Ребризер
Акроним | CCUBA (подводный дыхательный аппарат замкнутого цикла); CCR (ребризер закрытого типа), SCR (ребризер полузакрытого типа) |
---|---|
Использование | Дыхательный набор |
Похожие товары | Аппарат Дэвиса , Автономный дыхательный аппарат , Спасательный капюшон |
Ребризер углекислый представляет собой дыхательный аппарат, который поглощает газ пользователем из выдыхаемого воздуха , обеспечивая возможность повторного дыхания (рециркуляции) по существу неиспользованного содержания кислорода и неиспользованного инертного содержимого, если оно присутствует, при каждом вдохе. Кислород добавляется для восполнения количества, метаболизируемого пользователем. В этом его отличие от дыхательных аппаратов открытого типа, в которых выдыхаемый газ выбрасывается непосредственно в окружающую среду. Цель состоит в том, чтобы продлить срок службы дыхания при ограниченном запасе газа, а также устранить пузырьки, которые в противном случае образуются в системе с открытым контуром. Последнее преимущество перед другими системами полезно для скрытных боевых действий водолазов , а также для беспрепятственного наблюдения за подводной фауной. Под ребризером обычно понимают портативное устройство, которое носит пользователь. Эту же технологию на транспортном средстве или стационарной установке скорее можно назвать системой жизнеобеспечения .
Технология ребризера может использоваться там, где подача дыхательного газа ограничена, например, под водой, в космосе, где окружающая среда токсична или гипоксична (например, при пожаротушении), горноспасательных операциях, операциях на высоте или там, где дыхательный газ специально обогащен или содержит дорогие компоненты, такие как разбавитель гелий или анестезирующие газы.
Ребризеры используются во многих средах: под водой, ребризеры для дайвинга представляют собой тип автономных подводных дыхательных аппаратов , в которых предусмотрены средства как для основной, так и для аварийной подачи газа. На суше они используются в промышленности, где могут присутствовать ядовитые газы или отсутствовать кислород, при тушении пожаров , когда пожарным может потребоваться работать в атмосфере, непосредственно опасной для жизни и здоровья, в течение длительного периода времени, в больничных анестезиологических дыхательных системах для подачи контролируемых концентрации анестезирующих газов для пациентов без загрязнения воздуха, которым дышит персонал, а также на большой высоте, где парциальное давление кислорода низкое, для высотного альпинизма. В аэрокосмической отрасли существуют применения в негерметичных самолетах и для прыжков с парашютом на большой высоте, а также над атмосферой Земли в скафандрах для выхода в открытый космос . Подобная технология используется в системах жизнеобеспечения подводных лодок, аппаратах для подводного плавания, атмосферных водолазных костюмах. , подводные и надводные среды обитания, космические корабли и космические станции, а также в системах утилизации газа, используемых для восстановления больших объемов гелия, используемого при насыщенных погружениях .
Утилизация дыхательного газа происходит за счет технологической сложности и особых опасностей, некоторые из которых зависят от применения и типа используемого ребризера. Масса и объем могут быть больше или меньше разомкнутой цепи в зависимости от обстоятельств. Ребризеры для дайвинга с электронным управлением могут автоматически поддерживать парциальное давление кислорода между программируемыми верхним и нижним пределами или заданными точками и быть интегрированы с декомпрессионными компьютерами для мониторинга состояния декомпрессии дайвера и записи профиля погружения .
Общая концепция
[ редактировать ]Когда человек дышит, организм потребляет кислород и вырабатывает углекислый газ . Для основного метаболизма требуется около 0,25 л/мин кислорода при частоте дыхания около 6 л/мин, а здоровый человек, усердно работающий, может дышать со скоростью 95 л/мин, но метаболизирует только около 4 л/мин кислорода. [ 1 ] Метаболизированный кислород обычно составляет от 4% до 5% вдыхаемого объема при нормальном атмосферном давлении или около 20% доступного кислорода в воздухе на уровне моря . Выдыхаемый воздух на уровне моря содержит примерно от 13,5% до 16% кислорода. [ 2 ]
Ситуация с расточительством кислорода еще более расточительна, когда доля кислорода в дыхательном газе выше, а при подводном плавании сжатие дыхательного газа из-за глубины делает рециркуляцию выдыхаемого газа еще более желательной, так как еще большая доля разомкнутого контура газ тратится впустую. Продолжение повторного вдыхания того же газа приведет к истощению кислорода до уровня, который больше не будет поддерживать сознание и, в конечном итоге, жизнь, поэтому газ, содержащий кислород, необходимо добавлять к дыхательному газу для поддержания необходимой концентрации кислорода. [ 3 ]
Однако, если это сделать без удаления углекислого газа, он будет быстро накапливаться в переработанном газе, что почти сразу же приведет к легкому респираторному расстройству и быстрому развитию дальнейших стадий гиперкапнии или токсичности углекислого газа. Высокая скорость вентиляции обычно необходима для удаления углекислого газа (CO 2 ), продукта метаболизма. Дыхательный рефлекс вызывается концентрацией CO 2 в крови, а не концентрацией кислорода, поэтому даже небольшое накопление CO 2 во вдыхаемом газе быстро становится непереносимым; Если человек попытается напрямую повторно вдохнуть выдыхаемый газ, он вскоре почувствует острое чувство удушья , поэтому ребризеры должны удалять CO 2 с помощью компонента, известного как скруббер углекислого газа . [ 4 ]
Добавляя достаточное количество кислорода для компенсации метаболического использования, удаляя углекислый газ и повторно вдыхая газ, большая часть объема сохраняется. [ 4 ]
ПО 2 (бар) |
Применение и эффект |
---|---|
<0,08 | Кома, в конечном итоге приводящая к смерти |
0.08-0.10 | Бессознательное состояние у большинства людей |
0.09-0.10 | Серьезные признаки/симптомы гипоксии |
0.14-0.16 | Начальные признаки/симптомы гипоксии (нормальный уровень кислорода в окружающей среде в некоторых очень высокогорных районах) |
0.21 | Нормальный кислород окружающей среды (воздух на уровне моря) |
0.35–0.40 | с нормальным Погружение PO 2 насыщением, уровень |
0.50 | Порог воздействия на все тело ; максимальная экспозиция погружения с насыщением |
1.0–1.20 | Общий диапазон для для отдыха уставки замкнутого контура |
1.40 | Рекомендуемый предел для нижнего сектора разомкнутой рекреационной зоны |
1.60 | Предел NOAA для максимального воздействия на работающего дайвера Рекреационный/технический предел декомпрессии |
2.20 | камеры «Sur-D» Коммерческая/военная декомпрессия поверхности на 100% O 2 на глубине 12 метров морской воды |
2.40 | 40% O 2 найтрокса с содержанием для рекомпрессионной обработки Газ для использования в камере при 50 мс.в. |
2.80 | 100% газ для рекомпрессионной обработки O 2 для использования в камере при 18 мс.в. |
3.00 | Газ для рекомпрессионной обработки найтрокса с содержанием 50% O 2 для использования в камере при 50 мс.в. |
Выносливость
[ редактировать ]Срок службы ребризера, продолжительность его безопасного и комфортного использования, зависят от подачи кислорода при скорости потребления кислорода пользователем, а также от способности скруббера удалять углекислый газ со скоростью, которую он производит. пользователь. Эти переменные тесно связаны, поскольку углекислый газ является продуктом метаболического потребления кислорода , хотя и не единственным продуктом. Это не зависит от глубины, за исключением увеличения работы дыхания за счет увеличения плотности газа. [ 4 ]
Архитектура
[ редактировать ]Существует два основных устройства, контролирующих поток дыхательного газа внутри ребризера, известные как маятниковая и петлевая системы.
Маятник
[ редактировать ]В маятниковой конфигурации пользователь вдыхает газ из противолегкого через дыхательный шланг, а выдыхаемый газ возвращается в противолегкое, направляясь обратно через тот же шланг. Скруббер обычно располагается между дыхательным шлангом и противолегочным мешком, а поток газа двунаправленный. Все каналы между пользователем и активным абсорбентом в скруббере представляют собой мертвое пространство – объем, содержащий газ, который повторно вдыхается без изменений со стороны ребризера. Мертвое пространство увеличивается по мере истощения абсорбента. Объем дыхательного шланга должен быть сведен к минимуму, чтобы ограничить мертвое пространство.
