Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ребризера является дыхательным аппаратом , который поглощает углекислый газ из пользователя выдоха сделать возможный возвратное дыхание (утилизация) , по существу , неиспользованного кислородом содержания, и не используется содержанием инертного когда они присутствуют, в каждом вдохе. Кислород добавляется, чтобы пополнить метаболизм пользователя. Это отличается от дыхательных аппаратов с открытым контуром, где выдыхаемый газ выбрасывается непосредственно в окружающую среду. Цель состоит в том, чтобы увеличить продолжительность дыхания при ограниченном запасе газа, а также для скрытого военного использования водолазамиили наблюдение за подводной жизнью, устранение пузырей, возникающих в системе с открытым контуром. Ребризер обычно понимается как переносное устройство, которое несет пользователь. Та же технология на транспортном средстве или немобильной установке, скорее всего, будет называться системой жизнеобеспечения .

Технология ребризера может использоваться там, где подача дыхательного газа ограничена, например, под водой или в космосе, где окружающая среда токсична или гипоксична , например, при пожаротушении, горноспасательных работах и ​​высотных операциях, или когда дыхательный газ специально обогащен или содержит дорогостоящие компоненты, такие как разбавитель гелий или анестезирующие газы.

Ребризеры используются во многих средах: под водой ребризеры для дайвинга - это тип автономных подводных дыхательных аппаратов, которые используются для первичной и аварийной подачи газа. На суше они используются в промышленных приложениях, где могут присутствовать ядовитые газы или может отсутствовать кислород, при тушении пожаров , когда пожарным может потребоваться работа в атмосфере IDLH в течение продолжительных периодов времени, а также в больничной анестезии.дыхательные системы для подачи контролируемых концентраций анестезирующих газов пациентам без загрязнения воздуха, которым дышит персонал, а также на большой высоте, где парциальное давление кислорода низкое, для высокогорного альпинизма. В аэрокосмической отрасли есть применение в негерметичных самолетах и ​​для высотных парашютов, а также за пределами планеты в космических костюмах для внекорабельной деятельности. Подобные технологии используются в системах жизнеобеспечения подводных лодок, подводных аппаратов, подводных и поверхностных сред обитания, космических кораблей и космических станций.

Рециркуляция дыхательного газа происходит за счет технологической сложности и особых опасностей, которые зависят от конкретного применения и типа используемого ребризера. Масса и объем могут быть больше или меньше разомкнутой цепи в зависимости от обстоятельств. Электронное управление водолазными ребризер могут автоматически поддерживать на парциальное давление кислорода между программируемыми верхними и нижними пределами, или набором точками, а также быть интегрированы с декомпрессионными компьютерами для мониторинга состояния декомпрессии водолаза и записать профиль погружения .

Общая концепция [ править ]

Когда человек дышит, тело потребляет кислород и производит углекислый газ . Для основного метаболизма требуется около 0,25 л / мин кислорода при частоте дыхания около 6 л / мин, и здоровый человек, усердно работающий, может вентилировать воздух со скоростью 95 л / мин, но метаболизирует только около 4 л / мин кислорода [1 ] Метаболизируемый 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 от 13,5% до 16% кислорода. [2]

Ситуация с кислородом еще более расточительна, когда доля кислорода в дыхательном газе выше, а при подводном погружении сжатие дыхательного газа из-за глубины делает рециркуляцию выдыхаемого газа еще более желательной, так как еще большая доля открытого контура газ тратится. Продолжающееся повторное дыхание того же газа истощит кислород до уровня, который больше не будет поддерживать сознание и, в конечном итоге, жизнь, поэтому газ, содержащий кислород, должен быть добавлен к дыхательному газу для поддержания необходимой концентрации кислорода. [3]

Однако, если это делается без удаления углекислого газа, он будет быстро накапливаться в рециркулируемом газе, что почти сразу же приведет к легкому респираторному расстройству и быстро перерастет в дальнейшие стадии гиперкапнии или отравления углекислым газом. Для удаления углекислого газа (CO 2 ) обычно требуется высокая скорость вентиляции . Дыхание рефлекс инициируются СО 2 концентрации в крови, а не концентрации кислорода, так что даже небольшое накопление СО 2 во вдыхаемом газе быстро становится невыносимым; если человек пытается напрямую вдохнуть выдыхаемый дыхательный газ, он вскоре почувствует острое чувство удушья., поэтому ребризеры должны химически удалять CO 2 из компонента, известного как скруббер с диоксидом углерода . [3]

За счет добавления кислорода, достаточного для компенсации метаболического использования, удаления углекислого газа и повторного вдыхания газа, большая часть объема сохраняется. [3]

Связь физиологических эффектов с концентрацией углекислого газа и продолжительностью воздействия. [4]

История [ править ]

Ранняя история [ править ]

Около 1620 года , в Англии , Дреббель сделала раннее весло питания подводной лодки . Чтобы повторно насыщать кислородом воздух внутри, он, вероятно, генерировал кислород, нагревая селитру ( нитрат калия ) в металлической кастрюле для выделения кислорода. Нагревание превращает селитру в оксид или гидроксид калия , который поглощает диоксид углерода из воздуха. Это может объяснить, почему люди Дреббеля не пострадали от накопления углекислого газа в такой степени, как можно было бы ожидать. Если так, то он случайно сделал грубый ребризер более чем за два столетия до патента Сен-Симона Сикарда. [5] [ необходима ссылка ]

Первый базовый ребризер, основанный на абсорбции углекислого газа, был запатентован во Франции в 1808 году Пьером-Мари Тубуликом  [ фр ] из Бреста , механиком Императорского флота Наполеона . Эта ранняя конструкция ребризера работала с кислородным резервуаром, кислород постепенно доставлялся дайвером и циркулировал по замкнутому контуру через губку, пропитанную известковой водой . [6] Тубулик назвал свое изобретение Ichtioandre (греч. « Рыбочеловек »). [7] [ необходима ссылка ] Нет никаких свидетельств того, что прототип был изготовлен.

Прототип ребризера был построен в 1849 году Пьером Эмабль De Saint Simon Сикардом , [8] и в 1853 году профессором Т. Шванн в Бельгии . [9] Он имел большой кислородный баллон, установленный на задней стенке, с рабочим давлением около 13,3 бар и два скруббера с губками, пропитанными раствором едкого натра .

Современные ребризеры [ править ]

Генри Флёсс , изобретатель ребризера

Первое коммерчески практичное подводное плавание с замкнутым контуром было разработано и построено инженером-водолазом Генри Флёссом в 1878 году, когда он работал на Siebe Gorman в Лондоне. [10] [11] Его автономный дыхательный аппарат состоял из резиновой маски, соединенной с дыхательным мешком, с (приблизительно) 50–60% O 2, подаваемым из медного резервуара, и CO 2, очищенным веревочной пряжей, смоченной раствором едкий калий; система дает продолжительность около трех часов. [11] [12] Флёсс испытал свое устройство в 1879 году, проведя час под водой в резервуаре, а через неделю - нырнув на глубину 5,5 м в открытой воде, в этом случае он был легко ранен, когда его помощники внезапно вытащили его на поверхность.

Его аппарат впервые был 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 дверей шлюзов в туннеле; это побеждало его все усилия со стандартной водолазной одеждой из-за опасности загрязнения шланга подачи воздуха затопленным мусором и сильных течений воды в выработках. [11]

Флёсс постоянно улучшал свой аппарат, добавляя регулятор расхода и резервуары, способные удерживать большее количество кислорода при более высоком давлении. Сэр Роберт Дэвис , руководитель Siebe Горман , улучшил ребризера кислорода в 1910 году [11] [12] с его изобретением Спасения аппарата Davis погружной , первый практический ребризера быть сделаны в большом количестве. Будучи в первую очередь предназначенным для аварийного покидания экипажей подводных лодок, вскоре он стал использоваться и для дайвинга , будучи удобным устройством для мелководных погружений с тридцатиминутным сроком службы [12] и промышленным дыхательным комплектом .

Подводный спасательный аппарат Дэвиса испытывается на испытательном стенде подводной лодки на HMS Dolphin, Госпорт , 14 декабря 1942 г.

Установка состояла из резинового мешка для дыхания / плавучести, содержащего баллон с гидроксидом бария для очистки выдыхаемого CO 2, и стальной баллон под давлением в кармане на нижнем конце мешка, вмещающий примерно 56 литров кислорода под давлением 120 бар. Баллон был снабжен регулирующим клапаном и соединен с дыхательным мешком . При открытии клапана баллона в мешок поступал кислород и заряжался до давления окружающей воды. В комплект снаряжения также входил аварийный мешок плавучести на передней части, чтобы помочь владельцу оставаться на плаву. DSEA был принят на вооружение Королевским флотом после доработки Дэвисом в 1927 году. [13]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. Впервые этот состав был включен в конструкцию ребризера из Королевского флота капитаном СС Холлом и доктором О. Рисом в 1909 году. Хотя он предназначался для использования в качестве спасательного аппарата с подводной лодки, он никогда не был принят Королевским флотом и вместо этого использовался для мелководных судов. водный дайвинг. [12]

В 1912 году немецкая фирма Dräger начала массовое производство собственной версии стандартной водолазной одежды с подачей воздуха через ребризер. Аппарат был изобретен несколькими годами ранее Германом Штельцнером, инженером компании Dräger [14] для горноспасательных работ . [15]

Ребризеры во время Второй мировой войны [ править ]

Водолаз британского флота 1945 года с аппаратом Дэвиса

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 итальянского военно-морского флота , который разработал свой водолазный модуль Decima Flottiglia MAS и эффективно использовался во время Второй мировой войны. [12]

Во время Второй мировой войны трофейные итальянские ребризеры повлияли на улучшение конструкции британских ребризеров. [12] В дыхательных аппаратах многих британских водолазов использовались кислородные баллоны для дыхательных экипажей, спасенные со сбитых немецких самолетов Люфтваффе . Самый ранний из этих дыхательных комплектов мог быть модифицированным аппаратом для эвакуации под водой Дэвиса ; их полнолицевые маски были типа, предназначенного для Siebe Gorman Salvus , но в более поздних операциях использовались другие конструкции, что привело к полнолицевой маскес одним большим окном для лица, сначала круглым или овальным, а затем прямоугольным (в основном плоским, но боковые стороны загнуты назад для лучшего обзора в стороны). Ребризеры ранних британских водолазов имели прямоугольные дыхательные мешки на груди, как и ребризеры итальянских водолазов, но более поздние конструкции имели квадратное углубление в верхней части дыхательного дыхательного мешка, чтобы оно могло распространяться дальше до плеч. Спереди у них был резиновый воротник, который зажимался вокруг канистры с абсорбентом. [12] Некоторые водолазы британских вооруженных сил использовали громоздкие толстые водолазные костюмы, называемые костюмами Sladen ; одна из версий имела откидную лицевую панель для обоих глаз, чтобы пользователь мог поднять бинокль на поверхность.

Ребризеры Dräger, особенно серии DM20 и DM40, использовались немецкими водолазами и немецкими водолазами во время Второй мировой войны . Ребризеры для ВМС США были разработаны доктором Кристианом Дж. Ламбертсеном для подводной войны. [16] [17] Ламбертсен провел первые курсы кислородного ребризера в США для морского подразделения Управления стратегических служб Военно-морской академии 17 мая 1943 года. [17] [18]

После Второй мировой войны [ править ]

Пионер дайвинга Ханс Хасс использовал кислородные ребризеры Dräger в начале 1940-х годов для подводной кинематографии.

Из-за военного значения ребризера, наглядно продемонстрированного во время военно-морских кампаний во время Второй мировой войны , большинство правительств неохотно выдавали эту технологию в общественное достояние. В Великобритании использование ребризеров для гражданских лиц было незначительным - BSAC даже официально запретил использование ребризеров своими членами. Итальянские фирмы Pirelli и Cressi-Sub сначала продавали по одной модели ребризера для спортивного дайвинга, но через некоторое время сняли с производства эти модели. Некоторые самодельные ребризеры использовались пещерными дайверами для проникновения в отстойники пещер .

