Какой элемент дыхательного аппарата служит для обеспечения избыточного давления

Обновлено: 04.07.2024

АВТОНОМНЫЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ – это аппарат, предназначенный для защиты человека от вредных веществ, содержащихся в воздухе. Имеет независимый от окружающей среды источник снабжения дыхательной смесью. Используют как одно из наиболее надежных средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения, кожи лица при ликвидации аварий на химически опасных объектах, при тушении пожара и проведении аварийно-спасательных работ. некоторые виды таких аппаратов (несколько упрощенные) используют для самоспасения (эвакуации). По принципу действия и конструктивному исполнению а. д. а. разделяются на аппараты с замкнутой схемой дыхания (кислородные изолирующие противогазы и самоспасатели) и аппараты с открытой схемой дыхания (аппараты со сжатым воздухом).

А. д. а. открытого типа со сжатым воздухом – аппарат с портативным(носимым) устройством подачи сжатого воздуха, не зависящий от окружающей среды. При вдохе воздух из баллона (баллонов) через редуктор, снижающий давление, поступает в органы дыхания; при выдохе (без рециркуляции) выбрасывается непосредственно в окружающую среду. в большинстве таких аппаратов наряду с редуктором для обеспечения экономного (по потребности) расходования запаса воздуха используется и легочный автомат, который на время выдоха перекрывает подачу воздуха из баллона. Эти аппараты просты в исполнении и надежны, безопасны из-за отсутствия кислородных баллонов высокого давления. в аппаратах такого типа используются в основном цилиндрические тонкостенные стальные или композитные баллоны, рассчитанные на давление до 29,4 МПа (300 кгс/см 2 ).

Д е й с т в и е а п п а р а т а. Сжатый воздух из баллона (баллонов) через запорный вентиль поступает на вход редуктора (газового регулятора давления), где давление сжатого воздуха снижается до безопасного уровня. Редуцированный воздух поступает на вход легочного автомата, который подает его непосредственно в подмасочное пространство лицевой части при вдохе и прекращает подачу при выдохе. выдыхаемый воздух через клапан выдоха, смонтированный на маске, выбрасывается в окружающую среду. такая схема организации дыхания называется о т к р ы т о й. аппарат снабжен устройствами контроля и сигнализации для обеспечения информации об исчерпании запаса воздуха. в воздухопроводящую систему встраивается звуковой сигнализатор (обычно размещается рядом с манометром или в полости легочного автомата).

Л и ц е в а я ч а с т ь – полнолицевая маска с панорамным стеклом, изготовляемым из ударопрочного полимерного материала (поликарбоната). на случай вывода пострадавшего из опасной зоны, используя запас воздуха в аппарате спасателя, в состав аппарата рекомендуется также включать противогазовую шлем-маску с легочным автоматом без избыточного давления, шланг которого легко соединяется со специальным шлангом на аппарате с помощью устройства типа шарового замка.

А. д. а. открытого типа со сжатым воздухом для самоспасения– аппарат с самостоятельной циркуляцией (принудительной подачей) сжатого воздуха, без сигнального устройства. Используется с капюшоном. Предназначен только для эвакуации. Подача воздуха осуществляется от баллона высокого давления к капюшону через редуктор (без легочного автомата), с постоянным расходом воздуха.

А. д. а. закрытого типа со сжатым кислородом – аппарат, не зависящий от окружающей среды, в котором используется сжатый кислород. выдыхаемый воздух очищается от диоксида углерода (углекислого газа), обогащается кислородом и поступает в дыхательный мешок. При вдохе подается очищенный и обогащенный кислородом воздух из дыхательного мешка. Распространенным аппаратом такого типа является кислородный изолирующий противогаз (КИП), предназначенный для автономной защиты органов дыхания и зрения, кожи лица путем их полной изоляции от вредных и опасных факторов окружающей среды. Используют при выполнении работ, связанных с ликвидацией аварий и их последствий, а также при тушении пожаров и в атмосфере, не пригодной для дыхания.

В с о с т а в КИП со сжатым кислородом входят: лицевая часть; клапанная коробка; дыхательный мешок с предохранительным клапаном; регенеративный патрон;

кислородный баллон с вентилем; легочный автомат в блоке с редуктором; звуковой сигнализатор; выносной манометр; гофротрубки вдоха и выдоха. Эти составные части и узлы противогаза, за исключением лицевой части с клапанной коробкой, манометром и гофротрубками, размещаются в жестком металлическом корпусе с крышкой и ремнями, который носят на спине.

