新聞詳情

呼吸保護裝備的現狀和發展趨勢

       呼吸位于人類生存三大要素之首,人們時刻都離不開清新的空氣。隨著社會的發展,火災、毒氣泄漏頻頻發生,嚴重危害到人民的生命健康。為了逃生自救、搶險救援、滅火戰斗,呼吸保護裝具應運而生。

  呼吸保護裝具是用來防御缺氧環境或有毒、有害氣體侵入人體呼吸道的有效器具,正確的選擇和使用是安全健康的保障。

一.分類

  目前普遍使用的呼吸保護裝具按用途可分為工作型呼吸器和逃生型呼吸器(俗稱防毒面具)。

  工作型呼吸器又可分為正壓式空氣呼吸器和正壓式氧氣呼吸器。

  逃生型呼吸器又可分為過濾式自救呼吸器和化學氧自救呼吸器。

1. 各自的工作原理及其優劣

  1.1正壓式空氣呼吸器的工作原理是:氣瓶中貯存的壓縮干凈空氣經減壓器一級減壓,再經供氣閥二級減壓進入全面罩,供佩戴者呼吸使用。

  其優點是:采用開放式結構,呼出氣體直接排入大氣環境,又由于供氣流量大,佩戴者呼吸感覺比較舒暢;采用正壓結構,面罩內壓力始終大于外界大氣壓力,使外界有害氣體無法侵入佩戴者的呼吸器官,使用安全系數高;可以反復充氣使用,使用成本比較低。因此消防隊員及搶險救援人員都喜歡選用正壓式空氣呼吸器

  其缺點是:使用時間較短,一般為1小時左右。

  1.2正壓式氧氣呼吸器的工作原理是:佩戴者呼出的氣體,經全面罩、呼氣軟管和呼氣閥進入清凈罐,清凈罐中的吸收劑(Ca(OH)2)將氣體中的二氧化碳吸收,其余氣體進入氣囊。另外,氣瓶中貯存的壓縮氧氣經高壓管、減壓器進入氣囊,混合成含氧氣體。當佩戴者吸氣時,含氧氣體從氣囊經吸氣閥、吸氣軟管、全面罩進入佩戴者的呼吸器官,完成一個呼吸循環。此過程中,由于呼氣閥和吸氣閥都是單向閥,保證了呼吸氣流始終單向循環流動。

  化學反應式:Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O+Q

  其優點是:使用時間較長,一般為4小時左右;采用正壓結構,面罩內壓力始終大于外界大氣壓力,使外界有害氣體無法侵入佩戴者的呼吸器官,使用安全系數高。因此礦山搶險救援人員都喜歡選用正壓式氧氣呼吸器。

  其缺點是:采用閉式循環,加之吸收二氧化碳過程產生大量熱量,因此呼吸感覺不舒服;使用者須具備一定的專業知識及操作技能,因為使用前需安裝吸收劑和冷卻冰;使用成本比較高。

  1.3過濾式自救呼吸器的工作原理是:利用處理過的活性碳、催化劑等藥劑,吸附、催化有毒、有害氣體,使之變為無毒、無害氣體,供佩戴者呼吸使用。

  其優點是:采用開放式結構,呼出氣體直接排入大氣環境,佩戴者呼吸感覺比較舒暢。

  其缺點是:使用場合的局限性。過濾式自救呼吸器具有很強的針對性,防護有毒、有害氣體的種類取決于濾毒罐所裝藥劑的量及種類,當有毒、有害氣體的種類不明、濃度過高或超出它的防護范圍時,就不能使用;當環境中氧氣濃度低于17%時,亦不能使用。

  1.4化學氧自救呼吸器的工作原理是:佩戴者呼出氣體中的水汽和二氧化碳與生氧劑(KO2)發生化學反應,生成富氧氣體供佩戴者往復呼吸使用。

  化學反應式:4KO2+2H2O→4KOH+3O2+Q

              2KOH+CO2→K2CO3+H2O+Q

  其優點是:呼吸系統與外界環境空氣隔絕,不受外界任何有毒、有害氣體及煙霧的危害,因此適用于各種有毒、有害氣體及缺氧環境。

  其缺點是:采用閉式循環,加之化學反應過程產生大量熱量,因此呼吸感覺不舒服。

2.   國內外相關技術標準

  我國在呼吸保護裝具方面的產品標準有:

  GB16556-1996《自給式空氣呼吸器》;

  GA124-2004《正壓式消防空氣呼吸器》;

  MT867-2000《隔絕式正壓氧氣呼吸器》;

  GA209-1999《消防過濾式自救呼吸器》;

  GA411-2003《化學氧消防自救呼吸器》。

  歐共體在呼吸保護裝具方面的產品標準有:

  EN137-1993《空氣呼吸器技術要求、試驗、標志》;

  EN145-1997《呼吸保護器--壓縮氧或氧氮型自我保護閉路呼吸器--要求、試驗、標志》;

  EN403:1993《消防過濾式自救呼吸面具》;

  EN401:1992《自救用呼吸保護裝具;再生裝置;化學氧(KO2)自救器;要求、試驗、標志》。

    由于德國在呼吸保護領域處于世界領先地位,因此,其產品標準被歐共體采納為歐洲標準,世界各國都以此作為制訂本國標準的樣板。

    我國的GA124-2004與EN137-1993的一致性程度為非等效,GA209-1999與EN403:1993的一致性程度為等同,GA411-2003與EN401:1992的一致性程度為非等效。

3.   我國呼吸保護裝備的生產發展歷史

  我國從二十世紀五十年代開始自行設計、制造氧氣防毒面具。當時為了配合原子彈試驗,解放軍總參謀部把研制防毒面具的任務下達給北京防化兵研究院,當時提供的樣機是前蘇聯制造的防毒面具。北京防化兵研究院于1959年研制出我國第一代氧氣防毒面具,為我國核試驗提供了有效保障。以后在山西太原成立了總參第一家軍用防毒面具生產廠--山西新華化工廠,主要生產各類軍用防毒面具濾毒罐。

  七十年代末,我國走出“文革”的浩劫,國民經濟開始全面復蘇。當時中國推行對外改革開發政策,與國際交往日益增多。我國消防、煤礦、石油化工系統引進了許多比較先進的空氣呼吸器。當時的空氣呼吸器為負壓式空氣呼吸器(面罩內壓力低于環境壓力)。氣瓶為鋼質氣瓶,容重比為1.1~1.2,充氣壓力為20MPa。

  1982年公安部上海消防科學研究所和上海潛水裝備廠合作,在日本和英國產品的基礎上,成功研制了我國第一代HZK-7型消防空氣呼吸器。

當時,HZK-7型消防空氣呼吸器為負壓式空氣呼吸器。

  1988年,公安部上海消防科學研究所與撫順煤礦安全儀器總廠合作,在DRAGER公司PA-80型正壓式空氣呼吸器的基礎上,研制出我國第一代正壓式空氣呼吸器。當時,產品銷售量居全國首位。

  1989年,上海潛水裝備廠研制的正壓式空氣呼吸器,也在上海成功鑒定。

  呼吸器由負壓式到正壓式,這是技術上的重大突破。從此,正壓式成為呼吸器發展的主流方向,因為它使用安全系數高,呼吸感覺舒暢。

  在中國正壓式空氣呼吸器的發展過程中,德國DRAGER公司作出了很大貢獻。德國DRAGER公司的代理和技術人員對PA-80型正壓式空氣呼吸器作了十分詳細的介紹,為我國發展正壓式空氣呼吸器提供了依據。另外,德國DRAGER公司還為我們提供了長管正壓式空氣呼吸器、防毒面具等許多消防呼吸保護裝具。

  八十年代末,美國MSA安全設備有限公司、瑞典的INTERSPIRO公司、英國SABER公司的產品進入中國。

  九十年代中期,美國SCOTT公司、英國RACAL公司、法國巴固公司等國外公司的產品進入中國,推動了正壓式空氣呼吸器的迅速發展。就在這個時期,上海寶亞安全裝備有限公司、重慶煤礦安全儀器廠等空氣呼吸器專業生產廠相繼誕生。中國空氣呼吸器生產進入了成熟發展階段。

  九十年代末,隨著新技術、新材料、新工藝的大量運用,碳纖維全纏繞鋁合金內膽復合氣瓶在中國應運而生。它的誕生,使正壓式空氣呼吸器整套裝具的佩戴重量減輕了30%,從而有效地降低了消防隊員及搶險救援人員的做功量,保證了滅火戰斗及搶險救援工作的順利進行。公安部消防局及時下達了更換碳纖維全纏繞鋁合金內膽復合氣瓶的通知。

4.   現今國內空氣呼吸器的生產發展狀況

  目前,我國空氣呼吸器的生產廠有20多家,規模比較大的有:上海寶亞安全裝備有限公司、撫順煤礦安全儀器總廠、巴固工貿(上海)有限公司、中美合資無錫梅思安安全設備有限公司。

  1987年,美國MSA安全設備有限公司在無錫建立了中美合資無錫梅思安安全設備有限公司,它是呼吸器的第一家合資企業,主要生產氣體檢測報警儀表、個體防護裝備等產品。其正壓式空氣呼吸器以組裝為主,產品特點是堅固可靠,供氣閥是金屬加工的,外觀十分漂亮,但是體積略顯龐大,重量也比較重。

