Действие изолирующего регенеративного противогаза

Принципиальная схема действия современного изолирующею регенеративного противогаза показана на рис. 59.

Изолирующий регенеративный противогаз представляет собой замкнутую систему, присоединенную посредством лицевой части - загубника (мундштука) 1 или маски — к дыхательным органам человека; в этой системе воздух, при помощи дзух дыхательных клапанов — выдыхательного 4 н вдыхательного 14 — движется но замкнутому кругу, проходя последовательно следующие стадии: из легких воздух при выдохе проходит по выдыхательному шлангу 3 в регенеративный патрон 5, где он очищается от углекислого газа и по соединительному шлангу или (соединительной металлической трубке) 6 попадает в резервуар очищенного воздуха— резиновый дыхательный мешок 7. Объем дыхательного мешка таков, что он может вместить весь воздух, выдохнутый легкими, даже при самом глубоком выдохе.

Рис. 59. Схема изолирующего регенеративного противогаза со сжатым кислородом: 1 — загубник; 3 — слюнособирательница; 3 — выдыхательный шланг; 4 — выдыхательный клапан; 5 — регенеративный патрон; 6 — соединительная трубка; 7 — дыхательный мешок; 8 — кислородный баллон; 9 — запорный вентиль кислородного баллона; 10 — манометр-финиметр: 11 — редукционный клапан с легочным автоматом; 12 — аварийный клапан; 13 — избыточный клапан; 14 — вдыхательный клапан; 15—вдыхательный  шланг

Воздух в дыхательный мешок приходит очищенным от двуокиси углерода, однако еще не полностью регенерированным, так как в нем не возмещен кислород, поглощенный легкими в предшествовавший выдоху момент. Потеря кислорода при каждом дыхании cocтaвляет от 4 до 4,5% по отношению к первоначальному объему вдоха. Поэтому дли полной регенерации выдохнутого воздуха необходимо обогатить воздух в дыхательном мешке добавлением недостающих 4—5% кислорода.

Последний подается из кислородного баллона 8, где он находится в сжатом состоянии, под давлением до 200 aт, тремя способами: через редукционный клапан 11, обеспечивающий подачу кислорода с постоянной скоростью,   независимо от давления газа в кислородном баллоне, через легочный автомат, соединенный с редуктором , подающий дополнительное количeство    кислорода при опустошении легкими дыхательного мешка, и через клапан ручной подачи кислорода 12, называемый также байпассом,  который   приводится  в действие  в случае аварии других приборов для подачи кислорода или при необходимости продуть систему респиратора чистым кислородом. Для того чтобы любое из трех перечисленных приспособлений действало, необходимо предваpительно открыть запорный вентиль кислородного баллона 9. Учет расходования кислорода ведется по манометру 10, который в практике горноспасательного дела называется финиметром, т. е. указателем конца работы респиратора.

В случае скопления в мешке излишнего количества воздуха он удаляется из него через избыточный клапан 13.

Из дыхательного мешка воздух засасывается в легкие через вдыхательный клапан 14 и вдыхательный шланг 15.

Все состоящие в настоящее время на вооружении горноспасательных частей изолирующие противогазы со сжатым кислородом обеспечены, как это видно из приведенной схемы, тройной системой подачи кислорода, причем основной является постоянная подача через редукционный вентиль, дополнительной — подача через легочный автомат и через аварийный клапан ручной подачи (байпасс).

Применение одной лишь постоянной подачи через редукционный вентиль нецелесообразно, так как это привело бы к неэкономному расходованию кислорода: потребность человека в кислороде колеблется, в зависимости от выполняемой им работы, от 0,3 до 3 л/мин. Если установить постоянную подачу кислорода на среднюю цифру- 1,5 л/мин, то в периоды отдыха кислород будет подаваться в избытке и непроизводительно удаляться через избыточный клапан, в периоды же тяжелой работы его будет недостаточно, и он не даст возможности нормально выполнять работу. Поэтому, в дополнение к редукционному вентилю, обеспечивающему необходимый минимум ежеминутной подачи кислорода, в противогазах предусматривается легочный автомат, который вступает в действие в момент опорожнения дыхательного мешка, т. е. в момент, когда запас воздуха в системе аппарата исчерпан.

Поскольку легочный автомат подает кислород все время, пока дыхательный мешок находится в опорожненном (сплющенном) состоянии, т. е. пока производится вдыхание потребного количества воздуха из системы противогаза, можно было бы сконструировать аппарат с одним только легочным автоматом и без редукционного вентиля. Однако до настоящего времени легочно-автоматические противогазы не получили распространения по следующим причинам; для наполнения кислородных баллонов используется так называемый медицинский кислород с примесью 2—3% азота. Кроме того, как бы ни прополаскивалась система противогаза перед включением аппарата чистым кислородом, некоторое количество азота из воздуха, первоначально находившегося в аппарате, в нем остается.

Если бы во время дыхания в противогаз подавалось кислорода ровно столько, сколько требуется для компенсации его расхода при дыхании (подача только через легочный автомат, без всякого избытка), то в противогазе скашивалось бы все большее количество азота. Для пояснения сказанного можно произвести следующий простои расчет: продувка противогаза в начале работы чистым кислородом понижает концентрацию азота в нем приблизительно до 30%; при объеме легких 4 л и объеме противогаза 7 л это составило бы начальный объем азота 3,3 л. При 97%-й чистоте и часовом расходе кислорода в аппарате 100 л количество азота в системе в конце двухчасовой работы составило бы уже

3,3+100·0,03·2 = 9,3 л.

Вследствие этого, с одной стороны, концентрация кислорода упала бы до 15,5%, т. е. ниже допустимой нормы, с другой, при дальнейшем накоплении азота, легочный автомат вообще перестал бы действовать, так как дыхательный мешок, переполненный азотом, перестал бы спадаться и приводить в действие автомат. Эта опасность, называемая обычно опасностью азота, в изолирующих противогазах может быть устранена промывкой дыхательного мешка кислородом при помощи аварийного клапана. При такой промывке вместе с избыточным кислородом удаляется через избыточный клапан и азот. Однако во время напряженной и опасной работы по ликвидации аварии о необходимости промывки дыхательного мешка можно забыть, поэтому в современных противогазах предпочитают предусматривать автоматическую помывку, независимо от ручной промывки через аварийный клапан.

Для этого подачу кислорода через редукционный вентиль устанавливают на величину 1,1—1,2 л/мин. В моменты напряженной работы, когда этого количества кислорода становится недостаточно для дыхания, вступает в действие легочный автомат, подающий дополнительное количество O2. В моменты же отдыха или передышек, неизбежно следующих за напряженной работой, когда потребление кислорода падает ниже 1,1 л/мин (до 0,7 и даже в отдельных случаях до 0,4 л/мин), избыток кислорода, подаваемого через редуктор, выбрасывается через избыточный клапан, увлекая с собой и скопившийся в аппарате азот.

B современных опытных конструкциях легочно-автоматических противогазов устраняют опасность азота, во-первых, путем использования более чистого кислорода (99%). во-вторых, путем уменьшения объема дыхательного мешка, благодаря чему во время напряженной работы, при глубоких выдохах, часть газовой смеси, не вмещающейся в мешке, выбрасывается через избыточный клапан и тем самым обеспечивается промывка от азота.