Д е й с т в и е а п п а р а т а. При выдохе газовая смесь из лицевой части проходит через клапан и гофротрубку выдоха в регенеративный патрон, содержащий химический поглотитель. Известковый порошок, поглощая углекислый газ и водяные пары, очищает выдыхаемую газовую смесь, которая затем поступает в дыхательный мешок. В дыхательном мешке она обогащается кислородом из кислородного баллона, проходя в дозированном объеме через клапанное устройство легочного автомата.

Дыхательный мешок выполняет функцию резервуара необходимого объема воздуха, обеспечивающего нормальное дыхание. При вдохе обогащенная кислородом дыхательная смесь из дыхательного мешка через звуковое сигнальное устройство, гофротрубку и клапан вдоха поступает в лицевую часть. Если кислорода на вдохе недостаточно и в дыхательном мешке создается разряжение, то открывается клапан легочного автомата, через который подается кислород. При избыточном количестве дыхательная смесь выходит в окружающую среду через предохранительный клапан. Кислород можно подавать в дыхательный мешок вручную – путем нажатия кнопки легочного автомата. в этом случае он поступает из баллона через редуктор. Запас кислорода контролируется по выносному манометру. Звуковая сигнализация срабатывает, когда вентиль кислородного баллона закрыт или когда давление падает до 35–20 кгс/см2.

Противогазами такого типа снабжают газоспасательные и противопожарные формирования. Пользоваться ими может персонал, прошедший медицинское освидетельствование и специальную подготовку. Работать в КИП можно в течение 90–100 мин. наиболее распространенным отечественным а. д. а. закрытого типа со сжатым кислородом является кислородный изолирующий противогаз КИП-8, имеющий следующие основные технические характеристики: сопротивление дыханию (при легочной вентиляции 30 л/мин), мм вод. ст.: на вдохе с выключенным звуковым сигналом – не более 35 с включенным звуковым сигналом – не более 250 на выдохе 40 емкость кислородного баллона, л 1 рабочее давление, кгс/см2 – 200 габариты, см – 450х345х160 масса, кг – около 10 Продолжительность действия регенеративного патрона РП-8 при легочной вентиляции 30 л/мин – не менее 2 ч.

А. д. а. закрытого типа с химически связанным кислородом – изолирующий противогаз, в котором в качестве источника дыхания используется кислород, образованный из химических соединений (надперекисей щелочных металлов) в замкнутом дыхательном контуре. Применяется для защиты органов дыхания и зрения, кожи лица от любых вредных веществ, содержащихся в окружающей среде, а также при недостатке или отсутствии кислорода. Является одним из основных средств защиты в арсенале спасателей, персонала химических и др. предприятий. Используется при ликвидации аварий с выбросом или проливом СДЯв, при проведении ремонтных и регламентных работ в условиях, когда фильтрующие средства не обеспечивают необходимого уровня защиты. очистка выдыхаемого воздуха от диоксида углерода (углекислого газа) и влаги, его последующее обогащение кислородом осуществляется без обмена с окружающей средой, с использованием кислорода, который выделяется при реакции Со2 и н2о из химического соединения (напр., надпероксида калия) в замкнутом контуре. Процесс сопровождается выделением тепла.

в с о с т а в аппарата входят: лицевая часть (маска); регенеративный патрон; дыхательный мешок; защитный каркас.

К маске наглухо присоединяется трубка, защищенная специальным чехлом из прорезиненной ткани с ниппелем на свободном конце – для соединения ее с регенеративным патроном. Регенеративный патрон (выполненный в виде цилиндра) имеет в своей верхней части гнездо для ниппеля соединительной трубки с маской и пусковое устройство винтового типа с чекой. Патрон снаряжен регенеративным продуктом, обеспечивающим получение кислорода, а также поглощение диоксида углерода и водяных паров, выделяемых при дыхании. в нижней части патрона размещается гнездо ниппеля для соединения с дыхательным мешком. Пусковое устройство состоит из приспособления для вскрытия ампулы с раствором серной кислоты. Предназначено для запуска регенеративного патрона и включения противогаза в работу. Дыхательный мешок используется в качестве емкости для выдыхаемой газовой смеси и кислорода, выделяемого из регенеративного патрона на ее обогащение; изготовляется из прорезиненной ткани и имеет встроенный (вклеенный) клапан избыточного давления и устройство (ниппель) для присоединения к патрону. Клапан избыточного давления предназначен для стравливания дыхательной смеси и автоматического удержания ее в количестве, необходимом для дыхания. Дыхательный мешок размещается в специальном легком металлическом каркасе во избежание его сдавливания в процессе хранения и, главное, при эксплуатации.

