Автономный дыхательный аппарат

Материал из СпецОдежда
Перейти к: навигация, поиск
Пожарный, использующий ДА (Торонто)

Автономный дыхательный аппарат, или Дыхательный Аппарат, ДА — изолирующий респиратор, который часто используется при проведении спасательных работ, тушении пожаров и в других ситуациях, когда вдыхание окружающего воздуха может представлять мгновенную опасность для жизни и/или здоровья. Подобные устройства могут использоваться и под водой. Дыхательные аппараты являются Изолирующими респираторами (то есть они не используют окружающий воздух для дыхания после очистки) и они не зависят от внешнего источника чистого воздуха (как шланговые респираторы). См. Классификация респираторов Конструкция и принцип действия дыхательных аппаратов могут быть различными.

Обычно в автономных дыхательных аппаратах есть переносной источник пригодного для дыхания воздуха, регулирующее устройство и лицевая часть, предотвращающая попадание в органы дыхания окружающего воздуха.

Существуют дыхательные аппараты с замкнутым контуром и с открытым контуром[1][2].

Дыхательные аппараты с закрытым контуром

В дыхательном аппарате с закрытым контуром выдохнутый воздух фильтруется, обогащается кислородом и снова используется для дыхания. Такие ДА используются тогда, когда требуется выполнение длительной непрерывной работы — во время горноспасательных работ, в длинных туннелях и тогда, когда нужно работать в ограниченном пространстве, где трудно использовать дыхательный аппарат с открытым контуром с большими громоздкими баллонами. До того, как были разработаны дыхательные аппараты с открытым контуром, в промышленности использовали такие устройства, как Siebe Gorman Proto, Siebe Gorman Savox, или Siebe Gorman Salvus.

Старинный дыхательный аппарат (шахтёрский) Siebe Gorman

У дыхательного аппарата с закрытым контуром есть недостаток. При очистке воздуха от углекислого газа с помощью химического поглотителя выделяется тепло[2], и температура вдыхаемого воздуха повышенная. Это создает дополнительную физиологическую нагрузку на рабочего.

Дыхательные аппараты с открытым контуром

В промышленности дыхательные аппараты с открытым контуром чаще используют сжатый очищенный воздух, а не сжатый кислород. У такого типичного дыхательного аппарата есть 2 регулятора; Первый уменьшает давление до величины, позволяющей подавать его к лицевой части, а второй снижает его почти до атмосферного, перед подачей под маску. Для подачи воздуха под маску используют клапан, который обеспечивает или «подачу по потребности», или «подачу по потребности под давлением». В первом случае воздух подаётся тогда, когда при вдохе давление под маской становится ниже атмосферного, а во втором — когда избыточное давление под маской снижается ниже заданной величины (то есть даже при вдохе оно выше наружного). Постоянное избыточное давление предотвращает просачивание неотфильтрованного воздуха под маску через зазоры, и значительно повышает Ожидаемые коэффициенты защиты.

Пожарный дыхательный аппарат с открытым контуром состоит из полнолицевой маски, регулятора подачи воздуха, баллонов со сжатым воздухом, манометра, регулируемых ремней для переноски и предупредительной сигнализации, предупреждающей том, что осталось мало воздуха. Продолжительность использования зависит от запаса воздуха в баллонах и интенсивности его расходования, которая зависит от выполняемой работы.

Схема дыхательного аппарата.

В дыхательном аппарате могут использоваться баллоны из стали, алюминия или из композиционных материалов (обычно — углепластика). Баллоны из композиционных материалов самые лёгкие, и поэтому более предпочтительные. Так как использование дыхательного аппарата создает сильную физиологическую нагрузку на пожарного/рабочего (значительно увеличивается частота сердечных сокращений, потребление кислорода и т.д.), желательно использовать более удобные СИЗОД[3].

Дыхательный аппарат с постоянным избыточным давлением под маской

Дыхательный аппарат с открытым контуром могут быть с подачей воздуха «по потребности» или «по потребности под давлением».

