Vir meer as 100 jaar is wetenskaplikes en ingenieurs aktief betrokke by die ontwerp van selfstandige asemhalingsapparaat.
Twee reekse selfstandige asemhalingsapparate word wyd gebruik in brandbestryding, oopkring en herbreathers. In 'n oop sisteem word elke uitgeasemde asem in die atmosfeer uitgeblaas. ’n Herbreather- of geslotekring-toestel herstel die gebruiker se asem, verwyder koolstofdioksied en verhoog suurstof. Weens hul doeltreffendheid is herbreathers lig in gewig, klein in grootte en hou lank.
Die oopkring-asemhalingstelsel bestaan uit 'n lugtoevoertoestel, 'n drukverminderaar/vraagklep, 'n uitasemklep en 'n masker. Die lugtoevoer in 'n oopkringstelsel is gewoonlik saamgeperste lug. Die lugvolume per asemteug word verskaf deur die drukverminderaar/vraagklep, en na die omringende atmosfeer afgelaat nadat dit ingeasem is.
Alle herbreathers sluit 'n asemhalingssak in as 'n reservoir vir die gebruiker se asem. Omdat die rebreather die koolstofdioksied wat deur die gebruiker vervaardig word verwyder en die suurstof wat hy verbruik aanvul, is die gas wat ingeasem word byna 100% suurstof.
Verskaf drie toerustingontwerpe vir suurstofvervanging en koolstofdioksiedverwydering: chemiese suurstof, kryogeniese en saamgeperste suurstof.
Die chemiese suurstoftipe toestel gebruik 'n chemies gegenereerde suurstofbron. Die water wat deur die gebruiker uitgeasem word, aktiveer die superoksiedfilter, wat suurstof vrystel en alkaliese soute vorm. Hierdie suurstof bereik die gebruiker deur die rebreather sak. Die alkali wat deur hierdie chemiese reaksie geproduseer word, verwyder die volgende uitgeasemde koolstofdioksied en voeg meer suurstof by. Aangesien hierdie reaksie nie akkuraat beheer kan word nie, is die toestel ontwerp om meer suurstof te produseer as wat nodig is vir metabolisme. Hierdie oortollige suurstof word deur die afvoerklep in die omringende lug vrygelaat.
Die grootste voordeel van hierdie eenvoudige toerustingontwerp is die lae aanvanklike koste. Daar is egter 'n paar nadele. Om 'n chemiese reaksie by lae temperature te begin is moeilik en soms onmoontlik. Die eenheidskoste van chemiese patrone is hoog. Wat hierdie probleem meer ingewikkeld maak, is dat sodra 'n chemiese reaksie begin, dit nie onderbreek kan word nie. Ongeag die behoefte, moet die hele chemiese lading gebruik of weggegooi word.
In lae-temperatuur geslote stelsels word vloeibare suurstof gebruik. In hierdie baie komplekse stelsel word die uitgeasemde koolstofdioksied deur bevriesing verwyder, en die lae-temperatuur verkoeler word voorsien deur vloeibare suurstof, waarvan sommige die asemhalingssak binnedring. Hierdie uiters komplekse en duur stelsel het nog nooit kommersiële sukses behaal nie. Kriogeniese gasberging is egter wyd gebruik in oop stelsels.
Die derde tipe geslotebaanstelsel is die saamgeperste suurstofontwerp. In hierdie tipe herbreather gaan die suurstof wat in die silinder gestoor word deur die drukverminderaar in die asemhalingssak, waaruit die benodigde hoeveelheid suurstof ingeasem word.
Die uitgeasemde gas gaan deur die koolstofdioksied-absorbeerder. Hier word die koolstofdioksied in die gebruiker se asem verwyder, en die ongebruikte suurstof vloei in die asemhalingsak. Vars suurstof word bygevoeg, en die opgedateerde asemhalingsgas word aan die gebruiker gelewer en gaan voort om te sirkuleer. Die eenvoud, robuustheid en lae koste van hergebruik van sulke toestelle het saamgeperste suurstof respirators vir baie jare gewild gemaak.
In 1853 het professor Schwann 'n saamgeperste suurstof respirator ontwerp vir 'n kompetisie wat deur die Belgiese Akademie van Wetenskappe gehou is. Schwann blyk die eerste te wees wat die potensiaal van herbreathers wat in myne en brandweerdienste gebruik word, besef. Aan die begin van die eeu het Bernhard Draeger van Lübeck, Duitsland 'n herbreather ontwerp en vervaardig. In 1907 het die Boston en Montana Smelting and Refining Company vyf Draeger-herbrekers gekoop, wat die eerste toestelle was wat in die land gebruik is. Rebreathers word al meer as 25 jaar wyd in brandweerdienste gebruik.
In die afgelope 70 jaar is baie verbeterings aan herbreathers aangebring. Deur die streng regulasies en kontroles van NIOSH en MESA, is vandag se toestelle meer betroubaar as ooit.
Postyd: Des-03-2021