В комплект принадлежностей противогаза входят также: набор незапотевающих пленок для очкового узла и переговорных мембран; специальная теплоизоляционная прокладка для защиты пользователя от ожогов при работе противогаза. Отечественной промышленностью производится несколько типов таких аппаратов, в т. ч. и для выполнения аварийно-спасательных работ под водой на глубине до 7 м, напр., ИП-5. основные технические характеристики ИП-4МК: время защитного действия, мин при нагрузке – не менее 40 в состоянии покоя – не менее 150 масса, кг – не более 3,6 рабочий интервал температур, °С –20 … +50

ИП-4МК – наиболее распространенный изолирующий противогаз с химически связанным кислородом. Является средством многократного действия; может применяться в комплекте с защитным костюмом и капюшоном; имеет переговорное устройство.

Аббревиатурой ДАСВ обозначаются дыхательные аппараты со сжатым воздухом. Это резервуарные устройства изолирующего типа, обеспечивающие дыхание в условиях отсутствия кислорода в воздухе или при его сильном загрязнении токсинами, отравляющими веществами и т.д. Условно их конструкция включает маску и баллон со сжатой дыхательной смесью.

Принцип действия

Для жизнедеятельности человеческого организма необходим кислород и азот. Однако могут возникать ситуации, когда получить их из окружающей среды не представляется возможным. С этим человек сталкивается, например, при тушении пожаров, подводных погружениях, чистке технических колодцев, выполнении работ на опасных предприятиях. Поэтому для поддержания жизни используется изолирующий резервуарный аппарат.

Принцип работы ДАСВ представлен открытой схемой дыхания, когда вдох осуществляется из баллона, а отработанная газовая смесь выводится в атмосферу. Вес готового к эксплуатации устройства составляет до 16 кг, чего достаточно для защитного действия от 60 минут при средней нагрузке. При использовании резервуаров из композитных материалов общая масса может снижаться до 10 кг. Если конструкция ДАСВ включает 2 металлокомпозитных баллона по 7 л сжатого воздуха, время дыхания увеличивается до 120 минут.

Конструкция

Основные конструкционные элементы:

подвесная система;
редуктор с клапаном-предохранителем;
легочный автомат со шлангом-воздуховодом;
один или два баллона, укомплектованные вентилями;
байпас (элемент, отвечающий за дополнительную подачу воздуха);
маска, оборудованная переговорной мембраной;
прибор звукового сигнала;
клапан выдоха.

Возможное вспомогательное оснащение ДАСВ:

спасательное устройство с подключением к аппарату дыхания;
быстроразъемное соединение для стыковки с СУ и аппаратом искусственной легочной вентиляции;
штуцер для подсоединения к технике, проводящей дозаправку баллонов.

При вдохе подготовленная смесь проходит через подмембранную полость к подмасочной и попадает в подмасочник через клапан вдоха. Одновременно обдувается панорамное стекло маски во избежание запотевания и ограничения обзора. Для этого также предназначен легочный автомат, поддерживающий нормативное избыточное давление в пространстве под маской. В процессе выдоха происходит закрытие клапана вдоха, что исключает обратный заброс отработанных масс. Последние выводятся наружу клапаном выдоха.

Особенности современных моделей

Так как индивидуальный запас воздуха хранится в баллонах, они в большей степени влияют на габариты и вес ДАСВ. Поэтому данная часть конструкции постоянно совершенствуется по следующим направлениям:

Среди современных аппаратов, работающих на сжатом воздухе, наибольшее распространение получили модели с цилиндрическими композитными или стальными резервуарами с давлением до 29,4 МПа (300 кгс/см 2 ). Первые имеют минимальный вес, поскольку представляют собой тонкостенные алюминиевые или стальные сосуды, обмотанные стекло- или углеродным волокном. Однако из-за высокой стоимости они еще не вытеснили из широкого использования традиционные стальные аналоги. Вне зависимости от материала производства каждый баллон должен проходить специальные испытания на предмет осколочного разрушения. При положительном результате считается, что изделие соответствует требованиям Госгортехнадзора РФ.

Автономный дыхательный аппарат подразумевает наличие полнолицевой маски с панорамным стеклом. Как правило, данный элемент конструкции выполняется из поликарбоната с высокими показателями ударной прочности. Внутри располагается подмасочник, который закрывает пользователю рот и нос. Его функцией является минимизация объема вредного пространства, куда выделяется выдыхаемая газовая смесь.
Это необходимо для:

Cнижения уровня СО₂ во вдыхаемом воздухе;
Исключения запотевания или обмерзания масочного стекла (то же самое делает сухой воздух, направляемый на обдув).

