ДА с открытым контуром
В автономных дыхательных аппаратах с открытым контуром выдыхаемый воздух выпускается в атмосферу, и не используется повторно. В стандарте 30 CFR 11 не определено, какой газ может использоваться для дыхания, но почти всегда используют воздух. Нельзя использовать сжатый кислород в аппаратах, предназначенных для работы на сжатом воздухе, поскольку при контакте кислорода с маслом или другими посторонними веществами в таком устройстве может произойти возгорание. Практически стандарт 30 CFR 11 запрещает сертифицировать любое устройство, которое может использоваться с кислородом и с воздухом. Принято правило безопасности:
НЕЛЬЗЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ КИСЛОРОД В УСТРОЙСТВАХ, КОТОРЫЕ НЕ СПРОЕКТИРОВАНЫ ПОД ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
На Фиг. 2-45 показано типичный автономный ДА с открытым контуром. Баллон со сжатым воздухом (давление 6.8-15.2 МПа / 2000-4500 psi) подаёт воздух в регулятор, который уменьшает давление и подаёт его под маску. Этот регулятор также контролирует расход воздуха, подавая его по потребности. Регулятор устанавливают или прямо на лицевой части, или с помощью гибкого гофрированного шланга соединяют регулятор с лицевой частью, обычно - полнолицевой маской.
Фиг. 2-45. Автономный дыхательный аппарат с открытым контуром
Поскольку это устройство подаёт столько воздуха, сколько его требуется для дыхания, без какого-либо повторного использования, продолжительность работы дыхательного аппарата с открытым контуром обычно меньше, чем у ДА с закрытым контуром. У большинства ДА с открытым контуром продолжительность работы 30-60 минут, судя по результатам испытаний на дыхательной машине NIOSH, согласно стандарту 30 CFR 11 (11.85-10). Как вспомогательное устройство для эвакуации на шахтах NIOSH сертифицирует ДА с продолжительностью работы менее часа, но не меньше 30 минут. ДА с открытым контуром широко используются пожарниками и в промышленности. ДА с продолжительностью работы менее 30 минут сертифицируются только как самоспасатели для эвакуации. Такие ДА также сертифицируются для совместного использования вместе со шланговыми респираторами.
Существуют 2 вида ДА с открытым контуром - с подачей воздуха по потребности и с подачей по потребности под давлением. Между ними имеется важное различие, и его лучше объяснить, описав работу регулятора подачи воздуха ДА с открытым контуром. В регулятор ДА с открытым контуром с подачей по потребности из баллона под давлением примерно 7 МПа (2000 psi) поступает воздух и попадает на главный клапан (Фиг. 2-46). Перепускной клапан пропускает воздух под маску при поломке регулятора. Двухступенчатый регулятор, расположенный за основным клапаном, понижает давление до примерно 0.35 - 0.7 МПа (50-100 psi) - перед впускным клапаном, который открывается при перемещении диафрагмы и связанных с ней рычагов. Этот клапан остаётся закрытым до тех пор, пока избыточное давление под маской (при выдохе) отжимает диафрагму от клапана. При вдохе под маской возникает разрежение, и диафрагма сжимается, открывая впускной клапан и впуская воздух под маску. Другими словами, воздух подаётся под маску только тогда, когда он там требуется рабочему (при вдохе), по потребности. Это и дало название режиму работы регулятора.
Недавние исследования показали, что степень защиты ДА с подачей воздуха по потребности нисколько не выше, чем у фильтрующих респираторов с такой же лицевой частью. Поэтому такие ДА нельзя использовать в атмосфере, мгновенно-опасной для жизни и здоровья. Как и ДА с закрытым контуром, они могут обеспечить требуемый уровень защиты при недостатке кислорода в воздухе рабочей зоны.
