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正压式空气呼吸器

 福田书屋 2024-01-09 发布于河南

空气呼吸器是一种自给开放式的呼吸保护器具。根据使用时面罩内压力状况,分为负压式和正压式空气呼吸器,目前消防部队主要使用的是正压式空气呼吸器。正压式消防空气呼吸器主要使用在缺氧、有毒有害气体的环境中,不能在水下使用。正压式消防空气呼吸器执行GA 124-2004《正压式消防空气呼吸器》标准。

(一)空气呼吸器的结构

空气呼吸器的主要组成有高压气瓶、集成组合式减压器、中压安全阀、报警器、气瓶阀、供气阀、面罩等。

高压气瓶采用碳纤维缠绕铝合金制成,如图1所示。气瓶容积有3L、6L、6.8L、9L等多种规格,最高工作压力为30Mpa。气瓶阀又称为截止阀,起开关作用。内有通气管,顺时针旋转手轮为关闭,逆时针旋转手轮为开启。

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图 1 气瓶总成

(a)带压力表气瓶;(b)不带压力表气瓶

1-气瓶;2-带压力表瓶阀;3-不带压力表瓶阀

集成式减压器(如图2所示)由手轮、压力表、报警器、安全阀和中压导气管等组成。其主要作用是将高压气体的压力由30MPa降至0.7MPa,保证供给阀输出的气体流量和压力稳定。当气瓶压力为3MPa<P<30Mpa,减压器膛室压力为0.7±0.15Mpa时,减压器输出流量≥300L/min。

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图2  减压器总成

中压安全阀的作用是当减压器失去对高压空气的减压作用时(如减压弹簧损坏、阀门损坏),保证高压空气不会直接由减压器输出,而是经安全阀泄压后再保持较低的压力输出。中压安全阀开启压力为1±0.2Mpa。当中压安全阀有大量气体泄漏时,不是中压安全阀出现故障,而是减压器出现故障,应及时检修减压器。

报警器的作用是当气瓶内压力降低到5±0.5MPa时,报警器起鸣,发出声音报警,提醒佩戴者迅速撤离火场。

压力表的作用是指示气瓶内气体的压力。其量程为0-40MPa,其上设有保护罩,以防冲撞时破坏压力表。

中压软导管由耐压橡胶制成,输出空气至供给阀。快速接头使佩戴更加方便,加快着装速度,方便检修减压器。

供给阀(图3)由节气开关、应急冲泄阀、插板、凸形接口、密封垫圈等组成。其按用气需求量输出空气,用气量为零时,输出的空气流量也为零;保证佩戴者在工作过程中无论吸气还是呼气,全面罩内都处于正压状态。正压型呼气阀开启的压力值大于空气供给阀需输出的情况称二者匹配。实际验证:戴上呼吸器屏气时,听不到供气口“丝丝”声响。

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图3  供气阀总成

正压式呼气阀的作用是将人体呼出的浊气排入大气。

全面罩包括目镜、口鼻罩、呼声器等,如图4所示。目镜使视野开阔;口鼻罩减小空气消耗量和实际有害空间,降低呼吸的疲劳程度,同时防止目镜上雾;传声器将讲话者声音清晰传出。

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图4 面罩总成

(a) 正视图;(b) 后视图

1-凹形接口;2-传声器;3-颈带;4-吸气阀;5-头带;6-头罩组件;7-视窗;8-扣环组件;9-视窗密封圈;10-口鼻罩

(二)空气呼吸器的工作原理

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图5空气呼吸器工作原理

工作原理如图5所示:打开气瓶阀,高压空气进入减压器,减至适当压力;同时压力表指示出气瓶压力。减压后的压缩空气经中压软导管、快速接头进入正压型空气供给阀。吸气时,供给阀开启,呼气阀关闭,供给阀给全面罩按佩戴者的吸气量供气,被吸入人体肺部;并使全面罩在整个佩戴过程中保持正压。呼气或屏气时,供给阀关闭而呼气阀开启,人体呼出的浊气经面罩上的呼气阀直接排到大气中。这样气体始终沿着一个方向流动而不会逆流。

(三)空气呼吸器的使用时间

可按如下公式计算:

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式中,30L/min是指我国有关行业中等劳动强度每分钟消耗的空气量。

实际使用时间会受到多种因素的影响而与标称使用时间有所不同,对于不同使用者和使用情况的气体消耗量是不同的,工作强度越大气瓶内的气体消耗就越快。

空呼器的使用时间主要考虑以下因素:

(1)使用者的劳动强度;

(2)使用者的身体状况;

(3)使用者受自身的兴奋、害怕或其他情感因素的影响程度;

(4)使用者对这种或类似的装具受培训程度和使用经验的多少;

(5)开始使用时气瓶是否达到规定的压力要求;

(6)气瓶中压缩空气的二氧化碳浓度是否大于正常值;

(7)使用环境中的大气压力,例如,如果在2个大气压的环境中使用(如被加压的隧道或箱体中),使用时间是在1个大气压下的一半,如果在3个大气压下使用,使用时间是1个大气压下的三分之一;

(8)面罩与脸面贴合过松或佩戴不正确;

(9)所使用空呼器的性能状况;

(10)也必须考虑报警器起鸣后的气体消耗量。

(四)空气呼吸器的使用与管理

空气呼吸器的使用与管理主要包括常规管理、佩戴使用、使用后清理、使用注意事项等四项内容。

1.常规检查

要求呼吸器不使用时,每个月要进行一次常规检查,以确保呼吸器完整好用,随时处于战备状态。

检查的程序和方法:外观查各部件是否完整好用、连接位置是否正确牢固、呼吸器是否清洁;开启气瓶阀,应听到短暂的汽笛声,观察压力表不小于28Mpa;关闭气瓶阀,查看压力表在5分钟内的压力降不大于4Mpa;随后再用手轻按供给阀杠杆,放气减压,观察报警的压力是否为5.5±0.5Mpa;打开气瓶,按动供给阀杠杆,观察供气是否正常。正常情况应听到供气的“丝丝”声;进行试佩戴,佩戴正确后深吸一口气,转换开关应能自如开启;呼气或屏气时,供给阀应停止供气,没有“丝丝”声响;吸气时,有明显“丝丝”声;吸气时,扒开面罩,面颊有出气感觉,说明面罩压力大于大气压。

2.佩戴使用

    佩带前快速检查气瓶压力 、供气情况 、面罩的气密性,确保面罩佩戴正确,呼吸器正常。

    佩带使用的程序和方法:将快速接头断开,将背托背在人体背部,按身体调节腰带和肩带,并系紧,以合身、牢靠、舒适为宜;连接好快速接头,使全面罩挂在前胸;将供给阀转换开关置于关闭状态;打开气瓶阀,查看压力表,估计使用时间;呼吸几次,确认供气是否正常;随后关闭气瓶阀,深呼几次,若感觉面罩向面部移动,呼吸困难说明面罩佩戴气密;使用中应注意观察压力表,根据撤离到安全地点的距离和时间,留出足够的贮气量。使用中若听到警报器鸣响,必须立即撤离现场;卸装时,将全面罩系带卡子放松,同时将转换开关置于关闭状态,摘下面罩关闭气瓶阀,按下转换开关,拔下快速接头,卸下背托。

3.使用后清理

使用后应及时对呼吸器进行清理和保养,将其恢复到完整好用状态。要擦净装具上的油雾、灰尘,并检查有无损坏的部位;要使用消毒液洗涤全面罩,呼气阀,供给阀膜片,再用清水漂净、自然晾干;进行重新组装;并对气瓶进行充气。

4.注意事项

    使用后或每隔一个月,应对呼吸器进行一次全面检查;拔快速接头、拆除阀门或其他零件,不宜带压操作;气瓶在充气时不能超压;不允许将气瓶内的气体用完,至少应保持0.2MPa的空气压力;压力表每年应校正检查一次;消防空气呼吸器不能作潜水呼吸器使用;空气呼吸器长期不用,橡胶件上应涂上一层滑石粉;存放应避开日光照射、取暖设备。

(五)空气呼吸器的维护

1、气瓶

使用空气呼吸器时,要尽量避免碰撞和表面划伤。

气瓶应严格按《气瓶安全技术监察规程》的规定进行管理和使用,并应定期进行检验。使用时,气瓶内气体不能全部用尽,应保留不小于0.05兆帕的余压。满瓶不允许曝晒。超过有效期的禁止使用。气瓶水压试验期为三年一次,超过三年应重新做水压试验,合格后方可使用。

2、集成组合式减压器

(1)减压部分。应定期用高压空气吹洗或用乙醚擦洗一下减压器外壳和O形密封圈,如密封圈磨损老化应更换。

(2)中压安全阀。应按规定压力定期校验。

(3)气源余气警报器。出厂时已按规定压力调试好,一般不进行调试。如需调试,必须按规定的压力重新调试。

3、全面罩

空气呼吸器不使用时,全面罩应放置在保管箱内,全面罩存放时不能处于受压迫状态,收贮在清洁、干燥的仓库内,不能受到阳光曝晒和有毒有害气体及灰尘的侵蚀。

呼气阀应保持清洁,呼气阀膜片每年需要换一次,更换后应检查呼气阀气密性。

4、正压型空气供给阀

一般情况下严禁拆卸,如需对其维修时,可从全面罩上卸下,放松压环,打开壳体,小心地拆下膜片组等零件进行检查和清洗。

在没有校验设备的条件下,要按原来位置装复它,接上中压导管后,接通0.5~0.8兆帕压力的气流,按压2~3次转换开关,检查空气流量是否合适。

5.常见故障原因分析及排除方法如表1所示:

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表1

现  象 可 能 的 原 因 排 除 方 法

面罩内持续供气 冲泄阀处于打开状态 关闭冲泄阀

脸和面罩之间密封处泄漏 重新佩戴

供气阀供气口泄漏 多次打开和关闭冲泄阀

供气阀开启杠杆没很好的位于正压杠杆组件之下 将节气开关按到底,如仍有持续气流存在,则应更换新的供气阀

吸气时没有空气或阻力过大 气瓶阀未开足 完全打开瓶阀

中压软管阻塞 更换新的供气阀

供气阀故障 用正常的供气阀来更换,如吸气仍发生过量阻力,而应更换减压器

减压器故障 用正常的减压器来更换,如吸气仍存在过量阻力,应更换供气阀

压力显示装置、中压安全阀与减压器连接处泄漏 从减压器上取下,安全阀罩用开口扳手拧紧安全阀和压力显示装置连接处的螺母

报警器与减压器连接处泄漏 将装具作好标记,由被授权人员修理

压力表和压力表管泄漏 同上

减压器外泄漏 同上

呼气时阻力过大 呼气阀发粘 检查并清洁呼气阀组件

气瓶关闭时,气瓶内空气流失 阀座泄漏,安全阀泄漏,瓶颈处泄漏 更换新的气瓶总成,由被授权人员按气瓶阀修理程序进行修理。在进行任何修理步骤前,应保证先放空气瓶的剩余空气

余压报警器报警压力不正常 报警器坏了 从背架上拆下减压器组件,送公司检修

系统泄漏 减压器和气瓶阀接口处泄漏 检查连接处O形圈,若有异物将异物去除干净,若O型圈损坏,更换新的O型圈

中压管与减压器连接处泄漏 用开口扳子旋下螺纹接头,检查接头上垫圈。如有切口或老化则更换垫圈

快速接头处泄漏 检查软管上的插头是否有损伤、变形等,若有则更换供气阀,若插头完好,则是插座泄漏,更换新的中压管

面罩泄漏 面罩带在头上调节不当 重新戴上面罩,并调节带子

面罩与供气阀连接处泄漏 从面罩上取下供气阀,清洁橡胶垫圈,并加以润滑重新装上面罩。如果泄漏仍很明显,则应更换新的供气阀

面罩与密封圈之间泄漏 更换面罩组件

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