ГДЗС. Учебник Под общей редакцией д т. н., профессора Е. А. Мешалкина пожкнига москва 2004
 Скачать 10.69 Mb.
|
|
Самоспасатели (фильтрующие и изолирующие) служат для защиты органов дыхания человека при выходе из аварийного участка с отравленной атмосферой на свежий воздух, те. для спасения без посторонней помощи (помещения метро, подвалы большой площади и протяженности, трюмы судов, шахты). Наибольшее распространением в России, до последнего времени, получили кислородные изолирующие противогазы. Противогаз, работающий на принципе регенерации (восстановления) выдыхаемого воздуха, был изобретен в 1853 году профессором Льежского университета (Бельгия) Шванном. В последующем, на протяжении столетия, шло их усовершенствование. Кислородные изолирующие противогазы классифицируют последующим признакам. В зависимости от условий применения они делятся на две группы основные (рабочие) и вспомогательные. В зависимости от способа резервирования кислорода противогазы делятся натри группы: с газообразным медицинским кислородом (КИП, Урал и т.д.); с жидким медицинским кислородом (РХ-1 (СССР, "Кемокс" (США) и др.); с химически связанным кислородом (в регенеративном кисло- родосодержащем продукте на основе надперекисей щелочных металлов) (СПИ-20, ШСС-1, ПДУ-3 и др.). В зависимости от контура движения выдыхаемой газовой смеси в аппарате кислородные изолирующие противогазы делятся натри группы: с круговой схемой дыхания, при которой очищение выдыхаемого воздуха от углекислого газа происходит за один цикл; с маятниковой, при которой очищение выдыхаемого воздуха от углекислого газа происходит за два цикла с полумаятниковой схемой дыхания, отличающейся от круговой схемы отсутствием клапана выдоха. Первые отечественные противогазы изолирующего типа были изготовлены на Орлово-Еленовской станции горноспасательного оборудования в 1925 году. В 1930 году был создан КИП. В 1939 году на основе модернизации КИП-3 был создан КИП, получивший широкое применение при тушении пожаров. В 1947 году создается КИП, а также РКК-1 и РКК-2 (респиратор Ковшова и Кузьменко). В 1949 году был сконструирован новый тип противогаза "Урал. С 1967 года промышленностью выпускался КИП. На вооружении пожарной охраны сейчас находится несколько типов кислородных изолирующих противогазов (КИП, Р-12М, Р, РВЛ, Урал-7, Урал. В настоящее время в пожарной охране применяются кислородные изолирующие противогазы как правило с х часовым временем защитного действия. Наиболее широкое применение получили КИП с подачей сжатого кислорода через систему клапанов и редукторов с поглощением углекислого газа, работающие по круговой (замкнутой) схеме дыхания. В противогазах этого типа выдыхаемый воздух, содержащий большое количество кислорода, не выбрасывается в атмосферу, а восстанавливается и повторно используется для дыхания. В регенеративном противогазе дыхание производится по замкнутому циклу, изолированному от внешней среды. Время работы в противогазе зависит только от количества и поглощающих свойств химпоглотителя регенеративного патрона и запаса кислорода в баллончике. При работе в таких аппаратах значительно изменяется нормальное дыхание в результате- повышенного процентного содержания углекислого газа и кислорода во вдыхаемом воздухе, причем количество последнего вовремя работы подвержено значительным колебаниям- повышения процентного содержания азота в системе противогаза- повышения температуры и влажности вдыхаемого воздуха- увеличенного сопротивления дыханию по замкнутому циклу про- тивогаза. К недостаткам данного типа противогаза следует отнести сложность устройства и ухода, необходимость процесса обучения ручного состава обращению с противогазом, зависимость времени работы в противогазе от качества химического поглотителя, относительно высокую стоимость аппаратов. Этот тип противогазов имеет и свои достоинства надежность в работе, малый вес, небольшие габариты, достаточное время защитного действия, постоянная готовность к применению, возможность работы в аппарате отдельными периодами с выключением и последующим включением без потери общего времени защитного действия. Одним из направлений создания новой кислородно-дыхательной аппаратуры явилась разработка регенеративных противогазов на химически связанном кислороде. Анализ респираторов, в которых используется сжатый газообразный кислорода очистка вдыхаемого воздуха от углекислого газа осуществляется известковым поглотителем — ХП-И, показывает, что возможности улучшения условий дыхания в них и снижения веса практически исчерпаны