Петля
[ редактировать ]В петлевой конфигурации пользователь вдыхает газ через один шланг и выдыхает через второй шланг. Выдыхаемый газ поступает в скруббер с одной стороны и выходит с другой стороны. Может быть одно большое противолегкое с каждой стороны скруббера или два противолегких меньшего размера, по одному с каждой стороны скруббера. Поток идет в одном направлении, что обеспечивается обратными клапанами, которые обычно находятся в дыхательных шлангах в месте их соединения с мундштуком. Только канал потока в мундштуке до разделения между шлангами вдоха и выдоха является мертвым пространством, и на это не влияет объем шланга. [ 6 ]
Компоненты
[ редактировать ]Есть некоторые компоненты, которые являются общими почти для всех персональных портативных ребризеров. К ним относятся компоненты объема дыхания при атмосферном давлении, обычно называемые дыхательным контуром в ребризере с циркуляционным потоком, а также система подачи и управления подпиточным газом.
противолегкое
[ редактировать ]Противолегкое представляет собой герметичный мешок из прочного гибкого материала, который удерживает объем выдыхаемого газа до тех пор, пока он не будет снова вдохнутся. Может быть одно противолегкое или по одному на каждой стороне скруббера, что обеспечивает более равномерную скорость потока газа через скруббер, что может уменьшить работу дыхания и повысить эффективность скруббера за счет более постоянного времени пребывания .
Скруббер
[ редактировать ]Скруббер представляет собой контейнер, наполненный материалом, поглощающим углекислый газ, в основном сильными основаниями , через который проходит выдыхаемый газ для удаления углекислого газа. Абсорбент может быть гранулированным или иметь форму формованного картриджа. [ 7 ] Гранулированный абсорбент может быть изготовлен путем измельчения комков извести и сортировки гранул по размеру или путем формования гранул одинакового размера и формы. [ 8 ] Поток газа через скруббер может идти в одном направлении в петлевом ребризере или в обоих направлениях в маятниковом ребризере. Канистра скруббера обычно имеет входное отверстие на одной стороне и выходное отверстие на другой стороне.
Типичным абсорбентом является натронная известь , состоящая из гидроксида кальция Ca(OH) 2 и гидроксида натрия NaOH. Основным компонентом натронной извести является гидроксид кальция, который относительно дешев и легко доступен. В абсорбенте могут присутствовать и другие компоненты. Гидроксид натрия добавляют для ускорения реакции с углекислым газом. Другие химические вещества могут быть добавлены для предотвращения нежелательных продуктов разложения при использовании со стандартными галогенированными ингаляционными анестетиками. Может быть включен индикатор , показывающий, когда углекислый газ растворился в воде натронной извести и образовал угольную кислоту, изменив pH с основного на кислый, поскольку изменение цвета показывает, что абсорбент достиг насыщения углекислым газом и его необходимо измененный. [ 8 ]
Углекислый газ соединяется с водой или водяным паром, образуя слабую угольную кислоту: CO 2 + H 2 O -> H 2 CO 3 . Он реагирует с гидроксидами с образованием карбонатов и воды в ходе экзотермической реакции. [ 6 ] В промежуточной реакции угольная кислота экзотермически реагирует с гидроксидом натрия с образованием карбоната натрия и воды: H 2 CO 3 + 2NaOH --> Na 2 CO 3 + 2H 2 O + тепло. В конечной реакции карбонат натрия реагирует с гашеной известью (гидроксидом кальция) с образованием карбоната кальция и гидроксида натрия: Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 –> CaCO 3 + 2NaOH. Затем гидроксид натрия снова становится доступным для реакции с большим количеством угольной кислоты. [ 8 ] 100 граммов (3,5 унций) этого абсорбента могут удалить от 15 до 25 литров (от 0,53 до 0,88 куб. футов) углекислого газа при стандартном атмосферном давлении. [ 6 ] [ 8 ] Этот процесс также нагревает и увлажняет воздух, что желательно для погружения в холодную воду или восхождения на большую высоту, но не для работы в жарких условиях.
Другие реакции могут быть использованы в особых обстоятельствах. Гидроксид лития и особенно пероксид лития можно использовать там, где важна малая масса, например, на космических станциях и в скафандрах. Пероксид лития также восполняет кислород во время реакции очистки. [ 9 ]
Другой метод удаления углекислого газа, иногда используемый в портативных ребризерах, - это его вымораживание, что возможно в криогенном ребризере, использующем жидкий кислород. Жидкий кислород поглощает тепло углекислого газа в теплообменнике для преобразования кислорода в газ, которого достаточно для замораживания углекислого газа. Этот процесс также охлаждает газ, что иногда, но не всегда, желательно.
Дыхательные шланги
[ редактировать ]Дыхательный шланг или иногда дыхательная трубка на ребризере представляет собой гибкую трубку, через которую проходит дыхательный газ при атмосферном давлении. Их отличают от шлангов низкого, среднего и высокого давления, которые также могут входить в состав ребризерных аппаратов. Они имеют достаточно широкое отверстие, чтобы минимизировать сопротивление потоку при давлении окружающей среды в рабочем диапазоне оборудования, обычно имеют круглое поперечное сечение и могут иметь гофрированную форму, чтобы позволить голове пользователя перемещаться без разрушения трубки при перегибах. [ 6 ]
Каждый конец имеет герметичное соединение с соседним компонентом и может содержать односторонний клапан, обеспечивающий правильную циркуляцию газа в петлевой системе. В зависимости от применения они могут быть изготовлены из гибкого полимера, эластомера , эластомера, армированного волокном или тканью, или эластомера, покрытого тканой тканью для армирования или устойчивости к истиранию. Если тканый слой приклеен к внешней поверхности, он защищает резину от повреждений от царапин, но затрудняет смывание загрязнений. [ 6 ] Дыхательные шланги обычно имеют два типа гофра. Кольцевые гофры, как показано на фотографии, легче ремонтировать в полевых условиях в случае разрыва или дыры, а спиральные гофры обеспечивают эффективный дренаж после очистки. [ 10 ]
Дыхательные шланги обычно имеют достаточную длину для подсоединения аппарата к голове пользователя при любом положении его головы, но не должны быть излишне длинными, что приведет к дополнительному весу, гидродинамическому сопротивлению , риску зацепиться за предметы или содержать избыточное мертвое пространство в маятнике. ребризер. Дыхательные шланги можно привязать к плечам дайвера или использовать балласт для обеспечения нейтральной плавучести, чтобы минимизировать нагрузку на мундштук.
Мундштук или маска для лица
[ редактировать ]Предусмотрен мундштук с прикусной ручкой , оро-назальная маска , полнолицевая маска или герметичный шлем, чтобы пользователь мог дышать из аппарата без помощи рук.
Подача кислорода
[ редактировать ]Запас кислорода, обычно в виде сжатого газа в баллоне высокого давления, но иногда в виде жидкого кислорода , который подает газообразный кислород в дыхательный объем под атмосферным давлением либо непрерывно, либо когда пользователь управляет клапаном добавления кислорода, либо через регулирующий клапан. в кислородном ребризере, когда объем газа в дыхательном контуре становится низким и давление падает, или в газовом ребризере с электронным управлением, после того как датчик обнаружил недостаточное парциальное давление кислорода и активировал электромагнитный клапан.
Клапаны
[ редактировать ]Клапаны необходимы для регулирования расхода газа в дыхательном объеме и подачи газа из контейнера-хранилища. Они включают в себя:
- Обратные клапаны в дыхательном контуре петлевых ребризеров, которые обеспечивают однонаправленный поток для минимизации мертвого пространства.
- Клапаны для погружения/поверхности на ребризерах для дайвинга, которые предотвращают попадание воды в дыхательный объем, когда загубник снят или пользователь решает дышать окружающим воздухом на поверхности.