Большинство высокогорных альпинистов используют кислородное оборудование открытого цикла; экспедиция на Эверест 1953 года использовала кислородное оборудование как с замкнутым, так и с открытым контуром: см. кислород в баллонах .

С концом холодной войны и последующим распадом этого коммунистического блока , воспринимаемый риск нападения со стороны военных водолазами сократился. У западных вооруженных сил было меньше причин запрашивать патенты на гражданские ребризеры , и начали появляться автоматические и полуавтоматические ребризеры для рекреационного дайвинга.

Варианты системы [ править ]

Кислородные ребризеры [ править ]

Принципиальная схема кислородного ребризера замкнутого цикла с маятниковой конфигурацией и скруббером с радиальным потоком
  • 1 Клапан погружения / поверхности
  • 2 Двусторонний дыхательный шланг
  • 3 Скруббер (радиальный поток)
  • 4 дыхательных легких
  • 5 Автоматический подпиточный клапан
  • 6 Ручной перепускной клапан
  • 7 Баллон для хранения дыхательного газа
  • 8 Цилиндровый клапан
  • 9 Регулятор первая ступень
  • 10 Погружной манометр
  • 11 Клапан избыточного давления
Принципиальная схема кислородного ребризера замкнутого цикла с контурной конфигурацией и скруббером с осевым потоком
  • 1 Клапан для погружения / с поверхности с обратными клапанами
  • 2 Выпускной шланг
  • 3 Скруббер (осевой поток)
  • 4 дыхательных легких
  • 5 Клапан избыточного давления
  • 6 Ингаляционный шланг
  • 7 Баллон для хранения дыхательного газа
  • 8 Цилиндровый клапан
  • 9 Регулятор первая ступень
  • 10 Погружной манометр
  • 11 Автоматический подпиточный клапан
  • 12 Ручной перепускной клапан

Это самый ранний тип ребризера, который с начала двадцатого века широко использовался военно-морским флотом и для спасательных работ в шахтах. Кислородные ребризеры могут иметь удивительно простую конструкцию, и они были изобретены до акваланга с открытым контуром. Они поставляют только кислород, поэтому нет необходимости контролировать газовую смесь, кроме удаления диоксида углерода. [19]

Варианты подачи кислорода [ править ]

В некоторых ребризерах, например, в Siebe Gorman Salvus , кислородный баллон имеет параллельные механизмы подачи кислорода. Один - постоянный поток ; другой - ручной двухпозиционный клапан, называемый байпасным клапаном; оба питаются в один и тот же шланг, который питает дыхательный мешок . [11] В Salvus нет второй ступени, и газ включается и выключается в баллоне.

Другие, такие как USN Mk25 UBA, получают питание через регулирующий клапан на дыхательном мешке. Это добавит газа в любой момент, когда дыхательное легкое опорожняется и дайвер продолжает вдыхать. Кислород также можно добавить вручную с помощью кнопки, которая активирует клапан потребления. [20]

Некоторые простые кислородные ребризеры не имели автоматической системы подачи, а имели только ручной клапан подачи, и дайверу приходилось управлять клапаном через определенные промежутки времени, чтобы наполнить дыхательный мешок, поскольку объем кислорода уменьшался ниже комфортного уровня.

Ребризеры полузамкнутого контура [ править ]

Они обычно используются для подводного плавания, так как они крупнее и тяжелее, чем кислородные ребризеры замкнутого цикла. Военные и дайверы-любители используют их, потому что они обеспечивают лучшую продолжительность пребывания под водой, чем открытый контур, имеют большую максимальную рабочую глубину, чем кислородные ребризеры, и могут быть довольно простыми и дешевыми. Они не полагаются на электронику для контроля состава газа, но могут использовать электронный контроль для повышения безопасности и более эффективной декомпрессии.

Оборудование с полузамкнутым контуром обычно подает за раз один газ для дыхания, такой как воздух, найтрокс или тримикс . Газ впрыскивается в петлю с постоянной скоростью, чтобы восполнить кислород, потребляемый водолазом из петли. Избыточный газ необходимо постоянно выпускать из контура в небольших объемах, чтобы освободить место для свежего, богатого кислородом газа. Поскольку кислород в выпускаемом газе не может быть отделен от инертного газа, полузамкнутый контур расходует кислород. [21]

Необходимо использовать газовую смесь с максимальной рабочей глубиной, которая является безопасной для глубины планируемого погружения, и которая обеспечит воздухопроницаемую смесь на поверхности, или будет необходимо менять смеси во время погружения.

Поскольку количество кислорода, необходимое дайверу, увеличивается с увеличением скорости работы, скорость закачки газа необходимо тщательно выбирать и контролировать, чтобы дайвер не потерял сознание из-за гипоксии . [22] Более высокая скорость добавления газа снижает вероятность гипоксии, но расходует больше газа.

Полузамкнутый контур пассивного сложения [ править ]

Принципиальная схема контура дыхательного газа полузамкнутого ребризера с пассивным добавлением.
  • 1 Клапан для погружения / с поверхности с обратными клапанами
  • 2 Шланг выдоха
  • 3 передняя камера дыхательного лёгкого
  • 4 Обратный клапан для нагнетательного сильфона
  • 5 нагнетательный сильфон
  • 6 Клапан избыточного давления
  • 7 Сильфон главного дыхательного мешка
  • 8 Добавочный клапан
  • 9 Скруббер (осевой поток)
  • 10 Ингаляционный шланг
  • 11 Баллон для хранения дыхательного газа
  • 12 Клапан цилиндра
  • 13 Регулятор первая ступень
  • 14 Погружной манометр
  • 15 Аварийный клапан спроса

Этот тип ребризера работает по принципу добавления свежего газа для компенсации уменьшенного объема в дыхательном контуре. Выбрасывается часть вдыхаемого газа, которая в некотором роде пропорциональна его использованию. Как правило, это фиксированная объемная доля дыхательного потока, но были разработаны более сложные системы, которые исчерпывают близкое приближение отношения к скорости дыхательного потока на поверхности. Они описаны как системы с компенсацией глубины или частично с компенсацией глубины. Добавление газа инициируется низким объемом дыхательного мешка.

Простой случай разряда с фиксированным соотношением может быть достигнут с помощью концентрических дыхательных мешков сильфона , где выдыхаемый газ расширяет оба дыхательных мешка, и в то время как внешний сильфон большего объема выпускается обратно в петлю, когда водолаз делает следующий вдох, внутренний сильфон выпускает свой содержимое в окружающую среду, используя обратные клапаны для обеспечения однонаправленного потока. Количество, обрабатываемое при каждом вдохе, зависит от его дыхательного объема.

Ближе к концу вдоха сильфон опускается до дна и активирует дополнительный клапан, во многом так же, как регулирующая диафрагма активирует регулирующий клапан , чтобы восполнить газ, выпускаемый внутренним сильфоном. Поэтому этот тип ребризера обычно работает с минимальной громкостью.

Системы с фиксированным соотношением обычно выбрасывают за борт от 10% (1/10) до 25% (1/4) объема каждого вдоха. В результате газовая выносливость в 10–4 раз больше, чем у открытого контура, и зависит от частоты и глубины дыхания так же, как и для открытого контура. Доля кислорода в петле зависит от коэффициента сброса и, в меньшей степени, от частоты дыхания и скорости работы дайвера. Поскольку некоторое количество газа рециркулируется после дыхания, доля кислорода всегда будет ниже, чем у подпиточного газа, но может близко приближаться к подпиточному газу после продувки контура, поэтому обычно выбирается газ, пригодный для дыхания на максимальной глубине. , что позволяет использовать его для аварийной остановки разомкнутой цепи. Доля кислорода в петлевом газе будет увеличиваться с глубиной, поскольку массовая доля кислорода, используемого метаболически, остается почти постоянной с изменением глубины.Это противоположная тенденция того, что происходит в ребризере с замкнутым контуром, где парциальное давление кислорода контролируется таким образом, чтобы оно было более или менее одинаковым в определенных пределах на протяжении всего погружения. Система с фиксированным коэффициентом использовалась вРебризеры DC55 и Halcyon RB80 . Ребризеры с пассивным дополнительным дыханием с малой степенью нагнетания могут стать гипоксичными у поверхности при использовании газа для подачи умеренной фракции кислорода.

Системы компенсации глубины нагнетают часть дыхательного объема дайвера, который изменяется обратно пропорционально абсолютному давлению. На поверхности они обычно выделяют от 20% (1/5) до 33% (1/3) каждого вдоха, но эта цифра уменьшается с глубиной, чтобы содержание кислорода в контуре было приблизительно постоянным и снижалось потребление газа. Система с полной компенсацией по глубине будет выпускать объем газа, обратно пропорциональный давлению, так что объем, выпускаемый на глубине 90 м (абсолютное давление 10 бар), будет составлять 10% от поверхностного выпуска. Эта система будет обеспечивать приблизительно фиксированную долю кислорода независимо от глубины при использовании одного и того же подпиточного газа, поскольку эффективный массовый расход остается постоянным.

Системы частичной компенсации глубины являются промежуточным звеном между фиксированным соотношением и системами компенсации глубины. Они обеспечивают высокую степень нагнетания у поверхности, но степень нагнетания не является фиксированной ни как пропорция вдыхаемого объема или массы. Долю кислорода в газе вычислить сложнее, но она будет находиться где-то между предельными значениями для систем с фиксированным соотношением и полностью компенсированных систем. В Halcyon PVR-BASC используется система внутренних сильфонов переменного объема для компенсации глубины.

Полузамкнутый контур активного сложения [ править ]

Схема контура в ребризере полузамкнутого контура с постоянным массовым расходом
  • 1 Клапан для погружения / с поверхности с обратными клапанами
  • 2 Выпускной шланг
  • 3 канистра скруббера (осевой поток)
  • 4 дыхательных легких
  • 5 Петлевой клапан избыточного давления
  • 6 Ингаляционный клапан
  • 7 Баллон подачи дыхательного газа
  • 8 Цилиндровый клапан
  • 9 Регулятор абсолютного давления
  • 10 Погружной манометр
  • 11 Автоматический клапан разбавителя
  • 12 Отверстие для измерения постоянного массового расхода
  • 13 Ручной перепускной клапан
  • 14 Аварийный клапан спроса

Активная система добавления добавляет подаваемый газ в дыхательный контур, и избыточный газ сбрасывается в окружающую среду. Эти ребризеры, как правило, работают с максимальной громкостью.

Добавление газа с постоянным массовым расходом [ править ]

Наиболее распространенная система активного добавления подпиточного газа в полузакрытые ребризеры - это использование инжектора постоянного массового расхода, также известного как дроссельный поток . Этого легко добиться с помощью звукового отверстия, поскольку при условии, что перепад давления на отверстии достаточен для обеспечения звукового потока, массовый расход для конкретного газа не будет зависеть от давления на выходе. [23]Массовый поток через звуковое отверстие является функцией давления на входе и газовой смеси, поэтому давление на входе должно оставаться постоянным в диапазоне рабочих глубин ребризера, чтобы обеспечить надежно предсказуемую смесь в дыхательном контуре, а модифицированный регулятор используется, на которое не влияют изменения давления окружающей среды. Добавление газа не зависит от использования кислорода, а доля газа в контуре сильно зависит от напряжения дайвера - можно опасно истощить кислород из-за чрезмерных физических нагрузок.