при сохранении первоначального срока защитного действия. Анализ характеристик КИП на химически связанном кислороде показывает, что они имеют большое будущее, так как при сравнительно малом весе могут иметь большой срок защитного действия с улучшенными микрокли- матическими условиями дыхания в них. В КИП с химически связанным кислородом, кроме маятниковой системы дыхания, применяют также и круговую. В качестве сорбента в настоящее время применяют кислородосо- держащий продукт ОКЧ-2 на основе надперекиси калия. Применение данного сорбента позволяет создать аппарат с более низким весом, лучшими условиями дыхания, более низкой температурой и влажностью вдыхаемого воздуха, чему существующих респираторов. Как известно, это направление позволяет разработать легкий защитный аппарат, весьма простой конструкции, в котором время защитного действия пропорционально физической нагрузке газодымозащитника, Кроме того, положительной особенностью сорбента, содержащего химически связанный кислород, является то, что он не только выделяет кислородно и поглощает углекислый газ и влагу из выдыхаемого воздуха. Самоспасатели с химически связанным кислородом (СИП и т.д.) показали высокую надежность и хорошие эксплуатационные характеристики. Гарантированный срок их хранения около лета в случае проведения их сервисного обслуживания может быть увеличен до 10 лет. Простота конструкции обеспечивает быстрое его использование, экономичность расхода кислорода позволяет выдержать любые физические нагрузки, обеспечивая в режиме покоя время защитного действия до нескольких часов. В 1964 году в НИИГД (г. Донецк) были начаты исследования и разработка регенеративных респираторов на жидком кислороде. Главное преимущество этого направления заключается в возможности использования жидкого кислорода в качестве холодильного и дыхательного агента. Это позволяет достичь комфортных условий дыхания и значительно упростить конструкцию аппарата. В тоже время следует отметить, что принцип совмещения холодильной и дыхательной системы позволяет уменьшить вес заряда кислорода. Испаряющийся кислород подается в систему респиратора в количестве, значительно превышающем потребность человека для дыхания, в результате чего часть выдыхаемого воздуха, равная избыточной подаче кислорода, постоянно удаляется из системы аппарата. Жидкий кислород находится в металлическом двустенном резервуаре, обычно теплоизолированном пено- полиуретаном, и покрытом снаружи стеклопластиком. Внутри резервуар заполняется асбестовой ватой, адсорбирующей жидкий кислород. Сжиженный кислород заливается в резервуар непосредственно перед началом работы в противогазе, после чего в течение всего времени защитного действия он испаряется и поступает в воздуховодную систему. Один литр жидкого кислорода образует 850 л (НУ) газообразного кислорода. Масса резервуара для жидкого кислорода меньше, чем масса баллона для сжатого кислорода, поскольку сжиженный кислород в аппарате хранится при давлении, близком к атмосферному. Поэтому в КИП с жидким кислородом создается значительный запас газа при относительно малом объеме резервуара и его небольшой массе. Схема работы такого аппарата следующая. При включении в респиратор открывают вентиль резервуара для хранения жидкого кислорода, который испаряется и поступает вдыхательный мешок. При вдохе прохладный воздух проходит из дыхательного мешка через шланг вдоха и поступает в легкие человека. При выдохе воздух проходит через шланг выдоха, регенеративный патрон, где он очищается от углекислого газа и поступает вдыхательный мешок. Вдыхательном мешке происходит смешивание очищенного от углекислого газа выдыхаемого воздуха с холодными сухим кислородом, вступающим из резервуара. При переполнении дыхательного мешка лишний воздух удаляется через избыточный клапан, который останавливается на линии выдоха перед регенеративным патроном. Аппараты на жидком кислороде имеют следующие отличительные особенности- обеспечивают дыхание прохладным воздухом- удаление выдыхаемого воздуха до регенеративного патрона позволяет уменьшить заряд поглотителя- значительная простота конструкции отсутствует редуктор, легочный автомат, байпас, финиметр; - не имеют системы высокого давления, давление в резервуаре лишь незначительно отличается от атмосферного. Данным КИП присущи и недостатки, к которым уносятся- сложность контроля над степенью использования жидкого кислорода в аппарате (контроль производится по часам, что не является полностью достоверным показателем- снаряжение аппарата жидким кислородом должно производиться непосредственно перед началом работы- сложная конструкция теплоизолирования резервуара для хранения запаса кислорода- пожароопасность аппарата при механических повреждениях корпуса. Перспективным направлением в деле создания и конструирования изолирующих противогазов может рассматриваться идея Д.Г. Левицкого, который в 1911 году предложил изолирующий противогаз, работающий на принципе регенерации воздуха жидким кислородом. Он показал, что противогаз, работающий на жидком кислороде, во-первых, обеспечивает значительную экономию веса противогаза (одного литра жидкого кислорода достаточно для работы в течение около 9 часов при работе средней тяжести). Во-вторых, используя низкую температуру кипения кислорода (-183°С) для вымораживания углекислого газа (для чего достаточна температура — 53 С, можно полностью обойтись без регенеративного патрона. Однако промышленное производство таких аппаратов защиты не осуществляется. Известно направление создания аппаратов защиты, в которых используется способ получения кислорода, заключающийся в смешивании карбоната натрия Na 2 CO 3 и пероксида водорода НО с жидким или водорастворимым катализатором, в результате чего начинается генерация кислорода. В последнее время дыхательные аппараты со сжатым воздухом (ДАСВ) завоевывают все большее признание у работников пожарной охраны. Несмотря на то, что КИП отличаются большой надежностью, относительно небольшой массой и значительным временем защитного действия, они обладают рядом существенных недостатков, которые исключают дальнейшее применение КИП в качестве основного СИЗОД в пожарной охране. При передвижении и выполнении различных видов работ такие физические показатели человека, как частота сердечных сокращений (ЧСС), легочная вентиляция, частота дыхания, артериальное давление значительно 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 (СО, раздражающих дыхательный центр и влекущих за собой рост величины легочной вентиляции- выделение смесей с высокой температурой (Си относительной влажностью до 100%; - повышение концентрации кислорода. Все эти факторы действуют на организм человека в виде единого комплекса, ухудшая физиологическое состояние человека и вызывая в организме патологические отклонения. Применение КИП при возможных контактах с маслами и нефтепродуктами опасно. Иногда, хотя редко, не исключена возможность загорания или взрыва КИП от толчков и ударов в случае нарушения каналов, по которым проходит кислород, при работе в среде, содержащей горючие, легковоспламеняющиеся и взрывчатые вещества. При работе в среде с низкой температурой, не исключены неисправности из-за замерзания каналов, по которым поступает кислород, примерзание клапанов к седлам, снижение пластичных свойств резины дыхательного мешка, шлем-маски и т.п. И самое главное, при работе в среде с отрицательной температурой резко сокращается срок защитного действия КИП вследствие ухудшения поглощающей способности ХП-И. КИП не защищает пользователя от среды с наличием АХОВ. Из-за отсутствия запасов ХП-И и медицинского кислорода объем практических тренировок газодымозащитников с использованием КИП сокращен. В связи с этим снижается боеготовность и профессиональное мастерство газодымозащитников и звеньев ГДЗС. Функционирование ГДЗС с применением КИП, в настоящее время, не обеспечено материальными и финансовыми ресурсами. Выделяемых средств федерального бюджета, бюджетов субъектов Российской Федерации и иных источников финансирования недостаточно даже для приобретения расходных материалов. ГПС России является единственной противопожарной службой в мире, деятельность которой по тушению пожаров в задымленных и загазованных объектах основывалась на приоритетном использовании КИП. Поэтому возник вопрос о поэтапном переходе газодымозащитной службы России с использования КИП на ДАСВ. Идея использования сжатого воздуха при работе в непригодной для дыхания среде была предложена в 1871 году русским инженером АИ. Лоды- гиным. Первый аппарат, работающий на сжатом воздухе и представляющий собой эластичный, газонепроницаемый мешок, наполняемый воздухом под нормальным давлением, сконструировал мичман А. Хотынский в году. Однако он не нашел широкого применения, поскольку запас воздуха обеспечивал возможность работы в течение нескольких минут. В дальнейшем, по мере развития техники получения сжатого воздуха, эластичные мешки были заменены большими баллонами, и время защитного действия аппаратов возросло домин. Появилась группа изолирующих аппаратов резервуарного