Однако если герметичность подмасочника не стопроцентная или пользователю предстоит выполнять высокоинтенсивную работу при минусовой температуре внешней среды, необходимо применение смазок, предотвращающих обмерзание, или проверить, чтобы у ДАСВ имелось соответствующее покрытие стекла. Также стоит отдать предпочтение аппарату с регулируемым сетчатым оголовьем, которое отлично комбинируется с защитной каской. Переговорное устройство маски представляет собой герметичную мембрану, поэтому надежно отделяет подмасочное пространство от атмосферы.

Конструкцию современного автономного оборудования для защиты органов дыхания и зрения рекомендуется дополнять спасательным устройством. Это противогазовая шлем-маска без избыточного давления в пространстве для дыхания. Шланг последнего приспособлен для соединения с ДАСВ через быстроразъемный механизм. СУ может использовать запас воздуха из баллона спасателя, что обеспечивает безопасный вывод пострадавших из зоны происшествия в процессе аварийно-спасательных мероприятий.

Резервуар, в котором запас воздуха находится в сжатом состоянии, имеет датчик давления, дающий сигнал при минимальном значении. Принцип измерения базируется на взаимосвязи силы давления воздушной смеси и противодействия в виде силы пружины. Система срабатывает, когда первая становится меньше второй. В зависимости от конструкции различают физиологический, звуковой и штоковый тип датчика. Последний является самым распространенным. Он монтируется на шланге, корпусе редуктора и плечевом ремне. Для контроля положение штока определяется рукой. Чтобы взвести указатель, необходимо нажать на пуговку штока, прежде чем открыть вентиль ДАСВ. Если давление в баллоне падает до минимального значения, шток переходит в изначальное положение.

Классификация ДАСВ

Применение изолирующих респираторов необходимо в ситуациях, когда атмосфера становится непригодной для дыхания: при ликвидации аварий на опасных химических производствах, тушении пожаров, проведении различных спасательных работ и т.д. Они обеспечивают защиту глаз и всей дыхательной системы, позволяя спасать пострадавших и проводить мероприятия по ликвидации чрезвычайной ситуации и ее последствий.

Существуют аппараты с замкнутой схемой дыхания, которые представлены категорией изолирующих кислородных противогазов, а также оборудование с открытым контуром – ДАСВ. Последние становятся все более востребованными. Несмотря на меньшее время защитного действия, они обладают целым рядом важных преимуществ, таких как:

Простота, надежность и дешевизна эксплуатации;
Комфортность дыхания за счет подачи холодного и сухого воздуха;
Защита от подсоса загрязненный масс из атмосферы при герметичности маски ниже 100% (избыточное давление в подмасочной зоне);
Отсутствие необходимости покупать и хранить химические поглотители СО₂, а также перезаряжать аппараты после каждого использования;
Безопасность применения и обслуживания за счет исключения из конструкции баллонов с кислородом под высоким давлением;
Уменьшенное сопротивление дыханию.

Также по техническим характеристикам аппараты делятся на автономные и неавтономные, с избыточным давлением в подмасочной области и без него. Например, техника пожарных служб относится к первому типу в обоих случаях, так как предназначена для защиты в особо сложных условиях и при воздействии высоких температур. Полная изоляция органов дыхания от среды и избыточное давление под маской, исключающее подсос дыма и токсичных продуктов горения, обеспечивают пребывание в экстремальной обстановке, возникающей при тушении пожаров. Данные устройства ограждают спасателей от вредного воздействия, позволяя им выполнять свою работу и находиться на месте происшествия до полной ликвидации его последствий.

Меры предосторожности

Тушение пожаров, устранение аварийных ситуаций на опасных производствах, погружения под воду на большую глубину и другие обстоятельства, когда нет возможности получать воздух из атмосферы, всегда сопряжены с высоким риском. Поэтому необходимо быть уверенным в исправности изолирующего дыхательного аппарата. Для этого проводится рабочая проверка и оценивается индивидуальный запас сжатого воздуха. Во избежание его утечек предусмотрено наличие запорных вентилей.

При правильном и тщательном подходе к тестированию работоспособности всех элементов конструкции можно быть уверенным в создании комфортных условий для дыхания без перерасхода запасов воздуха и присутствия в нем сторонних и опасных химических включений. Особое внимание стоит уделить сигнальному механизму, ведь от его исправности напрямую зависит сохранение здоровья и жизни, а также спасение пострадавших при пожаре или других чрезвычайных происшествиях. Кроме того, всегда необходимо помнить, что баллонам требуется подзарядка. Лучше всего восполнять объем сжатого воздуха сразу после использования изолирующего устройства.

При необходимости купить дыхательные аппараты со сжатым воздухом стоит отдавать предпочтение оборудованию от проверенных производителей и следить за соответствием типа ДАСВ условиям, в которых они будут применяться. Несмотря на довольно внушительные габариты и вес это самые надежные и эффективные устройства для защиты органов дыхания, существующие на сегодняшний день.