Добавление газа по запросу [ править ]
Принципиальная схема дыхательного контура полузамкнутого ребризера Interspiro DCSC
  • 1 баллон с питательным газом Nitrox
  • 2-цилиндровый клапан
  • 3 Манометр
  • 4 Регулятор первой ступени подаваемого газа
  • 5 Дозировочная камера
  • 6 Дозатор с рычагом управления от крышки сильфона
  • 7 Противолёгкий с откидным сильфоном
  • 8 Вес сильфона
  • 9 Выпускной клапан с рычагом управления от крышки сильфона
  • 10 Скруббер с радиальным потоком
  • 11 Шланг выдоха
  • 12 Загубник с клапаном для погружения / поверхности и обратными клапанами петли
  • 13 Ингаляционный шланг
  • 14 Ручной перепускной клапан
  • 15 Клапан предупреждения о низком уровне газа

На рынок поступила только одна модель, использующая этот принцип регулирования газовой смеси. Это Interspiro DCSC . Принцип действия заключается в добавлении массы кислорода, пропорциональной объему каждого вдоха. Этот подход основан на предположении, что объемная частота дыхания дайвера прямо пропорциональна метаболическому потреблению кислорода, что, как показывают экспериментальные данные, достаточно близко для работы. [24]

Добавление свежего газа осуществляется путем регулирования давления в дозирующей камере, пропорционального объему сильфона противолегкого. Дозировочная камера заполняется свежим газом до давления, пропорционального объему сильфона, с самым высоким давлением, когда сильфон находится в пустом положении. Когда сильфон заполняется во время выдоха, газ выходит из дозирующей камеры в дыхательный контур, пропорциональный объему сильфона во время выдоха, и полностью выпускается, когда сильфон заполнен. Избыточный газ сбрасывается в окружающую среду через клапан избыточного давления после заполнения сильфона. [24]

В результате добавляется масса газа, пропорциональная объему вентиляции, и доля кислорода остается стабильной в нормальном диапазоне нагрузки.

Объем дозирующей камеры согласован с конкретной подаваемой газовой смесью и изменяется при смене газа. DCSC использует две стандартные смеси найтрокса: 28% и 46%. [24]

Ребризеры на смешанном газе с замкнутым контуром [ править ]

Принципиальная схема закрытого газового ребризера с электронным управлением.
  • 1 Клапан погружения / поверхности и обратные клапаны контура
  • 2 Выпускной шланг
  • 3 Скруббер (осевой поток)
  • 4 дыхательных легких
  • 5 Клапан избыточного давления
  • 6 Ингаляционный клапан
  • 7 Кислородный баллон
  • 8 Клапан кислородного баллона
  • 9 Регулятор абсолютного давления кислорода
  • 10 Погружной кислородный манометр
  • 11 Ручной перепускной клапан кислорода
  • 12 Отверстие для измерения постоянного массового расхода кислорода
  • 13 Клапан подачи кислорода с электромагнитным управлением с электронным управлением
  • 14 Баллон с разбавителем
  • 15 Клапан баллона с разбавителем
  • 16 Регулятор разбавителя
  • 17 Погружной манометр для разбавителя
  • 18 Аварийный клапан спроса
  • 19 Ручной перепускной клапан дилуента
  • 20 Автоматический клапан дилуента
  • 21 датчик кислорода
  • 22 Электронные схемы управления и контроля
  • 23 основного и дополнительного дисплеев

Военные, фотографические дайверы и дайверы-любители используют ребризеры с замкнутым контуром, поскольку они позволяют совершать длительные погружения и не производят пузырей. [25] Ребризеры с замкнутым контуром подают в контур два дыхательных газа: один - чистый кислород, а другой - разбавляющий или разбавляющий газ, такой как воздух, найтрокс, гелиокс или тримикс.

Основная функция ребризера с замкнутым контуром - контролировать парциальное давление кислорода в контуре и предупреждать дайвера, если оно становится опасно низким или высоким. Слишком низкая концентрация кислорода приводит к гипоксии, ведущей к потере сознания и, в конечном итоге, к смерти . Слишком высокая концентрация кислорода приводит к гипероксии, ведущей к кислородному отравлению , состоянию, вызывающему судороги, из-за которых дайвер может потерять мундштук, когда они происходят под водой, и может привести к утоплению . В системе мониторинга используются чувствительные к кислороду электрогальванические топливные элементы.для измерения парциального давления кислорода в контуре. Парциальное давление кислорода в контуре обычно можно контролировать в разумных пределах от фиксированного значения. Эта уставка выбрана для обеспечения приемлемого риска как долгосрочной, так и острой кислородной токсичности при минимизации требований к декомпрессии для запланированного профиля погружения.

Газовая смесь контролируется дайвером в закрытых дыхательных аппаратах с ручным управлением. Дайвер может вручную контролировать смесь, добавляя газ-разбавитель или кислород. Добавление разбавителя может предотвратить чрезмерное обогащение кислородом смеси газов в контуре, а добавление кислорода выполняется для повышения концентрации кислорода.

В полностью автоматических системах с замкнутым контуром электромагнитный клапан с электронным управлением подает кислород в контур, когда система управления обнаруживает, что парциальное давление кислорода в контуре упало ниже требуемого уровня. CCR с электронным управлением можно переключить на ручное управление в случае отказа некоторых систем управления.

Добавление газа для компенсации сжатия во время спуска обычно осуществляется с помощью автоматического клапана разбавителя.

Ребризеры с использованием абсорбента, выделяющего кислород [ править ]

Было несколько конструкций ребризеров (например, оксилит), в которых абсорбирующая канистра была заполнена супероксидом калия, который выделяет кислород при поглощении углекислого газа: 4KO 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 3O 2 ; у него был очень маленький кислородный баллон, чтобы заполнить петлю в начале погружения. [26] Эта система опасна из-за взрывоопасной реакции, которая происходит при попадании воды на супероксид калия. России IDA71 военно-морской ребризера был разработан , чтобы работать в этом режиме или как обычный ребризере.

Испытания IDA71 в экспериментальном дайвинг-подразделении ВМС США в Панама-Сити, Флорида, показали, что IDA71 может обеспечить значительно более длительное время погружения с супероксидом в одном из баллончиков, чем без него. [26]

Ребризеры, хранящие жидкий кислород [ править ]

При использовании под водой баллон с жидким кислородом должен быть хорошо изолирован от тепла, поступающего из воды. В результате промышленные наборы этого типа могут не подходить для дайвинга, а комплекты для дайвинга этого типа могут не подходить для использования вне воды. Баллон с жидким кислородом необходимо заполнить непосредственно перед использованием. К ним относятся такие типы:

  • Аэрофор Блэкетта
  • Аэорлокс [27]

Криогенный ребризер [ править ]

Криогенный ребризер удаляет углекислый газ путем замораживания его в «снежном поле» низкая температурой , полученной , как жидкость испаряется кислород , чтобы заменить кислород , используемый.

Прототип криогенного ребризера под названием S-1000 был построен Sub-Marine Systems Corporation . Он имел продолжительность 6 часов и максимальную глубину погружения 200 метров (660 футов). Его ppO 2можно установить от 0,2 до 2 бар (от 3 до 30 фунтов на квадратный дюйм) без электроники, контролируя температуру жидкого кислорода, тем самым контролируя равновесное давление газообразного кислорода над жидкостью. В качестве разбавителя может использоваться азот или гелий в зависимости от глубины погружения. Парциальное давление кислорода контролировалось температурой, которую контролировали, контролируя давление, при котором жидкий азот позволял закипеть, которое контролировалось регулируемым клапаном сброса давления. Никаких регулирующих клапанов, кроме клапана сброса давления азота, не требовалось. Низкая температура также использовалась для замораживания до 230 граммов углекислого газа.в час от контура, что соответствует потреблению кислорода 2 литра в минуту, так как углекислый газ выйдет из газообразного состояния при температуре -43,3 ° C или ниже. Если кислород потреблялся быстрее из-за большой рабочей нагрузки, требовался обычный скруббер. Никакой электроники не требовалось, так как все следовало за установкой давления выпуска азота из охлаждающей установки, а охлаждение путем испарения жидкого азота поддерживало постоянную температуру до тех пор, пока жидкий азот не был исчерпан. Поток газа в контуре проходил через противоточный теплообменник, который повторно нагревал газ, возвращающийся к водолазу, путем охлаждения газа, направляемого в снежный ящик (криогенный скруббер). Первый прототип, S-600G, был завершен и испытан на мелководье в октябре 1967 года. S1000 был анонсирован в 1969 году [28] [29].но системы никогда не продавались. [30]

Криогенные ребризеры широко использовались в советской океанографии в период с 1980 по 1990 год. [30] [31] [32]

Сферы применения [ править ]

  • Под водой - как автономный дыхательный аппарат , где его иногда называют « аквалангом с замкнутым контуром », в отличие от «аквалангом с открытым контуром», когда дайвер выдыхает дыхательный газ в окружающую воду. [33] Водолазное оборудование , устанавливаемое с поверхности, может включать ребризеры либо в виде системы регенерации газа , где подаваемый с поверхности дыхательный газ возвращается и очищается на поверхности, либо в качестве расширителя газа, переносимого дайвером. [34] [35] Ребризеры могут также использоваться в качестве автономных аварийных систем дайвера для подводного плавания с аквалангом или с поверхности. [36]
  • Горно-спасательные работы и другие промышленные применения - где могут присутствовать ядовитые газы или может отсутствовать кислород.
  • Космические корабли с экипажем и скафандры - космическое пространство фактически представляет собой вакуум без кислорода для поддержания жизни.
  • Дыхательные системы для анестезии в больницах - для обеспечения пациентов контролируемыми концентрациями анестезирующих газов без загрязнения воздуха, которым дышит персонал.
  • Гималайский или высотный альпинизм . Большая высота снижает парциальное давление кислорода в окружающем воздухе, что снижает способность альпиниста эффективно функционировать. Ребризеры для альпинизма в кислородных наборах замкнутого цикла обеспечивают альпинисту более высокое парциальное давление кислорода. Однако большинство высотных комплектов имеют открытый контур (не замкнутый контур с ребризерами).
  • Подводные лодки , подводные среды обитания и системы погружения с насыщением используют скруббер , работающий по тем же принципам, что и ребризер.
  • Пожаротушение , при котором от пожарных может потребоваться работа в атмосфере IDLH в течение продолжительных периодов времени, дольше, чем может обеспечить воздухом дыхательный аппарат открытого цикла .

Это можно сравнить с некоторыми применениями дыхательных аппаратов с открытым контуром:

  • Системы обогащения кислородом, используемые в основном медицинскими пациентами, высотными альпинистами и аварийными системами коммерческих самолетов, в которых пользователь дышит окружающим воздухом, который обогащен добавлением чистого кислорода,
  • Дыхательный аппарат с открытым контуром, используемый пожарными, подводными водолазами и некоторыми альпинистами , который подает свежий газ для каждого вдоха, который затем выбрасывается в окружающую среду.
  • Противогазы и респираторы, фильтрующие загрязнения из окружающего воздуха, которым затем дышат.

Ребризеры для дайвинга [ править ]

В дайвинге используются самые разнообразные типы ребризеров, так как последствия дыхания под давлением усложняют требования, и доступен широкий спектр вариантов в зависимости от конкретного применения и доступного бюджета. Ребризер для дайвинга является критически важным для безопасности оборудованием для жизнеобеспечения - некоторые виды отказа могут убить дайвера без предупреждения, другие могут потребовать немедленной реакции для выживания.

