盡管正壓與負(fù)壓氧氣呼吸器在原理方面基本相似,但正壓氧氣呼吸器究竟是如何保持始終是正壓的呢?首先從負(fù)壓產(chǎn)生的原因分析。負(fù)壓呼吸器在供氧狀態(tài)下,氣囊在內(nèi)部氣體與外界壓力的作用下,處于均衡狀態(tài),呼吸器系統(tǒng)內(nèi)的壓力和外界氣壓一樣。由于定量供氧連續(xù)均衡地向系統(tǒng)內(nèi)供氧,而人體呼吸是有頻率的、間斷的,并且在不同狀態(tài)下,消耗的氧氣也不相同,人體每次的吸氣量必然大于那一時刻的定量供氧量。一旦人員吸氣,系統(tǒng)內(nèi)的氣體必然減少,在定量供氧量還未來得及供氧的情況下,系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力必然小于外界大氣壓,即系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)。
對于正壓氧氣呼吸器來說,關(guān)鍵是要始終保持正壓。系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生正壓的原理在于它的呼吸艙膜片(或氣囊壁)上有一個加載彈簧,它保證了整個呼吸循環(huán)系統(tǒng)的呼吸氣、吸氣過程中始終保持正壓。這是因?yàn)?,正壓呼吸器定量向呼吸艙(或氣囊)供氧,呼吸艙膨脹壓縮加載彈簧,加載彈簧在呼吸艙上產(chǎn)生反作用力。當(dāng)呼吸艙處于平衡狀態(tài)時,系統(tǒng)內(nèi)的氣壓就等于彈簧力加上外界大氣壓,那么系統(tǒng)內(nèi)的氣壓必然大于外界大氣壓。當(dāng)人員吸氣時,呼吸艙內(nèi)氣體減少,彈簧反彈,其壓縮量減少,彈力降低,但系統(tǒng)內(nèi)的氣壓仍然大于外界大氣壓。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)正壓小于某一值時,自動補(bǔ)氣閥則打開供氣,保持系統(tǒng)內(nèi)正壓始終在某一范圍。在呼氣時,人體不消耗氧氣,系統(tǒng)內(nèi)的氣壓仍是大于外界大氣壓。
2 正壓氧氣呼吸器安全性能的分析
(1)正壓呼吸器的呼吸循環(huán)系統(tǒng)始終是一個正壓工作系統(tǒng),可以避免外界大氣污染物滲透進(jìn)入面罩,即使系統(tǒng)接頭不嚴(yán)密或者出現(xiàn)破損漏氣,外界有害氣體也不會滲入到系統(tǒng)內(nèi),只能是系統(tǒng)內(nèi)的氣體往外泄漏露,從而可以避免佩戴者吸入有毒有害的氣體而中毒。而負(fù)壓呼吸器若出現(xiàn)漏氣情況,則有毒有害氣體容易滲入到系統(tǒng)內(nèi),從而導(dǎo)致佩戴者中毒。這也正是正壓呼吸器優(yōu)越于負(fù)壓呼吸器最主要的原因。
?。?)正壓呼吸器的面罩明顯優(yōu)于負(fù)壓呼吸器的口具和鼻夾。首先,安全性高,這點(diǎn)也是最主要的。在災(zāi)區(qū)救災(zāi)時,工作環(huán)境惡劣,隊(duì)員常常出現(xiàn)碰撞、拌倒現(xiàn)象,導(dǎo)致口具、鼻夾脫落,造成人員中毒傷亡。同時,隊(duì)員在災(zāi)區(qū)受高溫影響容易產(chǎn)生頭暈現(xiàn)象,這種頭暈輕則影響工作效率,重則因頭暈吐掉口具、掉下鼻夾,高濃度的災(zāi)害氣體就會被吸入到體內(nèi),造成人員中毒傷亡。另外在災(zāi)區(qū)抬傷員時,傷員容易失手打掉隊(duì)員的口具和鼻夾,造成隊(duì)員中毒傷亡。而正壓呼吸器的面罩則避免了脫落口具和鼻夾的現(xiàn)象,即使面罩出現(xiàn)松動漏氣,也是面罩內(nèi)的氣體往外瀉,人員不會因此而中毒。其次,佩戴也非常舒適。我們習(xí)慣于用鼻子呼吸,但佩戴負(fù)壓呼吸器,必須用鼻夾夾住鼻子,用嘴呼吸,既不習(xí)慣也不舒服。另外,正壓呼吸器可以在災(zāi)區(qū)通話,能夠非常方便、清楚、有效地進(jìn)行交流。在災(zāi)區(qū)偵察或工作都需要相互聯(lián)系,佩戴負(fù)壓呼吸器只能用打點(diǎn)、打手勢或?qū)懽值姆绞竭M(jìn)行聯(lián)系,嚴(yán)禁通過口具講話,否則會吸入災(zāi)區(qū)有害氣體而中毒。
?。?)正壓呼吸器具有聲光報(bào)警系統(tǒng)。在災(zāi)區(qū)工作時,必須保留5MPa的氧氣以備返回途中使用。佩戴負(fù)壓呼吸器必須經(jīng)常觀察壓力表,任何一個隊(duì)員發(fā)現(xiàn)自己的壓力到了規(guī)定值時,必須打點(diǎn)提示,以便指揮員指揮退出災(zāi)區(qū),但當(dāng)遇到火災(zāi)事故,煙霧大、能見度低、防煙眼鏡片氣較多時,隊(duì)員很難觀察清楚壓力表,指揮員只能憑經(jīng)驗(yàn)決定退出災(zāi)區(qū)時間。而正壓呼吸器具有聲光報(bào)警系統(tǒng),當(dāng)氧氣瓶內(nèi)壓力降到額定值的25%左右時,報(bào)警器以92 db的聲強(qiáng)鳴響約1 min,當(dāng)報(bào)警器鳴響時,以提醒佩戴者本呼吸器最多還有1h的作用時間。這樣救護(hù)指揮員可以決定何時該退出災(zāi)區(qū)。
(4)正壓呼吸器具有較高的穩(wěn)定性,而穩(wěn)定性取決于其自身結(jié)構(gòu)。負(fù)壓呼吸器的定量供氧、自動補(bǔ)給閥、自動排氣閥都是可以調(diào)整的,調(diào)好之后用緊固件鎖死。一旦儀器受到震動、碰撞,緊固件松動,流量、補(bǔ)氣和排氣都會受到影響,致使儀器不合格。而正壓呼吸器的定量供氧、自動補(bǔ)給閥、自動排氣閥都是廠家調(diào)整好固定起來的,使用者是不能調(diào)整的。另一方面,負(fù)壓呼吸器的接頭連接處或用絲口緊固,或用繩子扎接,很容易漏氣。而正壓呼吸器的所有接頭連接處均有卡子卡緊,用螺栓緊固,不易漏氣。這樣就保證了正壓呼吸器的流量、補(bǔ)氣、排氣和氣密性等性能的穩(wěn)定。