Сведения о стандарте

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Система стандартов безопасности труда Средства индивидуальной защиты органов дыхания

ДЫХАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ СО ШЛАНГОМ ПОДАЧИ ЧИСТОГО ВОЗДУХА,
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ С МАСКАМИ И ПОЛУМАСКАМИ

Общие технические требования. Методы испытаний. Маркировка

Occupational safety standards system. Respiratory protective devices. Fresh air hose breathing apparatus.
Requirements, testing, marking

Дата введения - 2011-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на неавтономные шланговые средства индивидуальной защиты органов дыхания (далее - СИЗОД) и устанавливает общие технические требования к ним, методы их испытаний и маркировку.

Стандарт не распространяется на фильтрующие СИЗОД и СИЗОД шлангового типа для защиты при струйной абразивной обработке.

Стандарт также не распространяется на следующие специальные СИЗОД:

- для подводных работ.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 12.4.189-99 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Маски. Общие технические условия

ГОСТ Р 12.4.190-99 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Полумаски и четверть маски из изолирующих материалов. Общие технические условия

ГОСТ Р 12.4.214-99 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Резьба для лицевых частей. Стандартное резьбовое соединение

ГОСТ Р 12.4.216-99 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Резьба для лицевых частей. Резьбовое соединение М45 × 3

ГОСТ Р 12.4.233-2007 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Термины и определения

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 неавтономный дыхательный аппарат со шлангом подачи чистого воздуха: Аппарат, укомплектованный маской и полумаской, в который пригодный для дыхания воздух поступает через шланг подачи воздуха с определенного расстояния путем забора чистого воздуха дыханием человека, либо с помощью ручного насоса, либо механического устройства.

3.2 клапан сброса избыточного давления (overflow valve): Клапан в соединительном шланге или дыхательном мешке, предназначенный для сброса в атмосферу избытка подаваемого воздуха.

3.3 дыхательный мешок (breathing bag): Часть дыхательного аппарата, компенсирующая перепады в подаче воздуха и обеспечивающая бесперебойность его подачи.

3.4 лицевая часть СИЗОД (face piece): Часть СИЗОД, обеспечивающая подачу очищенного воздуха или дыхательной смеси в органы дыхания и изолирующая дыхательные пути от окружающей атмосферы.

3.5 шланговый дыхательный аппарат бесприводный: Шланговый дыхательный аппарат, снабжающий пользователя чистым воздухом для дыхания через шланг подачи воздуха за счет дыхания (вдоха) человека, причем выдыхаемый воздух поступает в окружающую атмосферу.

Примечание - Этот аппарат относится только к классу 2 согласно классификации настоящего стандарта и не может быть укомплектован полумаской.

3.6 шланговый дыхательный аппарат с ручным приводом: Шланговый дыхательный аппарат, снабжающий пользователя чистым воздухом для дыхания, нагнетаемым через шланг подачи воздуха низкого давления к надлежащей лицевой части с помощью устройства (нагнетателя) с ручным приводом, причем выдыхаемый и избыточный воздух поступает в окружающую атмосферу.

Примечание - Аппараты могут относиться к классу 1 или классу 2 согласно классификации настоящего стандарта. Шланговые дыхательные аппараты с ручным приводом могут быть укомплектованы дыхательным мешком.

3.7 шланговый дыхательный аппарат с механическим приводом: Шланговый дыхательный аппарат, снабжающий пользователя чистым воздухом для дыхания, нагнетаемым через шланг подачи воздуха низкого давления к соответствующей лицевой части посредством нагнетателя с электроприводом или другого устройства, причем выдыхаемый и избыточный воздух поступает в окружающую атмосферу.

Примечание - При этом в аварийных условиях человек сохраняет возможность дышать вне зависимости от того, действует или не действует нагнетатель. Аппараты могут относиться к классу 1 или классу 2 согласно классификации настоящего стандарта. Шланговые дыхательные аппараты с механическим приводом могут быть укомплектованы дыхательным мешком.

СИЗОД, отвечающие требованиям настоящего стандарта, должны обозначаться следующим образом: Fresh air ВАГОСТ (номер настоящего стандарта) (класс).

4 Классификация

Укомплектованные СИЗОД по механической прочности конструкции классифицируют согласно таблице 1.

Итак, в части первой мы рассмотрели физиологию дыхания человека и определили, что именно требуется для его обеспечения. Теперь разберём техническое устройство аппаратов автономного дыхания. И начнём с аппаратов открытого цикла (ОЦ). Приготовьтесь, дамы и господа, далее будет конкретика.