Критерии проектирования ребризеров для акваланга [ править ]

Эксплуатационные требования к ребризерам для дайвинга включают:
  • водонепроницаемая и устойчивая к коррозии конструкция
  • достаточно близко к нейтральной плавучести после балластировки
  • приемлемо обтекаемый, чтобы минимизировать дополнительное сопротивление плаванию
  • низкая работа дыхания при любом положении дайвера и во всем диапазоне рабочих глубин
  • прибор не должен отрицательно влиять на балансировку и балансировку дайвера.
  • легкое и быстрое снятие привязи и самостоятельное снятие устройства с дайвера
  • доступность элементов управления и настройки
  • однозначная обратная связь с дайвером важной информации
  • отсутствие критических режимов единичного отказа - пользователь должен иметь возможность справиться с любым единственным разумно предсказуемым отказом без посторонней помощи
Для специальных приложений также может потребоваться
  • сигнал с низким уровнем шума
  • низкое выделение пузырьков / мелких пузырьков
  • низкая электромагнитная сигнатура
  • прочная конструкция
  • легкий вес в воздухе
  • минимальная дополнительная загрузка задач для нормальной работы

Кислородные ребризеры для дайвинга [ править ]

Поскольку чистый кислород токсичен при вдыхании под давлением, агентства по сертификации дайверов-любителей ограничивают кислородную декомпрессию до максимальной глубины 6 метров (20 футов), и это ограничение было распространено на кислородные ребризеры; [ необходима цитата ] В прошлом они использовались на большей глубине (до 20 метров (66 футов)) [ необходима цитата ], но такие погружения были более рискованными, чем то, что сейчас считается приемлемым. Кислородные ребризеры также иногда используются при декомпрессии после глубокого погружения с открытым контуром, [ цитата необходима ] поскольку дыхание чистым кислородом способствует более быстрой диффузии азота из тканей тела, использование ребризера может быть более удобным для длительных декомпрессионных остановок.

Ограничения ВМС США на использование кислородных дыхательных аппаратов [20]
  • Нормальный рабочий предел 25 футов (7,6 м) в течение 240 минут.
  • Максимальный рабочий предел 50 футов (15 м) в течение 10 минут.

Кислородные ребризеры больше не используются в рекреационном дайвинге из-за предельной глубины, налагаемой кислородным отравлением, но широко используются для боевых пловцов, где не требуется большая глубина из-за их простоты, легкого веса и компактных размеров.

Ребризеры на смешанном газе для дайвинга [ править ]

Ребризеры полузамкнутого контура, используемые для дайвинга, могут использовать активную или пассивную подачу газа, а системы добавления газа могут иметь компенсацию глубины. Они используют смешанный подаваемый газ с более высокой долей кислорода, чем газовая смесь стационарного контура. Обычно используется только одна газовая смесь, но можно переключать газовые смеси во время погружения, чтобы расширить доступный диапазон глубин некоторых SCR.

Область действия и ограничения SCR
  • Пассивные дополнительные тиристоры без компенсации глубины сокращают безопасный диапазон рабочих глубин обратно пропорционально увеличению срока службы газа. Это можно компенсировать переключением газа за счет сложности и увеличения числа потенциальных точек отказа.
  • SCR с постоянным массовым расходом создают газовую смесь, которая не является постоянной при изменении усилия водолаза. Это также ограничивает безопасный диапазон рабочих глубин, если не контролируется состав газа, также за счет увеличения сложности и дополнительных потенциальных точек отказа.
  • Добавление активного газа по требованию обеспечивает надежные газовые смеси во всем диапазоне возможных рабочих глубин и не требует контроля кислорода, но за счет более сложной механической обработки.
  • Пассивная добавка с компенсацией глубины обеспечивает надежную газовую смесь в потенциальном диапазоне рабочих глубин, который лишь немного сокращается по сравнению с рабочим диапазоном открытого контура для используемого газа за счет большей механической сложности.

Ребризеры для дайвинга с замкнутым контуром могут управляться вручную или с помощью электроники и использовать как чистый кислород, так и пригодный для дыхания разбавитель смешанного газа.

Область действия и ограничения CCR

Системы регенерации газа для дайвинга с поверхности [ править ]

Система регенерации гелия (или двухтактная система) используется для извлечения дыхательного газа на основе гелия после его 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 диоксида углерода, фильтруется для удаления запахов и под давлением помещается в контейнеры для хранения, где он может быть смешан с кислородом до требуемого состава для повторного использования.

Системы жизнеобеспечения с насыщенным дайвингом [ править ]

Система жизнеобеспечения обеспечивает дыхательный газ и другие услуги для поддержания жизни персонала, находящегося под давлением в жилых камерах и закрытом водолазном колоколе. Он включает следующие компоненты: [37]

  • Оборудование для подачи, распределения и рециркуляции дыхательного газа: скрубберы, фильтры, бустеры, компрессоры, устройства для смешивания, мониторинга и хранения
  • Система климат-контроля камеры - контроль температуры и влажности, фильтрация газа
  • Контрольно-измерительное, контрольно-измерительное и коммуникационное оборудование
  • Системы пожаротушения
  • Системы санитарии

Система жизнеобеспечения колокола обеспечивает и контролирует основную подачу дыхательного газа, а станция управления контролирует развертывание и связь с водолазами. Первичная подача газа, питание и связь с колпаком осуществляется через шлангокабель колокола, состоящий из нескольких шлангов и электрических кабелей, скрученных вместе и развернутых как единое целое. [38] Это распространяется на дайверов через водолазные шланги. [37]

Система жизнеобеспечения жилых помещений поддерживает условия в камере в пределах, приемлемых для здоровья и комфорта обитателей. Температура, влажность, система санитарной очистки дыхательного газа и работа оборудования контролируются и контролируются. [38]

Промышленные и спасательные автономные ребризеры [ править ]

К ребризерам автономного дыхательного аппарата, предназначенным только для использования вне воды, применяются другие критерии проектирования :

  • Давление окружающей среды на компоненты не меняется. Противолегкое может быть размещено для удобства и комфорта.
  • Охлаждение газа в дыхательном контуре может быть желательным, поскольку абсорбент выделяет тепло при реакции с диоксидом углерода, а нагревание газа не приветствуется в жарких промышленных условиях, таких как глубокие шахты.
  • Контейнеры с абсорбентом в некоторых случаях могут полагаться на силу тяжести для предотвращения образования каналов.
  • Если используется полнолицевая маска, в ней могут быть видовые окна, предназначенные для удобства или для улучшения поля зрения, и они не обязательно должны быть плоскими и параллельными, чтобы предотвратить визуальное искажение, как если бы они находились под водой.
  • В дыхательных аппаратах для пожаротушения необходимо уделить внимание тому, чтобы сделать комплект достаточно огнестойким и защитить его от тепла и ударов мусора.
  • Потребность в быстром снятии комплекта может не возникнуть, а лямки ремня безопасности могут не нуждаться в быстром снятии.
  • Плавучесть не имеет значения, но вес может иметь решающее значение.
  • Нет ограничений из-за физиологических эффектов дыхания под давлением. Сложные газовые смеси не нужны. Обычно можно использовать кислородные ребризеры.

Ребризеры для альпинизма [ править ]

Ребризеры для альпинизма обеспечивают кислород в более высокой концентрации, чем атмосферный воздух в естественно гипоксической среде. Они должны быть легкими и надежными в суровые холода, в том числе не задыхаться от холода. [39] Не решена проблема высокого уровня отказов системы из-за сильного холода. [ необходима цитата ] Дыхание чистого кислорода приводит к повышенному парциальному давлению кислорода в крови: альпинист дышит чистым кислородом на вершине горы. На Эвересте парциальное давление кислорода выше, чем на воздухе на уровне моря. Это приводит к увеличению физических усилий на высоте.

Как химический, так и сжатый газовый кислород использовался в экспериментальных кислородных системах замкнутого цикла - впервые на Эвересте в 1938 году . 1953 экспедиции использовали Замкнутая кислород оборудование , разработанный Том Бордиллон и его отцом в первый штурмовой команды Bourdillon и Эванс ; с одним «дюралюминиевым» баллоном со сжатым кислородом на 800 л и канистрой с натронной извести (вторая (успешная) штурмовая группа Хиллари и Тенцинга использовала оборудование открытого цикла). [40]

Атмосферные водолазные костюмы [ править ]

Атмосферный водолазный костюм - это небольшой подводный аппарат с шарнирно-сочлененной рамой, который предназначен для одного человека, примерно антропоморфной формы, с суставами конечностей, которые позволяют выполнять сочленение под внешним давлением при поддержании внутреннего давления в одну атмосферу. Подача дыхательного газа может осуществляться с поверхности через шлангокабель или через ребризер, установленный на костюме. Ребризер аварийной подачи газа также может быть установлен на костюме либо с поверхностным подводом, либо с ребризером для первичного дыхательного газа.

Ребризеры для негерметичных самолетов и парашютного спорта на большой высоте [ править ]

Требования и условия труда такие же, как и в альпинизме, но вес - меньшая проблема. Советский ребризер ИДА-71 также был изготовлен в высотном варианте, который работал как кислородный ребризер.

Системы анестезии [ править ]

Аппараты для анестезии могут быть сконфигурированы как дыхательные аппараты 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. [41]

Для наркозных аппаратов могут использоваться как полузамкнутые, так и полностью замкнутые системы контуров, и используются как двухтактные (маятниковые) системы с двумя направленными потоками, так и системы с одним направленным контуром. [42] дыхательный контур петли сконфигурированной машины имеет две однонаправленных клапаны , так что только вымыто газ течет к пациенту , а выдыхаемый газ возвращается к машине. [41]

Аппарат для анестезии также может подавать газ для вентилируемых пациентов, которые не могут дышать самостоятельно. [43] Отходы газа Система продувки удаляет любые газы из рабочей комнаты , чтобы избежать загрязнения окружающей среды. [44]

Персонал анестезиолога обучает отказы оборудования с использованием методов медицинского моделирования . [45] [46]

Скафандры [ править ]

Одна из функций скафандра - снабжать человека дыхательным газом. Это может быть сделано через шлангокабель от систем жизнеобеспечения космического корабля или среды обитания или от основной системы жизнеобеспечения, установленной на скафандре. Обе эти системы используют технологию ребризеров, поскольку они обе удаляют углекислый газ из дыхательного газа и добавляют кислород для компенсации кислорода, используемого пользователем. В космических костюмах обычно используются кислородные дыхательные аппараты, поскольку это позволяет снизить давление в костюме, что дает пользователю большую свободу движений.

Системы жизнеобеспечения среды обитания [ править ]

Подводные лодки , подводные жилища , бомбоубежища, космические станции и другие жилые помещения, занятые несколькими людьми в течение средних и длительных периодов при ограниченном запасе газа, в принципе эквивалентны ребризерам замкнутого цикла, но обычно полагаются на механическую циркуляцию дыхательного газа через скрубберы.

Архитектура ребризера [ править ]

Простой кислородный ребризер морского типа для дайвинга с обозначенными деталями
Вид сзади на ребризер замкнутого контура с открытым корпусом

Хотя существует несколько вариантов конструкции ребризера для дайвинга, все типы имеют газонепроницаемую петлю , через которую дайвер делает вдох и выдыхает. Петля состоит из нескольких герметичных компонентов. Дайвер дышит через мундштук или полную маску . Это связано с одной или более трубок воздуховодов вдыхаемого и выдыхаемого газа между водолазом и counterlung или дыхательного мешка . В нем содержится газ, когда его нет в легких дайвера. Контур также включает скруббер, содержащий абсорбент диоксида углерода для удаления диоксида углерода.выдохнул дайвер. К контуру присоединен по крайней мере один клапан, позволяющий добавлять газы, такие как кислород и, возможно, разбавляющий газ, из хранилища газа в контур. Могут быть клапаны, позволяющие выпускать газ из контура.

Конфигурация прохода для дыхательного газа [ править ]

Существуют две основные конфигурации газовых каналов: петля и маятник.

Конфигурация петли использует однонаправленную циркуляцию дыхательного газа, который на выдохе выходит из мундштука, проходит через обратный клапан в выдыхательный шланг, а затем через дыхательный мешок и скруббер, чтобы вернуться в мундштук через ингаляционный шланг и другой обратный клапан при вдохе дайвером.

