после­дователем легендарного респиратора BG-174 и, как его предшественник, имеет минимальное время защитного действия 4 часа. Благодаря избыточному давлению во всем дыхательном контуре аппарат BG-4 особенно пригоден для ведения длительных работ в токсичной атмосфере.

Аппарат замкнутого цикла BG-4 фирмы "Drager" отличается не только превосходным комфортом дыхания. Избыточное давление в подмасочном пространстве обес­печивает дополнительную защиту от проникновения токсичных газов. Аппарат имеет сравнительно небольшой вес и снабжен эргономичной несущей рамой, ремнями с накладками и гибкими дыхательными шлангами.

Рис. 4.19. Респиратор BG-4

Он легко надевается и снимается даже в ограни­ченном пространстве. Электронный модуль информирует пользователя обо всех функциях устройства.

Кнопка подсветки

Сегментный дисплей (перемещаемый) Цифровой дисплей

Рис. 4.20. Модуль "Monitron"

Респиратор можно быстро разобрать без использования каких-либо инструмен­тов. Основная область применения — длите­льные работы (до 4 ч). Он стандартно испо­льзуется с электронным информационным модулем "Monitron" (рис. 4.20) информаци­онный модуль обеспечивает подачу преду­предительного сигнала, контроль и инди­кацию давления, прием полной информа-

ции о состоянии аппарата в процессе эксплуатации, особенно при ведении длительных работ. С его помощью большинство важных функций аппарата проверяется менее чем за 10 с.

Таблица 4.11

 

Наименование параметров	Значение
Постоянная подача кислорода, л/мин	1,5
Дополнительная подача (байпас), л/мин	Более 80
Баллон с кислородом	2л/200бар/400л
Время защитного действия, мин, не менее
Патрон поглотитель СОг	прямоточный
Емкость дыхательного мешка, л	5,5
Габаритные размеры, мм	595x450x145
Масса, кг	12,8
Масса с 1,2 кг льда для охлаждения, кг	14,0

"Monitron" запускается автоматически сразу после открытия вентиля баллона. На подсвечиваемый дисплей в аналоговой и цифровой форме выводится информация о давлении в баллоне и продолжительности работы. При неисправности, некорректной работе или превышении предельного

значения остаточного давления подаются сигналы тревоги — звуковой и световой (красный).

Контрольные вопросы к главе 4:

1.Назначение и основные тактико-технические характеристики КИП.

2.Основные технические требования предъявляемые к кислородным изо­лирующим противогазам.

3.Особенности работы и принцип действия КИП.

4. Особенности работы КИП с различными способами резервирования кис­лорода.

5.Сущность и особенности регенерации при работе в КИП.

6.Малолитражные кислородные баллоны. Основные технические требования.

7.Назначение, устройство и принцип работы КИП-8.

8. Назначение, устройство и принцип работы отдельных узлов "Урал-10".

ГЛАВА 5. ДЫХАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ СО СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ

В последнее время дыхательные аппараты со сжатым воздухом (ДАСВ) завоевывают все большее признание у работников пожарной охра­ны. Кислородные изолирующие противогазы, хотя и отличаются надеж­ностью, относительно небольшой массой и значительным условным вре­менем защитного действия, имеют существенные недостатки, которые исключают дальнейшее применение их в качестве основного СИЗОД в пожарной охране.

При передвижении и выполнении различных видов работ такие физиологические показатели человека, как частота сердечных сокращений, легочная вентиляция, частота дыхания, артериальное давление, 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, вызывая пато­логические отклонения в организме.

Исследования показали, что человек выполняющий работу в КИП-8, тратит на 30% энергии больше, чем при выполнении той же работы без противогаза. Т.е. третья часть энергии человека тратится на преодоление небла­гоприятных факторов, создаваемых КИП.

Работа пожарных связана с непрерывным нервно-психическим на­пряжением, вызываемым воздействием опасных факторов пожара и отри­цательным эмоциональным воздействиями, связанными с постоянным пребыванием в состоянии тревоги. Пожарным постоянно приходится стал­киваться с горем людей пострадавших от пожара, они работают с травмиро­ванными людьми и обгоревшими трупами. Работа проходит под постоянной угрозой жизни и здоровью и связана с ожиданием возможного обрушения конструкций, взрывов паров и газов.