Ещё раз оговорюсь, что в рамках данной публикации я хочу описать только принцип работы аппарата без разбора особенностей тех или иных моделей. Поэтому я буду рассматривать один из характерных представителей данного типа.

В первой части я говорил, что аппараты ОЦ бывают одно- и двухступенчатыми.

Одноступенчатые аппараты. Именно по такой схеме Эмилем Ганьяном был создан первый акваланг, который потом так популяризировал Жак Ив Кусто. Конструкцию рассмотрим на примере советского аппарата АВМ-1М.

(1), (4) гофрированные трубки вдоха и выдоха
(2) загубник
(3) мундштучная коробка
(5) оголовье
(6) вентиль подачи воздуха
(7) плечевые ремни
(8) хомут крепления баллонов
(9) ремень для соединения плечевых ремней
(10) пенопластовая вставка
(11) пряжки для крепления ремней
(12) поясной ремень
(13) пряжка поясного ремня
(14) карабин крепления брасового ремня
(15) брасовый ремень
(16) баллоны
(17) шланг манометра высокого давления
(18) манометр высокого давления и указатель минимального давления
(19) зарядный штуцер
(20) редуктор и легочный автомат.

Дыхание из аппарата происходит через ротовую полость. Для этого предназначен загубник. Мундштучная коробка служит для соединения трубок вдоха и выдоха. Т. е. на вдох у нас газ идёт только из трубки вдоха, а на выдох уходит в трубку выдоха.

С вашего позволения, я не буду рассматривать конструкцию вентиля баллона, поскольку она довольно типовая.

Далее у нас идёт редуктор, а поскольку у нас аппарат одноступенчатый, то здесь он совмещён с легочным автоматом.

Чтобы было более понятно, я немного расскажу о терминологии.

Устройство редуктора ДА АВМ-1М:

(17) переходник,
(16) сетчатый фильтр,
(18) клапан редуктора с фторопластовой вставкой,
(15) двухплечевой рычаг,
(14) мембрана редуктора,
(13) толкатель,
(12) пружина толкателя,
(11) регулировочная гайка,
(10) предохранительный клапан,
(9) регулировочная гайка и пружина предохранительного клапана.
Детали легочного автомата:
(1) штуцер для присоединения гофрированного шланга выдоха,
(3) крышка корпуса легочного автомата,
(4) лепестковый клапан выдоха,
(6) мембрана легочного автомата с жестким центром,
(2) нижний рычаг легочного автомата,
(7) верхний рычаг легочного автомата,
(8) штуцер для присоединения гофрированного шланга вдоха,
(5) гайка и шайба для крепления мембраны редуктора,
(22) регулировочный винт верхнего рычага,
(21) седло клапана легочного автомата,
(20) клапан легочного автомата с пружиной,
(19) регулировочная гайка.

Теперь к принципу работы.

При закрытом запорном вентиле под действием своей пружины толкатель, двигаясь влево, давит на двухплечевой рычаг, рычаг поворачивается по часовой стрелке вокруг своей оси, при этом клапан редуктора находится в свободном состоянии.

После открытия запорного вентиля (Рис. а) воздух открывает клапан и заполняет полость редуктора до тех пор, пока мембрана редуктора, выгибаясь вверх, не повернет двухплечевой рычаг вокруг своей оси, против часовой стрелки (Рис. б).

Двухплечевой рычаг повернется, когда давление в полости редуктора сравняется с давлением регулировки пружины толкателя (установочное давление 5–7 ата). При этом двухплечевой рычаг своим верхним рычагом давит и закрывает клапан редуктора, а нижним рычагом перемещает толкатель вправо и сжимает пружину. Таким образом, в полости редуктора воздух находится под установочным давлением.

При вдохе (Рис. в) во внутренней полости лёгочного автомата создаётся разрежение, мембрана автомата прогибается и давит на верхний рычаг. Верхний рычаг давит на нижний, а тот в свою очередь площадкой своего регулировочного винта давит на шток клапана легочного автомата. Клапан сжимает свою пружину и открывает доступ воздуха из полости редуктора в полость легочного автомата и далее к пловцу.

При окончании вдоха (Рис. г) прогиб мембраны легочного автомата уменьшается, ослабевает давление на рычаги, и клапан автомата под действием своей пружины закрывается (садится на седло). Одновременно падает давление в полости редуктора, вступает в работу толкатель с пружиной, открывается клапан редуктора, и воздух из баллонов поступает в полость редуктора до достижения установочного давления.

В случае неисправности редуктора и повышении в нем давления выше установочного, вступает в работу предохранительный клапан. Пружина предохранительного клапана сжимается, клапан отходит от седла, и излишки воздуха вытравливаются в воду. Срабатывание предохранительного клапана служит сигналом о неисправности редуктора, водолаз должен немедленно приступить к подъёму на поверхность.