- Клапаны подачи газа, включая клапан баллона, позволяющие вытекать газу под высоким давлением из баллона. Пользователь может управлять им вручную для непосредственной подачи подпиточного газа или может подавать газ к регулятору давления, который снижает давление на несколько бар выше давления окружающей среды и подает этот газ промежуточного давления в систему подачи газа, которая может содержать одно или несколько из:
- Клапан подачи с ручным управлением,
- Отверстие постоянного массового расхода или игольчатый клапан для обеспечения непрерывной подачи,
- Легочный клапан, который автоматически добавляет газ, когда объем противолегких слишком мал, а давление в дыхательном объеме падает ниже давления окружающей среды.
- Клапан избыточного давления для выпуска лишнего газа. В основном это используется в ребризерах для дайвинга для компенсации расширения во время всплытия. Избыточный газ также может выходить через уплотнение юбки полнолицевой маски или через нос при использовании мундштука.
Датчики кислорода
[ редактировать ]Датчики кислорода могут использоваться для контроля парциального давления кислорода в ребризерах со смешанным газом, чтобы гарантировать, что оно не выходит за безопасные пределы, но обычно не используются в кислородных ребризерах, поскольку содержание кислорода фиксировано на уровне 100%, а его парциальное давление изменяется только в зависимости от давления окружающей среды.
Варианты системы
[ редактировать ]Ребризеры можно в первую очередь отнести к категории ребризеров для дайвинга, предназначенных для использования в гипербарических условиях, и других ребризеров, используемых при давлениях, немного превышающих нормальное атмосферное давление на уровне моря, чтобы значительно снизить давление окружающей среды на больших высотах и в космосе. Ребризеры для дайвинга часто сталкиваются с трудностями, связанными с предотвращением гипербарической кислородной токсичности, в то время как нормобарические и гипобарические применения могут использовать относительно тривиально простую технологию кислородного ребризера, где нет необходимости контролировать парциальное давление кислорода во время использования, при условии, что давление окружающей среды достаточно.
Ребризеры также можно разделить по функциональному принципу на ребризеры замкнутого и полузамкнутого контура.
- Ребризер с замкнутым контуром : Ребризер с замкнутым контуром добавляет кислород в газ в контуре, чтобы восполнить кислород, используемый в метаболических процессах. В этих процессах не используется газ-разбавитель, поэтому его не добавляют, если объем контура не уменьшается по другим причинам, таким как преднамеренный сброс, промывка или изменение давления окружающей среды. Газ сбрасывается из контура, когда он расширяется при снижении давления или добавляется слишком много. [ нужна ссылка ]
- Ребризер с полузамкнутым контуром, также известный как расширитель газа : ребризер с полузамкнутым контуром либо почти постоянно сбрасывает некоторое количество газа из контура, либо постоянно добавляет газ в контур, и, следовательно, для восполнения объема требуется приток как разбавителя, так и кислорода. Изменения окружающего давления также требуют изменения количества (массы) газа в контуре для поддержания рабочего объема. [ нужна ссылка ]
Кислородные ребризеры
[ редактировать ]Это самый ранний тип ребризера, который с начала двадцатого века широко использовался военно-морскими силами для эвакуации с подводных лодок и водолазных работ на мелководье, для горноспасательных операций, высотного альпинизма и полетов, а также в промышленности. Кислородные ребризеры могут быть удивительно простыми и механически надежными, и они были изобретены до подводного плавания с открытым контуром. Они поставляют только кислород, поэтому нет необходимости контролировать состав газа, кроме удаления углекислого газа. [ 11 ]
Варианты подачи кислорода
[ редактировать ]В некоторых ребризерах кислородный баллон имеет механизмы подачи кислорода параллельно. Один из них — постоянный поток ; другой — ручной двухпозиционный клапан, называемый перепускным клапаном; оба подаются в один и тот же шланг, питающий противолегкое. [ 12 ] Другие подаются через регулирующий клапан на противолегком. Это приведет к добавлению газа в любой момент, когда противолегкое опорожняется и дайвер продолжает вдыхать. Кислород также можно добавить вручную с помощью кнопки, которая активирует автомат по требованию. [ 13 ] Некоторые простые ребризеры кислорода не имели автоматической системы подачи, а имели только клапан ручной подачи, и дайверу приходилось периодически включать клапан, чтобы наполнить дыхательный мешок, когда объем кислорода падал ниже комфортного уровня.
Ребризеры смешанного газа
[ редактировать ]Все ребризеры, кроме кислородных, можно считать ребризерами со смешанным газом, поскольку дыхательный газ представляет собой смесь кислорода и метаболически неактивного газа-разбавителя. Их можно разделить на полузамкнутые контуры, в которых подаваемый газ представляет собой пригодную для дыхания смесь, содержащую кислород и инертные разбавители, обычно азот и гелий, и которая пополняется путем добавления большего количества смеси по мере расходования кислорода, достаточного для поддержания парциальное давление кислорода в контуре, пригодное для дыхания, и ребризеры с замкнутым контуром, в которых используются два параллельных источника газа: разбавитель, обеспечивающий основную часть газа и который рециркулируется, и кислород, который метаболически расходуется. Углекислый газ считается отходом и в правильно функционирующем ребризере эффективно удаляется при прохождении газа через скруббер.
Ребризеры с использованием абсорбента, выделяющего кислород.
[ редактировать ]Было несколько конструкций ребризеров (например, Oxylite), в которых в качестве поглотителя углекислого газа используется супероксид калия , который выделяет кислород при поглощении углекислого газа: 4KO 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 3O 2 . Кислородный баллон небольшого объема необходим для заполнения и продувки контура в начале использования. [ 14 ] Эту технологию можно применять как к кислородным, так и к газовым ребризерам, а также использовать для дайвинга и других целей. Супероксид калия бурно реагирует с жидкой водой, выделяя значительное количество тепла и кислорода и вызывая опасность пожара, поэтому его более успешное применение было для скафандров, пожаротушения и горно-спасательных работ. [ 15 ]
Ребризеры, использующие жидкий кислород.
[ редактировать ]Подачу жидкого кислорода можно использовать для ребризеров с кислородом или газовой смесью. При использовании под водой контейнер с жидким кислородом должен быть хорошо изолирован от передачи тепла от воды. Промышленные комплекты этого типа могут быть непригодны для дайвинга, а комплекты для дайвинга этого типа могут быть непригодны для использования вне воды из-за противоречивых требований к теплопередаче. Резервуар с жидким кислородом комплекта необходимо заполнить непосредственно перед использованием. Примеры этого типа включают в себя:
Криогенный ребризер
[ редактировать ]Криогенный ребризер удаляет углекислый газ, замораживая его в «снежном ящике» за счет низкой температуры, возникающей при испарении жидкого кислорода для замены используемого кислорода.
Области применения
[ редактировать ]- Под водой - как автономный дыхательный аппарат , который иногда называют « аквалангом с замкнутым контуром », в отличие от «акваланга с открытым контуром», когда дайвер выдыхает дыхательный газ в окружающую воду. [ 17 ] Водолазное оборудование с надводным питанием может включать в себя технологию ребризера либо в виде системы рекуперации газа , при которой дыхательный газ, подаваемый с поверхности, возвращается и очищается на поверхности, либо в виде расширителя газа, переносимого дайвером. [ 18 ] [ 19 ] Ребризеры также могут использоваться в качестве автономных систем спасения дайверов для подводного плавания с аквалангом или с поверхности. [ 20 ]
- Горноспасательные и другие промышленные применения – там, где могут присутствовать ядовитые газы или отсутствовать кислород.
- Тушение пожара , при котором персоналу может потребоваться работать в атмосфере, непосредственно опасной для жизни и здоровья, в течение более длительного времени, чем может обеспечить подача воздуха автономным дыхательным аппаратом открытого типа (SCBA).
- Пилотируемые космические корабли и скафандры. , Космическое пространство по сути, представляет собой вакуум без кислорода для поддержания жизни.
- Гималайский или высотный альпинизм . Большая высота снижает парциальное давление кислорода в окружающем воздухе, что снижает способность альпиниста эффективно действовать. Альпинистские ребризеры представляют собой кислородные установки замкнутого цикла, которые обеспечивают альпинисту более высокое парциальное давление кислорода, чем окружающий воздух. [ 21 ]
- Медицинские анестезиологические дыхательные системы – для подачи контролируемых концентраций анестезирующих газов пациентам без загрязнения воздуха, которым дышит персонал, а также для экономии анестезирующего газа.