Для выполнения большинства работ на пожарах требуется значите­льное физическое напряжение, связанное с демонтажом конструкций, эвакуацией людей или имущества, прокладкой рукавных линий при мак­симально высоком темпе работ.

При тушении пожаров возникают трудности, обусловленные необ­ходимостью работ, при отсутствии видимости, в замкнутом ограниченном

пространстве (работа в подвалах, туннелях, подземных галереях), что нару­шает привычные способы передвижения, рабочие позы (передвижение ползком, работа лежа и т.д.) и может вызвать тревожное клаустрофоби-ческое состояние у пожарного.

Работы, связанные с разборкой конструкций, вскрытием металли­ческих дверей и т.п. в основном проводятся на отрытом воздухе. Применение СИЗОД является необходимым при разливе горючих жидкостей, в задым­ленной среде, возможности выброса пламени из открывшейся двери, необ­ходимости проведения дальнейшей разведки в задымленном помещении и ликвидация различных аварий.

Влияние температуры окружающей среды на работу аппаратов явля­ется одним из решающих факторов. Воздействие окружающей среды с высокой температурой или контакт пламени с аппаратом может вызвать отказы в работе СИЗОД. Вследствие чего возможно травмирование или даже гибель пожарного.

Необходимо также учитывать и резкое различие в климатических зонах нашей страны. Жесткие температурные рамки заданные нам при­родой диктуют жесткие требования к аппаратам. Крайний Север, где тем­пература окружающей среды может опускаться до -50°С. Все эти факторы должны повлиять как на подготовку пожарных, так и на техническое испол­нение и надежность СИЗОД.

5. 1. Устройство и работа дыхательных аппаратов со сжатым воздухом

5.1.1. Назначение дыхательных аппаратов

Дыхательным аппаратом со сжатым воздухом называется изоли­рующий резервуарный аппарат, в котором запас воздуха хранится в бал­лонах по избыточном давлении в сжатом состоянии. Дыхательный аппа­рат работает по открытой, схеме дыхания, при которой на вдох воздух поступает из баллонов, а выдох производится в атмосферу.

Дыхательные аппараты со сжатым воздухом предназначены для за­щиты органов дыхания и зрения пожарных от вредного воздействия непри­годной для дыхания, токсичной и задымленной газовой среды при туше­нии пожаров и выполнении аварийно-спасательных работ.

Воздухоподающая система обеспечивает работающему в аппарате пожарному импульсную подачу воздуха. Объем каждой порции воздуха зависит от частоты дыхания и величины разряжения на вдохе.

Воздухоподающая система аппарата состоит их легочного автомата и редуктора, может быть одноступенчатой, безредукторной и двухступен­чатой. Двухступенчатая воздухоподающая система может быть выполнена из одного конструкционного элемента, объединяющего редуктор и легоч­ный автомат или раздельно.

Дыхательные аппараты в зависимости от климатического исполне­ния подразделяются на дыхательные аппараты общего назначения, рас­считанные на применение при температуре окружающей среды от -40 до +60°С, относительной влажности до 95% и специального назначения, рассчитанные на применение при температуре окружающей среды от -50 до +60°С, относительной влажности до 95%.

Все дыхательные аппараты применяемые в пожарной охране Рос­сии, должны соответствовать требованиям предъявляемым к ним НПБ 165-97 "Техника пожарная. Дыхательные аппараты со сжатым воздухом для пожарных. Общие технические требования и методы испытаний".

Дыхательный аппарат 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, обеспечивать работоспособность после пребывания в среде с темпера­турой 200°С в течение 60 с.

Аппараты выпускаются фирмами изготовителями в различных ва­риантах исполнения.

В комплект дыхательного аппарата входят:

дыхательный аппарат;

спасательное устройство (при его наличии);

комплект ЗИП;

эксплутационная документация на ДАСВ (руководство по эксплуа­тации и паспорт);

эксплуатационная документация на баллон (руководство по эксплуа­тации и паспорт);

инструкция по эксплуатации лицевой части.

Общепринятым рабочим давлением в отечественных и зарубежных ДАСВ, является 29,4 МПа.

Суммарная вместимость баллона (при легочной вентиляции 30 л/ мин), должна обеспечить условное время защитного действия (УВЗД) не менее 60 минут, а масса ДАСВ должна быть не более 16 кг при УВЗД 60 мин и не более 17,5 кг при УВЗД 120 мин.