В маятниковой конфигурации используется двухсторонний поток. Выдыхаемый газ течет из мундштука через один шланг в скруббер, в дыхательный мешок, а при вдохе газ возвращается через скруббер и тот же шланг обратно в мундштук. Маятниковая система конструктивно проще, но по своей сути содержит большее мертвое пространство неочищенного газа в комбинированной трубке выдоха и вдоха, который подвергается повторному дыханию. Существуют противоречивые требования к минимизации объема мертвого пространства при минимальном сопротивлении потоку дыхательных путей.

Мундштук [ править ]

Дайвер дышит из контура ребризера через мундштук с захватом прикуса или носовую маску, которая может быть частью полнолицевой маски или водолазного шлема . Мундштук соединен с остальной частью ребризера дыхательными шлангами. Мундштук ребризера для дайвинга обычно включает запорный клапан и может включать в себя клапан для погружения / поверхности или аварийный клапан, или и то, и другое. На ребризерах с петлевой конфигурацией мундштук обычно является местом, где устанавливаются обратные клапаны петли.

Dive / Surface valve [ править ]

Клапан поверхности для дайвинга и дыхательные шланги полузакрытого ребризера Draeger Ray
Клапан поверхности для дайвинга полузакрытого ребризера Draeger Ray

Клапан Dive / Surface (DSV) - это клапан на мундштуке, который может переключаться между контуром и окружающей средой. Он используется для закрытия петли на поверхности, чтобы дайвер мог дышать атмосферным воздухом, а также может использоваться под водой для изоляции петли, чтобы она не затопляла, если мундштук вынуть изо рта.

Аварийный клапан [ править ]

Клапан для погружения / на поверхности, который можно переключать для закрытия контура и одновременного открытия соединения с требуемым клапаном открытого контура, известен как аварийный клапан, так как его функция заключается в переключении на аварийное отключение разомкнутого контура без необходимости снимать мундштук. Важное предохранительное устройство при отравлении углекислым газом . [47]

Дыхательные шланги [ править ]

Гибкие гофрированные шланги из синтетического каучука используются для соединения мундштука с остальной частью дыхательного контура, поскольку они обеспечивают свободное движение головы дайвера. Эти шланги гофрированы для большей гибкости при сохранении высокого сопротивления разрушению. Шланги разработаны для обеспечения низкого сопротивления потоку дыхательного газа. Один дыхательный шланг используется для маятниковой (двухтактной) конфигурации, а два шланга - для односторонней петли.

Противолегкие [ править ]

Противолегкое - это часть петли, которая предназначена для изменения объема на ту же величину, что и дыхательный объем пользователя при дыхании. Это позволяет петле расширяться и сжиматься, когда пользователь дышит, позволяя общему объему газа в легких и петле оставаться постоянными на протяжении всего дыхательного цикла. Объем дыхательного мешка должен обеспечивать максимально возможный объем дыхания пользователя, но обычно не обязательно должен соответствовать жизненной емкости всех возможных пользователей.

Под водой положение дыхательного легкого - на груди, на плечах или на спине - влияет на гидростатическую работу дыхания . Это происходит из-за разницы давлений между дыхательным легким и легким дайвера, вызванной вертикальным расстоянием между ними.

Рекреационные, технические и многие профессиональные дайверы будут проводить большую часть своего времени под водой, плавая лицом вниз и обрезанными по горизонтали. Противолегкие должны хорошо функционировать при низкой работе дыхания в этом положении и с водолазом в вертикальном положении.

  • Спереди: в горизонтальном положении они испытывают большее гидростатическое давление, чем легкие дайвера. Легче вдохнуть, труднее выдохнуть.
  • Сзади: в горизонтальном положении они испытывают меньшее гидростатическое давление, чем легкие дайвера. Сумма варьируется, так как некоторые из них ближе к спине, чем другие. Тяжелее вдыхать, легче выдыхать.
  • Через плечо: гидростатическое давление будет варьироваться в зависимости от того, сколько газа находится в дыхательных легких, и увеличивается по мере увеличения объема и движения самой нижней части газового пространства вниз. Резистивное дыхание часто сводит на нет преимущества правильного позиционирования вблизи центроида легкого.

Конструкция дыхательных мешков также может повлиять на обтекаемость дайвера из-за расположения и формы самих дыхательных мешков.

При использовании вне воды положение дыхательного мешка не влияет на работу дыхания, и его можно расположить где угодно. Например, в промышленной версии Siebe Gorman Salvus дыхательный мешок свешивается у левого бедра.

Ребризере , который использует резиновые counterlungs , которые не находятся в закрытом корпусе должно быть защищено от солнечного света , когда он не используется, чтобы предотвратить резину от погибающих в связи с ультрафиолетовым светом .

Концентрические дыхательные мешки сильфонов [ править ]

Большинство полузамкнутых ребризеров для дайвинга с пассивным добавлением регулируют газовую смесь, удаляя фиксированную объемную долю выдыхаемого газа и заменяя ее свежим подаваемым газом из клапана по запросу, который запускается малым объемом дыхательного мешка.

Для этого используются концентрические дыхательные мешки сильфонов - дыхательные мешки имеют форму сильфона с жесткими верхней и нижней частью и имеют гибкую гофрированную мембрану, образующую боковые стенки. Внутри находится второй, меньший сильфон, также связанный с жесткими верхней и нижней поверхностями дыхательного мешка, так что по мере того, как жесткие поверхности перемещаются друг к другу и от них, объемы внутреннего и внешнего сильфонов изменяются в одинаковой пропорции.

Выдыхаемый газ расширяет дыхательные легкие, и часть его течет во внутренний сильфон. На вдохе дайвер дышит только через внешний дыхательный мешок - обратный поток из внутреннего сильфона перекрывается обратным клапаном. Внутренний сильфон также соединяется с другим обратным клапаном, открывающимся во внешнюю среду, и, таким образом, газ из внутреннего сильфона сбрасывается из контура в фиксированной пропорции от объема вдыхаемого воздуха. Если объем дыхательного мешка уменьшается настолько, чтобы жесткая крышка могла активировать клапан подачи газа, газ будет добавляться до тех пор, пока дайвер не закончит вдох.

Скруббер углекислого газа [ править ]

Канистра скруббера Inspiration
Канистра скруббера полузакрытого ребризера Draeger Ray
Внутренняя часть канистры скруббера полузакрытого ребризера Draeger Ray

Выдыхаемые газы направляются через химический скруббер, канистру, полную подходящего поглотителя диоксида углерода, такого как натронная известь , которая удаляет диоксид углерода из газовой смеси и оставляет кислород и другие газы доступными для повторного дыхания. [48]

Некоторые абсорбирующие химические вещества производятся в гранулированном виде для применения в дайвинге, например, Atrasorb Dive, Sofnolime , Dragersorb или Sodasorb. В других системах используется предварительно упакованный картридж на основе реактивной пластиковой завесы (RPC): [49] Термин реактивная пластиковая завеса первоначально использовался для описания впитывающих завес Micropore для аварийного использования на подводных лодках ВМС США, а в последнее время RPC использовался для обозначения их [50] Картриджи из реактивного пластика.

Двуокись углерода проходит через скруббер абсорбент удаляется , когда он вступает в реакцию с абсорбентом в баллоне; это химическая реакция является экзотермической. Эта реакция происходит вдоль «фронта», который представляет собой область поперек потока газа через натриевую известь в баллоне. Эта передняя часть движется через канистру скруббера от входа для газа к концу для выхода газа, поскольку в реакции потребляются активные ингредиенты. Этот фронт будет зоной с толщиной, зависящей от размера зерна, реакционной способности и скорости потока газа, потому что диоксиду углерода в газе, проходящем через баллон, нужно время, чтобы достичь поверхности зерна абсорбента, а затем время, чтобы проникнуть в него. середина каждой крупинки абсорбента по мере истощения внешней части зерна. В конце концов газ с оставшимся диоксидом углерода достигнет дальнего конца баллона, и произойдет «прорыв».После этого содержание углекислого газа в очищенном газе будет иметь тенденцию к увеличению, поскольку эффективность скруббера падает до тех пор, пока он не станет заметным для пользователя, а затем станет невозможным для дыхания.

В более крупных системах, таких как камеры рекомпрессии , вентилятор используется для пропускания газа через канистру.

Эффективность скруббера [ править ]

При погружении с ребризером типичная эффективная продолжительность дыхания скруббера составляет от получаса до нескольких часов, в зависимости от гранулометрии и состава натровой извести, температуры окружающей среды, конструкции ребризера и размера канистры. В некоторых сухих открытых средах, таких как камера рекомпрессии или больница, может оказаться возможным залить свежий абсорбент в канистру, когда произойдет прорыв.

Отвод газа [ править ]

Клапан избыточного давления [ править ]

Во время всплытия газ в дыхательном контуре будет расширяться, и ему необходимо каким-то образом уйти, прежде чем перепад давления приведет к травме дайвера или повреждению контура. Самый простой способ сделать это для дайвера - позволить избыточному газу выйти через мундштук или через нос, но простой клапан избыточного давления надежен и может быть отрегулирован для контроля допустимого избыточного давления. Клапан избыточного давления обычно устанавливается на дыхательном мешке, а в военных дыхательных аппаратах для дайвинга он может быть оснащен диффузором.

Диффузор [ править ]

Некоторые военные водолазные ребризеры имеют диффузор над выпускным клапаном, который помогает скрыть присутствие дайвера, маскируя выброс пузырьков, разбивая их до размеров, которые трудно обнаружить. [51] Диффузор также снижает пузырьковый шум.

Петлевой дренаж [ править ]

Многие ребризеры имеют «ловушки для воды» в дыхательных мешках или корпусе скруббера, чтобы предотвратить попадание больших объемов воды в среду скруббера, если дайвер снимает загубник под водой, не закрывая клапан, или если губы дайвера расслабляются и вода просачивается внутрь.

Некоторые ребризеры имеют ручные насосы для удаления воды из водоотделителей, а некоторые из пассивных дополнительных SCR автоматически откачивают воду вместе с газом во время такта выпуска дыхательного мешка сильфона.

Работа дыхания [ править ]

Работа дыхания - это усилие, необходимое для дыхания. Часть работы по дыханию обусловлена ​​внутренними физиологическими факторами, часть - механикой аппарата внешнего дыхания, а часть - характеристиками дыхательного газа. Интенсивное дыхание может привести к накоплению углекислого газа у дайвера и снизить способность дайвера производить полезные физические усилия. В крайних случаях работа дыхания может превышать аэробную работоспособность дайвера с фатальными последствиями.

Работа дыхательного аппарата ребризера состоит из двух основных компонентов: Резистивная работа дыхания возникает из-за ограничения потока в проходах для газа, вызывающего сопротивление потоку дыхательного газа, и существует во всех случаях, когда нет вентиляции с внешним питанием. Гидростатическая работа дыхания применима только к дайвингу и возникает из-за разницы в давлении между легкими дайвера и дыхательными мешками ребризера. Эта разница давления обычно возникает из-за разницы в гидростатическом давлении, вызванной разницей в глубине между легким и дыхательным мешком, но может быть изменена путем балластировки движущейся стороны противолегкого сильфона.

Резистивная работа дыхания - это сумма всех ограничений потока из-за изгибов, гофр, изменений направления потока, давления срабатывания клапана, потока через среду скруббера и т. Д., А также сопротивления потоку газа из-за инерции и вязкости. , на которые влияет плотность, которая является функцией молекулярной массы и давления. Конструкция ребризера может ограничить механические аспекты сопротивления потоку, особенно конструкцией скруббера, дыхательных мешков и дыхательных шлангов. На ребризеры для дайвинга влияют изменения работы дыхания из-за выбора газовой смеси и глубины. Содержание гелия снижает работу дыхания, а увеличение глубины увеличивает работу дыхания.

Работа дыхания также может быть увеличена из-за чрезмерной влажности среды скруббера, как правило, из-за утечки в дыхательном контуре, или из-за использования слишком маленького размера зерна абсорбента.

