Daugiau nei 100 metų mokslininkai ir inžinieriai aktyviai dalyvauja kuriant autonominius kvėpavimo aparatus.
Dviejų serijų autonominiai kvėpavimo aparatai plačiai naudojami gaisro gesinimo, atviros grandinės ir kvėpavimo aparatų srityse. Atviroje sistemoje kiekvienas iškvėptas įkvėpimas išleidžiamas į atmosferą. Rebreather arba uždaros grandinės prietaisas atkuria vartotojo kvėpavimą, pašalina anglies dioksidą ir padidina deguonies kiekį. Dėl savo efektyvumo rebreateriai yra lengvi, mažo dydžio ir ilgaamžiai.
Atviros grandinės kvėpavimo sistema susideda iš oro tiekimo įtaiso, slėgio reduktoriaus/paklausos vožtuvo, iškvėpimo vožtuvo ir kaukės. Oro tiekimas atviros grandinės sistemoje dažniausiai yra suslėgtas oras. Oro tūris vienam iškvėpimui tiekiamas per slėgio reduktorių/paklausos vožtuvą, o įkvėpus išleidžiamas į aplinkos atmosferą.
Visuose kvėpavimo aparatuose yra kvėpavimo maišelis kaip vartotojo kvėpavimo rezervuaras. Kadangi rebreather pašalina vartotojo pagamintą anglies dioksidą ir papildo jo suvartojamą deguonį, įkvepiamos dujos yra beveik 100% deguonies.
Pateikiami trys deguonies pakeitimo ir anglies dioksido šalinimo įrangos projektai: cheminis deguonis, kriogeninis ir suslėgtas deguonis.
Cheminio deguonies tipo prietaisas naudoja chemiškai sukurtą deguonies šaltinį. Naudotojo iškvepiamas vanduo suaktyvina superoksido filtrą, išskiria deguonį ir susidaro šarminės druskos. Šis deguonis vartotoją pasiekia per kvėpavimo maišelį. Šios cheminės reakcijos metu susidaręs šarmas pašalina kitą iškvėptą anglies dioksidą ir prideda daugiau deguonies. Kadangi šios reakcijos negalima tiksliai kontroliuoti, prietaisas sukurtas gaminti daugiau deguonies, nei reikia metabolizmui. Šis deguonies perteklius per išleidimo vožtuvą išleidžiamas į aplinkos orą.
Pagrindinis šios paprastos įrangos konstrukcijos pranašumas yra maža pradinė kaina. Tačiau yra keletas trūkumų. Pradėti cheminę reakciją žemoje temperatūroje yra sunku ir kartais neįmanoma. Cheminių kasečių vieneto kaina yra didelė. Šią problemą apsunkina tai, kad prasidėjus cheminei reakcijai jos negalima nutraukti. Nepriklausomai nuo poreikio, visas cheminis užpildas turi būti panaudotas arba išmestas.
Žemos temperatūros uždarose sistemose naudojamas skystas deguonis. Šioje labai sudėtingoje sistemoje iškvepiamas anglies dioksidas pašalinamas užšaldant, o žemos temperatūros radiatorius aprūpina skystu deguonimi, kurio dalis patenka į kvėpavimo maišelį. Ši itin sudėtinga ir brangi sistema niekada nepasiekė komercinės sėkmės. Tačiau kriogeninių dujų saugykla buvo plačiai naudojama atvirose sistemose.
Trečiasis uždaros grandinės sistemos tipas yra suslėgto deguonies konstrukcija. Šio tipo rebreare balione sukauptas deguonis per slėgio reduktorių patenka į kvėpavimo maišelį, iš kurio įkvepiamas reikiamas deguonies kiekis.
Iškvėptos dujos praeina per anglies dioksido absorberį. Čia pašalinamas anglies dioksidas iš vartotojo kvėpavimo, o nepanaudotas deguonis patenka į kvėpavimo maišelį. Pridedama šviežio deguonies, o atnaujintos kvėpavimo dujos tiekiamos vartotojui ir toliau cirkuliuoja. Dėl tokių prietaisų paprastumo, tvirtumo ir mažos pakartotinio naudojimo suslėgto deguonies respiratoriai yra populiarūs daugelį metų.
1853 m. profesorius Schwann sukūrė suspausto deguonies respiratorių Belgijos mokslų akademijos surengtam konkursui. Atrodo, kad Schwann pirmasis suvokia kasyklose ir gaisrinėse naudojamų rebreathers potencialą. Amžiaus sandūroje Bernhardas Draegeris iš Liubeko (Vokietija) suprojektavo ir pagamino rebreather. 1907 m. Bostono ir Montanos lydymo ir perdirbimo įmonė įsigijo penkis Draeger rebreathers, kurie buvo pirmieji šalyje naudojami prietaisai. Rebreathers buvo plačiai naudojami priešgaisrinėse tarnybose daugiau nei 25 metus.
Per pastaruosius 70 metų buvo atlikta daug rebreathers patobulinimų. Dėl griežtų NIOSH ir MESA taisyklių ir kontrolės šiandieniniai įrenginiai yra patikimesni nei bet kada anksčiau.
Paskelbimo laikas: 2021-12-03