- В системах жизнеобеспечения подводных лодок , подводных сред обитания и водолазных системах используется система скруббера, работающая по тем же принципам, что и ребризер.
Это можно сравнить с некоторыми применениями дыхательных аппаратов открытого контура:
- Системы обогащения кислородом, в основном используемые медицинскими пациентами, альпинистами на больших высотах и системами экстренной помощи коммерческих самолетов, в которых пользователь вдыхает окружающий воздух, обогащенный добавлением чистого кислорода,
- Дыхательный аппарат открытого контура, используемый пожарными, подводными водолазами и некоторыми альпинистами, который подает свежий газ при каждом вдохе, который затем выбрасывается в окружающую среду.
- Противогазы и респираторы, которые фильтруют загрязняющие вещества из окружающего воздуха, которым затем вдыхают.
Ребризеры для дайвинга
[ редактировать ]В дайвинге используется самое широкое разнообразие типов ребризеров, поскольку последствия дыхания под давлением усложняют требования, и доступен большой выбор вариантов в зависимости от конкретного применения и имеющегося бюджета. Ребризер для дайвинга — это критически важное для безопасности оборудование жизнеобеспечения : некоторые виды отказа могут привести к гибели дайвера без предупреждения, другие могут потребовать немедленной соответствующей реакции для выживания.
Системы рекуперации газа для дайвинга с надводной подачей
[ редактировать ]Система регенерации гелия (или двухтактная система) используется для восстановления дыхательного газа на основе гелия после использования дайвером, когда это более экономично, чем его потеря в окружающую среду в системах с открытым контуром. Восстановленный газ пропускается через систему скруббера для удаления углекислого газа, фильтруется для удаления запахов и нагнетается в контейнеры для хранения, где он может быть смешан с кислородом до необходимого состава для повторного использования либо немедленно, либо позже.
Системы жизнеобеспечения водолазных систем насыщения
[ редактировать ]Система жизнеобеспечения обеспечивает дыхательный газ и другие услуги для поддержания жизни личного состава, находящегося под давлением в жилых камерах и закрытом водолазном колоколе. Он включает в себя следующие компоненты: [ 22 ]
- Оборудование для подачи, распределения и переработки дыхательных газов: скрубберы, фильтры, бустеры, компрессоры, установки для смешивания, мониторинга и хранения.
- Система климат-контроля камеры – контроль температуры и влажности, фильтрация газа
- Аппаратура КИП, управления, контроля и связи
- Системы пожаротушения
- Санитарные системы
Система жизнеобеспечения колокола обеспечивает и контролирует основную подачу дыхательного газа, а станция управления следит за его размещением и связью с водолазами. Первичная подача газа, электропитание и связь с колоколом осуществляются через шлангокабель колокола, состоящий из ряда шлангов и электрических кабелей, скрученных вместе и развернутых как единое целое. [ 23 ] Это распространяется на дайверов через водолазные шлангокабели. [ 22 ]
Система жизнеобеспечения помещения поддерживает условия в камере в пределах, приемлемых для здоровья и комфорта находящихся в помещении. Температура, влажность, качество дыхательного газа, системы санитарии и функционирование оборудования контролируются и контролируются. [ 23 ]
Атмосферные гидрокостюмы
[ редактировать ]Атмосферный водолазный костюм представляет собой небольшой одноместный шарнирно-сочлененный подводный аппарат примерно антропоморфной формы с шарнирами конечностей, обеспечивающими шарнирное соединение под внешним давлением при поддержании внутреннего давления в одну атмосферу. Подача дыхательного газа может осуществляться с поверхности через шлангокабель или из ребризера, закрепленного на костюме. Ребризер для аварийной подачи газа также может быть установлен на костюм с наземной подачей или ребризером для основного дыхательного газа. Поскольку внутреннее давление поддерживается на уровне одной атмосферы, риск острой кислородной токсичности отсутствует. Это применение для подводного дайвинга, но оно имеет больше общего с промышленным применением, чем с ребризерами для подводного плавания под атмосферным давлением.
Промышленные и спасательные автономные ребризеры
[ редактировать ]применяются различные критерии проектирования К ребризерам SCBA , предназначенным только для использования вне воды, :
- На компонентах нет изменений давления окружающей среды. Противолегкое может быть размещено для комфорта и удобства.
- Охлаждение газа в дыхательном контуре может быть желательным, поскольку абсорбент выделяет тепло при реакции с диоксидом углерода, а нагрев газа не приветствуется в жарких промышленных условиях, таких как пожаротушение и глубокие шахты. [ 24 ]
- Абсорбирующие контейнеры в некоторых случаях могут полагаться на гравитацию для предотвращения образования каналов.
- Если используется полнолицевая маска, она может иметь смотровые окна, предназначенные для удобства или улучшения поля зрения, и они не обязательно должны быть плоскими и параллельными, чтобы предотвратить искажение зрения, как под водой. [ 24 ]
- При использовании ребризеров для пожаротушения необходимо уделить внимание тому, чтобы сделать комплект достаточно огнестойким и защитить его от тепла и воздействия мусора. [ 24 ]
- Необходимости быстро отказаться от комплекта может не возникнуть, а ремни безопасности могут не нуждаться в быстром расстегивании.
- Плавучесть не имеет значения, но вес может иметь решающее значение. Хороший эргономичный дизайн, обеспечивающий удобство переноски, комфорт и баланс, важны там, где устройство можно носить в ограниченном пространстве, карабкаясь и пролезая через небольшие щели. [ 24 ]
- Для создания небольшого положительного давления в дыхательном контуре можно использовать подпружиненную систему противолегочного давления, чтобы предотвратить попадание вредного газа, если маска прилегает не идеально. [ 24 ]
- Нет никаких ограничений из-за физиологических эффектов дыхания под давлением. Сложные газовые смеси не нужны. Обычно можно использовать кислородные ребризеры, что значительно упрощает конструкцию и повышает надежность механизма.
- Может быть установлена система, позволяющая пользователю получать доступ к питьевой воде из мешка. Для регулирования потока можно использовать прикусной клапан. [ 24 ]
- Возможна установка радиоголосовой связи. [ 24 ]
- Для обеспечения минимальной подачи свежего газа можно использовать систему постоянного массового расхода с регулирующим клапаном для добавления газа в случае опорожнения контура. [ 24 ]
- Подача газа и продолжительность абсорбента обычно подбираются по эффективности. [ 24 ]
- Изоляция может потребоваться для дыхательного контура при использовании при минусовых температурах, когда замерзание абсорбента может снизить его эффективность. [ 24 ]
- Может быть предусмотрен водоотделитель для сбора конденсированной воды из реакции абсорбента и продуктов метаболизма. [ 24 ]
- Функции мониторинга могут включать в себя: [ 24 ]
- Давление в цилиндре (аналоговое и цифровое)
- Предполагаемая оставшаяся продолжительность использования до активации предупреждения об остаточном низком давлении
- Индикация температуры
- Автоматическая запись предупреждающих сигналов
- Оптические и/или акустические предупреждающие сигналы могут быть предусмотрены для: [ 24 ]
- Низкое давление газа в цилиндре
- Тревога срабатывает из-за отсутствия движения пользователя
- Сигнализация с ручным включением.
Ребризеры для альпинизма
[ редактировать ]Ребризеры для альпинизма обеспечивают кислород в более высокой концентрации, чем он доступен из атмосферного воздуха в естественной гипоксической среде. Они должны быть легкими и надежными в сильные морозы, в том числе не задохнуться от мороза. [ 25 ] Проблема высокого уровня отказов систем из-за сильного холода не решена. [ нужна ссылка ] Вдыхание чистого кислорода приводит к повышенному парциальному давлению кислорода в крови: у альпиниста, вдыхающего чистый кислород на вершине Эвереста , парциальное давление кислорода выше, чем у альпиниста, вдыхающего чистый кислород на уровне моря. Это приводит к возможности прилагать большие физические усилия на высоте. Экзотермическая реакция помогает предотвратить замерзание содержимого скруббера и помогает снизить потери тепла пользователем.