Полузакрытые дыхательные системы, разработанные Drägerwerk в начале 20-го века как подводный газ для водолазов в шлемах , использующие кислород или найтрокс, и шлем ВМС США Mark V Heliox, разработанный в 1930-х годах для глубоких погружений, обеспечивали циркуляцию дыхательного газа через шлем и скруббер с использованием системы инжектора , в которой добавленный газ увлекает петлевой газ и создает поток обработанного газа мимо водолаза внутри шлема, что устраняет внешнее мертвое пространство и работу оборудования по дыханию, но не подходит для высоких частот дыхания. [35]

Источники газа [ править ]

Регулятор, аварийный клапан DV, дозировка CMF и ADV, SPG и шланги от полузамкнутого ребризера Draeger Ray

Ребризер должен иметь источник кислорода, чтобы восполнить то, что потребляет дайвер. В зависимости от варианта конструкции ребризера источник кислорода будет либо чистым, либо смесью газов для дыхания, которая почти всегда хранится в газовом баллоне . В некоторых случаях кислород поставляется в виде жидкого кислорода или в результате химической реакции.

Чистый кислород не считается безопасным для рекреационных погружений на глубину более 6 метров, поэтому рекреационные ребризеры и многие профессиональные ребризеры для дайвинга также имеют баллон с разбавляющим газом. Баллон с дилуентом может быть заполнен сжатым воздухом или другой газовой смесью для дайвинга, такой как найтрокс , тримикс или гелиокс . Разбавитель снижает процент вдыхаемого кислорода и увеличивает максимальную рабочую глубину ребризера. Разбавитель не является бескислородной газ, такими как чистый азот или гелий, и является воздухопроницаемым , как он будет использоваться в случае чрезвычайной ситуации либо промыть контур с дышащем газа известного состава или в качестве финансовой помощи .

Клапаны добавления газа [ править ]

Газ необходимо добавить в дыхательный контур, если объем становится слишком маленьким или если необходимо изменить состав газа.

Автоматический клапан дилуента (ADV) [ править ]
Внутренний вид диафрагмы постоянного массового расхода и автоматического клапана дилуента полузакрытого ребризера Draeger Ray

Он имеет функцию, аналогичную функции регулирующего клапана открытого контура. Он добавляет газ в контур, если объем в контуре слишком мал. Механизм либо управляется специальной диафрагмой, как во второй ступени акваланга, либо может управляться верхней частью дыхательного мешка сильфонного типа, достигающей нижней части своего хода.

Ручное добавление [ править ]

Ребризеры с замкнутым контуром обычно позволяют дайверу добавлять газ вручную. В кислородных ребризерах это просто кислород, но ребризеры со смешанным газом обычно имеют отдельный ручной клапан добавления кислорода и разбавителя, поскольку либо может потребоваться для корректировки состава смеси контура, либо в качестве стандартного метода работы для ручных контролируемых CCR, либо в качестве резервной системы на CCR с электронным управлением. Иногда ручное добавление разбавителя осуществляется кнопкой продувки на ADV.

Постоянный массовый расход [ править ]

Добавление газа с постоянным массовым расходом используется в полузамкнутых ребризерах с активным добавлением, где это обычный метод добавления на постоянной глубине, и во многих ребризерах с замкнутым контуром, где это основной метод добавления кислорода со скоростью, меньшей, чем метаболически. требуется дайверу в состоянии покоя, а остальное компенсируется системой управления через соленоидный клапан или вручную дайвером.

Постоянный массовый расход достигается за счет прохождения звука через отверстие. Поток сжимаемой жидкости через отверстие ограничен потоком со скоростью звука в отверстии. Этим можно управлять с помощью давления на входе, размера и формы отверстия, но как только поток достигнет скорости звука в отверстии, любое дальнейшее снижение давления на выходе не влияет на расход. Для этого требуется источник газа с фиксированным давлением, и он работает только на глубинах, которые имеют достаточно низкое давление окружающей среды для обеспечения звукового потока в отверстии.

Регуляторы, элементы управления которых изолированы от давления окружающей среды, используются для подачи газа под давлением, не зависящим от глубины.

Пассивное дополнение [ править ]

В полузамкнутых ребризерах с пассивным добавлением газ обычно добавляется клапаном по запросу, который приводится в действие сильфонным дыхательным мешком, когда сильфон пуст. Это то же состояние срабатывания, что и автоматический клапан дилуента любого ребризера, но фактический спусковой механизм немного отличается. Пассивный ребризер этого типа не требует отдельного ADV, так как пассивный дополнительный клапан уже выполняет эту функцию.

С электронным управлением (соленоидные клапаны) [ править ]

Ребризеры смешанного газа с электронным управлением могут иметь часть подачи кислорода, обеспечиваемую отверстием постоянного массового расхода, но точный контроль парциального давления осуществляется с помощью клапанов с электромагнитным управлением, приводимых в действие схемами управления. Открытие соленоидного клапана по времени сработает, когда парциальное давление кислорода в контуре смеси упадет ниже нижней уставки.

Если диафрагма постоянного массового расхода нарушена и не обеспечивает правильный расход, контур управления будет компенсировать это путем более частого срабатывания электромагнитного клапана.

Контроль смеси газов для дыхания [ править ]

Narked at 90 Ltd - усовершенствованный электронный контроллер ребризера Deep Pursuit

Основные требования к контролю за газовой смесью в дыхательном контуре для любого применения ребризера заключаются в том, чтобы углекислый газ был удален и поддерживался на допустимом уровне, а парциальное давление кислорода поддерживалось в безопасных пределах. Для ребризеров, которые используются при нормобарическом или гипобарическом давлении, для этого требуется только достаточное количество кислорода, что легко достигается в кислородном ребризере. Гипербарические приложения, как и в дайвинге, также требуют ограничения максимального парциального давления кислорода, чтобы избежать кислородного отравления , что технически является более сложным процессом и может потребовать разбавления кислорода метаболически инертным газом.

Если добавлено недостаточно кислорода, концентрация кислорода в контуре может быть слишком низкой для поддержания жизни. У людей желание дышать обычно вызвано накоплением в крови углекислого газа, а не недостатком кислорода. Гипоксия может вызвать затемнение без предупреждения или даже без предупреждения, а затем смерть.

Метод, используемый для контроля диапазона парциального давления кислорода в дыхательном контуре, зависит от типа ребризера.

  • В кислородном ребризере после тщательной промывки контура смесь становится статичной при 100% -ном содержании кислорода, а парциальное давление зависит только от давления окружающей среды.
  • В полузамкнутом ребризере смесь петель зависит от сочетания факторов:
  • тип системы добавления газа и его настройки в сочетании с используемой газовой смесью, которые регулируют скорость добавления кислорода.
  • скорость работы и, следовательно, скорость потребления кислорода, которая контролирует скорость истощения кислорода и, следовательно, результирующую фракцию кислорода.
  • атмосферное давление, как парциальное давление, пропорциональное атмосферному давлению и доле кислорода.
  • В ребризерах с замкнутым контуром с ручным управлением пользователь контролирует газовую смесь и объем в контуре, впрыскивая каждый из различных доступных газов в контур и удаляя воздух из контура.
  • Большинство дыхательных аппаратов для дайвинга замкнутого цикла с электронным управлением имеют электрогальванические кислородные датчики и электронные схемы управления, которые контролируют ppO 2 , при необходимости нагнетают больше кислорода и выдают водолазу звуковое, визуальное и / или вибрационное предупреждение, если ppO 2 достигает опасного уровня. высокий или низкий уровень.

Объем в контуре обычно регулируется автоматическим клапаном дилуента с регулируемым давлением, который работает по тому же принципу, что и клапан по запросу. Это добавляет разбавитель, когда давление в контуре понижается ниже давления окружающей среды, например, во время спуска или если газ выходит из контура. В комплекте также может быть ручной клапан добавления, иногда называемый байпасом . В некоторых ранних кислородных дыхательных аппаратах пользователю приходилось вручную открывать и закрывать клапан кислородного баллона, чтобы наполнять дыхательный мешок каждый раз, когда его объем снижался.

Конфигурация [ править ]

Аранжировка [ править ]

Части ребризера (мешок, абсорбирующая канистра, баллон (ы)) могут быть расположены на теле пользователя по-разному, в большей степени, чем с аквалангом с открытым контуром. Например:

  • В раннем российском дыхательном аппарате Эпрон-1 баллон скруббера, дыхательный мешок и кислородный баллон расположены параллельно на груди слева направо, а петля дыхательной трубки проходит от конца баллона до мешка. [52]
  • В этом старом немецком промышленном ребризере рабочие части находятся на левой талии пользователя, и у него есть одна длинная дыхательная трубка. [53]
  • Некоторые установлены на спине. Некоторые носятся на груди. У некоторых жесткий корпус. При использовании под водой дыхательное легкое должно находиться рядом с легкими пользователя. Продолжительность использования заливки сильно зависит от производителя.

Корпус [ править ]

Многие ребризеры имеют свои основные компоненты в жестком рюкзаке для поддержки, защиты и / или оптимизации. Этот кожух должен иметь вентиляцию, чтобы впускать и выпускать окружающую воду или воздух, чтобы учесть изменения объема при надувании и сдутии дыхательного мешка. Ребризеру для дайвинга требуются довольно большие отверстия, в том числе отверстие на дне для слива воды, когда дайвер выходит из воды. SEFA , который используется для горноспасательного , чтобы держать песок и камни из его работы, полностью герметичен, для большой вентиляционной панели , покрытой металлом , кроме сетки , а также отверстия для кислородного баллона этого включения / выключением клапана и датчика давления в цилиндре . Под водой корпус также служит для обтекаемости , например, в IDA71 иЦис-Лунный .

Безопасность [ править ]

Есть несколько проблем с безопасностью, связанных с дыхательным аппаратом, и они, как правило, более серьезны в дайвинг-дыхательных аппаратах.

Опасности [ править ]

Некоторые из опасностей связаны со способом работы оборудования, в то время как другие связаны с окружающей средой, в которой используется оборудование.

Гипоксия [ править ]

Гипоксия может возникнуть в любом дыхательном аппарате, который содержит достаточно инертного газа, чтобы дышать, не вызывая автоматического добавления газа.

В кислородном дыхательном аппарате это может произойти, если контур недостаточно продувается в начале использования. Продувку следует производить, выдыхая из устройства, чтобы инертный газ в легких пользователя также был удален из системы.

Накопление углекислого газа [ править ]

Накопление углекислого газа будет происходить, если скруббер отсутствует, плохо упакован, не соответствует требованиям или истощен. Нормальное человеческое тело довольно чувствительно к парциальному давлению углекислого газа, и пользователь заметит его накопление. Однако не так уж много можно сделать для решения проблемы, кроме как перейти на другую подачу дыхательного газа до тех пор, пока скруббер не будет переупакован. Продолжительное использование ребризера с неэффективным скруббером невозможно в течение длительного времени, так как уровни станут токсичными, и пользователь испытает сильнейшее респираторное расстройство с последующей потерей сознания и смертью. Скорость, с которой развиваются эти проблемы, зависит от объема контура и скорости метаболизма пользователя.

Накопление углекислого газа также может происходить, когда сочетание напряжения и работы дыхания превышает возможности пользователя. Если это происходит, когда пользователь не может достаточно уменьшить нагрузку, исправить это может быть невозможно. Эта проблема чаще возникает при погружении с ребризерами на глубинах, где плотность дыхательного газа сильно повышена.

Утечка токсичных газов в дыхательный контур [ править ]

Промышленные ребризеры часто используются там, где окружающий воздух загрязнен и может быть токсичным. Во время вдоха части петли будут находиться под давлением немного ниже, чем внешнее окружающее давление, и, если контур не герметичен, могут просачиваться внешние газы. Это особая проблема по краю полнолицевой маски, где резиновая юбка маски должен плотно прилегать к лицу пользователя.

