|
|
Газодимозахисні апарати індивідуального користування одержали загальну назву “засоби індивідуального захисту органів дихання”. ЗІЗОД за своїм призначенням, принципом дії і технічними даними різноманітні. Можна виділити п’ять основних ознак поділу ЗІЗОД (див. рис. 2.1).
За характером навколишнього середовища (газ або рідина) і за його тиском ЗІЗОД поділяють на наземні, висотні й підводні. Наземні дихальні апарати застосовуються на поверхні та під землею при нормальному атмосферному тиску з невеличкими його відхиленнями від середнього рівня (звичайно діапазон приймають 70-125 кПа). Висотні застосовують в основному в авіації (мінімальний тиск, якщо для дихання подається кисень без домішок, складає 7 кПа). Підводні дихальні апарати застосовують для водолазних робіт. Максимальна глибина занурення під воду, за умови дихання спеціальними киснево-гелієвими сумішами, на даний момент перевищує 300м.
Загальний принцип – захист органів дихання від проникнення в них отруйних продуктів горіння.
Ізолюючі дихальні апарати ізолюють органи дихання людини від навколишнього середовища і забезпечують дихання чистим повітрям або повітряно-кисневою сумішшю із самого апарата. Внаслідок цього дихання за допомогою ізолюючих ЗІЗОД універсальне і не залежить від газового складу навколишнього середовища.
На відміну від ізолюючих ЗІЗОД, людина, що включилась у дихальний апарат, що фільтрує, дихає навколишнім повітрям, яке очищається в патроні фільтруючого апарата від шкідливого газу, групи газів або аерозолів. Застосовувані за методом фільтрації апарати називаються “респіраторами” (від латинського respiratio - дихання). Вони фільтрують вдихуване повітря від радіоактивних і отруйних речовин, пилюки, бактеріальних засобів.
Перший фільтруючий протигаз був розроблений академіком М.Д.Зелінським. Протигази, що працюють таким чином, стали випускати в 1914 році для російської армії для захисту особового складу від отруйних речовин.
Принцип дії фільтруючих протигазів полягає в тому, що забруднене домішками повітря проходить через фільтр, в якому очищається від домішок, і в очищеному виді надходить в органи дихання людини.
У залежності від призначення, дані ЗІЗОД поділяють на:
- протипилові (ФП) – фільтрують повітря від різноманітних аерозолів (диму, туману, пилюки);
- протигазові (ФГ) – в них повітря фільтрується від паро- та газоподібних забруднюючих речовин;
- газопилозахисні фільтруючі протигази (ФГП) – повітря обчищається від газів, парів і аерозолів різноманітних речовин.
Якщо вміст шкідливої домішки в повітрі занадто великий або патрон, що фільтрує, не розрахований на поглинання даного газу, чи в повітрі недостатня кількість кисню, фільтруючі ЗІЗОД не придатні для захисту дихання.
Будь-який протипиловий респіратор складається з фільтра для очистки забрудненого повітря й лицьової частини, за допомогою якої цей фільтр підключається до органів дихання. Вони можуть бути різноманітними за своєю конструкцією і формою, в залежності від типу респіратора. Прикладом таких апаратів служить респіратор ПРШ-741. Елементом фільтруючого респіратора є матеріал ФПП (“фільтр Петрова” із перхлорвінілу). Завдяки великій площі фільтра, респіратор характеризується підвищеною пилоємкістю. У промисловості викорис-товуються також і деякі інші типи протипилових респіраторів: У–2К; ШБ-1 ”Пелюсток”; “Кама”; “Снежок-П”; ”Астра-2”; Ф-62Ш, РПА-1 та ін.
У сучасних високоефективних протипилових респіраторах фільтрація повітря від аерозолів являє собою не просте відсівання часток пористою перегородкою типу сита, а є складним процесом осадження часток на волокна фільтруючого матеріалу.
Протигазові ЗІЗОД захищають органи дихання людини від різноманітних шкідливих речовин у виді парів і газів, а газопилозахисні використовуються для одночасного захисту від аерозолів і газів. Основним конструкційним вузлом цих ЗІЗОД є фільтруючий елемент, спроможний поглинати, у першому випадку, парогазові речовини, а в другому випадку – гази й аеродисперсні домішки. Поглинання газів і парів відбувається за рахунок фізико-хімічних процесів (адсорбції, абсорбції, хемосорбції, каталізу й ін.), що відбуваються у фільтруючому елементі. В якості адсорбентів використовують природні або штучні тіла з розвиненою поверхнею, що добре поглинає (адсорбує) речовини з повітря (активоване вугілля, силікагелі, алюмогелі, алюмосилікатні каталізатори, іоніти й ін.).