Как химический, так и сжатый газовый кислород использовались в экспериментальных кислородных системах замкнутого цикла – впервые на Эвересте в 1938 году . В экспедиции 1953 года оборудование замкнутого цикла использовалось кислородное , разработанное Томом Бурдиллоном и его отцом для первой штурмовой группы Бурдиллона и Эванса ; с одним «дюралевым» баллоном со сжатым кислородом емкостью 800 л и канистрой с натронной известью (вторая (успешная) штурмовая группа Хиллари и Тенцинга использовала аппаратуру открытого типа). [ 26 ]
Ребризеры для негерметичных самолетов и высотных парашютных прыжков.
[ редактировать ]Требования и условия работы аналогичны альпинистским, но вес не является проблемой. Советский ребризер IDA71 также выпускался в высотном варианте, который работал как кислородный ребризер.
Системы анестезии
[ редактировать ]Аппараты для анестезии могут быть сконфигурированы как ребризеры для подачи кислорода и анестезирующих газов пациенту во время операции или других процедур, требующих седации. В машине присутствует абсорбент для удаления углекислого газа из контура. [ 27 ]
Для наркозных аппаратов могут использоваться как полузамкнутые, так и полностью закрытые системы контура, а также используются двухтактные (маятниковые) системы с двумя направленными потоками и однонаправленные петлевые системы. [ 28 ] Дыхательный контур аппарата с петлевой конфигурацией имеет два однонаправленных клапана, так что к пациенту поступает только очищенный газ, а выдыхаемый газ возвращается в аппарат. [ 27 ]
Анестезиологический аппарат также может подавать газ пациентам, находящимся на искусственной вентиляции легких, которые не могут дышать самостоятельно. [ 29 ] отходящих газов Система удаления удаляет любые газы из операционной, чтобы избежать загрязнения окружающей среды. [ 30 ]
Космические костюмы
[ редактировать ]Одна из функций скафандра — обеспечение пользователя дыхательным газом. Это можно сделать через шлангокабель от систем жизнеобеспечения космического корабля или среды обитания или от основной системы жизнеобеспечения, установленной на скафандре. Обе эти системы используют технологию ребризера, поскольку они удаляют углекислый газ из дыхательного газа и добавляют кислород, чтобы компенсировать кислород, используемый пользователем. В скафандрах обычно используются кислородные ребризеры, поскольку это позволяет снизить давление в скафандре, что дает пользователю большую свободу движений.
Системы жизнеобеспечения среды обитания
[ редактировать ]Подводные лодки , подводные жилые помещения , бомбоубежища, космические станции и другие жилые помещения, в которых проживают несколько человек в течение средних и длительных периодов времени при ограниченном запасе газа, в принципе эквивалентны ребризерам замкнутого цикла, но обычно полагаются на механическую циркуляцию дыхательного газа через скрубберы.
Безопасность
[ редактировать ]Существует несколько проблем с безопасностью ребризерного оборудования, и они, как правило, более серьезны в ребризерах для дайвинга.
Опасности
[ редактировать ]Некоторые опасности связаны с тем, как работает оборудование, тогда как другие связаны с окружающей средой, в которой используется оборудование, поскольку ребризеры обычно используются там, где нет окружающей среды, пригодной для дыхания.
Гипоксия
[ редактировать ]Гипоксия может возникнуть в любом ребризере, который содержит достаточно инертного газа, позволяющего дышать без автоматического добавления газа.
В кислородном ребризере это может произойти, если петля недостаточно продута в начале использования. Продувка представляет собой замену исходного содержания газа свежим газом, и ее, возможно, придется повторить для полного удаления инертного газа. Продувку следует производить при выдохе из устройства, чтобы инертный газ в легких и тканях тела пользователя, попадающий в контур, также удалялся из системы.
Накопление углекислого газа
[ редактировать ]Накопление углекислого газа произойдет, если скрубберная среда отсутствует, плохо упакована, неадекватна или исчерпана. Нормальное человеческое тело довольно чувствительно к парциальному давлению углекислого газа, и пользователь заметит его повышение. Однако нечасто можно сделать многое для устранения проблемы, за исключением замены на другой источник дыхательного газа до тех пор, пока скруббер не будет переупакован. Продолжение использования ребризера с неэффективным скруббером невозможно в течение длительного времени, поскольку уровни станут токсичными, и у пользователя возникнет сильнейшее расстройство дыхания, что в конечном итоге приведет к потере сознания и смерти. Скорость развития этих проблем зависит от объема контура и скорости метаболизма пользователя в данный момент.
Накопление углекислого газа также может произойти, когда сочетание напряжения и работы дыхания превышает возможности пользователя. Если это происходит, когда пользователь не может в достаточной степени снизить нагрузку, исправить это может оказаться невозможно. Эта проблема чаще возникает при использовании ребризеров для дайвинга на глубинах, где плотность дыхательного газа сильно повышена. [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] Единственный выход — выпустить выдыхаемый воздух за пределы закрытой системы, не допуская повторного использования кислорода и тем самым увеличивая использование газовой смеси, но это возможно не во всех областях применения.
Утечка токсичных газов в дыхательный контур
[ редактировать ]Промышленные ребризеры часто используются там, где окружающий воздух загрязнен и может быть токсичным. Части петли во время вдоха будут находиться под давлением немного ниже внешнего давления окружающей среды, и если контур не герметичен, внешние газы могут просачиваться внутрь. Это особая проблема вокруг края полнолицевой маски, где резиновая юбка маски должен плотно прилегать к лицу пользователя.
Пожароопасность высокой концентрации кислорода
[ редактировать ]Высокое парциальное давление кислорода значительно увеличивает опасность пожара, и многие материалы, которые самозатухают в атмосферном воздухе, будут гореть непрерывно при высокой концентрации кислорода. Это представляет большую опасность для наземных целей, таких как спасательные операции и пожаротушение, чем для дайвинга, где риск возгорания относительно невелик.
Каустический коктейль
[ редактировать ]Вызвано затоплением контура, достигающим канистры с абсорбентом, поэтому применимо только в погружных применениях.
Режимы отказа
[ редактировать ]Неисправность скруббера
[ редактировать ]Термин «прорыв» означает неспособность скруббера продолжать удалять достаточное количество углекислого газа из газа, циркулирующего в контуре. Это неизбежно произойдет, если скруббер будет использоваться слишком долго, но в некоторых случаях это может произойти преждевременно. Есть несколько причин, по которым скруббер может выйти из строя или стать менее эффективным:
- Полное потребление активного ингредиента при «общем прорыве». В зависимости от конструкции скруббера и рабочей нагрузки пользователя это может происходить постепенно, позволяя пользователю вовремя узнать о проблеме, чтобы совершить контролируемый выход или аварийный выход из строя для размыкания цепи, или относительно внезапно, вызывая срочную или экстренную реакцию.
- В обход абсорбента. Абсорбирующие гранулы должны быть упакованы плотно, чтобы весь выдыхаемый газ контактировал с поверхностью натронной извести, а конструкция канистры исключает наличие больших пространств или зазоров между абсорбирующими гранулами или между гранулами и стенками канистры, которые могли бы позволить газу обходить стороной. контакт с абсорбентом. Если какие-либо уплотнения, такие как уплотнительные кольца или прокладки, предотвращающие обход скруббера, отсутствуют или не установлены должным образом, или если канистра скруббера неправильно упакована или установлена, это может привести к тому, что выдыхаемый газ может пройти в обход скруббера. абсорбент, и скребок будет менее эффективным. Этот режим разрушения также называется «туннельным», когда абсорбент оседает, образуя пустоты внутри контейнера. Обход вызовет неожиданный ранний прорыв.
- Когда газовая смесь находится под давлением на глубине, молекулы газа упакованы более плотно, а средний путь молекул углекислого газа между столкновениями короче, поэтому они не так свободно перемещаются, чтобы достичь поглощающей поверхности, и требуют более длительного времени. время пребывания . Из-за этого эффекта скруббер для глубоких погружений должен быть больше, чем требуется для мелководного, промышленного или высокогорного ребризера.
