安全教程 | 正压式呼吸器构造、原理和安全使用

正压式消防空气呼吸器详解

正压式消防空气呼吸器主要用于消防救援人员在进行灭火战斗或抢险救援时为防止吸入对人体有害的毒气、烟雾、悬浮于空气中的有害污染物或在缺氧环境中使用。该呼吸器不能在水下使用。

一、主要结构

呼吸器主要由气瓶总成、减压器总成、全面罩总成、供气阀总成、背托总成共五个部分组成,另配有工具包、收纳袋和器材箱。

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1、气瓶总成

气瓶总成(图2)是用来贮存高压压缩空气的装置。气瓶采用全缠绕式碳纤维复合材料,额定工作压力为30MPa,容积为6.8L(9L),瓶头阀接口螺纹为G5/8,配有快速充气结构。该气瓶具有质量轻、耐腐蚀、强度高、安全性能好、使用寿命长等优点,能够使佩戴者在使用呼吸器作业过程中降低其体力的消耗。

呼吸器佩戴使用时(气瓶倒立状态,气瓶阀朝下),顺时针旋转气瓶阀为开启,逆时针旋转气瓶阀为关闭。气瓶阀配有自锁装置,在使用过程中不会因意外碰撞等原因导致气瓶阀关闭,避免对使用人员造成为危险和伤害,增加了呼吸器的安全性。

气瓶的安全阀内装有安全膜片,当瓶内气体超出额定工作压力时安全膜片会自动爆破卸压,避免气瓶爆裂,从而保护人员免受伤害。安全膜片的爆破压力为37MPa~45MPa。

2、减压器总成

减压器总成(图3)是将气瓶内高压气体减压后,输出0.8MPa左右的中压气体,经中压导气管送至供气阀供使用人员呼吸的装置。减压器可在-40℃~+80℃温度内正常工作。减压器总成由减压器、手轮、压力表、警报器、中压导气管、输出接头和他救接头组成。

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压力表可方便地检查瓶内余压,并具有夜光显示功能,便于在光线不足的条件下观察。压力表量程为0~40MPa,配有橡胶保护罩,具有防水、减震性能。

呼吸器采用气动警报器,当气瓶压力下降至(5.5±0.5)MPa时,警报器会发出持续警报声响,提醒使用人员尽快撤离作业区域。当气瓶压力降至1MPa以下时警报声停止。警报器属于前置警报器,与压力表一同置于使用者的胸前,便于使用者清楚地听到警报声响,尤其是在多人同时作业时可清晰辨别出警报声响是否由自己的呼吸器发出。

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呼吸器配有他救接头,安装在减压器上,呼吸器佩戴时则悬挂在使用人员右后方。其主要作用是在使用人员确保自己的空气呼吸器拥有足够空气的情况下,可另携带一副他救全面罩或全面罩与供气阀(可选配)向受困人员供气救援。

中压导气管是一种耐压橡胶管,末端是能自动锁闭的快插接头,用于输送空气至供气阀。

3、全面罩总成

全面罩总成(图5、图6)是用来罩住脸部,隔绝有毒有害气体,阻止其进入人体呼吸系统的装置。面罩总成主要由大视野面窗、口鼻罩、呼气阀、面罩母口、压力平视显示装置和头网组件组成。面窗内的口鼻罩可完全罩住佩戴者的口部和鼻子,能有效提高空气的利用率。头网组件主要采用芳纶材料、薄型网状结构,左右两侧均配有扣环式松紧带,柔韧性好,可以自由调节佩戴的松紧程度,增加佩戴的便捷性和舒适度。

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战斗全面罩是带压力平视显示装置的半球型面罩。该面罩为台柱式立体结构一次性铸造成型,面镜经过光学校正、防雾防刮涂层,立体型大视野,医用级硅胶贴合面部,密封性好,面罩适合亚洲人脸型,面屏耐高温为850度,具有防冲击、防雾气等功能。

平视显示装置(Head Up Display),以下简称HUD,是附着在消防空气呼吸器面罩上的显示装置。这种显示装置利用LED灯的颜色变化来显示呼吸器气瓶的气压,利于消防员方便、直观、及时地了解气瓶气压的变化情况,为消防员提供更安全的保护措施。

4、供气阀总成

供气阀总成(图7)是将减压器输出的中压气体,再次减压至人体可以呼吸的压力,为使用者提供所需空气的装置。供气阀可以根据佩戴者呼吸量大小自动调节阀门开启量,并且供气阀设有自动正压机构,可以保证佩戴者在工作过程中无论吸气还是呼气,面罩内都处于正压状态。供气阀总成通过公头直接安装于面罩的面罩母口上,供气阀的另一头为输入接头,可与中压导气管的输出接头相连接。供气阀上用橡胶保护的部位是节气开关,红色按钮为节气开关重置按钮。当面罩从脸部取下后,按压红色按钮即可关闭供气阀,此时停止供气。当系统连接完成,气瓶开启后,全面罩佩戴在脸部保持密封并吸气时,节气开关会自动开启,并伴有清脆的“咔哒”声响,此时系统接通并开始供气。供气阀流量大于450L/min,中压管与供气阀的连接头为活动式(可360°旋转)。