  • При подаче воздуха «по потребности» воздух подаётся под маску тогда, когда при вдохе давление становится ниже атмосферного. Это означает, что во время вдоха давление под маской становится ниже атмосферного, и загрязнённый воздух может просочиться под маску через зазоры в месте касания лица. Это значительно снижает Коэффициенты защиты таких дыхательных аппаратов.
  • При подаче воздуха «по потребности под давлением» воздух подаётся под маску тогда, когда при вдохе давление становится ниже определённой величины, но продолжает оставаться выше атмосферного. Для этого используется специальный клапан выдоха, который выпускает воздух из-под маски только тогда, когда давление под маской превышает определённый заданный уровень. Такой принцип работы позволяет поддерживать под маской избыточное давление даже во время вдоха, что обеспечивает очень большие Коэффициенты защиты респиратора. Такие СИЗОД считаются самыми надёжными, и только их разрешают использовать при большой загрязнённости воздуха ("мгновенно-опасной"), когда даже кратковременное вдыхание неочищенного воздуха может привести к смерти или к необратимому ухудшению здоровья.

При использовании этих дыхательных аппаратов в обычных условиях они работают схожим образом. Но при неплотном прилегании к лицу маски дыхательного аппарата с подачей воздуха по потребности под давлением может произойти быстрое выдувание чистого воздуха, которое сильно сократит запас воздуха в баллонах и продолжительность работы. Это может произойти, например, при снимании и одевании маски.

Применение

Дыхательные аппараты широко используются в промышленности[1], при тушении пожаров[4], и спасателями.

В пожарных дыхательных аппаратах основное внимание уделяется тепло- и огнестойкости, а не стоимости. Поэтому пожарные дыхательные аппараты обычно стоят дороже — в них используются специальные материалы. Кроме того, в новые пожарные дыхательные аппараты в развитых странах устанавливается специальные системы безопасности, которые подают сигнал бедствия, если пожарный не двигается какое-то время (15-30 секунд). Конструкция пожарного дыхательного аппарата не должна препятствовать выполнению спасательных работ (выносу пострадавшего и тому подобное).

Другой областью применения дыхательных аппаратов является промышленность. Исторически дыхательные аппараты широко использовали при добыче полезных ископаемых, и это оставило след — в Европе требуется, чтобы металлические детали дыхательных аппаратов были искро-безопасны. Дыхательные аппараты используются в нефтяной, химической и атомной промышленности. Конструкция промышленных дыхательных аппаратов разнообразна — как и предъявляемые к ним требования (от предельно дешёвых до максимально надёжных, в которых дыхательный аппарат является частью защитного костюма, который может подвергаться дезактивации). При использовании дыхательного аппарата в промышленности для подачи воздуха часто используют шланги, а запас воздуха в баллонах используют для эвакуации и при переходе от одного шланга к другому.

Из-за различий в условиях применения респираторов в промышленности и при тушении пожаров, при сертификации в США до пожарных дыхательных аппаратов предъявляют более строгие требования[5], чем в промышленности[6] (два независимых датчика, предупреждают о снижении запаса сжатого воздуха, подача воздуха под полнолицевую маску так, чтобы под ней было избыточное давление при мгновенном потреблении воздуха свыше 230 литров в минуту и др.).