- Поглотитель углекислого газа может быть едким и вызывать ожоги глаз, слизистых оболочек и кожи. Смесь воды и абсорбента образуется при затоплении скруббера и в зависимости от используемых химикатов может вызывать меловой привкус или ощущение жжения, если загрязненная вода достигает мундштука, что должно побудить дайвера переключиться на альтернативный источник дыхательного газа и прополоскать рот водой. Дайверам-ребризерам это известно как едкий коктейль . Чрезмерное увлажнение абсорбента также снижает скорость удаления углекислого газа и может вызвать преждевременный прорыв, даже если едкая жидкость не достигнет дайвера. Также может увеличиться работа дыхания. Многие современные абсорбенты для ребризеров для дайвинга сконструированы таким образом, чтобы не выделять едкую жидкость при намокании. [ нужны разъяснения ]
- При работе при температуре ниже нуля (в основном при восхождении в горы) химикаты для мокрых скрубберов могут замерзнуть при замене кислородных баллонов, в то время как происходит пауза в экзотермической реакции поглощения углекислого газа, что предотвращает попадание углекислого газа в материал скруббера и замедляет реакция при повторном использовании.
Другие режимы отказа
[ редактировать ]- В ребризерах для дайвинга может произойти затопление объема окружающего давления.
- Возможна утечка газа в объем окружающего давления или из него. Поскольку объем потерянного или полученного газа, скорее всего, будет очень небольшим, это наиболее актуально, когда окружающая среда содержит токсичные газы или пары.
- Неисправность контроля кислорода может привести к неправильному парциальному давлению кислорода в дыхательном газе. Это актуально только для газовых ребризеров, используемых для дайвинга.
- Отказ системы впрыска газа также в основном является проблемой ребризеров для дайвинга на смеси газа. Системы впрыска газа кислородных ребризеров, как правило, прочны и надежны, и в случае их выхода из строя их можно отключить вручную, и эту форму отказа можно определить по неподходящему объему газа в объеме ребризера под давлением окружающей среды.
История
[ редактировать ]Ранняя история
[ редактировать ]Около 1620 года Корнелиус Дреббель обнаружил, что при нагревании селитры ( нитрата калия ) образуется кислород. [ 34 ]
Первый базовый ребризер, основанный на поглощении углекислого газа , был запатентован во Франции в 1808 году Пьером-Мари Тубуликом из Бреста , механиком . Императорского флота Наполеона Эта ранняя конструкция ребризера работала с кислородным резервуаром, при этом кислород постепенно доставлялся дайвером и циркулировал по замкнутому контуру через губку , пропитанную известковой водой , раствором гидроксида кальция в воде. [ 35 ] [ 36 ] Тубулик назвал свое изобретение Ихтиоандре (по-гречески «человек-рыба»). [ 37 ] [ нужна ссылка ] Нет никаких свидетельств того, что прототип был изготовлен.
Прототип ребризера был построен в 1849 году Пьером Эмабле Де Сен-Симоном Сикаром . [ 38 ]
В 1853 году профессор Т. Шванн представил ребризер в Бельгийской академии наук . [ 39 ] [ 36 ] Он имел большой кислородный баллон, установленный сзади, с рабочим давлением около 13,3 бар и два скруббера с губками , пропитанными раствором каустической соды . [ 36 ]
Рабочие ребризеры
[ редактировать ]Первый коммерчески практичный акваланг замкнутого цикла был спроектирован и построен инженером-водолазом Генри Флюссом в 1878 году, когда он работал на Зибе Гормана в Лондоне. [ 40 ] [ 12 ] Его автономный дыхательный аппарат состоял из резиновой маски, соединенной с дыхательным мешком, с (по оценкам) 50–60% O 2, подаваемого из медного резервуара, и CO 2, очищаемого веревочной нитью, пропитанной раствором едкого поташа; система дает продолжительность около трех часов. [ 12 ] [ 41 ] Флёсс испытал свое устройство в 1879 году, проведя час под водой в резервуаре с водой, а неделю спустя нырнув на глубину 5,5 м в открытой воде, и в этом случае он получил легкую травму, когда помощники резко вытащили его на поверхность.
Его аппарат был впервые использован в рабочих условиях в 1880 году Александром Ламбертом, ведущим водолазом на проекте строительства туннеля Северн , который смог преодолеть 1000 футов в темноте, чтобы закрыть несколько затопленных шлюзовых дверей в туннеле; это свело на нет все его усилия со стандартной водолазной одеждой из-за опасности загрязнения шланга подачи воздуха затопленными обломками и сильных потоков воды в выработках. [ 12 ] В 1880 году Флёсс использовал ребризер для проверки шахты Сихэм в Великобритании после взрыва газа. [ 36 ]
Флёсс и Зибе Горбан разработали дыхательный аппарат «Прото» для горноспасательных операций в 1911 году. [ 36 ]
Флюсс постоянно совершенствовал свой аппарат, добавляя регулятор потребности и резервуары, способные удерживать большее количество кислорода при более высоком давлении. Сэр Роберт Дэвис , глава компании Siebe Gorman , усовершенствовал кислородный ребризер в 1910 году. [ 12 ] [ 41 ] с изобретением подводного спасательного аппарата Дэвиса , первого практического ребризера, выпускаемого в больших количествах. Хотя он изначально предназначался в качестве аварийного спасательного аппарата для экипажей подводных лодок , вскоре он стал использоваться и для дайвинга , представляя собой удобный аппарат для погружения на мелководье с тридцатиминутным сроком службы. [ 41 ] и как промышленный дыхательный комплект .
Установка включала в себя резиновый дыхательный/плавучий мешок, содержащий канистру с гидроксидом бария для очистки выдыхаемого CO 2 и стальной баллон в нижнем конце мешка, вмещавший примерно 56 литров кислорода под давлением 120 бар. Баллон был снабжен регулирующим клапаном и соединен с дыхательным мешком . Открытие клапана баллона привело к попаданию кислорода в мешок и повышению его давления до давления окружающей воды. В комплект снаряжения также входила сумка для экстренной плавучести в передней части, которая помогала пользователю удерживаться на плаву. DSEA был принят на вооружение Королевского флота после дальнейшей разработки Дэвисом в 1927 году. [ 42 ] На его основе были созданы различные промышленные кислородные ребризеры, такие как Siebe Gorman Salvus и Siebe Gorman Proto , изобретенные в начале 1900-х годов.
Профессор Жорж Жобер изобрел химическое соединение оксилит в 1907 году. Это была форма пероксида натрия (Na 2 O 2 ) или супероксида натрия (NaO 2 ). Поглощая углекислый газ в скруббере ребризера, он выделяет кислород. Этот состав был впервые включен в конструкцию ребризера капитаном СС Холлом и доктором О. Рисом из Королевского флота в 1909 году. Хотя он предназначался для использования в качестве спасательного устройства с подводной лодки, он никогда не был принят Королевским флотом и вместо этого использовался для мелководных операций. подводное плавание. [ 41 ]
В 1912 году немецкая фирма Dräger начала серийное производство собственной версии стандартного водолазного костюма с подачей воздуха от ребризера. Аппарат был изобретен несколькими годами ранее Германом Штельцнером, инженером компании Dräger. [ 43 ] для горноспасательной службы . [ 44 ]
В 1930-х годах, после нескольких трагических происшествий в 1920-х годах, ВМС США начали оснащать подводные лодки классов «Порпойз» и «Сальмон» примитивными ребризерами, называемыми «легкими Момсена» , которые использовались до 1960-х годов.