Найбільш широке поширення в протигазовій техніці одержали сорбенти у вигляді активованого вугілля різноманітних марок, що має високорозвинену поверхню. У газопилозахисних ЗІЗОД, крім сорбційних матеріалів, застосовується також протиаерозольний фільтр. У залежності від конструктивного виконання, дану групу ЗІЗОД підрозділяють на респіратори, протигази і самоврятувачі. У промислових протигазах в якості лицьової частини використовується шолом-маска або маска, а фільтруючий елемент виконано у виді протигазової коробки різноманітної конструкції, яка заповнена шихтою.
Метод ізоляції застосовується для захисту від шкідливої дії продуктів горіння, склад яких заздалегідь не відомий. Сутність методу ізоляції полягає в тому, що дихальні органи людини цілком ізолюються від навколишнього середовища. Ізолюючі апарати можуть бути як автономними, так і неавтономними (шлангові).
Автономні дихальні апарати забезпечують подачу дихальної суміші з власного, індивідуального джерела повітропостачання, знаходяться при людині і дозволяють їй переміщатися в будь-якому напрямку на необхідну для рятувальних операцій відстань.
В шлангових дихальних апаратах подача повітря, придатного для дихання, здійснюється ззовні робочої зони по шлангу невеличкої довжини, що обмежує рухливість (ще в 1785 р. французькі конструктори запропонували всмоктувальний шланг довжиною 40 м як засіб захисту органів дихання). Шлангові апарати поділяються на самоусмоктуючі, в яких чисте повітря всмоктується за рахунок легень людини, із примусовою подачею повітря за допомогою повітродувки та з подачею стиснутого повітря від компресора. Переваги всіх цих апаратів – простота конструкції і невелика маса спорядження, що надівається на людину.
Шлангові протигази першими одержали деяке поширення в пожежній охороні на початку ХХ сторіччя. Найбільш простий із них шланговий самоусмоктуючий протигаз, що має маску та приєднаний до неї шланг, другий кінець якого знаходиться на свіжому повітрі. Вони можуть захищати органи дихання людини як в атмосфері, що містить шкідливі гази у великих концентраціях, так і в атмосфері, в якій має місце нестача кисню. Шлангові протигази найбільш зручні для здійснення тривалих робіт на невеликій відстані від свіжого повітря. Час дії цих апаратів захисту не обмежено. На сьогодні шлангові протигази цілком витиснені резервуарними та регенеративними апаратами захисту.
В регенеративних апаратах атмосфера для дихання створюється за рахунок регенерації видихуваного повітря шляхом поглинання з нього вуглекислого газу і додавання кисню з наявного в апараті запасу, після чого регенероване повітря надходить на вдих. Таку схему дихання називають “закритою”.
Принцип роботи регенеративного дихального апарата:
- замкнута ізольована система ( закрита система дихання);
- очищення повітря, яке видихнув газодимозахисник, від вуглекислого газу;
- перемішування очищеного повітря з киснем, що додатково надійшов.
В резервуарних апаратах весь необхідний для вдиху запас повітря зберігається у стиснутому або рідкому стані, а видих здійснюється в атмосферу. Така схема дихання називається “відкритою”. Ця принципова відзнака від регенеративних ЗІЗОД призводить до того, що запас газу для дихання в резервуарних повинен бути більше, ніж запас кисню в регенеративних, у 20-25 разів.
Ідея використання стиснутого повітря при роботі в непридатному для дихання середовищі, була запропонована в 1871 році російським інженером А.І. Лодигіним. Перший апарат, який працював на стиснутому повітрі, сконструював мічман А. Хотинський у 1873 році. Він являв собою еластичний газонепроникний мішок, що наповнювався повітрям під нормальним тиском. Проте такий апарат не знайшов широкого застосування, оскільки запас повітря забезпечував можливість роботи протягом кількох хвилин. Надалі, в міру розвитку техніки одержання стиснутого повітря, еластичні мішки були замінені більшими балонами і час захисної дії протигазів зріс до 30 хв. З’явилася група ізолюючих протигазів резервуарного типу з розімкнутим циклом дихання.
Принцип роботи резервуарних ЗІЗОД – пульсуюча подача повітря для дихання (тільки на вдих) за відкритою схемою, тобто з видихом в атмосферу. При цьому виключається перемішування видихуваного повітря з вдихуваним або повторне його використання, як це відбувається в апаратах із замкнутою схемою дихання.
Важливим показником автономних апаратів є питомий час захисної дії, який являє собою час захисної дії, що припадає на 1 кг маси апарата. Для резервуарних дихальних апаратів він складає 4-6 хв/кг, тоді як для регенеративних – 18-24 хв/кг.
Окремо необхідно відмітити, що серед резервуарних апаратів також існують так звані комбіновані апарати (наприклад, ШАП-62, АВМ-3), в яких повітря подається в залежності від місця бойової роботи спочатку по шлангах (як в шлангових апаратах), а потім (або у випадку розриву шлангу) – з балону.
|