Dum pli ol 100 jaroj, sciencistoj kaj inĝenieroj aktive okupiĝas pri la dezajno de memstara spiraparataro.
Du serioj de memstara spiraparataro estas vaste uzitaj en fajroestingado, malferma cirkvito kaj respiriloj. En malferma sistemo, ĉiu elspirita spiro estas eligita en la atmosferon. Respiranto aŭ fermcirkvita aparato reakiras la spiron de la uzanto, forigas karbondioksidon kaj pliigas oksigenon. Pro sia efikeco, respiriloj estas malpezaj, malgrandaj en grandeco kaj longdaŭraj.
La malfermcirkvita spira sistemo konsistas el aerproviza aparato, premreduktilo/postula valvo, elspira valvo kaj masko. La aerprovizo en malferma cirkvitosistemo estas kutime kunpremita aero. La aerkvanto per spiro estas liverita tra la premreduktilo/postvalvo, kaj eligita en la ĉirkaŭan atmosferon post estado enspirita.
Ĉiuj respiriloj inkluzivas spiran sakon kiel rezervujon por la spiro de la uzanto. Ĉar la respiranto forigas la karbondioksidon produktitan de la uzanto kaj replenigas la oksigenon kiun li konsumas, la gaso spirata estas preskaŭ 100% oksigeno.
Provizas tri ekipaĵdezajnojn por oksigenanstataŭigo kaj karbondioksida forigo: kemia oksigeno, kriogena kaj kunpremita oksigeno.
La kemia oksigena aparato uzas kemie generitan oksigenfonton. La akvo elspirata de la uzanto aktivigas la superoksidan filtrilon, liberigante oksigenon kaj formante alkalajn salojn. Ĉi tiu oksigeno atingas la uzanton tra la respira sako. La alkalo produktita de ĉi tiu kemia reago forigas la sekvan elspiran karbondioksidon kaj aldonas pli da oksigeno. Ĉar ĉi tiu reago ne povas esti precize kontrolita, la aparato estas dizajnita por produkti pli da oksigeno ol necesas por metabolo. Tiu troa oksigeno estas eligita en la ĉirkaŭan aeron tra la senŝargiĝvalvo.
La ĉefa avantaĝo de ĉi tiu simpla ekipaĵdezajno estas la malalta komenca kosto. Tamen, estas iuj malavantaĝoj. Komenci kemian reakcion ĉe malaltaj temperaturoj estas malfacila kaj foje malebla. La unukosto de kemiaj kartoĉoj estas alta. Kio igas ĉi tiun problemon pli komplika estas ke post kiam kemia reakcio komenciĝas, ĝi ne povas esti interrompita. Sendepende de bezono, la tuta kemia ŝargo devas esti uzata aŭ forĵetita.
En fermitaj sistemoj de malalta temperaturo, likva oksigeno estas uzata. En ĉi tiu tre kompleksa sistemo, la elspirita karbondioksido estas forigita per frostado, kaj la malalt-temperatura radiatoro estas provizita per likva oksigeno, kelkaj el kiu eniras la spiran sakon. Ĉi tiu ekstreme kompleksa kaj multekosta sistemo neniam atingis komercan sukceson. Tamen, kriogena gasstokado estis vaste uzita en malfermaj sistemoj.
La tria speco de fermitcirkvita sistemo estas la kunpremita oksigendezajno. En ĉi tiu speco de respirado, la oksigeno stokita en la cilindro pasas tra la premreduktilo en la spiran sakon, de kiu la postulata kvanto de oksigeno estas enspirata.
La elspirita gaso pasas tra la karbondioksida absorbilo. Ĉi tie, la karbondioksido en la spiro de la uzanto estas forigita, kaj la neuzata oksigeno fluas en la spirsakon. Freŝa oksigeno estas aldonita, kaj la ĝisdatigita spira gaso estas liverita al la uzanto kaj daŭre cirkulas. La simpleco, fortikeco kaj malalta kosto de reuzo de tiaj aparatoj popularigis kunpremitajn oksigenajn spiralojn dum multaj jaroj.
En 1853, profesoro Schwann dizajnis kunpremitan oksigenspiran por konkurso aranĝita fare de la Belga Akademio de Sciencoj. Schwann ŝajnas esti la unua se temas pri realigi la potencialon de respiriloj uzitaj en minoj kaj fajrobrigadoj. Ĉe la jarcentŝanĝo, Bernhard Draeger de Lubeko, Germanio dizajnis kaj produktis respirilon. En 1907, la Boston kaj Montana Smelting and Refining Company aĉetis kvin Draeger-respirantojn, kiuj estis la unuaj aparatoj uzitaj en la lando. Respirantoj estis vaste uzitaj en fajroservoj dum pli ol 25 jaroj.
En la pasintaj 70 jaroj, multaj plibonigoj estis faritaj al respiriloj. Per la striktaj regularoj kaj kontroloj de NIOSH kaj MESA, la hodiaŭaj aparatoj estas pli fidindaj ol iam ajn.
Afiŝtempo: Dec-03-2021