Ребризеры во время Второй мировой войны
[ редактировать ]В 1930-х годах итальянские спортивные подводные охотники начали использовать ребризер Дэвиса ; Итальянские производители получили лицензию от английских патентообладателей на его производство. Эта практика вскоре привлекла внимание ВМС Италии , которые разработали значительно модернизированную модель, разработанную Тезео Тезеи и Анджело Беллони , которая использовалась его подразделением водолазов Decima Flottiglia MAS с хорошими результатами во время Второй мировой войны. [ 41 ]
Во время Второй мировой войны ребризеры пленных итальянских водолазов повлияли на усовершенствованную конструкцию британских ребризеров. [ 41 ] В дыхательных комплектах многих британских водолазов использовались кислородные баллоны для дыхания экипажей, спасенные от сбитых немецких самолетов Люфтваффе . Самый ранний из этих дыхательных наборов, возможно, представлял собой модифицированный подводный спасательный аппарат Дэвиса ; их полнолицевые маски были типа, предназначенного для Siebe Gorman Salvus , но в более поздних операциях использовались разные конструкции, в результате чего появилась полнолицевая маска с одним большим лицевым окном, сначала круглым или овальным, а затем прямоугольным (в основном плоским, но стороны загнуты назад). чтобы обеспечить лучший обзор вбок). Ранние ребризеры британских водолазов имели прямоугольные противолегкие на груди, как и ребризеры итальянских водолазов, но более поздние модели имели квадратную выемку в верхней части противолегких, чтобы они могли простираться дальше к плечам. Спереди у них был резиновый воротник, который закреплялся вокруг баллона с абсорбентом. [ 41 ] Некоторые водолазы британских вооруженных сил использовали громоздкие толстые водолазные костюмы, называемые костюмами Сладена ; одна из версий имела откидную лицевую панель для обоих глаз, позволяющую пользователю поднести бинокль к глазам, когда он находится на поверхности.
Ребризеры Dräger, особенно модельные серии DM20 и DM40, использовались немецкими водолазами в шлемах и немецкими водолазами во время Второй мировой войны . Ребризеры для ВМС США были разработаны доктором Кристианом Дж. Ламбертсеном для ведения подводной войны. [ 45 ] [ 46 ] Ламбертсен провел первый в США курс по использованию кислородного ребризера замкнутого цикла для Управления стратегических служб морского подразделения Военно-морской академии 17 мая 1943 года. [ 46 ] [ 47 ]
Во время и после Второй мировой войны в вооруженных силах возникла необходимость погружаться глубже, чем позволяет чистый кислород. Это побудило, по крайней мере, в Британии, к разработке простых вариантов «смесевых ребризеров» с постоянным потоком некоторых из их кислородных ребризеров для дайвинга (= того, что сейчас называется « найтрокс »): SCMBA от SCBA ( дыхательного аппарата пловца-каноэиста ) и CDMBA. от Siebe Gorman CDBA , добавив дополнительный баллон подачи газа. Перед погружением с таким набором дайвер должен был знать максимальную или рабочую глубину своего погружения, а также то, как быстро его организм использует запас кислорода, и исходя из этого рассчитать, на какой уровень установить скорость потока газа в ребризере.
После Второй мировой войны
[ редактировать ]Пионер дайвинга Ганс Хасс использовал кислородные ребризеры Dräger в начале 1940-х годов для подводной съемки.
Из-за военной важности ребризера, наглядно продемонстрированной во время военно-морских кампаний Второй мировой войны , большинство правительств не хотели предоставлять эту технологию в общественное достояние. В Великобритании использование ребризеров гражданскими лицами было незначительным, и BSAC официально запретил использование ребризеров своими членами. Итальянские фирмы Pirelli и Cressi-Sub сначала продавали по модели ребризера для спортивного дайвинга, но через некоторое время прекратили выпуск этих моделей. Некоторые самодельные ребризеры использовались спелеологами для проникновения в отстойники пещер .
Большинство альпинистов-высотников используют кислородное оборудование открытого типа; Экспедиция на Эверест 1953 года использовала кислородное оборудование как замкнутого, так и открытого контура: см. кислород в баллонах .
В конце концов, холодная война закончилась, и в 1989 году коммунистический блок распался , и в результате предполагаемый риск диверсионных атак со стороны боевых водолазов уменьшился, и у западных вооруженных сил было меньше оснований требовать патенты на гражданские ребризеры , а также автоматические и полуавтоматические развлекательные погружения. ребризеры с датчиками парциального давления кислорода начали появляться .
Производители и модели
[ редактировать ]Промышленность/спасение:
- Aerophor Блэкетта - ребризер полузамкнутого типа с найтроксом и хранилищем сжиженного газа, производимый в Англии с 1910 года для использования в горноспасательных операциях и других промышленных целях. [ нужна ссылка ]
- Сабля безопасности
- SEFA (аппарат с выбранным повышенным потоком) - промышленный кислородный ребризер, ранее производимый Sabre Safety, с продолжительностью работы 2 часа при наполнении. [ нужна ссылка ]
- Зибе Горман - британский производитель водолазного снаряжения и подрядчик по спасению.
- Savox представлял собой кислородный ребризер с продолжительностью использования 45 минут. Он не имел жесткого корпуса и носился спереди тела. [ 16 ]
- Siebe Gorman Salvus - Кислородный ребризер для промышленных спасательных операций и мелководья
- Siebe Gorman Proto – промышленный спасательный ребризер
- IDA71 - российский военный ребризер для подводного и высокогорного использования.
Другие:
Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к нему . ( октябрь 2022 г. ) |
См. также
[ редактировать ]- Скруббер углекислого газа - устройство, которое поглощает углекислый газ из циркулирующего газа.
- Комплект для спасения – автономный дыхательный аппарат, обеспечивающий отвод газа из опасной среды.
- Первичная система жизнеобеспечения , также известная как портативная система жизнеобеспечения — устройство жизнеобеспечения для скафандра.
- Автономный дыхательный аппарат ( SCBA ) – система подачи дыхательного газа, переносимая пользователем (наземные (промышленные) дыхательные комплекты, включая ребризеры)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Программа дайвинга NOAA (США) (28 февраля 2001 г.). Джойнер, Джеймс Т. (ред.). Руководство NOAA по дайвингу, Дайвинг для науки и технологий (4-е изд.). Силвер-Спринг, Мэриленд: Национальное управление океанических и атмосферных исследований, Управление океанических и атмосферных исследований, Национальная программа подводных исследований. ISBN 978-0-941332-70-5 . Компакт-диск подготовлен и распространен Национальной службой технической информации (NTIS) в партнерстве с NOAA и Best Publishing Company.
- ^ Дхами, PS; Чопра, Г.; Шривастава, Х.Н. (2015). Учебник биологии . Джаландхар, Пенджаб: Публикации Прадипа. стр. В/101.
- ^ ВМС США (1 декабря 2016 г.). Руководство ВМС США по дайвингу, редакция 7 SS521-AG-PRO-010 0910-LP-115-1921 (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Командование морских систем ВМС США. Глава 15. Подводные дыхательные аппараты замкнутого контура с электронным управлением (EC-UBA) для дайвинга, раздел 15-2. Принципы работы.
- ^ Джеймс В. Миллер, изд. (1979). «Рис 2.4». Руководство NOAA по дайвингу (2-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство торговли США – Национальное управление океанографии и атмосферы. стр. 2–7.
- ^ Jump up to: а б с д и Одом, Дж. (август 1999 г.). Введение в ребризеры полузамкнутого контура: серия ребризеров для отдыха Dräger (PDF) (редакция 4a). Международный Технический Дайвинг, 1995.
- ^ Гант, Николас; ван Ваарт, Ханна; Эшворт, Эдвард Т.; Месли, Питер; Митчелл, Саймон Дж. (декабрь 2019 г.). «Эффективность картриджных и гранулированных поглотителей углекислого газа в ребризере для дайвинга замкнутого цикла» . Дайвинг и гипербарическая медицина . 49 (4): 298–303. дои : 10.28920/dhm49.4.298-303 . ПМК 7039778 . ПМИД 31828749 .
- ^ Jump up to: а б с д Сэндхэм, Джон, изд. (2009). «Статьи EBME и клинической инженерии: Производство натронной извести» . www.ebme.co.uk. Проверено 24 октября 2022 г.
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1984). Химия элементов . Оксфорд: Пергамон Пресс . ISBN 978-0-08-022057-4 .
- ^ Бозаник, Джеффри Э. (2010). Освоение ребризеров (2-е изд.). Флагстафф, Аризона: Лучшая издательская компания. п. 198. ИСБН 978-1-930536-57-9 .
- ^ Олдер, П. (1969). «Теоретические соображения при проектировании кислородного дыхательного оборудования замкнутого цикла» . Королевский военно-морской флот Австралии, Школа подводной медицины . РАНСУМ -4-69. Архивировано из оригинала 9 мая 2008 года . Проверено 14 июня 2008 г.