Опасность пожара из-за высокой концентрации кислорода [ править ]

Высокое парциальное давление кислорода значительно увеличивает опасность возгорания, и многие материалы, самозатухающие в атмосферном воздухе, будут непрерывно гореть при высокой концентрации кислорода. Это больше опасность для наземных применений, таких как спасательные операции и пожаротушение, чем для дайвинга, где риск возгорания относительно низок.

Режимы отказа [ править ]

Отказ скруббера [ править ]

Термин «прорыв» означает неспособность «скруббера» продолжать удаление достаточного количества диоксида углерода из выдыхаемой газовой смеси. Есть несколько причин, по которым скруббер может выйти из строя или стать менее эффективным:

  • Полное потребление действующего вещества («прорыв»).
  • Канистра скруббера была неправильно упакована или настроена. Это позволяет выдыхаемому газу обходить абсорбент. В ребризере натровая известь должна быть плотно упакована, чтобы весь выдыхаемый газ входил в тесный контакт с гранулами натронной извести, а контур спроектирован таким образом, чтобы избегать любых промежутков или промежутков между натронной известью и стенками контура, которые позволили бы избежать попадания газа. контакт с абсорбентом. Если какие-либо уплотнения, такие как уплотнительные кольца или прокладки, препятствующие обходу скруббера, не очищены, не смазаны или не установлены должным образом, скруббер будет менее эффективным, или посторонняя вода или газ могут попасть в контур. Этот режим отказа также называется «туннелирование».
  • Когда газовая смесь находится под давлением, вызванным глубиной, внутренняя часть баллона более заполнена другими молекулами газа (кислородом или разбавителем), и молекулы диоксида углерода не могут свободно перемещаться, чтобы достичь абсорбента. Из-за этого эффекта при глубоком погружении с найтроксом или другим дыхательным аппаратом из газовой смеси скруббер должен быть больше, чем требуется для мелководного или промышленного кислородного ребризера.
  • Абсорбент углекислого газа или сорб может быть едким и вызывать ожоги глаз, слизистых оболочек и кожи. Смесь воды и абсорбента возникает, когда скруббер затоплен, 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. Это известно дайверам с ребризером как едкий коктейль . Многие современные абсорбенты для дыхательных аппаратов для дайвинга не допускают этого при намокании.
  • При работе при температуре ниже нуля (в первую очередь при восхождении в горы) химические вещества мокрого скруббера могут замерзнуть при замене баллонов с кислородом, тем самым предотвращая попадание углекислого газа в материал скруббера.

Предотвращение сбоев [ править ]

  • Индикаторный краситель в натронной извести. Он меняет цвет натронной извести после употребления активного ингредиента. Например, абсорбент с ребризером под названием «Protosorb», поставляемый Siebe Gorman, имел красный краситель, который, как говорят, становился белым, когда абсорбент был исчерпан. Краситель, указывающий на цвет, был исключен из использования флотом ВМС США в 1996 году, когда возникло подозрение, что он выделяет химические вещества в контур. [54] С помощью прозрачного контейнера это может показать положение «фронта» реакции. Это полезно в сухой открытой среде, но не всегда полезно для оборудования для дайвинга, где баллон обычно находится вне поля зрения пользователя, например, внутри дыхательного мешка или внутри рюкзака.
  • Контроль температуры. Поскольку реакция между диоксидом углерода и натронной известью является экзотермической, датчики температуры по длине скруббера могут использоваться для измерения положения передней части и, следовательно, расчетного оставшегося срока службы скруббера. [55] [56]
  • Обучение дайвингу. Дайверы обучены контролировать и планировать время воздействия содовой извести в скруббере и заменять ее в течение рекомендованного срока. В настоящее время не существует эффективной технологии для определения окончания срока службы скруббера или опасного увеличения концентрации диоксида углерода, вызывающего отравление диоксидом углерода . Дайвер должен следить за воздействием скруббера и при необходимости заменять его. [ необходима цитата ]
  • Хотя датчики углекислого газа существуют, такие системы бесполезны в качестве инструмента для контроля срока службы скруббера под водой, поскольку начало «прорыва» скруббера происходит довольно быстро. Такие системы следует использовать в качестве важного устройства безопасности, чтобы предупредить дайверов о необходимости немедленно покинуть петлю. [ необходима цитата ]

Технологические инновации в спортивном дайвинге с ребризером [ править ]

Технология ребризеров значительно продвинулась, что часто обусловлено растущим рынком оборудования для любительского дайвинга. Нововведения включают:

  • Аварийные клапаны - устройство в мундштуке контура, которое подключается к аварийному клапану по запросу и может быть переключено на подачу газа из контура или клапана по запросу, при этом дайвер не вынимает загубник изо рта. Важное предохранительное устройство при отравлении углекислым газом . [47]
  • Интегрированные декомпрессионные компьютеры - входные данные для подводного компьютера от кислородных датчиков ребризера позволяют дайверам воспользоваться фактическим парциальным давлением кислорода для создания оптимального расписания декомпрессии .
  • Системы контроля срока службы скруббера с углекислым газом - датчики температуры отслеживают ход реакции натронной извести и указывают, когда скруббер будет исчерпан. [55]
  • Системы контроля углекислого газа - ячейка обнаружения газа и интерпретирующая электроника, которые определяют концентрацию двуокиси углерода в контуре ребризера после скруббера.

Изображения [ править ]

  • Viper SCR

  • Ребризер Aerorlox в музее угольной промышленности

  • Ребризеры горноспасательных в музее

  • Манекен в боевом водолазном снаряжении ВМС Финляндии. Грудной ребризер, скорее всего, Viper S-10.

Список производителей и моделей ребризеров [ править ]

  • В Aerophor Блэкетты является найтроксе пола-замкнутый ребризер с хранением сжиженного газа , сделанное в Англии с 1910 годом для использования в шахтных спасательных и других промышленных применениях. [ необходима цитата ]
  • CDBA: Клиренс Diver Дыхательный аппарат «s.
    • Siebe Gorman CDBA : также CDMBA, SCBA, SCMBA, UBA
    • Тип, представленный в 1999 году в ВМС Великобритании , являющийся обновлением BioMarine / Carleton MK16: [57]
  • В британском флоте Карлтон CDBA является (по состоянию на июнь 2007 года) планируется вытеснены CDLSE « клиренса водолазов " Жизнь Поддержка оборудования» , сделанное DIVEX в Абердин в Шотландии . Это электронный ребризер с замкнутым контуром, позволяющий погружаться на глубину до 60 метров (200 футов). [58]
  • Побег Аппарат Дэвис погруженной был первым или почти первым ребризера быть сделаны в большом количестве. [ необходима цитата ]
  • FROGS (Full Range Oxygen Gas System) производства компании Aqualung является в водолаз «сек кислород ребризера который использовался во Франции с 15 октября 2002 года :. [59]
  • Poseidon MKVI , первый в мире полностью автоматический ребризер с замкнутым контуром для рекреационного использования, разработанный Poseidon Diving Systems на основе конструкции Cis-Lunar MK5 и дальнейшее развитие в Poseidon SE7EN .
  • Российский военно-морской ребризер IDA71
  • Линия ребризеров замкнутого цикла с ручным управлением KISS (" Keep It Simple, Stupid "), разработанная Гордоном Смитом из Jetsam Technologies .: [60]
  • Некоторые военные ребризеры (например, ребризеры ВМС США MK-25 и MK-16), а также ребризеры Phibian CCS50 и CCS100 были разработаны Oceanic . ( Стюарт Клаф из Undersea Technologies разработал электронный блок Phibian . [61]
  • Сибе Горман Сальвус
  • Savox был сделан Siebe Gorman , [27] Это был кислород ребризера с продолжительностью использования 45 минут. Он не имел жесткого кожуха и носился перед телом.
  • SDBA - это кислородный ребризер водолаза. Он имеет вариант найтрокса под названием ONBA. [ необходима цитата ]
  • SEFA (Selected Elevated Flow Apparatus) - это промышленный кислородный ребризер, ранее производившийся Sabre Safety, с продолжительностью заполнения 2 часа. [ необходима цитата ]
  • Военные ребризеры Siva и Viper производства Carleton Life Support и Viper E производства Carleton and Juergensen Defense Corporation
  • Porpoise , Тед Eldred «s кислорода ребризера. [62]
  • «Универсальный» ребризер был производным устройства для спасения под водой под водой Дэвиса , предназначенного для использования с костюмом Слэйдена .
  • Текущие подразделения ВМС США Mark 16 Mod 2 (Утилизация взрывоопасных боеприпасов) и Mark 16 Mod 3 (Специальная военно-морская война) используют систему управления Mark V корпорации Juergensen Defense .
  • Ребризеры серии «Inspiration» от AP Diving - один из первых ребризеров с замкнутым контуром, которые будут массово производиться для рынка отдыха.
  • Orca ECR является одним из примеров современной конструкции CCR, в которой есть мониторинг CO 2 и O 2 [63]
  • JJ CCR был построен для установки больших баллонов, позволяющих перевозить большие количества аварийного газа.
  • Призма 2. Примечательна радиальным скруббером и сильноточными кислородными ячейками из блока Navy MK15, позволяющими аналоговому датчику считывать уровни кислорода.
  • Мегалодон
  • REVO III
  • O 2 ptima CM

См. Также [ править ]