Для того чтобы сделать вдох, водолаз должен создать определенное разрежение над мембраной легочного автомата (примерно 50 мм водного столба). На величину разрежения (сопротивления дыханию) влияет и расположение легочного автомата.

При определении величины сопротивления при вдохе следует учитывать разницу между легочным автоматом и центром легких водолаза. Эта величина будет изменяться, в зависимости от положения водолаза.

При вертикальном положении водолаза, когда центр легких и легочный автомат находятся почти на одном уровне, сопротивление, возникающее из-за разности гидростатических давлений, незначительно.

При горизонтальном положении (при плавании) легочный автомат находится выше центра легких, водолаз при вдохе преодолевает механическое сопротивление аппарата и сопротивление, равное разности гидростатического давления на уровнях центра легких и расположения дыхательного автомата.

При работе водолаза в положении на спине вдох производится с незначительным сопротивлением. А при выдохе сопротивление возрастет, так как легочный автомат находится ниже центра легких.

И здесь же хотелось отметить, как происходит компенсация увеличивающегося внешнего давления, ведь для обеспечения нормальной подачи газа относительное давление (в данном случае установочное) НЕ ДОЛЖНО ЗАВИСЕТЬ от величины внешнего. Это очень важный момент. Так вот выравнивание установочного давления происходит так же, как при вдохе. Т. е. увеличивающееся внешнее давление будет сжимать газ в полости лёгочного автомата со всеми вытекающими.

Надеюсь, по схеме работы всё это очень понятно.

ДА одноступенчатой схемы до сих пор выпускаются. Ими пользуются в основном подводные фотографы и видеооператоры, то есть те, кому мешают пузыри выдыхаемого газа возле головы/лица.

Дальнейшим развитием ДА открытой схемы стали двухступенчатые аппараты.

Во-первых, к одному редуктору стало возможно подключить более одного (обычно два) ЛА, что повысило безопасность работы с ДА. Кроме того, упростилось подключение шлангов промежуточного давления для поддува появившихся компенсаторов плавучести и сухих гидрокостюмов.

Во-вторых, уменьшились размеры и вес аппаратов, а конструктивно они стали проще и надёжнее.

Итак, двухступенчатые ДА открытого цикла.

Их конструкцию мы рассмотрим на примере редуктора ВР-12 и лёгочного автомата АВМ-12.

Его внутренний мир:

Работа редуктора основана на принципе равенства усилий, открывающих и закрывающих клапан 16, разделяющий камеру высокого давления А, соединяемую с источником сжатого воздуха, и камеру низкого давления Б, соединяемую с потребителем.

При отсутствии давления в камерах А и Б клапан 16 под действием пружины 9 открыт. Подводимый к редуктору воздух поступает в камеру А и через седло клапана 15 под мембрану 12, а также через отверстия Е и Д в клапане 16 в полость В. Под действием нарастающего давления мембрана 12 прогибается вверх и преодолевает усилие пружины 9. Клапан 16 под действием пружины 17 и давления в полости В прикрывает седло 15 и при повышении давления в камере Б до установочного полностью закрывается, перекрывая поступление воздуха в полость низкого давления. В этом положении клапан разгружен от влияния на его открытие изменения давления на входе редуктора.

Так как полости Б и В сообщены друг с другом через отверстия Е и Д и, вследствие этого, на клапан в противоположных направлениях действуют одинаковые усилия, не зависящие от подводимого давления, то при уменьшении давления на входе редуктора по мере расходования воздуха из баллонов давление на выходе редуктора практически не изменится.

При потреблении воздуха из редуктора давление в камере Б понижается, мембрана 12 под действием пружины 9 перемещается вниз и через жесткий центр 13 отводит клапан 16 от седла 15. Между седлом и клапаном устанавливается такой зазор, при котором поступление воздуха в редуктор равно его потреблению.

Таким образом, система находится в равновесии, и в камере Б поддерживается постоянное давление, обеспечивающее расход в заданных пределах.

При погружении под воду гидростатическое давление воздействует на мембрану 7 и, прогибая ее, через толкатель 5, жесткий центр 11, мембрану 12 и жесткий центр 13 отводит клапан 16 от седла 15, увеличивая тем самым давление на выходе редуктора пропорционально глубине погружения. Для предохранения полостей низкого давления и соединяемых с ними потребителей от чрезмерного повышения давления имеется предохранительный клапан И.

Такая модель редуктора называется мембранной с сухой камерой.

Существуют и несколько иные конструкции редукторов.

