|
|
Комбінована подача кисню з’явилась після застосування в конструкції РДА у 1924 році легеневого автомата. На сьогодні вона використовується у переважаючій більшості апаратів зі стиснутим киснем. Цей спосіб кисне постачання характеризується:
- простотою та надійністю киснеподаючих та продувочних пристроїв;
- стійким складом кисню в повітрі, яким дихає газодимозахисник;
- досить економним витрачанням запасу кисню.
Подача кисню при комбінованому способі описується рівнянням виду:
ωm =q=+qл/а, (4.49)
де ωm - постійна подача кисню, л/хв.;
qл/а - легенево-автоматична подача кисню (середня за остаточний відрізок часу), яка доповнює постійну подачу q= тоді, коли остання не забезпечує потребу газодимозахисника в кисні, л/хв.
Дихальний мішок такого РДА, в залежності від споживання газодимозахисником кисню, може працювати в двох режимах (рис. 4.6). Якщо споживання кисню менше його постійної подачі q= , то крива пульсації мішка розташовується ближче до рівня роботи збиткового клапану, який відкривається в кінці видихів та випускає збиткову газову суміш до навколишнього середовища, здійснюючи тим самим продувку системи. Такий режим називається збитковим. Він є безпечним по відношенню до за азотування дихальної системи РДА-OД.
Коли газодимозахисник споживає кисню більше, ніж його забезпечує постійна подача, крива пульсації зсовується в сторону зменшення об’єму мішка та притискається до рівня роботи легеневого автомата. В цьому випадку легеневий автомат в кінці вдихів подає до системи порцію кисню, яка компенсує недостатність постійної подачі. При такому режимі, який називається легенево-автоматичним, продувка дихальної системи відсутня. Внаслідок цього, з’являється небезпечність з її заазотування.
Ще існує проміжний (перехідний) режим, під час якого не працюють ні збитковий клапан, ні легеневий автомат, тобто подача кисню до системи в цьому випадку відповідає його споживанню. В такому режимі апарат працює короткочасно, при переході від збиткового до легенево-автоматичного режиму та навпаки.
Розглянемо особливості змінювання складу кисню в системі РДА-ОД при комбінованій його подачі. За умови збереження сталості об’єму дихальної системи визначимо продувку для збиткового режиму:
ωr =q= - ωs+ωn . (4.50)
Оскільки (як це розглядалось у третьому розділі) підсос навколишнього повітря:,
ωn =Kn • ωл , (4.51)
де Кп - коефіцієнт підсосу;
а легеневу вентиляцію ωл можна виразити через споживання кисню ωs газодимозахисником і коефіцієнт S0 його відбору з дихальної суміші:
.gif) (4.52)
то (4.50) можна подати у вигляді:
.gif)
Після підстановки (4.53) у (4.46) отримаємо наступний вираз для визначення об’ємної долі кисню в системі при збитковому режимі роботи:
.gif) (4.54)
.gif) (4.55)
Робота в збитковому режимі відбувається до такого рівня споживання кисню ωs , за якого продувка буде дорівнювати нулю. Вказаний рівень знаходять з рівняння (4.53), прийнявши ωr = 0:
.gif) (4.56)
.gif) (4.57)
При збитковому режимі збільшується об’ємна доля кисню. Якщо відсутні підсоси повітря (Кп=0 ), то гранична доля кисню:
.gif) (4.58)
яка при зменшенні  наближається до об’ємної долі кисню в балоні a. При цьому необхідно відмітити, що при реальних значеннях об’ємної долі кисню a, коефіцієнта підсосу Кп, коефіцієнта відбору  кисню з дихальної суміші, об’єму балона Vс та постійної подачі  значення Сгран знаходиться на рівні 85-98%, що підтверджує небезпечний вплив роботи в РДА на здоров’я газодимозахисників.
Змінювання об’ємної долі кисню в легенево-автоматичному режимі, коли відсутня продувка, знаходиться шляхом підстановки у (4.53)  =0. Після цього вираз (4.46) приймає невизначений вид, оскільки
.gif) , (4.59)
і, відповідно,
Розкриємо невизначеність. У відповідності до правила Лопіталя:
.gif) . (4.60)
Оскільки
.gif)
то .gif) (4.62)
Тоді
.gif) (4.63)
Враховуючи що .gif) , (4.64)
можна записати .gif) (4.65)
З рівнянь (4.64) та (4.65) видно, що при наведеному режимі роботи об’ємна доля кисню не прямує до якоїсь визначеної границі, а безперервно зменшується за лінійним законом і може дорівнювати нулю. Максимальна швидкість зменшення об’ємної долі кисню буде за наявності підсосів повітря, особливо в безкисневому середовищі (при b=0), а за їх відсутності:
.gif) (4.66)
Тобто можливість заазотування дихальної системи при легенево-автоматичному режимі роботи досить реальна. У зв`язку з цим, в РДА з комбінованим способом киснепостачання постійна подача кисню встановлюється в межах від 1,2 до 1,7 л/хв (нормальні умови). Більшість робіт, які виконуються в РДА, пов’язана з меншим середнім споживанням кисню, в результаті чого РДА працює в збитковому режимі досить довго. Час виконання тяжких робіт в РДА без продувки в легенево-автоматичному режимі обмежується фізіологічними можливостями газодимозахисника. Чим більше фізичне навантаження, тим швидше він знижує темп роботи та переходить до безпечного збиткового режиму. Внаслідок цього, під час роботи в легенево-автоматичному режимі об’ємна доля кисню в повітропровідній системі РДА не встигає знизитись до небезпечної межі. Таким чином, безпечність праці по відношенню до за азотування забезпечується за рахунок природного чергування періодів тяжкої та легкої роботи.
Ступінь безпеки дихання при комбінованому способі киснепостачання залежить від вірного вибору постійної подачі кисню. В свій час в респіраторі РКК2 вона дорівнювала 1,2 л/хв. (нормальні умови). Дослідження показали, що такий рівень є недостатнім для забезпечення безпечного рівня вмісту кисню. В РДА фірми “Дрегерверк” вже більше 50 років прийнята постійна подача кисню 1,5 л/хв. У вітчизняних РДА з 1963 року регламентована постійна не менше 1,3 л/хв. (нормальні умови). При такій постійній подачі кисню продувка забезпечує також вилучення з дихальної системи азоту, який виділяється з організму.
Важливою вимогою безпеки дихання в РДА з комбінованим (а також економним) способом киснепостачання є висока об’ємна доля кисню в дихальній системі на початку апарато-зміни. Це досягається під час виконання бойової перевірки РДА трикратної продувки системи через легеневий автомат (вдихи з апарата, видихи в атмосферу) або шляхом заповнення дихального мішка за допомогою байпасу.
|
|
|