Регулятор, обеспечивающий подачу воздуха по потребности под давлением, или регулятор избыточного давления, очень похож на описанный выше регулятор. Но в отличие от регулятора подачи по потребности, у него между диафрагмой и наружной стороной регулятора имеется пружина. Пружина давит на клапан, стремясь держать его постоянно слегка открытым. Теоретически это должно привести к непрерывной подаче воздуха под маску. Это и произошло бы, если бы в лицевой части у всех ДА с подачей воздуха по потребности под давлением не было специального клапана выдоха, поддерживающего под маской избыточное давление 380 - 760 Па (1.5-3 дюйма вод. столба). Клапан выдоха открывается только в том случае, когда давление превышает это значение. Сочетание модифицированного регулятора и специального клапана выдоха постоянно поддерживает избыточное давление под лицевой частью респиратора. В некоторых случаях во время работы в зоне дыхания может возникнуть очень кратковременное разрежение, хотя регулятор и подаёт воздуха больше, чем это требуется рабочему.
Фиг. 2-46 Регулятор подачи воздуха (по потребности) автономного дыхательного аппарата с открытым контуром
Из-за избыточного давления под маской воздух в зазорах и неплотностях движется из-под маски наружу, что предотвращает попадание вредных веществ под маску. Поэтому ДА с подачей воздуха по потребности под давлением обеспечивает высокий уровень защиты. Вопреки распространённому мнению, продолжительность работы такого ДА при хорошем прилегании маски к лицу такая же, как и у ДА с подачей воздуха по потребности. Любые утечки увеличивают расход воздуха и сокращают продолжительность работы.
НЕЛЬЗЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЛИЦЕВУЮ ЧАСТЬ (МАСКУ) С КЛАПАНОМ ВЫДОХА, ПРЕДНАЗНАЧЕНЫМ ДЛЯ РАБОТЫ "ПО ПОТРЕБНОСТИ" С РЕГУЛЯТОРОМ, ПОДАЮЩИМ ВОЗДУХ ПОД МАСКУ ПО ПОТРЕБНОСТИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, ПОСКОЛЬКУ ТАКОЙ КЛАПАН БУДЕТ НЕПРЕРЫВНО ВЫПУСКПТЬ ВОЗДУХ НАРУЖУ, И ОН БЫСТРО ЗАКОНЧИТСЯ
Некоторые ДА с открытым контуром могут переключаться с подачи воздуха "по потребности" на подачу "по потребности под давлением". Первый режим используется при одевании и регулировке - чтобы сберечь запас воздуха, а во время работы устройство переключается на подачу по потребности под давлением.
Для дополнительной защиты к всем сертифицируемым ДА, предназначенным для входа в загрязнённую атмосферу, должны иметься:
- манометр или жидкостный "уровневый" манометр, которые должны быть в поле зрения рабочего и должны показывать остаток воздуха в баллоне/ах.
- индикатор или специальная сигнализация, предупреждающее устройство, которое должно предупреждать рабочего, подавая сигнал тревоги, когда до окончания времени работы устройства (или оставшегося запаса воздуха) хватит на 20-25% от полной продолжительности работы.
- перепускной клапан, позволяющий подавать воздух под маску в обход регуляторов давления и регулятора подачи - если какой-нибудь из них испортится.
- давления и регулятора подачи - если какой-нибудь из них испортится.
- специальные разъёмы, которые не позволяют использовать части от ДА на сжатом или жидком кислороде с частями ДА на сжатом или сжиженном воздухе.
Чтобы решить, какой ДА использовать - с закрытым или с открытым контуром - нужно знать содержание кислорода и степень загрязнённости воздуха рабочей зоны. Поскольку ДА с подачей по потребности продолжают использоваться во многих отраслях промышленности, то MSHA и NIOSH продолжают сертифицировать оба типа ДА. Но, конечно, при работе в атмосфере, мгновенно-опасной для жизни и здоровья, следует использовать только ДА с подачей воздуха по потребности под давлением.
Отдельно сертифицируются ДА для входа в мгновенно-опасную для жизни и здоровья атмосферу, и для эвакуации из неё (самоспасатели). У таких самоспасателей обычно небольшая продолжительность работы (3, 5 и 10 минут), и небольшие масса и размеры. Баллон со сжатым воздухом располагается на спине или на бедре, а клапан подачи воздуха - в легко доступном месте для мгновенного открывания.
Лицевая часть должна одеваться быстро, за счёт простого затягивания ремней оголовья, или такой ДА (самоспасатель) снабжается быстро одеваемым капюшоном. На Фиг. 2-47 показаны такие самоспасатели с капюшонами.
Фиг. 2-47. Дыхательный аппарат для эвакуации - самоспасатель
Полезная информация: