3 തരം ക്ലോസ്ഡ് സർക്യൂട്ട് റെസ്പിറേറ്ററുകളുടെ പ്രവർത്തന തത്വം

100 വർഷത്തിലേറെയായി, സ്വയം ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ശ്വസന ഉപകരണങ്ങളുടെ രൂപകൽപ്പനയിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞരും എഞ്ചിനീയർമാരും സജീവമായി ഏർപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.
അഗ്നിശമന, ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട്, റീബ്രെതറുകൾ എന്നിവയിൽ സ്വയം നിയന്ത്രിത ശ്വസന ഉപകരണങ്ങളുടെ രണ്ട് ശ്രേണികൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒരു തുറന്ന സംവിധാനത്തിൽ, ഓരോ ശ്വാസോച്ഛ്വാസവും അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഒരു റീബ്രെതർ അല്ലെങ്കിൽ ക്ലോസ്ഡ് സർക്യൂട്ട് ഉപകരണം ഉപയോക്താവിൻ്റെ ശ്വാസം വീണ്ടെടുക്കുകയും കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് നീക്കം ചെയ്യുകയും ഓക്സിജൻ വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അവയുടെ കാര്യക്ഷമത കാരണം, റിബ്രതറുകൾ ഭാരം കുറഞ്ഞതും വലുപ്പത്തിൽ ചെറുതും ദീർഘകാലം നിലനിൽക്കുന്നതുമാണ്.
ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് ശ്വസന സംവിധാനത്തിൽ ഒരു എയർ സപ്ലൈ ഉപകരണം, പ്രഷർ റിഡ്യൂസർ/ഡിമാൻഡ് വാൽവ്, എക്‌സ്‌ഹലേഷൻ വാൽവ്, മാസ്‌ക് എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഒരു ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് സിസ്റ്റത്തിലെ വായു വിതരണം സാധാരണയായി കംപ്രസ് ചെയ്ത വായു ആണ്. ഓരോ ശ്വാസത്തിലും വായുവിൻ്റെ അളവ് പ്രഷർ റിഡ്യൂസർ/ഡിമാൻഡ് വാൽവ് വഴി വിതരണം ചെയ്യുകയും ശ്വസിച്ച ശേഷം അന്തരീക്ഷ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
എല്ലാ റീബ്രെതറുകളിലും ഉപയോക്താവിൻ്റെ ശ്വസനത്തിനുള്ള റിസർവോയറായി ഒരു ബ്രീത്തിംഗ് ബാഗ് ഉൾപ്പെടുന്നു. റീബ്രെതർ ഉപയോക്താവ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് നീക്കം ചെയ്യുകയും അവൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഓക്സിജൻ നിറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നതിനാൽ, ശ്വസിക്കുന്ന വാതകം ഏതാണ്ട് 100% ഓക്സിജനാണ്.
ഓക്സിജൻ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നതിനും കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുമായി മൂന്ന് ഉപകരണ ഡിസൈനുകൾ നൽകുന്നു: കെമിക്കൽ ഓക്സിജൻ, ക്രയോജനിക്, കംപ്രസ്ഡ് ഓക്സിജൻ.
കെമിക്കൽ ഓക്സിജൻ തരം ഉപകരണം രാസപരമായി സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട ഓക്സിജൻ ഉറവിടം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉപയോക്താവ് പുറന്തള്ളുന്ന വെള്ളം സൂപ്പർഓക്സൈഡ് ഫിൽട്ടറിനെ സജീവമാക്കുകയും ഓക്സിജൻ പുറത്തുവിടുകയും ആൽക്കലൈൻ ലവണങ്ങൾ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ഓക്‌സിജൻ റീബ്രെതർ ബാഗിലൂടെയാണ് ഉപയോക്താവിലേക്ക് എത്തുന്നത്. ഈ രാസപ്രവർത്തനത്തിലൂടെ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ക്ഷാരം അടുത്തതായി പുറത്തുവിടുന്ന കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിനെ നീക്കം ചെയ്യുകയും കൂടുതൽ ഓക്സിജൻ ചേർക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രതികരണം കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയാത്തതിനാൽ, ഉപാപചയ പ്രവർത്തനത്തിന് ആവശ്യമായതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ഓക്സിജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാനാണ് ഉപകരണം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്. ഈ അധിക ഓക്സിജൻ ഡിസ്ചാർജ് വാൽവ് വഴി അന്തരീക്ഷ വായുവിലേക്ക് പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നു.
ഈ ലളിതമായ ഉപകരണ രൂപകൽപ്പനയുടെ പ്രധാന നേട്ടം കുറഞ്ഞ പ്രാരംഭ ചെലവാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ചില ദോഷങ്ങളുമുണ്ട്. കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ഒരു രാസപ്രവർത്തനം ആരംഭിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതും ചിലപ്പോൾ അസാധ്യവുമാണ്. കെമിക്കൽ കാട്രിഡ്ജുകളുടെ യൂണിറ്റ് വില ഉയർന്നതാണ്. ഒരു രാസപ്രവർത്തനം ആരംഭിച്ചാൽ അത് തടസ്സപ്പെടുത്താൻ കഴിയില്ല എന്നതാണ് ഈ പ്രശ്നം കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാക്കുന്നത്. ആവശ്യം പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ, മുഴുവൻ കെമിക്കൽ ചാർജും ഉപയോഗിക്കണം അല്ലെങ്കിൽ ഉപേക്ഷിക്കണം.
താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ അടച്ച സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, ദ്രാവക ഓക്സിജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. വളരെ സങ്കീർണ്ണമായ ഈ സംവിധാനത്തിൽ, പുറന്തള്ളുന്ന കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ഫ്രീസുചെയ്യുന്നതിലൂടെ നീക്കംചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ കുറഞ്ഞ താപനിലയുള്ള റേഡിയേറ്റർ ദ്രാവക ഓക്സിജനാണ് നൽകുന്നത്, അവയിൽ ചിലത് ശ്വസന ബാഗിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു. വളരെ സങ്കീർണ്ണവും ചെലവേറിയതുമായ ഈ സംവിധാനം ഒരിക്കലും വാണിജ്യ വിജയം നേടിയിട്ടില്ല. എന്നിരുന്നാലും, തുറന്ന സംവിധാനങ്ങളിൽ ക്രയോജനിക് വാതക സംഭരണം വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
മൂന്നാമത്തെ തരം ക്ലോസ്ഡ് സർക്യൂട്ട് സിസ്റ്റം കംപ്രസ്ഡ് ഓക്സിജൻ ഡിസൈൻ ആണ്. ഇത്തരത്തിലുള്ള റീബ്രെതറിൽ, സിലിണ്ടറിൽ സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന ഓക്സിജൻ പ്രഷർ റിഡ്യൂസറിലൂടെ ശ്വസന ബാഗിലേക്ക് കടക്കുന്നു, അതിൽ നിന്ന് ആവശ്യമായ അളവിൽ ഓക്സിജൻ ശ്വസിക്കുന്നു.
പുറന്തള്ളുന്ന വാതകം കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് അബ്സോർബറിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. ഇവിടെ, ഉപയോക്താവിൻ്റെ ശ്വസനത്തിലെ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഉപയോഗിക്കാത്ത ഓക്സിജൻ ശ്വസന ബാഗിലേക്ക് ഒഴുകുന്നു. പുതിയ ഓക്സിജൻ ചേർക്കുന്നു, കൂടാതെ അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്ത ശ്വസന വാതകം ഉപയോക്താവിന് കൈമാറുകയും പ്രചരിക്കുന്നത് തുടരുകയും ചെയ്യുന്നു. അത്തരം ഉപകരണങ്ങളുടെ പുനരുപയോഗത്തിൻ്റെ ലാളിത്യവും ദൃഢതയും കുറഞ്ഞ വിലയും വർഷങ്ങളോളം കംപ്രസ് ചെയ്ത ഓക്സിജൻ റെസ്പിറേറ്ററുകളെ ജനപ്രിയമാക്കി.
1853-ൽ, ബെൽജിയൻ അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസ് നടത്തിയ ഒരു മത്സരത്തിനായി പ്രൊഫസർ ഷ്വാൻ ഒരു കംപ്രസ്ഡ് ഓക്സിജൻ റെസ്പിറേറ്റർ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു. ഖനികളിലും അഗ്നിശമന വകുപ്പുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന റീബ്രെതറുകളുടെ സാധ്യതകൾ ആദ്യമായി തിരിച്ചറിഞ്ഞത് ഷ്വാൻ ആണെന്ന് തോന്നുന്നു. നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ, ജർമ്മനിയിലെ ലുബെക്കിലെ ബെർൺഹാർഡ് ഡ്രെഗർ ഒരു റീബ്രെതർ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്തു. 1907-ൽ, ബോസ്റ്റൺ ആൻഡ് മൊണ്ടാന സ്മെൽറ്റിംഗ് ആൻഡ് റിഫൈനിംഗ് കമ്പനി അഞ്ച് ഡ്രെഗർ റീബ്രെതറുകൾ വാങ്ങി, അവ രാജ്യത്ത് ആദ്യമായി ഉപയോഗിച്ച ഉപകരണങ്ങളായിരുന്നു. 25 വർഷത്തിലേറെയായി അഗ്നിശമന സേനയിൽ റിബ്രതറുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
കഴിഞ്ഞ 70 വർഷങ്ങളിൽ, പുനർവായനയിൽ നിരവധി മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ വരുത്തിയിട്ടുണ്ട്. NIOSH, MESA എന്നിവയുടെ കർശനമായ നിയന്ത്രണങ്ങളും നിയന്ത്രണങ്ങളും വഴി, ഇന്നത്തെ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നത്തേക്കാളും കൂടുതൽ വിശ്വസനീയമാണ്.