Основные технические характеристики дыхательных аппаратов со сжатым воздухом приведены в табл. 5.1 и 5.2.

* В табл. 5.1 — комплектация со спасательным устройством; в табл. 5.2 — в зависимости от комплектации.

** В зависимости от модификации. Вместимость баллона, габаритные размеры и масса снаряженного аппарата определяется в зависимости от модели исполнения.

Основные технические характеристики отечественных ДАСВ

Таблица 5.1а

 

 

 

Наименование параметров	АСВ-2	АИР-317Р	АИР-300СВ	Производитель «Кампо»
АП-2000*	АП «Север»*	АП-98-7К*	АП-96М
Количество баллонов, шт.				* *		* *	* *
Вместимость баллона, л	3,0 (4,0)	7,0	7,0	* *	* *	* *	* *
Рабочее давление в баллоне, МПа (кгс/см2)	19,6 (200)	29,4 (300)	29,4 (300)	29,4 (300)	29,4 (300)	29,4 (300)	19,6 (200)
Редуцированное давление при нулевом расходе, МПа (кгс/см2)	0,4...0,45 (4,0...4,5)	0,7...0,85 (7,0...8,5)	0,55...0,75 (6,5...7,5)	0,5...0,9 (5...9)	0,5...0,9 (5...9)	0,55...1,10 (5,5...11,0)	0,5...0,9 (5...9)
Давление срабатывания пре­дохранительного клапана редуктора,МПа (кгс/см2)	0,8...1,0 (8...10)	1,2...1,4 (12...14)	1,2...1,4 (12...14)	1,1...1,8 (11...18)	1,1...1,8 (11...18)	1,2...2,2 (12...22)	не более 1,8 (18)
Условное время защитного действия аппарата при ле­гочной вентиляции 30 дм3/ мин, мин, не менее				* *	При температуре: +25°С-60мин -50°С- 42мин	* *	* *
Фактическое сопротивление дыханию на вдохе, при ле­гочной вентиляции 30 дм3/ мин., Па, не более (мм вод. ст.)	300 (30)	250...300 (25...30)	300...350 (30...35)	350 (35)	350...450 (35...45)	350...450 (35...45)	350...450 (35...45)
Избыточное давление в под-масочном пространстве при нулевом расходе воздуха, Па (мм вод.ст.)	-	-	300...450 (30...45)	200...400 (20...40)	200...400 (20...40)	150...350 (15...35)	0...600 (0...60)
Давление срабатывания сиг­нального устройства, МПа (кгс/см2)	-	5,0...7,0 (50...70)	5,3...6,7 (53...67)	5,5...6,8 (55...68)	4,9...6,3 (49...63)	5,0...6,0 (50...60)	5,0...7,0 (50...70)
Габаритные размеры, мм, не более	650х295х 150	790х320х	700х320х	* *	* *	* *	* *
Масса снаряженного аппа­рата (без спасательного уст­ройства), кг, не более	14,6	15,8	13,0	* *	* *	* *	* *

Таблица 5.16 Основные технические характеристики отечественных ДАСВ (Производитель "Пожтехсервис")

 

 

Наименование параметров	Модель аппарата
ПТС «Стандарт»*	птс «Фарватер»*	АИР-98МИА*	птс «Профи»*	ПТС+90Р «Базис»*	АИР-98МИ*
Количество баллонов, шт	* *		* *		* *	* *
Вместимость баллона, л	* *	4,0	4,0	6,8	* *	* *
Рабочее давление в баллоне, МПа (кгс/см2)	29,4 (300)	19,6 (200)	29,4 (300)	29,4 (300)	29,4 (300)	29,4 (300)
Редуцированное давление при нулевом расходе, МПа (кгс/см2).	0,7...0,85 (7...8,5)	0,7...0,85 (7...8,5)	0,6...0,9 (6...9)	0,7...0,8 5 (7...8,5)	0,6...0,9 (6...9)	0,7..0,85 (7...8,75)
Давление срабатывания предо­хранительного клапана редук­тора, МПа (кгс/см2)	1,2...1,4 (12...14)	1,2...2,0 (12...20)	1,3...2,0 (13...20)	1,2...2,0 (12...20)	1,3...2,0 (13...20)	1,2...1,4 (12...14)
Условное время защитного дей­ствия аппарата при легочной вентиляции 30 дм'/мин, мин, не менее	* *		* *		* *	* *
Фактическое сопротивление ды­ханию на вдохе, при легочной вентиляции 30 дм'/мин, Па, не более (мм вод.ст.)	350 (35)	350 (35)	350 (35)	350 (35)	350 (35)	350 (35)
Избыточное давление в подма-сочном пространстве при нуле­вом расходе воздуха, Па (мм вод.ст.)	420...460 (42...46)	300...450 (30...45)	290...400 (29...40)	300...450 (30...45)	290...400 (29...40)	420..460 (42...46)
Давление срабатывания сигна­льного устройства, МПа (кгс/ см2)	5,0...6,0 (50...60)	5,0...6,2 (50...62)	5,0...6,0 (50...60)	5,0...6,2 (50..62)	5,0...6,0 (50...60)	5,0...6,0 (50...60)
Габаритные размеры, мм, не бо­лее	* *	680х320х 220	705x280 х190	* *	* *	* *
Масса снаряженного аппарата (без спасательного устройства), кг, не более	* *	19,0	* *	* *	* *	* *

