Rohkem kui 100 aastat on teadlased ja insenerid aktiivselt kaasatud iseseisvate hingamisaparaatide väljatöötamisse.
Kahte seeria autonoomset hingamisaparaati kasutatakse laialdaselt tuletõrjes, avatud vooluringis ja hingamisaparaadis. Avatud süsteemis juhitakse iga väljahingatav hingeõhk atmosfääri. Kordushingamisseade või suletud ahelaga seade taastab kasutaja hingeõhu, eemaldab süsihappegaasi ja suurendab hapnikusisaldust. Tänu oma tõhususele on rebreatherid kerged, väikese suurusega ja kauakestvad.
Avatud ahelaga hingamissüsteem koosneb õhuvarustusseadmest, rõhualandaja/nõudlusventiilist, väljahingamisklapist ja maskist. Avatud ahelaga süsteemi õhuvarustuseks on tavaliselt suruõhk. Õhukogus hingetõmbe kohta tarnitakse läbi rõhualandaja/nõudlusventiili ja lastakse pärast sissehingamist väliskeskkonda.
Kõigil rebreatheridel on kasutaja hingamise reservuaariks hingamiskott. Kuna rebreather eemaldab kasutaja poolt toodetud süsihappegaasi ja täiendab tema tarbitud hapnikku, on sissehingatav gaas peaaegu 100% hapnik.
Pakub kolme konstruktsiooni hapniku asendamiseks ja süsinikdioksiidi eemaldamiseks: keemiline hapnik, krüogeenne ja suruhapnik.
Keemilise hapniku tüüpi seade kasutab keemiliselt genereeritud hapnikuallikat. Kasutaja väljahingatav vesi aktiveerib superoksiidfiltri, vabastades hapniku ja moodustades leeliselisi sooli. See hapnik jõuab kasutajani läbi hingamiskoti. Selle keemilise reaktsiooni käigus tekkiv leelis eemaldab järgmise väljahingatava süsinikdioksiidi ja lisab rohkem hapnikku. Kuna seda reaktsiooni ei saa täpselt kontrollida, on seade loodud tootma rohkem hapnikku, kui on vaja ainevahetuseks. See liigne hapnik juhitakse väljalaskeklapi kaudu välisõhku.
Selle lihtsa seadmekujunduse peamine eelis on madalad algkulud. Siiski on mõned puudused. Keemilise reaktsiooni käivitamine madalatel temperatuuridel on keeruline ja mõnikord võimatu. Keemiliste padrunite ühikuhind on kõrge. Selle probleemi muudab keerulisemaks see, et kui keemiline reaktsioon algab, ei saa seda katkestada. Olenemata vajadusest tuleb kogu kemikaalilaeng ära kasutada või ära visata.
Madala temperatuuriga suletud süsteemides kasutatakse vedelat hapnikku. Selles väga keerulises süsteemis eemaldatakse väljahingatav süsihappegaas külmutamise teel ja madala temperatuuriga radiaatorit annab vedel hapnik, millest osa siseneb hingamiskotti. See ülimalt keeruline ja kallis süsteem pole kunagi ärilist edu saavutanud. Küll aga on avatud süsteemides laialdaselt kasutatud krüogeenset gaasihoidlat.
Kolmas suletud ahela süsteemi tüüp on suruhapniku disain. Seda tüüpi rebreateri puhul liigub silindrisse salvestatud hapnik läbi rõhualandaja hingamiskotti, kust hingatakse sisse vajalik kogus hapnikku.
Väljahingatav gaas läbib süsinikdioksiidi absorberi. Siin eemaldatakse kasutaja hingeõhust süsinikdioksiid ja kasutamata hapnik voolab hingamiskotti. Lisatakse värsket hapnikku ja värskendatud hingamisgaas tarnitakse kasutajani ja see jätkab ringlemist. Selliste seadmete korduvkasutamise lihtsus, vastupidavus ja odav hind on muutnud suruhapnikuga respiraatorid populaarseks juba aastaid.
1853. aastal konstrueeris professor Schwann Belgia Teaduste Akadeemia korraldatud võistluse jaoks suruhapniku respiraatori. Schwann näib olevat esimene, kes mõistab kaevandustes ja tuletõrjeosakondades kasutatavate rebreatherite potentsiaali. Sajandivahetusel konstrueeris ja valmistas rebreateri Bernhard Draeger Saksamaalt Lübeckist. 1907. aastal ostis Bostoni ja Montana sulatus- ja rafineerimisettevõte viis Draegeri rebreatherit, mis olid esimesed riigis kasutatavad seadmed. Rebreathereid on tuletõrjes laialdaselt kasutatud enam kui 25 aastat.
Viimase 70 aasta jooksul on rebreathereid palju täiustatud. Tänu NIOSHi ja MESA rangetele eeskirjadele ja kontrollile on tänapäevased seadmed töökindlamad kui kunagi varem.
Postitusaeg: detsember 03-2021