Таблица 1. Технические характеристики некоторых из автономных дыхательных аппаратов с открытым контуром (со сжатым воздухом)[7].
Характеристика СИЗОД
ИВА-24М АП-96М АП-98 (АП-98-7К) АП-2000 АВХ-324 НТ ДАСВ
Масса, кг 14,0 11,5 16 (17) 13,2 14,5 16
Количество баллонов, шт 2 2 2 (1) 1 2 1-2
Объём сжатого воздуха, л 4,0 4,0 4,7 (7,0) 9,0 4,0 7-14
Рабочее давление в баллонах, МПа 20 20 29,4 29,4 29 -
Время работы при нагрузке средней тяжести (30 л/мин), мин 45 80 60 (80) 80 60 60
Таблица 2. Технические характеристики некоторых из автономных дыхательных аппаратов[8]
Характеристика СИЗОД (в скобках указаны разные исполнения - если есть)
ИП-4М КИП-8 АП-96М (1/2) АСВ-2 (407103п/407103пс) ИВА-24М ПТС Профи (Профи-168А/Профи-168М) АП-98-7К (407120/407120а) АП Омега (407114а/407114б) АИР-300СВ (407111а/407111б) PA 94PLUs BASIC (407124/407124б)
Масса, кг до 4 10 15/14 15,5/15 - 15,4/12,3 16/13 16/14,8 16/13 15,6/10
Количество баллонов, шт Неизвестно 1 2/1 2 2 1 1 1/2 1 2/1
Объём баллонов, л - 1 4/6 4,5/4 4 6,8 7 7/4,7 6,8 4,5/6,8
Рабочее давление в баллонах (кислород - К, воздух - В), МПа - 20к 19,6в 20,6в/19,6в 20в 29,4в 29,4в 29,4в 29,4в 29,4в
Время защитного действия, мин 30-180 90-100 45/32 60/53 40 60 60 60/80 60 60
Габаритные размеры, мм 340×165×290 450×345×160 660×300×175 / 660×300×190 650×295×150 710×305×165 680×290×220 710×280×240 700×320×220 700×320×220 700×320×220 / 700×280×240
Тип маски - - ПМ-88 ППМ-88 или ШМП ПМ-88 Panorama-nova «Пана сил» ПМ-200 МП-01 Panorama-nova
Возможность подключения спасательного устройства - - Есть Нет Нет Есть Есть Есть Есть Есть

Государственные стандарты РФ

Литература

  1. 1,0 1,1 Nancy Bollinger NIOSH Respirator Selection Logic. — NIOSH. — Cincinnati, OH: National Institute for Occupational Safety and Health, 2004. — 32 p. — (DHHS (NIOSH) Publication No 2005-100).. Есть перевод на русский язык (2014г): PDF, Wiki
  2. 2,0 2,1 Nancy J. Bollinger, Robert H. Schutz et al NIOSH Guide to Industrial Respiratory Protection. — NIOSH. — Cincinnati, Ohio: National Institute for Occupational Safety and Health, 1987. — 305 p. — (DHHS (NIOSH) Publication No 87-116). Есть перевод на русский язык (2014г): PDF, Wiki
  3. RG Love, JBG Johnstone et al Study of the physiological effects of wearing breathing apparatus. — Research Report TM/94/05. — Edinburg, UK: Institute of Occupational Medicine, 1994. — 154 с.
  4. Вассерман М. Дыхательные приборы в промышленности и пожарном деле. — Москва: Издательство НКВД, 1931. — 236 с. — 7000 экз.
  5. Стандарт NFPA для пожарных дыхательных аппаратов с открытым контуром NFPA 1981 редакция 2013г
  6. Требования к автономным дыхательным аппаратам в США при сертификации US Standard 42 CFR 84. Есть перевод на русский язык: PDF, Wiki
  7. ред. В.А. Пучков, ред. тома 3 - В.А. Владимиров Энциклопедия «Гражданская защита». — 3 издание. — Москва: Центр стратегических исследований гражданской защиты МЧС РФ, 2015. — Т. III. — С. 254. — 657 с. — 300 экз. — ISBN 978-5-93790-129-7.
  8. Орехво Владимир Анатольевич Средства индивидуальной защиты органов дыхания. — Нижний Новгород: ФБОУ ВПО "ВГАВТ", 2014. — С. 60-68. — 98 с. — (учебно-методическое пособие для студентов очного и заочного обучения специальностей 180402 "Судовождение", 180403 "Эксплуатация СЭУ", 180404 "Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики"). — 370 экз.

Дополнительная литература


.