  1995年,美國SCOTT公司和上海潛水裝備廠合作組建了上海依格安全設備有限公司,2003年美國SCOTT公司收購了上海潛水裝備廠的所有股份,成為美國獨資企業,專業制造正壓式空氣呼吸器?!耙栏瘛碑a品的特點:面窗為臺錐形、全視野面窗,供氣閥和排氣閥做成一體,開啟阻力小、供氣流量大。配套氣瓶采用美國LUXFER產品,氣瓶閥、減壓器、報警器、壓力表、背架等為中國生產,結構與DRAGER公司產品相似。

  1996年,法國巴固工貿有限公司與外高橋經濟開發區合作,成立巴固工貿(上海)有限公司,2003年法國巴固公司收購了中方的所有股份,成為法國獨資企業。除了經營正壓式空氣呼吸器以外,還經營其他各種勞動防護用品。巴固全面罩采用傳統的柱形面窗,視野寬闊,供氣閥采用法國FANZY公司的產品,配套氣瓶采用美國SCI公司產品,氣瓶閥、減壓器、報警器、壓力表、背架等為中國生產。

  撫順煤礦安全儀器總廠是國產正壓式空氣呼吸器的較早的一家,曾經有過輝煌的昨天。近年來,隨著市場競爭日益激烈,企業不怎么景氣。人員外流、設備老化,造成了其產品還保留在原來的水平上,落后于國內其他企業。但值得一提的是,其國產化率很高,除了全面罩之外,幾乎全部自己生產。

  上海寶亞安全裝備有限公司是BAUER GROUP在中國的子公司,直屬于寶亞集團(香港)有限公司。以生產和經營呼吸保護類產品及空氣壓縮機為主,目前與國際航天航空領域的呼吸保護專家——法國MATISEC公司合作生產呼吸保護設備,以創造世界一流產品為目標,其技術領先,性能可靠,深受國內外客戶好評。與此同時,寶亞公司還與美國杜邦等知名公司合作,傾力打造中國式個人防護的全新品牌,創建高品質的安全防護網,是一家非常有潛質的呼吸保護設備類公司。

5.   國內產品與國外的差距

  我國生產的正壓式空氣呼吸器在全面罩、供氣閥、背架三大部件上與國外存在著一定的差距。 國外的全面罩、背架,按人體工程學原理設計、制造,全面罩的密封框材質柔軟、密封性好;背架與人體背部貼合得非常好,背著舒適,受力均勻;供氣閥供氣流量大,活門靈活。

6.   空氣呼吸器的發展趨勢

  近年來,各國科學家在不斷研究對空氣呼吸器的改進??諝夂粑鞯淖畲笕觞c就是使用時間短,有效延長使用時間是大家最關心的課題。解決延長使用時間的方法主要有以下幾種:

  6.1在現有佩戴重量不變的前提下,采用增加氣瓶額定工作壓力和體積相結合的方法來增加氣瓶的儲氣量。設法采用新型材料、新工藝,減輕全面罩、氣瓶閥、供氣閥、減壓器、背架等部件的重量,為氣瓶重量的增加留下空間。目前,氣瓶的最大額定工作壓力為30MPa,如果增加到60MPa,則氣瓶的儲氣量將增加一倍,使用時間也相應增加一倍;氣瓶的體積增加一倍,則氣瓶的儲氣量將增加一倍,使用時間也相應增加一倍


兩者的有機結合,儲氣量將會幾何級增加。

  6.2減少不必要的用氣。比如:“呼吸環境空氣”和“呼吸氣瓶空氣” 可以自由切換、過濾式呼吸器和空氣呼吸器進行自由切換等。

  6.3電子傳感技術在空氣呼吸器上的應用,形成智能化空氣呼吸器。當外界毒氣濃度超過極限或氧氣濃度低于17%時,自動切換成空氣呼吸器。

  空氣呼吸器另一個發展方向是產品的完善化,其中包括:聲光報警、通信裝置、應急呼叫、燈光指引的有機結合。在光線暗淡的環境中,消防隊員看到隊友背架上的燈光指引,可以迅速找到隊友。通過通信裝置,消防隊員可以與隊友和指揮車進行聯系,一旦,消防隊員遇到意外,應急呼叫裝置自動開啟,指引隊友及時營救。

  除了上述發展方向之外,各國研究空氣呼吸器的技術人員,對供氣閥、氣瓶閥、減壓器、報警器、壓力表、背架等基本結構部件,正在進行改進與完善。力求做到簡潔、可靠、完善。


<蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>