Таблица 5.2

 

 

 

 

 

Основные

технические характеристики зарубежных дыхательных

аппаратов

Наименование параметров

Марка аппарата, фирма-разработчик

«ArSiMa» Se-coba (Дания)

«Auergesel-lischaft» (Германия) 1992

«Drager» (Германия)

«Auergese

scha» «Drager» (Германия) 1995

«Interapiro» Spiromatic (Швеция) 1995

"Bacou Group" (Франция) 1992

88/ 1800AS

83/1400

BD-88

РА80

BD-96

РА90/92/94

323.4

316.7

326.7

Количество баллонов, шт

стальные

стальные

стальные

стальные

композитные

стальные

стальные

композитные

стальные

Вместимость баллонов, л

6,8

6,8

3-11

4-9

3,4

6,7

6,7

Рабочее давление в баллоне, МПа (кгс/ см2)

200/ 300

200/ 300

Запас воздуха,л

До 3300

До 5400

Условное время за­щитного действия аппарата при легоч­ной вентиляции 30 дм3/мин, мин, не менее

до 90 мин

ДО 120 мин

Габаритные разме­ры, мм, не более

•

*

640х 280х 200

бООх 280х 190

*

•

•

*

*

•

•

*

*

*

*

Масса снаряженно­го аппарата (без спасательного уст­ройства), кг, не бо­лее

15,7

13,9

15,9

13,7

*

*

*

*

*

*

11,6

9,7

12,1

*

Давление срабаты­вания сигнального устройства, МПа (кгс/см2)

5,5 (55)

4,5...55 (45...55)

4,5...55 (45...55)

Звуковая

4,5...55 (45...55)

4,5...55 (45...55)

5,0 (50)

Избыточное давление в подмасочном пространст­ве

+

+

+

+

+

+

+

5.1.2. Состав аппарата

В состав ДАСВ (рис. 5.1) обычно входят баллон (баллоны) с вентилем (вентилями); редуктор с предохранительным клапаном; лицевая часть с переговорным устройством и клапаном выдоха; легочный автомат с воздуховодным шлангом; манометр со шлангом высокого давления; зву­ковое сигнальное устройство; устройство дополнительной подачи воздуха (байпас) и подвесная система.

В состав аппарата, входят: рама 1 или спинка с подвесной систе­мой, состоящей из ремней плечевых, концевых и поясного, с пряжками для регулировки и фиксации дыхательного аппарата на теле человека, баллон с вентилем 2, редуктор с предохранительным клапаном 3, кол­лектор 4, разъем 5, легочный автомат 7 с воздуховодным шлангом 6, лицевая часть с переговорным устройством и клапаном выдоха 8, капил­ляр 9 с звуковым сигнальным устройством и манометр со шлангом высо­кого давления 10, устройство спасательное 11, проставка 12.

В современных аппаратах кроме того применяются следующие уст­ройства: перекрывное устройство магистрали манометра; спасательное уст­ройство, подключаемое к дыхательному аппарату; штуцер для подключе­ния спасательного устройства или устройства искусственной вентиляции легких; штуцер для быстрой дозаправки баллонов воздухом; предохрани­тельное устройство, располагаемое на вентиле или баллоне для предот­вращения повышения давления в баллоне выше 35,0 МПа, световые и вибрационные сигнальные устройства, аварийный редуктор, компьютер.

