Аппараты с замкнутым циклом дыхания

Принцип работы аппарата с замкнутым циклом дыхания заключается в многократном использовании данного объема дыхательного газа, которым пользуется легководолаз (рис. 53). Углекислый газ, выделяющийся из организма человека во время выдоха, в этом аппарате устраняется с помощью химического поглотителя и заменяется эквивалентным объемом кислорода. Наиболее важными частями такого аппарата являются шлем-маска, патрон с поглотителем углекислого газа, дыхательный мешок и баллон с запасом кислорода.

В такой системе кислород используется полностью, воздушные пузырьки в воде при выдохе не образуются, а работа аппарата происходит относительно бесшумно. При применении такой системы надо следить за тем, чтобы кислород в дыхательном мешке не был разбавлен азотом, попавшим туда из атмосферного воздуха или тканей организма. С целью уменьшения такой возможности водолазы промывают свои легкие кислородом, которым они дышат в течение 2 минут перед входом в воду. Необходимо самым внимательным образом следить за тем, чтобы в патрон с поглотителем углекислого газа не попала вода, что может привести не только к резкому ухудшению его работы, но и к появлению щелочных ожогов рта водолаза.

Простейший тип аппарата с замкнутым циклом предусматривает использование маятникового типа дыхания, при котором водолаз осуществляет вдох и выдох через одну трубку, прогоняя выдыхаемый и вдыхаемый воздух через патрон с поглотителем углекислого газа. По мере истощения запасы кислорода в дыхательном мешке пополняются из баллонов с кислородом (рис. 54, а).

При погружении в воду легководолазы и пловцы-подводники надевают маску или специальные очки в зависимости от обстоятельств, однако как в том, так и в другом случае они пользуются загубником и носовым зажимом. Снаружи маски у места прикрепления загубника имеется специальный кран, с помощью которого водолаз может отключиться от дыхательного аппарата и перейти на дыхание атмосферным воздухом. Наличие такой возможности является одним из преимуществ масок, однако основная задача этого крана — обеспечить возможность вдыхания кислорода из дыхательного мешка при промывке легких с осуществлением выдоха в атмосферу. Именно так можно избавиться от остаточных количеств азота в легких. Промывка легких кислородом должна проводиться в обязательном порядке каждый раз при переходе на дыхание с помощью такого аппарата, а также в тех случаях, когда во время дыхания с помощью аппарата в легкие попадает воздух.

Аппараты с замкнутым циклом дыхания

При маятниковом типе Дыхания воздух из загубника попадает прямо в поглотительный патрон. Никаких клапанов при этом на пути движения воздуха нет. При использовании рециркуляционной системы загубник соединяется с Т-образным патрубком, который имеет два клапана и который подсоединен с одной стороны к поглотительному патрону, а с другой — к дыхательному мешку (рис. 54, б). Клапаны установлены таким образом, что вовремя осуществления вдоха газ в легкие поступает только из дыхательного мешка, в то время как при осуществлении выдоха он, прежде чем попасть в дыхательный мешок, прогоняется через поглотительный патрон. При маятниковом типе дыхания газ прогоняется через патрон с поглотителем углекислого газа как во время вдоха, так и во время выдоха.

Поглотительный патрон является жизненно важной частью дыхательного аппарата. Патрон должен постоянно находиться в исправности и быть высокоэффективным, так как по мере увеличения глубины погружения наличие во вдыхаемом воздухе даже небольших количеств, углекислого газа становится все более опасным. Патрон должен функционировать нормально по крайней мере до тех нор, пока сохраняются запасы кислорода в баллонах.

При разработке конструкций поглотительных патронов следует учитывать многие факторы. Одно из требований, предъявляемых к ним, заключается в необходимости такого распределения газового потока при прохождении его через адсорбент, которое бы обеспечивало полное включение адсорбента в работу. При этом, однако, следует избегать значительного увеличения сопротивления дыханию. Адсорбент в поглотительном патроне должен быть упакован достаточно плотно, ибо в противном случае могут образоваться «пробоины», через которые часть газового потока будет проходить без контакта с адсорбентом. Сам патрон должен быть герметичным и ни в коем случае не пропускать воду. В качестве адсорбента используется натронная известь с размером гра-