  • Комплект для эвакуации  - Автономный дыхательный аппарат, обеспечивающий утечку газа из опасной среды
  • Автономный дыхательный аппарат  (SCBA) - система аварийной подачи воздуха для дыхания, которую несет пользователь (поверхностные (промышленные) дыхательные аппараты, включая ребризеры)
  • Первичная система жизнеобеспечения , также известная как Portable Life Support System - устройство жизнеобеспечения для космического скафандра.
  • Скруббер диоксида углерода  - устройство, поглощающее диоксид углерода из циркулирующего газа.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Программа дайвинга NOAA (США) (28 февраля 2001 г.). Джоинер, Джеймс Т. (ред.). NOAA Diving Manual, Diving for Science and Technology (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. CD-ROM подготовлен и распространяется Национальной службой технической информации (NTIS) в партнерстве с NOAA и Best Publishing Company
  2. ^ PSDhami; Г. Чопра; HN Шривастава (2015). Учебник биологии . Джаландхар, Пенджаб: Прадип Публикации. стр. V / 101.
  3. ^ a b c Руководство по дайвингу ВМС США, 2016 г. , Глава 15 - Подводные дыхательные аппараты с электронным управлением (EC-UBA), раздел 15-2 Принципы работы.
  4. ^ Джеймс В. Миллер, изд. (1979). «Рис 2.4». NOAA Diving Manual (2-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство торговли США - Национальное управление океанографии и атмосферы. С. 2–7.
  5. ^ «Корнелиус Дреббель: изобретатель подводной лодки» . Голландские подводные лодки . Архивировано из оригинала на 2012-05-30 . Проверено 23 февраля 2008 .[ недостаточно конкретно для проверки ]
  6. ^ Bahuet, Эрик (19 октября 2003). «Avec ou sans bulles? (С пузырьками или без них)» . La Plongée Souterrain (на французском языке). plongeesout.com. Введение . Проверено 5 февраля 2017 года .
  7. ^ Выкроек Ichtioandre в. [ недостаточно конкретно для проверки ]
  8. ^ Изобретение Saint Simon Сикарда как упомянуто в Musée ей Scaphandre сайте (музей подводного плавания в Espalion, на юг Франции)
  9. ^ Бек, Янвиллем. «Теодор Шванн» . Проверено 23 февраля 2008 .
  10. ^ "Генри Альберт Флёсс" . scubahalloffame.com . Архивировано из оригинала на 2015-01-12.
  11. ^ а б в г д Дэвис, Р. Х. (1955). Глубоководные погружения и подводные операции (6-е изд.). Tolworth, Surbiton, Суррей: Siebe Горман & Company Ltd . п. 693.
  12. ^ Б с д е е г Быстрый, Д. (1970). "История замкнутого кислородного подводного дыхательного аппарата" . Королевский военно-морской флот Австралии, Школа подводной медицины . RANSUM -1-70 . Проверено 3 марта 2009 .
  13. Пол Кемп (1990). Подводная лодка Т-класса - классический британский дизайн . Оружие и доспехи. п. 105. ISBN 0-85368-958-X.
  14. ^ "Водолазные шлемы Dräger" . Drägerwerk . www.divingheritage.com . Проверено 12 декабря +2016 .
  15. ^ Бех, Janwillem (ред.). "Фотографии Дрегера 1907 года Спасательный аппарат" . Проверено 19 декабря 2017 года .
  16. ^ Ванн RD (2004). «Ламбертсен и O2: истоки операционной физиологии» . Undersea Hyperb Med . 31 (1): 21–31. PMID 15233157 . Проверено 25 апреля 2008 . 
  17. ^ а б Батлер Ф.К. (2004). «Кислородный дайвинг замкнутого цикла в ВМС США» . Undersea Hyperb Med . 31 (1): 3–20. PMID 15233156 . Проверено 25 апреля 2008 . 
  18. Хокинс T (январь – март 2000 г.). «OSS Maritime». Взрыв . 32 (1).
  19. ^ Старший, П. (1969). «Теоретические соображения при проектировании оборудования для обратного дыхания кислорода в замкнутом контуре» . Королевский военно-морской флот Австралии, Школа подводной медицины . RANSUM -4-69 . Проверено 14 июня 2008 .
  20. ^ a b ВМС США (2006). «Глава 19: Кислородный подводный плавание с замкнутым контуром». Руководство по дайвингу ВМС США, 6-е издание . США: Командование военно-морских систем США. п. 19–9 . Проверено 15 июня 2008 .
  21. ^ "Что такое" Ребризер "?" . bishopmuseum.org . Архивировано из оригинала на 2019-06-11.
  22. ^ Эллиотт, Дэвид (1997). «Некоторые ограничения полузакрытых ребризеров» . Журнал Южнотихоокеанского общества подводной медицины . 27 (1). ISSN 0813-1988 . OCLC 16986801 . Проверено 14 июня 2008 .  
  23. ^ Daucherty, RL; Францини, Дж. Б. (1977). Гидромеханика с инженерными приложениями (7-е изд.). Когакуша: Макгроу-Хилл. стр.  257 -261. ISBN 0-07-085144-1.
  24. ^ а б в Ларссон, А. (2000). "Интерспиро ДЦСК" . www.teknosofen.com . Проверено 30 апреля 2013 года .
  25. ^ Shreeves, K & Richardson, D (2006). «Ребризеры замкнутого цикла на смеси газов: Обзор использования в спортивном дайвинге и применение в глубоком научном дайвинге» . В: Lang, MA и Smith, NE (ред.). Труды Advanced Scientific Diving Workshop . Смитсоновский институт, Вашингтон, округ Колумбия. OCLC 70691158 . Проверено 14 июня 2008 . 
  26. ^ а б Келли, JS; Herron, JM; Дин, WW; Сандстрем, Е.Б. (1968). "Механические и эксплуатационные испытания российского ребризера" Супероксид " . Технический отчет экспериментального водолазного подразделения ВМС США . NEDU-Evaluation-11-68 . Проверено 31 января 2009 .
  27. ^ а б Робинсон, Брайан. Тейлор, Фионн (ред.). «Дыхательный аппарат» . История горного дела Боба . Проверено 27 декабря 2013 года .
  28. ^ Fischel, H. (1970). «Закрытый криогенный акваланг». Снаряжение для рабочего дайвера - Симпозиум 1970 года . Вашингтон, округ Колумбия: Общество морских технологий: 229–244.
  29. Перейти ↑ Cushman, L. (1979) [июнь 1969]. «Криогенный ребризер». Журнал Skin Diver : 29–31, 85–87 - в журнале Aqua Corps, N7, 28. Также доступно онлайн на сайте Rebreather Site.
  30. ^ а б Бек, JW. «Криогенный ребризер S-600 G и SS100» . therebreathersite.nl . Проверено 28 мая 2019 .
  31. ^ «Популярная механика (ru), №7 (81) июнь 2009» . Проверено 17 июля 2009 .
  32. ^ "Спортсмены-подводники, 1977" (PDF) . Проверено 17 июля 2008 .
  33. ^ Ричардсон, Дрю; Мендуно, Майкл; Шривз, Карл (1996). «Труды Rebreather Forum 2.0» . Научно-технический семинар по дайвингу. : 286 . Проверено 20 августа 2008 .
  34. ^ "DESCO 29019 Гелиевый водолазный шлем ВМС США с двойным выпускным клапаном" . ДЕСКО . Дата обращения 2 июля 2019 .
  35. ^ a b "Углубляясь" . divingheritage.com . Дата обращения 2 июля 2019 .
  36. ^ "Восстановительный шлем OBS A / S" . DiveScrap Index - альбом истории дайвинга . Дата обращения 2 июля 2019 .
  37. ^ a b Кроуфорд, Дж. (2016). «8.5.1 Системы восстановления гелия». Практика морской установки (отредактированная ред.). Баттерворт-Хайнеманн. С. 150–155. ISBN 9781483163192.
  38. ^ a b Персонал ВМС США (2006 г.). «15» . Руководство по дайвингу ВМС США, 6-е издание . США: Командование военно-морских систем США . Проверено 15 июня 2008 года .
  39. ^ Хендрикс, Дэвид М; Поллок, Нил У; Натоли, Майкл Дж; Хоббс, Джин В ; Габриэлова, Ивана; Ванн, Ричард Д. (1999). «Эффективность кислородной маски альпиниста на высоте 4572 м.». В: Roach RC, Wagner PD, Hackett PH. Гипоксия: в следующее тысячелетие (серия «Достижения экспериментальной медицины и биологии») . Kluwer Academic: Нью-Йорк: 387–388.
  40. ^ Хант, Джон (1953). Восхождение на Эверест . Лондон: Ходдер и Стоутон. стр.  257 -262.
  41. ^ a b персонал (18.08.2003). «Дыхательный контур» . Университет Флориды . Проверено 25 апреля 2013 .
  42. ^ Равишанкар, М. «Анестезиологические дыхательные аппараты: углубленный обзор» . www.capnography.com . Архивировано из оригинального 17 мая 2013 года . Проверено 30 апреля 2013 года .
  43. ^ сотрудники (2003-08-18). «Механические и ручные системы вентиляции» . Университет Флориды . Проверено 25 апреля 2013 .
  44. ^ сотрудники (2003-08-18). «Система очистки» . Университет Флориды . Проверено 25 апреля 2013 .
  45. ^ сотрудники (2011-02-14). «Аппарат анестезии» . Университет Флориды . Проверено 25 апреля 2013 .
  46. ^ Фишлер IS, Kaschub CE, DE Lizdas, Lampotang S (2008). «Понимание работы наркозного аппарата улучшено с помощью симуляции прозрачной реальности». Simul Healthc . 3 (1): 26–32. DOI : 10.1097 / SIH.0b013e31816366d3 . PMID 19088639 .  Проверено 25 апреля 2013.
  47. ^ a b "OC - DSV - BOV - FFM page" . www.therebreathersite.nl. 8 ноября 2010 . Проверено 29 декабря 2010 .
  48. ^ Рейнольдс, Глен Харлан (декабрь 2006 г.). «В поисках новых глубин». Популярная механика . 183 (12): 58.
  49. ^ Норфлит, W & Horn, W (2003). «Возможности двух новых технологий очистки от углекислого газа» . Технический отчет Центра медицинских исследований морских подводных лодок США . НСМРЛ-ТР-1228 . Проверено 13 июня 2008 .
  50. ^ ExtendAir-бренд - www.microporeinc.com
  51. ^ Чаппл, JCB; Итон, Дэвид Дж. «Разработка канадского подводного минного аппарата и системы погружения CUMA Mine Countermeasures» . Технический отчет министерства обороны Канады . Оборонные исследования и разработки Канады (DCIEM 92–06) . Проверено 31 марта 2009 . раздел 1.2.a
  52. ^ Бех, Janwillem (ред.). "Ранний русский ребризер Эпрон-1" . Проверено 19 декабря 2017 года .
  53. ^ Бех, Janwillem (ред.). "Фотографии Selbstretter Modell 180" . Проверено 19 декабря 2017 года .
  54. ^ Лилло RS, Ruby A, Gummin DD, Porter WR, Caldwell JM (март 1996). «Химическая безопасность натронной извести ВМС США» . Журнал подводной и гипербарической медицины . 23 (1): 43–53. PMID 8653065 . Проверено 9 июня 2008 . 
  55. ^ a b Варкандер, Дэн Э (2007). «Разработка манометра для замкнутого дайвинга» . Подводная и гипербарическая медицина . 34 . Проверено 25 апреля 2008 .
  56. ^ "Ambient Pressure Diving Ltd" . apdiving.com . Архивировано из оригинала на 2013-11-06.
  57. ^ [1]
  58. Historical Diving Times # 42, лето 2007, стр. 27
  59. ^ Персонал. "Equipements des Commandos Marine" (на французском языке). Архивировано из оригинального 26 мая 2013 года . Проверено 11 октября 2013 года .
  60. ^ "Ребризер с замкнутым контуром KISS" . Архивировано из оригинала на 2008-09-19 . Проверено 9 октября 2013 .
  61. ^ http://www.ukdiving.co.uk/equipment/articles/phibian.html [ постоянная мертвая ссылка ]
  62. ^ Уильямс, Des. "Ребризер кислорода морской свиньи Теда Элдреда 1946" . Исторические Дайвинг Времена, № 38 Зима 2006 . Историческое общество дайвинга. С. 5–8 . Проверено 12 декабря 2016 г. - через www.therebreathersite.nl.
  63. ^ «Мониторинг углекислого газа» . Системы дайвинга Lungfish .

Источники информации [ править ]

  • Vann, RD; Denoble, PJ; Pollock, NW, eds. (2014). Ребризер Форум 3 Труды. AAUS / DAN / PADI (PDF) (Отчет). Дарем, Северная Каролина. ISBN 978-0-9800423-9-9.
  • Rebreather Forum 3 Бесплатные онлайн-лекции, записанные на Rebreather Forum 3
  • RebreatherPro - бесплатный мультимедийный ресурс с возможностью поиска для дайверов с ребризерами
  • Rebreather Scuba Diving В мире ребризеров содержится дополнительная информация о ребризерах. Сайт включает в себя библиотеку Rebreather и форумы Rebreather, а также поездки, каникулы и праздники Rebreather.
  • Страница ребризера Ричарда Пайла (в архиве)
  • Сайт Ребризера Информация о многих марках ребризеров
    • Тот же сайт: компактный список ссылок на все его страницы
  • Затмение на мелководье
  • Домашняя страница Текнософена Страница по теме Ребризера Оке
  • Быстро, Д. (май 1970 г.). История кислородного подводного дыхательного аппарата с замкнутым контуром (отчет) - через исследовательский репозиторий Rubicon.
  • ВМС США (1 декабря 2016 г.). Руководство по дайвингу ВМС США, редакция 7 SS521-AG-PRO-010 0910-LP-115-1921 (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Командование военно-морских систем США.

Внешние ссылки [ править ]

  • Дыхательные системы для анестезии
  • Документ NIOSH № 123, озаглавленный «Переоценка ограничений NIOSH и меры предосторожности для безопасного использования дыхательных аппаратов закрытого типа с положительным давлением» доступен по ссылке https://web.archive.org/web/20121025064311/http://www .cdc.gov / niosh / review / public / 123 / default.html.