В комплект дыхательного аппарата входят:

дыхательный аппарат;

Рис. 5.1. Дыхательный аппарат ПТС "Профи"

спасательное устройство (при его наличии);

комплект ЗИП;

эксплуатационная документация на дыхательный аппарат (руководство по эксплуатации и паспорт);

эксплуатационная документация на баллон руководство по эксплуатации и паспорт);

инструкция по эксплуатации лицевой части.

5.1.3. Устройство дыхательного аппарата

Дыхательный аппарат (рис. 5.2) выполнен по открытой схеме с выдо­хом в атмосферу и работает следующим образом:

При открытии вентиля (вентилей) 1 воздух под высоким давлением поступает из баллона (баллонов) 2 в коллектор 3 (при его наличии) и фильтр 4 редуктора 5, в полость высокого давления А и после редуцирования в полость редуцированного давления Б. Редуктор поддерживает постоянное редуцирован­ное давление в полости Б независимо от изменения давления на входе.

В случае нарушения работы редуктора и повышения редуцированного давления срабатывает предохранительный клапан 6.

Из полости Б редуктора воздух поступает по шлангу 7 в легочный автомат 8 аппарата и по шлангу 9 через адаптер 10 (при его наличии) в легочный автомат спасательного устройства.

Рис 5. 2. Принципиальная схема дыхательного аппарата ПТС "Базис"

Легочный автомат обеспечивает поддержание заданного избыточного давления в полости Д. При вдохе воздух из полости Д легочного автомата подается в полость В маски 11. Воздух, обдувая стекло 12, препятствует его запотеванию. Далее через клапаны вдоха 13 воздух поступает в полость Г для дыхания.

При выдохе клапаны вдоха закрываются, препятствуя попаданию выдыхаемого воздуха на стекло. Для выдоха воздуха в атмосферу откры­вается клапан выдоха 14, расположенный в клапанной коробке 15. Клапан выдоха с пружиной позволяет поддерживать в подмасочном пространстве заданное избыточное давление.

Для контроля за запасом воздуха в баллоне воздух из полости высо­кого давления А поступает по капиллярной трубке высокого давления 16 в манометр 17, а из полости низкого давления Б по шлангу 18 к свистку 19 сигнального устройства 20. При исчерпании рабочего запаса воздуха в баллоне включается свисток, предупреждающий звуковым сигналом о необходимости немедленного выхода в безопасную зону.

Подвесная система

Дыхательный аппарат в рабочем положении крепится на спине чело­века с помощью подвесной системы. Подвесная система является составной частью дыхательного аппарата.

При работе на пожаре, одним из важнейших факторов является возможная продолжительность пребывания в непригодной для дыхания среде и удобство работы в аппарате. Увеличить время пребывания можно за счет использования запасного аппарата, сменного баллона или устрой­ства быстрой заправки.

Долгое время изготавливались аппараты с быстросъемными балло­нами, у которых, все узлы крепятся к каркасу (поддону). В качестве каркаса используется проволока, обтянутая поролоном и кожей, пластмасса, нержавеющая сталь и другие материалы.

Применение проволочного каркаса нашла возможным фирма Scott. Для уменьшения давления от массы аппарата на плечи, хотя у этой фирмы есть модели и с пластмассовым каркасом. Наибольшее распространение получили пластмассовые каркасы.

Например, продукция фирмы "Drager" аппараты РА-90 Plus, PA-92, РА-94, РСС-100 представляет один и тот же аппарат, но с различной подвесной системой. Отличие РА-92 от РА-94 заключается в плечевых рем­нях. Отличие модели РСС-100 более сильное поясной ремень закреплен на раме осью и имеет возможность свободного движения в горизонталь­ной плоскости. Это дает возможность пожарному свободно делать боко­вые наклоны. Подвесная и амортизирующая системы выполняются таким образом, чтобы дыхательный аппарат удобно располагался на спине, прочно фиксировался, не вызывая потертостей и ушибов при работе.

Подвесная система дыхательного аппарата — составная часть аппарата, состоящая из спинки, системы ремней (плечевыми и поясными) с пряж­ками для регулировки и фиксации дыхательного аппарата на теле человека.

Она предотвращает воздействие на пожарного нагретой или охлаж­денной поверхности баллона.

Подвесная система позволяет пожарному быстро, просто и без посторонней помощи надеть дыхательный аппарат и отрегулировать его

крепление. Система ремней дыхательного аппарата снабжается устройст­вами для регулировки их длины и степени натяжения. Все приспособле­ния для регулировки положения дыхательного аппарата (пряжки, кара­бины, застежки и др.) выполнены таким образом, чтобы ремни после регулировки прочно фиксировались. Регулировка ремней подвесной сис­темы не должна нарушаться в течение аппаратосмены.

Подвесная система дыхательного аппарата (рис. 5.3) состоит из пластиковой спинки 1, системы ремней: плечевых 2, концевых 3, закреп­ленных на спинке пряжками 4, поясного 5 с быстроразъемной регулируе­мой пряжкой.

Ложементы 6, 8 служат опорой для баллона. Фиксация баллона осу­ществляется баллонным ремнем 7 со специальной пряжкой.

Форма и габаритные размеры дыхательного аппарата выполняются с учетом телосложения человека, должны сочетаться с защитной одеждой, каской и снаряжением пожарного, обеспечивать удобство при выполнении всех видов работ на пожаре (в том числе — при передвижении через узкие люки и лазы диаметром (800±50) мм, передвижении ползком, на четвереньках и т.д.).

Дыхательный аппарат должен быть выполнен таким образом, что­бы имелась возможность его надевание после включения, а также снятие и перемещение дыхательного аппарата без выключения из него при пере­движении по тесным помещениям.

Масса снаряженного дыхательного аппарата без вспомогательных устройств, применяющихся эпизодически, таких как спасательное уст-

А-А

А-А

Рис. 5.3. Подвесная система дыхательного аппарата ПТС "Профи"

ройство, устройство искусственной вентиляции легких и др., должна быть не более 16,0 кг.

Масса снаряженного дыхательного аппарата с условным ВЗД более 100 мин должна быть не более 17,5 кг.

Приведенный центр массы дыхательного аппарата должен находи­ться не далее, чем в 30 мм от сагиттальной плоскости человека. Сагитта­льная плоскость — условная линия, делящая симметрично тело человека продольно на правую и левую половину.

Баллон

Баллон предназначен для хранения рабочего запаса сжатого воздуха. Баллоны, входящие в состав дыхательного аппарата, выполняются в соот­ветствии с НПБ 190-2000 "Техника пожарная. Баллоны для дыхательных аппаратов со сжатым воздухом для пожарных. Общие технические требо­вания. Методы испытаний".

В зависимости от модели аппарата могут применяться металличес­кие, металлокомпозитные баллоны (табл. 5.3).

Баллоны имеют цилиндрическую форму с полусферическими или полуэлептическими донышками (обечайками).

Сферические баллоны применяются редко, не смотря на целый ряд их преимуществ, у сферических баллонов меньшая масса, так как они более прочные. В дыхательном аппарате с тремя сферическими емкостями удается снизить положение центра масс, относительно поясного ремня, поэтому совершать наклоны с таким аппаратом более удобно.

В горловине нарезана коническая или метрическая резьба, по кото­рой в баллон ввинчивается запорный вентиль. На цилиндрическое части баллона наносится надпись "ВОЗДУХ 29,4 МПа".

Вентиль (рис. 5.4) состоит из корпуса 1, трубки 2, клапана 3 со вставкой, сухаря 4, шпинделя 5, гайки сальниковой 6, маховичка 7, пружи­ны 8, гайки 9 и заглушки 10.

Вентиль баллона выполняется таким образом, чтобы нельзя было полностью вывернуть его шпиндель, исключалась возможность его слу­чайного закрытия во время эксплуатации. Он должен сохранять герме­тичность как в положении "Открыто" так и "Закрыто". Соединение "вен­тиль-баллон" выполняется герметичным.

Вентиль баллона выдерживает не менее 3000 циклов открываний и закрываний.

В штуцере вентиля для присоединения к редуктору применяется внутренняя трубная резьба — 5/8.

Герметичность вентиля обеспечивается шайбами 11 и 12. Шайбы 12 и 13 уменьшают трение между буртиком шпинделя, торцом маховичка и торцами сальниковой гайки при вращении маховичка.

Герметичность вентиля в месте соединения с баллоном при кони­ческой резьбе обеспечивается фторопластовым уплотнительным материа­лом (ФУМ-2), при метрической — резиновым уплотнительным кольцом

Таблица 5.3