Устройство для восстановления дыхания
-
Ребризер: принцип работы
- Ребризер поглощает углекислый газ из выдыхаемого воздуха и обеспечивает повторное дыхание.
- Кислород добавляется для восполнения усваиваемого пользователем.
- Отличается от дыхательного аппарата с открытым контуром.
-
Преимущества ребризера
- Увеличивает продолжительность дыхания при ограниченном запасе газа.
- Устраняет пузырьки, образующиеся в системе с разомкнутым контуром.
- Полезен для подводных операций и наблюдения за подводной фауной.
-
Применение ребризеров
- Под водой: водолазные ребризеры обеспечивают первичную и аварийную подачу газа.
- На суше: в промышленности, при тушении пожаров, в системах дыхания для анестезии.
- В аэрокосмической промышленности: в летательных аппаратах, для десантирования и в космических скафандрах.
-
Технологические сложности
- Утилизация дыхательного газа сопряжена с технологическими сложностями и опасностями.
- Масса и объемный объем могут быть больше или меньше разомкнутого контура.
-
Архитектура ребризера
- Включает мундштук, двухсторонний дыхательный шланг, скруббер, встречный удар, автоматический подпиточный клапан и другие компоненты.
- Существуют маятниковая и петлевая системы управления потоком газа.
-
Компоненты ребризера
- Дыхательный контур, система подачи подпиточного газа и управления им.
- Встречный удар удерживает выдыхаемый газ до повторного вдыхания.
- Скруббер удаляет углекислый газ из выдыхаемого газа.
-
Абсорбент в скруббере
- Обычно используется натриевая известь, состоящая из гидроксида кальция и гидроксида натрия.
- Углекислый газ реагирует с гидроксидами, образуя карбонаты и воду.
-
Удаление углекислого газа
- Гидроксид натрия удаляет до 25 литров углекислого газа при стандартном атмосферном давлении.
- Гидроксид лития и пероксид лития используются в космических станциях и скафандрах.
- Вымораживание углекислого газа возможно в криогенных ребризерах.
-
Дыхательные шланги
- Гибкие трубки для подачи дыхательного газа.
- Имеют широкое отверстие для минимизации сопротивления потоку.
- Могут быть гофрированными для удобства использования.
-
Мундштук или маска
- Используются для дыхания без помощи рук.
- Включают загубник, противогазную маску, маску на все лицо или герметичный шлем.
-
Подача кислорода
- Запас кислорода в баллоне высокого давления или жидком кислороде.
- Включает клапаны для регулирования расхода газа.
-
Клапаны
- Обратные клапаны для однонаправленного потока воздуха.
- Клапаны для погружения/всплытия для предотвращения попадания воды.
- Питающий клапан с ручным управлением.
- Впускной клапан для автоматической подачи газа.
- Клапан избыточного давления для выпуска избыточного газа.
-
Датчики кислорода
- Используются для контроля парциального давления кислорода.
- Не используются в кислородных ребризерах.
-
Варианты системы
- Водолазные ребризеры для гипербарического использования.
- Ребризеры замкнутого и полузамкнутого контуров.
- Кислородные дыхательные аппараты для различных применений.
-
Кислородные дыхательные аппараты
- Поставляют только кислород, не требуют контроля состава газа.
- Варианты подачи кислорода включают постоянный поток и ручной перепускной клапан.
-
Ребризеры для смешанного газа
- Используют смесь кислорода и инертных разбавителей.
- Могут быть полузамкнутыми или замкнутыми контурами.
-
Восстанавливает дыхание с помощью абсорбента
- Супероксид калия выделяет кислород при поглощении углекислого газа.
- Применяется в космических костюмах, пожаротушении и горноспасательных работах.
-
Дыхательные аппараты, использующие жидкий кислород
- Используют систему подачи жидкого кислорода.
- Контейнер с жидким кислородом должен быть изолирован от теплопередачи.
- Примеры включают Аэрофор Блэкетта и Аэролокс.
-
Криогенный ребризер
- Удаляет углекислый газ, замораживая его в «снежном ящике»
- Используется в подводном снаряжении, горноспасательных работах, пожаротушении, космических кораблях и альпинизме
-
Подводный ребризер
- Автономный дыхательный аппарат для дайвинга
- Включает систему регенерации газа или расширителя газа
- Используется для спасения дайвера
-
Горноспасательные работы и промышленные применения
- Применяется в условиях ядовитых газов или отсутствия кислорода
- Используется в пожаротушении и космических кораблях
-
Альпинизм
- Обеспечивает более высокое парциальное давление кислорода
- Включает кислородные наборы с замкнутым контуром
-
Медицинские дыхательные системы
- Подают анестезирующие газы в контролируемых концентрациях
- Используются в системах жизнеобеспечения подводных лодок и подводных сред обитания
-
Системы утилизации подводного газа
- Используются для рекуперации гелия после использования дайвером
- Включают скрубберы, фильтры и компрессоры
-
Насыщение водолазных систем жизнеобеспечения
- Обеспечивает подачу дыхательного газа и другие услуги
- Включает оборудование для подачи, распределения и рециркуляции газа
-
Костюмы для атмосферного ныряния
- Одноместный шарнирный подводный аппарат
- Подача дыхательного газа может осуществляться на поверхности или из ребризера
-
Промышленные и аварийно-спасательные автономные ребризеры
- Применяются вне воды, требуют охлаждения газа и защиты от тепла
- Могут иметь смотровые окошки и подпружиненную систему наддува
-
Дыхательные аппараты для альпинизма
- Обеспечивают поступление кислорода в более высокой концентрации
- Должны быть легкими и надежными в сильные морозы
-
Респираторы для негерметичных самолетов и прыжков с парашютом
- Требования схожи с альпинистскими, но вес менее важен
-
Системы для анестезии
- Подают кислород и анестезирующие газы пациенту
- Используют абсорбент для удаления углекислого газа
-
Типы анестезиологических аппаратов
- Полузамкнутые и полностью замкнутые контурные системы
- Двухтактные и однонаправленные контурные системы
-
Дыхательный контур аппарата
- Петлевая конфигурация с двумя однонаправленными клапанами
- Очищенный газ поступает к пациенту, выдыхаемый газ возвращается в аппарат
-
Искусственная вентиляция легких
- Обеспечение газом пациентов, не способных дышать самостоятельно
- Система удаления отработанных газов для предотвращения загрязнения окружающей среды
-
Космические скафандры
- Обеспечение газом через пуповину или основную систему жизнеобеспечения
- Использование кислородных ребризеров для снижения давления
-
Системы жизнеобеспечения среды обитания
- Эквивалентны ребризерам с замкнутым контуром
- Механическая циркуляция дыхательного газа через скрубберы
-
Безопасность ребризерного оборудования
- Гипоксия из-за инертного газа
- Накопление углекислого газа при отсутствии или плохой упаковке скрубберной среды
- Утечка токсичных газов в дыхательный контур
- Пожароопасность из-за высокой концентрации кислорода
- Едкий коктейль при попадании воды в абсорбирующий контейнер
-
Режимы сбоя ребризеров
- Неисправность скруббера из-за полного потребления активного ингредиента или обхода абсорбента
- Туннелирование абсорбента при неправильной упаковке или установке
- Чрезмерное увлажнение абсорбента и его влияние на скорость удаления углекислого газа
- Переполнение объема под давлением окружающей среды и утечка газа
- Сбой в контроле содержания кислорода и неисправность системы впрыска газа
-
История ребризеров
- Корнелиус Дреббель обнаружил кислород при нагревании селитры в 1620 году
- Пьер-Мари Тубулик запатентовал первый ребризер в 1808 году
- Пьер Эймабль де Сен-Симон Сикар построил прототип в 1849 году
- Профессор Т. Шванн представил ребризер в 1853 году
-
История акваланга с замкнутым контуром
- Генри Флейсс разработал первый коммерческий акваланг в 1878 году.
- Аппарат состоял из резиновой маски, дыхательного мешка и медного резервуара с кислородом.
- Флейсс протестировал устройство в 1879 году и получил травму при нырянии.
-
Использование акваланга в рабочих условиях
- В 1880 году Александр Ламберт использовал аппарат для закрытия затопленных шлюзов в туннеле Северн.
- Флейсс использовал ребризер для осмотра угольной шахты Сихем после взрыва газа.
-
Развитие акваланга
- В 1911 году Флейсс и Зибе Горбан разработали прототип дыхательного аппарата для горноспасателей.
- Сэр Роберт Дэвис усовершенствовал кислородный ребризер в 1910 году.
- В 1927 году система DSEA была принята на вооружение Королевским военно-морским флотом Великобритании.
-
Химические соединения и их применение
- Профессор Жорж Жобер изобрел оксилит в 1907 году.
- Оксилит использовался в конструкции ребризера капитаном С.С. Холлом и доктором O.
- В 1930-х годах ВМС США начали оснащать подводные лодки примитивными дыхательными аппаратами.
-
Использование ребризеров во время Второй мировой войны
- Итальянские спортивные охотники-подводники использовали ребризер Davis.
- ВМС Италии разработали модернизированную модель для боевых пловцов.
- Британские морские пехотинцы использовали трофейные дыхательные аппараты.
-
Послевоенный период и развитие
- Ханс Хасс использовал ребризеры Dräger для подводной кинематографии.
- Использование респираторов гражданскими лицами было незначительным.
- В конце холодной войны появились автоматические и полуавтоматические ребризеры.
-
Современные производители и модели
- Blackett’s Aerophor, SEFA, Savox, Siebe Gorman Salvus, Прото, IDA71.
- Другие модели включают скруббер углекислого газа, аварийный комплект, основную систему жизнеобеспечения и автономный дыхательный аппарат.