типа с разомкнутым циклом дыхания. Современные ДАСВ подразделяются натри типа автономные, шланговые и комбинированные (универсальные. Принципиальное отличие их заключается в способе обеспечения воздухом работающего в аппарате. Работа резервуарных аппаратов основана на принципе пульсирующей подачи воздуха для дыхания (только на вдох) по открытой схеме, тес выдохом в атмосферу. При этом исключается перемешивание выдыхаемого воздуха с вдыхаемым, или повторное его использование, как это происходит в аппаратах с замкнутой схемой дыхания. Дыхание в резервуарных аппаратах осуществляется последующей схеме: сжатый воздух поступает в легкие человека через маску, соединенную с дыхательным автоматом, а выдох производится непосредственно в атмосферу. Выпускаемые ДАСВ различаются между собой лишь внешним оформлением и конструктивными особенностями отдельных узлов. Основными частями резервуарных аппаратов являются баллоны сжатого воздуха, дыхательный (легочный) автомат, редуцирующее устройство, приборы контроля над расходом воздуха, каркас для крепления и монтажа частей аппарата. По числу баллонов резервуарные аппараты разделяются на одно- двух- и трехбаллонные. Баллоны аппаратов служат резервуарами для сжатого воздуха, используемого придыхании. В аппаратах применяются малолитражные баллоны емкостью 1-12 л рабочим давлением 15-30 МПа (150- 300 кгс/см 2 ). Данную группу аппаратов отличает простота конструкции высокая степень надежности, низкая температура вдыхаемого воздуха незначительное сопротивление на вдохе. При использовании эти аппаратов отсутствует опасность кислородного голодания из-за заазотирования системы аппарата, как это случается при использовании аппаратов с замкнутой схемой дыхания. В данных аппаратах возможна работа в средах, содержащих легковоспламеняющиеся и взрывчатые вещества, так как отсутствует опасный для масел и других веществ чистый кислород. Основными недостатками СИЗОД этого типа являются- малый срок защитного действия, вызванный неэкономным расходованием воздуха- значительные веси габариты- относительная сложность зарядки воздушных баллонов. Зная способы защиты органов дыхания от вредного влияния продуктов сгорания, ядовитых газов и паров, можно определить условия применения тех или иных средств защиты для каждого конкретного случая. Контрольные вопросы к главе 2: 1. Особенности дыхания и кровообращения. Принцип газообмена в легких. Контроль за пульсом. Особенности дыхания. Особенности влияния продуктов горения и окружающей среды на организм человека. Классификация средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения ГЛАВА 3. ФИЛЬТРУЮЩИЕ И ШЛАНГОВЫЕ ПРОТИВОГАЗЫ. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ 3.1. Основные технические требования Независимо от конструктивных особенностей аппаратов и противогазов, основные требования, предъявляемые к их защитным возможностям, делятся на несколько групп: защитная эффективность, характеризуется коэффициентами защиты (К з ), коэффициентом проникания (К) вредных веществ и др.; время защитного действия, надежность в эксплуатации, хранении и транспортировании; эргономические показателя, последствия влияния СИЗОД на организм человека; техническая совершенность конструкции аппарата, включающая в себя показатели эстетического исполнения, стандартизации и унификации отдельных узлов и деталей, экономичности и технологичности. Одной из основных характеристик СИЗОД является коэффициент защиты К з . Он обозначает кратность снижения концентраций вредного вещества, содержащегося в воздухе рабочей зоны, которую обеспечивает данное средство защиты. Для определения К з экспериментально находят коэффициент проникания К, выражающий отношения концентрации вредного вещества в подмасочном пространстве (C° m , C° v ) к концентрации этого вещества в окружающем воздухе (С, С o v m o m C C C C К = = (3.1) где: C° m и С — соответственно массовая концентрация газов во вдыхаемом воздухе и окружающей среде, мг/м 3 ; C° v и С — соответственно объемная доля газа во вдыхаемом воздухе ив окружающей среде, По величине коэффициента проникания вычисляется коэффициент эффективной защиты СИЗОД по формуле: К з = 1/К. (3.2) Коэффициент защиты (К з ) должен превышать коэффициент токсической опасности среды (Кто) и сохранять свои защитные свойства после длительного хранения и транспортирования при температуре воздуха от -40°С до +С, атмосферном давлении от 70,0 кПа до 125,0 кПа, а также при работе в среде, характеризующейся сочетанием некоторых из приведенных в табл. 3.1 факторов |