Например, в поршневых редукторах с мокрой камерой нет мембран 7 и 12, а толкатель 5 выполнен в виде поршня с радиальным уплотнением. Такая конструкция имеет несколько существенных недостатков.

Вы можете спросить, а откуда минусовая температура в воде, ведь вода жидкая в основном при положительных температурах. А всё дело в расширении газа. Газ у нас из баллона под давлением ~300–50 ата расширяется в редукторе с падением давления до установочного 5–15 ата. А, как известно, газ при расширении охлаждается.

И ещё одна особенность этого редуктора, он является сбалансированным. Камера В (на чертеже редуктора) в буржуйских терминах называется балансировочной. В разных моделях редукторов эта камера может иметь разные схемы реализации, но смысл тот же. Балансировка позволяет сохранять скорость подачи газа независимо от давления в баллоне. В старых несбалансированных редукторах таких камер нет, и по мере расхода газа и падения давления в баллоне сопротивление дыханию возрастает.

Да, пару слов об обмерзании и газе в баллонах.

А, кроме влаги, в баллон ещё могут попадать масло из компрессора из-за изношенной поршневой группы и другие газы, например, выхлоп генератора или банальный табачный дым, от курящих возле воздухозаборника компрессора дайверов. На входе в компрессор, конечно, ставятся разные маслоотделители и угольные фильтры, вот только, как показывает опыт, эти фильтры далеко не всегда вовремя меняются/обслуживаются.

Всё это очень опасно, особенно при дыхании такой смесью при повышенном внешнем давлении. Сам лично, было дело, хапнул такого воздушка с маслицем. Симптоматика после всплытия: страшная головная боль и ощущение, что рот растворителем прополоскал. А можно ведь и сознание потерять. На глубине. Случаи были.

Хорошо, теперь лёгочный автомат.

Газ по шлангу 5 подается в камеру ЛА из редуктора под установочным давлением. Клапан ЛА закрыт, причём клапан в закрытом положении удерживает как пружина 6.7, так собственно давление газа, поскольку газ в камере находится под давлением 8–9 ата, а под клапаном 1 ата.

Это важный момент.

Такой ЛА называется противопоточным. Использование таких ЛА требует наличия на редукторе предохранительного клапана. Поскольку при возникновении свободной подачи из редуктора, например, из-за его обмерзания или попадания грязи под клапан, увеличивающееся давление НИКОГДА не приведёт к открытию клапана ЛА и шланг НД просто порвёт.

Прямоточный ЛА позволяет обходиться без предохранительного клапана на редукторе, однако в противопоточном лёгочнике сопротивление на вдох ниже, и нет риска неожиданно получить в горло неконтролируемый поток газа. Это хоть и не очень опасно, но довольно неприятно. Хотя в любительском дайвинге преобладают как раз прямоточные ЛА.

Рассмотрим работу ЛА.

При вдохе создаётся разрежение и мембрана 6.2, прогибаясь внутрь, давит на рычаг 6.3, который в свою очередь, нажимая на шток клапана 6.4, открывает его. Газ попадает в пространство под мембраной и далее в дыхательную систему водолаза. Направление движения газа показано стрелками.

Далее вдох заканчивается, газ из клапана поддувает пространство под мембраной, вызывая обратное выгибание мембраны 6.2. Мембрана освобождает рычаг, и клапан под действием пружины и давления газа (только пружины в прямоточных ЛА) закрывается.

Затем начинается выдох. Газ из лёгких попадает обратно в подмембранное пространство и создаёт в нём избыточное давление, под действием которого открывается клапан выдоха 6.5, и газ удаляется в окружающую среду. В конце выдоха избыточное давление исчезает, и клапан выдоха закрывается, препятствуя поступлению воды в подмембранное пространство.

Также в ЛА присутствует кнопка байпаса для принудительной вентиляции подмембранного пространства. Бывает необходима при, например, замене ЛА под водой.

Вообще, конфигураций лёгочных автоматов довольно много.

По расположению мембран, рычагов, наличию тонких регулировок усилия подрыва клапана, симметричности конструкции, сбалансированности клапана и т. д. и т. п. Но принцип работы у всех один.

Итак, мы разобрали устройство ДА открытого цикла.

В дальнейшем при рассмотрении ребризеров нам это пригодится, поскольку в этих ДА подача газа из баллонов в дыхательный контур происходит как раз при помощи аппаратов ОЦ.

А в следующей части я немного расскажу о баллонах высокого давления, о достоинствах и недостатках разных их видов, о типах соединения редуктора и баллона, ну и начну о ДКБ, разных дыхательных смесях и для чего их используют. Опять-таки, постараюсь не вдаваться в лютую конкретику.

Читайте также: