Дыхательные аппараты со сжатым воздухом
При ликвидации аварий на химически опасных объектах, тушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ часто приходится действовать в непригодной для дыхания атмосфере. Для защиты органов дыхания и зрения спасателя в этих условиях используются изолирующие аппараты двух типов: с замкнутой схемой дыхания (кислородные изолирующие противогазы) и с открытой (дыхательные аппараты со сжатым воздухом). Последние получают в настоящее время все большее распространение, так как обладают рядом преимуществ, хотя и уступают по времени защитного действия:
- более просты, дешевы и надежны в эксплуатации;
- имеют меньшее сопротивление дыханию;
- обеспечивают более комфортные условия дыхания, так как воздух на вдох поступает сухим и холодным;
- избыточное давление под маской снижает опасность подсоса воздуха из окружающей среды при возможной негерметичности маски;
- более безопасны в применении и обслуживании, так как не содержат кислородного баллона высокого давления;
- отсутствуют проблемы, связанные с приобретением и хранением запасов химического поглотителя углекислого газа, а также с перезарядкой им аппаратов после каждого применения.
Надеюсь, что настоящая статья поможет потребителю лучше узнать устройство аппаратов на сжатом воздухе и ориентироваться при их выборе для работы.
Дыхательный аппарат со сжатым воздухом (далее по тексту - аппарат) принципиально устроен следующим образом. Сжатый воздух, хранящийся в баллонах высокого давления, через запорный вентиль поступает на вход газового регулятора давления (редуктора), где давление воздуха снижается до безопасного уровня. Редуцированный воздух поступает на вход так называемого легочного автомата, который подает его в маску на фазе вдоха и прекращает подачу на фазе выдоха. Выдыхаемый воздух, через клапан выдоха, расположенный на маске, удаляется в окружающую среду, в силу чего эта схема дыхания и называется открытой. Аппарат имеет подвесную систему, устройства для контроля и сигнализации, а также выполнения некоторых дополнительных функций.
Баллоны в значительной степени опредепяют массу и габариты аппарата. Учитывая, что эти характеристики являются одними из определяющих, совершенствование баллонов продвигалось в нескольких направлениях. Это повышение рабочего давления, применение материалов с более высокой удельной прочностыо; выбор оптимального по массе и габаритам сочетания формы (цилиндр, шар), емкости и количества. В современных аппаратах получили распространение, в основном, цилиндрические: стальные и композитные баллоны на рабочее давление до 29,4 МПа (300 кгс/см2). Композитные баллоны изготавливают по современной технологии обмотки стального или алюминиевого лайнера (тонкостенного сосуда) углеродным или стекловолокном, Они имеют наименьшую массу, но и наиболее высокую стоимость. Поэтому широко применяются и стальные. Но выбор материалов как стальных, так и композитных должен исключать возможность их осколочного разрушения. Применение баллона после специального испытания должно быть разрешено Госгортехнадзором РФ.
Вентиль баллона обычно сальникового типа (в отличие от мембранного), что обеспечивает его минимальные габариты. Соединение вентиля с баллоном должно допускать неоднократный его монтаж и демонтаж. Это необходимо для проведения переосвидетельствования баллона в соответствии с правилами Госгортехнадзора России (ПБ 10-115-96). Выходной штуцер вентиля должен исключать возможность ошибочного подсоединения арматуры с размерами резьбового соединения на меньшее рабочее давление. Маховичок вентиля должен быть доступен для пользователя при надетом аппарате и иметь защиту от случайного закрытия в процессе использования. Последнее обычно обеспечивается выбором расположения вентиля на аппарате, реже - применением специального стопорящего механизма, требующего от пользователя дополнительного движения при закрытии маховичка вентиля (например -оттянуть маховичок по оси). Баллон с вентилем должен легко сниматься и устанавливаться на аппарат.
Редуктор аппарата обычно подсоединяется к вентилю баллона непосредственно или через промежуточный гибкий шланг высокого давления, что облегчает снятие и установку баллона. На корпусе редуктора размещаются гнезда для подсоединения шлангов легочного автомата и манометра. Редуктор должен обеспечивать значительные (не менее 200 л/мин) расходы воздуха, поддерживая при этом редуцированное давление, необходимое для работы легочного автомата. Из соображений безопасности редуктор должен быть обязательно снабжен предохранительным клапаном, ограничивающим чрезмерный рост выходного давления. При работе аппарата происходит существенное понижение температуры газа в редукторе, это опасно при использовании его в условиях низких температур, так как приводит к обледенению отдельных элементов механизма редуктора и его отказу. Конструкция редуктора должна обеспечивать его работу в условиях низких (до минус 400С) рабочих температур. Это достигается, например, путем сведения к минимуму контакта подвижных частей редуктора с окружающим воздухом и применением морозостойких уплотнительных материалов.
Легочный автомат бывает двух типов: с непосредственным приводом от мембраны на рабочий клапан и с так называемым сервоприводом. Во втором типе мембрана механически не связана с рабочим клапаном, а управляет им пневматически с помощью вспомогательного клапана, используя энергию газа, подведенного к легочному автомату. Первый тип наиболее прост и надежен в эксплуатации. Второй позволяет получить минимальную массу и габариты, что немаловажно, учитывая размещение легочного автомата на маске аппарата. Для более надежного исключения возможности подсоса окружающей газовой среды в подмасочное пространство легочные автоматы обеспечивают создание небольшого (30-50 мм вод.ст.) избыточного давления. Таким образом, даже при глубоком вдохе под маской не создается разрежение. Чтобы при снятой маске не происходило самопроизвольного истечения воздуха, легочный автомат имеет механизм отключения избыточного давления, при этом повторное включение легочного автомата осуществляется при первом вдохе пользователя (несколько затрудненном по сравнению с обычным).
Для резервирования работы легочного автомата и продувки при необходимости подмасочного пространства должна быть предусмотрена возможность включения дополнительной (струйной) подачи воздуха. Установка легочного автомата на маску осуществляется с помощью бы-строразъемного соединения (индивидуального для каждой фирмы-изготовителя). Но может быть использовано и стандартное резьбовое соединение, причем различающееся для легочных автоматов с избыточным и без избыточного давления.
Маска должна быть полнолицевой с панорамным стеклом, выполняемым обычно из ударопрочного поликарбоната. Внутри маски располагается так называемый подма-сочник, закрывающий рот и нос пользователя. Основное его назначение - сведение к минимуму объема вредного пространства, заполняемого выдыхаемой смесью (чем меньше объем вредного пространства, тем ниже содержание углекислого газа во вдыхаемом воздухе), а также исключение контакта выдыхаемой смеси со стеклом маски для предотвращения его запотевания (обмерзания). С этой же целью сухой воздух, поступающий на вдохе в подмасочное пространство, направляется на обдув стекла маски, а затем уже через обратные клапаны поступает в подмасочник и далее на дыхание. Однако при недостаточной герметичности подмасочника и интенсивной работе в условиях низких температур для предотвращения обмерзания стекла приходится применять специальные смазки или использовать маску со стеклом, имеющим специальное покрытие. Оголовье должно быть регулируемым и хорошо сочетаться с защитной каской (для этого наиболее хорошо подходит оголовье сетчатого типа). На маске устанавливается переговорное устройство в виде герметичной мембраны, отделяющей подмасочное пространство от окружающей среды.
Манометр - выносной, класса точности не ниже 2,5 и должен иметь разрешение Госстандарта РФ на эксплуатацию в России. Шкала его должна позволять считывать показания при плохом освещении, корпус - иметь защиту от ударов и - выдерживать погружение в воду. Вход в гибкий шланг защищается дюзой (калиброванным отверстием малого диаметра) для ограничения истечения воздуха высокого давления при повреждении шланга.
Сигнализатор исчерпания рабочего запаса воздуха должен быть звуковым. Располагаться он может рядом с манометром или в полости легочного автомата.
Подвесная система включает в себя спинку, поясной и плечевые ремни, выполненные, как и пряжки, огнестойкими. Лучший вариант - спинка, изготовленная из углепластика и спрофилированная по телу человека. Подвесная система позволяет пользователю быстро, без посторонней помощи надеть аппарат и отрегулировать его крепление. Все приспособления для регулировки положения (пряжки, карабины, застежки и др.) выполняются так, чтобы ремни после регулировки прочно фиксировались.
Спасательное устройство рекомендуется включать в состав аппарата. Оно представляет собой обычно противогазовую шлем-маску с легочным автоматом без избыточного давления, шланг которого соединяется со специальным шлангом на аппарате с помощью быстроразъемного соединения типа шарикового замка. Устройство предназначено для вывода пострадавшего из зоны заражения с использованием запаса воздуха в аппарате спасателя.
Общие технические требования и методы испытаний аппаратов заданы в ГОСТ Р 12.4.186-97 "Аппараты дыхательные воздушные изолирующие. Общие технические требования и методы испытаний". Соответствие аппарата указанным нормам должно быть подтверждено сертификатом, которым обязательно должен обладать изготовитель аппарата.
С.Ермаков, главный конструктор ОАО "КАМПО"
| 