Аппараты с замкнутым циклом дыхания

нул поглотителя 2—4 мм, которая не должна содержать пыли. В аппарате маятникового типа дыхания размер поглотительного патрона не должен превышать 14 м в диаметре и 8 и в высоту. При этом патрон вмещает около 900 г поглотителя углекислого газа — гранул натронной извести. Легкое похлопывание руками по стенкам патрона при его заполнении поглотителем углекислого газа обеспечивает достаточную плотность адсорбента, исключающую опасность образования пробоин. При механической упаковке поглотительных патронов достигается еще большая плотность вещества-поглотителя. Обычно пловцы-подводники заполняют поглотительные патроны дыхательных аппаратов сами. После того как гранулы адсорбента заполнили определенное пространство корпуса поглотительного патрона, на них сверху укладывают металлический фильтр и газораспределительную диафрагму, которые плотно прижимают к адсорбенту с помощью зажимного кольца с пружиной, уплотняя тем самым адсорбент. Перед заполнением поглотительных патронов следует проверить качество натронной извести. Использование влажного или пастообразного адсорбента не допускается. Избыточное количество пылевых частиц обычно удаляют из адсорбента с помощью просеивания. Адсорбирующая способность поглотительного патрона составляет около 180 л углекислого газа, которые обычно выделяются из организма человека при весьма интенсивной физической нагрузке в течение 1,5 часов.

Дыхательный мешок, или, как его еще называют, наружные легкие, представляет собой складывающийся мешок из уплотненной резины, вмещающий в себя около 7 л газа. Он может заполняться по мере необходимости кислородом из баллона высокого давления. Для обеспечения поступления кислорода в мешок с постоянной скоростью последний чаще всего бывает снабжен редуцирующим клапаном. Клапан может быть отрегулирован так, что в мешок в течение минуты будет поступать от 0,75 до 1,5 л кислорода. Для того чтобы обеспечить потребности человека в кислороде при тяжелой физической нагрузке и при повышении окружающего давления, должно быть предусмотрено устройство для заполнения мешка кислородом прямо из баллона. Во время отдыха или легкой работы мешок водолаза может оказаться переполненным. В тех случаях, когда в системе подачи кислорода используется редуктор, система оснащается также и ручным перепускным клапаном — байпасом. Дыхательный мешок снабжен стравливающим клапаном, который выпускает из мешка избыток кислорода при переполнении мешка. Если бы этого клапана не было, то избыточное давление в мешке могло бы привести к отрыву загубника. Этот клапан может действовать и под контролем самого водолаза при появлении необходимости уменьшить давление в дыхательном мешке, превышающее давление окружающего столба воды на 10—30 см вод. ст. Для того чтобы расстояние от рта водолаза до мешка оставалось как можно меньшим, а также для того чтобы были обеспечены комфортные условия при дыхании, дыхательный мешок закрепляют на верхней части груди, причем углы этого мешка расположены у плеч. В одном из этих углов и располагается выпускной клапан. Из поглотительного патрона, прикрепленного к передней поверхности мешка, отходит сравнительно короткая трубка, соединяющая его с загубником. При использовании дыхательных аппаратов с рециркуляционной системой дыхания место расположения поглотительного патрона и длина дыхательных трубок играют гораздо меньшую роль по сравнению с аппаратами с маятниковым типом дыхания.

Кислородные баллоны, используемые в водолазной практике, по своим размерам значительно меньше баллонов для воздуха, используемых при работе с аппаратами открытого цикла дыхания, и содержат около 400 л кислорода. Два таких баллона служат главным источником подачи кислорода при использовании аппаратов с замкнутым циклом дыхания. Эти баллоны располагаются спереди один над другим под дыхательным мешком и снабжены перепускным клапаном — байпасом или клапаном заполнения дыхательного мешка, которые находятся также ниже дыхательного мешка слева, чтобы они были легко доступны для левой руки водолаза. Запасов кислорода в этих баллонах хватает примерно на 2 часа, однако скорость их истощения в общем зависит от физической активности водолаза.

В дополнение к первым двум баллонам существует третий баллон, также расположенный на груди водолаза. И этот баллон подсоединен к дыхательному мешку. Он приводится в действие с помощью клапана, который открывается и закрывается правой рукой водолаза. Этот баллон используется только в чрезвычайных случаях. Он дает возможность водолазу всплыть на поверхность при истощении запаса кислорода в главных баллонах. При всплытии на поверхность водолаз заполняет воздушный мешок кислородом и поворачивает кран маски. Благодаря этому он держится на поверхности и начинает дышать воздухом атмосферы. При этом водолаз освобождается также и от грузов.

В качестве грузил легководолазы используют, как правило, свинцовые шары весом по 340 г каждый. Эти грузила находятся обычно в специальном кармане на спине водолаза, откуда они могут быть в чрезвычайной обстановке быстро извлечены с помощью прикрепленной к ним проволоки.

Смотрите также