{{cite journal}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с д и Дэвис, Р.Х. (1955). Глубокое погружение и подводные операции (6-е изд.). Толуорт, Сурбитон, Суррей: Siebe Gorman & Company Ltd. п. 693.
- ^ ВМС США (2006). «Глава 19: Дайвинг с кислородом UBA в замкнутом контуре». Руководство по водолазному делу ВМС США, 6-я редакция . США: Командование морских систем ВМС США. стр. 19–9 . Проверено 15 июня 2008 г.
- ^ Келли, Дж.С.; Херрон, Дж. М.; Дин, WW; Сундстрем, Э.Б. (1968). «Механические и эксплуатационные испытания российского ребризера «Супероксид»» . Технический отчет экспериментального водолазного подразделения ВМС США . НЕДУ-Оценка-11-68. Архивировано из оригинала 9 мая 2008 года . Проверено 31 января 2009 г.
{{cite journal}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Холквист, Джордан Б.; Клаус, Дэвид М.; Граф, Джон К. (13–17 июля 2014 г.). Характеристика супероксида калия и новая конфигурация насадочного слоя для оживления воздуха в закрытой среде (PDF) . 44-я Международная конференция по экологическим системам ICES-2014-192. Тусон, Аризона.
- ^ Jump up to: а б Робинсон, Брайан. Тейлор, Фионн (ред.). «Дыхательный аппарат» . История горного дела Боба . Проверено 27 декабря 2013 г.
- ^ Ричардсон, Дрю; Мендуно, Майкл; Шривз, Карл (1996). «Материалы Ребризер-форума 2.0» . Семинар по дайвингу и технологиям. : 286. Архивировано из оригинала 15 сентября 2008 года . Проверено 20 августа 2008 г.
{{cite journal}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ «DESCO 29019 Гелиевый водолазный шлем ВМС США с двойным выпускным клапаном» . ДЕСКО . Проверено 2 июля 2019 г.
- ^ «Идем вглубь» . www.divingheritage.com . Проверено 2 июля 2019 г.
- ^ «Шлем для восстановления OBS A/S» . DiveScrap Index — альбом истории дайвинга . Проверено 2 июля 2019 г.
- ^ Роксбург, Х.Л. (1947). «Кислородное оборудование для восхождения на Эверест» . Географический журнал . 109 (4/6): 207–16. дои : 10.2307/1789440 . JSTOR 1789440 . Проверено 5 августа 2023 г. - через JSTOR.
- ^ Jump up to: а б Кроуфорд, Дж. (2016). «8.5.1 Системы рекуперации гелия». Практика морской установки (переработанная ред.). Баттерворт-Хайнеманн. стр. 150–155. ISBN 9781483163192 .
- ^ Jump up to: а б Персонал ВМС США (2006 г.). «15» . Руководство по водолазному делу ВМС США, 6-я редакция . США: Командование морских систем ВМС США . Проверено 15 июня 2008 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м «Дыхательный аппарат Dräger PSS BG 4 plus» (PDF) . www.draeger.com . Проверено 30 октября 2022 г.
- ^ Хендрикс, Дэвид М; Поллок, Нил В.; Натоли, Майкл Дж; Хоббс, Джин В .; Габриэлова, Ивана; Ванн, Ричард Д. (1999). «Эффективность альпинистской кислородной маски на высоте 4572 м.». В: Роуч Р.К., Вагнер П.Д., Хакетт П.Х. Гипоксия: в следующее тысячелетие (серия «Достижения экспериментальной медицины и биологии») . Клювер Академик: Нью-Йорк: 387–388.
- ^ Хант, Джон (1953). Восхождение на Эверест . Лондон: Ходдер и Стоутон. стр. 257–262 .
- ^ Jump up to: а б персонал (18 августа 2003 г.). «Дыхательный контур» . Университет Флориды . Проверено 25 апреля 2013 г.
- ^ Равишанкар, М. «Дыхательные аппараты для анестезии: углубленный обзор» . www.capnography.com . Архивировано из оригинала 17 мая 2013 года . Проверено 30 апреля 2013 г.
- ^ персонал (18 августа 2003 г.). «Механические и ручные системы вентиляции» . Университет Флориды . Проверено 25 апреля 2013 г.
- ^ персонал (18 августа 2003 г.). «Система очистки» . Университет Флориды . Проверено 25 апреля 2013 г.
- ^ Митчелл, Саймон Дж.; Кронье, Франс Дж.; Мейнджес, Вашингтон Джек; Бритц, Герми К. (2007). «Смертельная дыхательная недостаточность во время «технического» погружения с ребризером при экстремальном давлении» . Авиационная, космическая и экологическая медицина . 78 (2): 81–86. ПМИД 17310877 . Проверено 21 ноября 2019 г.
- ^ Митчелл, Саймон (август 2008 г.). «Четвертое: удержание углекислого газа». В Маунте, Том; Дитури, Джозеф (ред.). Энциклопедия разведки и дайвинга на смешанном газе (1-е изд.). Майами-Шорс, Флорида: Международная ассоциация дайверов на найтроксе. стр. 279–286. ISBN 978-0-915539-10-9 .
- ^ Митчелл, Саймон (2015). «Дыхательная недостаточность в техническом дайвинге» . www.youtube.com . ДАН Южная Африка . Проверено 6 октября 2021 г.
- ^ «Корнелиус Дреббель: изобретатель подводной лодки» . Голландские подводные лодки . Архивировано из оригинала 30 мая 2012 г. Проверено 23 февраля 2008 г.
- ^ Бауэ, Эрик (19 октября 2003 г.). «Avec ou sans Bulles? (С пузырьками или без)» . La Plongée Souterrain (на французском языке). plongeesout.com. Введение . Проверено 5 февраля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Дыхательный аппарат в горнодобывающей промышленности: не задерживайте дыхание» . Австралийский журнал по безопасности шахт . 19 октября 2020 г. Проверено 31 октября 2022 г.
- ^ Бауэ, Эрик. «Ихтиоандр (иллюстрация)» . Подземное погружение (на французском языке). Plungesout.com . Проверено 5 февраля 2017 г.
- ^ Изобретение Сен-Симона Сикара, упомянутое на веб-сайте Musée du Scaphandre (музей дайвинга в Эпалионе, на юге Франции)
- ^ Бек, Джанвиллем. «Теодор Шванн» . Проверено 23 февраля 2008 г.
- ^ «Генри Альберт Флёсс» . scubahalloffame.com . Архивировано из оригинала 12 января 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Квик, Д. (1970). «История кислородных подводных дыхательных аппаратов замкнутого цикла» . Королевский военно-морской флот Австралии, Школа подводной медицины . РАНСУМ -1-70. Архивировано из оригинала 9 мая 2008 года . Проверено 3 марта 2009 г.
{{cite journal}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Пол Кемп (1990). Подводная лодка Т-класса – классический британский дизайн . Оружие и доспехи. п. 105. ИСБН 0-85368-958-Х .
- ^ «Водолазные шлемы Dräger» . Дрегерверк . www.divingheritage.com . Проверено 12 декабря 2016 г.
- ^ Бек, Янвиллем (ред.). «Фотографии спасательного аппарата Draeger 1907 года» . Проверено 19 декабря 2017 г.
- ^ Ванн Р.Д. (2004). «Ламбертсен и О2: начало оперативной физиологии» . Подводный Гиперб Мед . 31 (1): 21–31. ПМИД 15233157 . Архивировано из оригинала 13 июня 2008 года . Проверено 25 апреля 2008 г.
{{cite journal}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Батлер, ФК (2004). «Кислородное погружение с закрытым контуром в ВМС США» . Подводный Гиперб Мед . 31 (1): 3–20. ПМИД 15233156 . Архивировано из оригинала 13 июня 2008 года . Проверено 25 апреля 2008 г.
{{cite journal}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Хокинс Т. (январь – март 2000 г.). «ОСС Маритайм». Взрыв . 32 (1).
Внешние ссылки
[ редактировать ]- СМИ, связанные с ребризерами, на Викискладе?
- Дыхательные системы для анестезии
- Документ NIOSH № 123, озаглавленный «Переоценка ограничений NIOSH и меры предосторожности для безопасного использования автономных дыхательных аппаратов замкнутого цикла с положительным давлением», доступен на веб-сайте web.archive.org.