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5、背托总成

背托总成(图8)是用来支承气瓶总成和减压器总成的装置。背托总成主要由高强度塑料背架、左肩带、右肩带、腰带和气瓶扎带组成。主体背架采用人体工程学设计,从而保持整套装具与人体良好佩戴,既协调又舒适。背架上附有气压变送器,主要功能是通过压力传感器测量呼吸器气瓶的气压,并且转变成标准的电信号,再通过无线通信将气压信息传送至全面罩中的压力平视装置。背架和背带均具有阻燃、防水、防静电功能,并耐冲击、耐酸腐蚀,使用温度在-40℃~+140℃以上。气瓶扎带上附有卡扣,用以快速锁紧气瓶;腰带上配有腰带扣,用以实现腰带的扣紧与分离、腰带松紧的调节。

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 二、工作原理 

将呼吸器各部件正确接通,当打开气瓶阀,贮存在气瓶内的高压空气通过气瓶阀进入减压器总成,高压空气经减压后,输出0.8MPa左右的中压空气,同时压力表实时显示中压导气管内空气的压力值。中压空气经中压导气管进入安装在面罩上的供气阀,供气阀按使用者的吸气量要求,提供所需的空气,并始终保持面罩内处于正压状态。

当吸气时,呼气阀关闭,气瓶中空气经气瓶阀、减压器、中压导气管、供气阀、口鼻罩被吸入人体肺部;当呼气时,供气阀自动关闭,呼气阀自动开启,浊气被排到面罩外的环境大气,从而完成一个呼吸循环。

三、主要性能参数  

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四、使用方法 

1.使用前检查

第一步:开箱检查装具完备性。首先,将呼吸器的器材箱放在地上,打开箱盖,将呼吸器各组件取下。根据装箱清单,依次逐一检查,确保呼吸器部件配备齐全、器材表面清洁、管路无扭结和损伤、连接部位牢靠,所有部件应保持完整好用。然后,将背托以减压器朝上的方式平铺放置,安装气瓶,扣紧气瓶扎带,将供气阀与输出接头相连接。

第二步:检查压力表、气瓶压力、警报器性能和系统气密性。

①开启供气阀,旋开气瓶阀2圈缓缓放气。应感到有气体从供气阀公头中流出,并且在此过程中警报器应发出短暂警报声响,即表明警报器启动正常。这是因为在气瓶刚输出空气时,由于输入给警报器的压力由低逐渐升高,压力值经过报警区间 (5.5MPa±0.5MPa)而引起警报。

②面对气瓶,气瓶阀朝上时顺时针旋紧气瓶阀,观察压力表读数,如果1分钟内压力值降低不超过2MPa,且不继续降低,则表明呼吸器系统气密性良好,可以正常使用。

③开启供气阀,放空管道余气。仔细观察压力表,当气瓶压力降到(5.5±0.5)MPa时,警报器应再次发出持续警报声响,直到气瓶内压力小于1MPa时警报声响才停止,则表明警报器工作正常。

④待气流完全停止后,关闭供气阀,并将其从装具上取下。

第三步:检查供气阀及面罩气密性。首先,把全面罩的颈带调至最松,将头网翻至面窗一侧(图6)。关闭供气阀,并安装在面罩上。右手握住输入接头,用大拇指封住接头端口。接着屏住呼吸,用左手将全面罩罩在脸部贴合紧密,开始深吸气(此时只吸气不要呼气)。如果在吸气过程中听到一声清脆的“咔哒”声,则表明供气阀的节气开关自动开启功能正常。

同时,当节气开关正常开启后,如果吸气过程中感到口鼻罩及面罩环形密封圈向面部贴紧,脸部贴合部位有明显的挤压感,并且逐渐感觉到吸气趋于停滞状态,则表明全面罩的密封性良好。

然后,将面罩从脸部松开,恢复头网的位置。至此,使用前检查结束。

注意:使用呼吸器最好同时使用无线通讯装置,以保证战斗员与后场指挥人员随时保持联系,确保战斗人员的安全。

警告:呼吸器使用前检查时应确保呼吸器各组件达到合格标准方可使用。如果一次检查不成功,则需要重新连接呼吸器并按以上步骤严格检查。若经反复调试仍不能达到使用要求,应立即停用该呼吸器并交给授权人员检修。

2.正确佩戴呼吸器的操作步骤

警告:使用人员在使用本呼吸器前应接受专业培训,并经考核合格后方可佩戴进行作业使用。使用过程中必须确保气瓶阀一直处于安全打开状态。

第一步,安装气瓶。首先,将背托按减压器朝上的方式平铺放置,把气瓶充装口与减压器的手轮相连接(如果选配了气瓶两分阀的呼吸器,应先安装气瓶两分阀),面朝手轮,当气瓶阀朝上时,逆时针方向旋紧手轮。然后,将气瓶扎带拉紧至适宜位置,锁紧卡扣。

第二步,固定压力表及输出接头。将气瓶底部朝向自己,然后展开肩带置于气瓶两边,将压力表扣在左肩带的魔术贴卡扣内,把输出接头扣在右肩的卡扣内。

第三步,佩戴背托。可采用前挎式或后抛式背戴方法,根据具体情况选用。

前挎式:如同背书包的方法。

使用者站立在气瓶底端位置,两手同时分别抓住左右肩带并将其提起,先后将右手、左手穿进肩带并挂在肩膀上。

后抛式(图13,图14,图15):使用者站立在气瓶底端位置,两手同时抓住背托两侧,将呼吸器举过头顶,同时,两肘内收贴近身体,身体稍微前倾,使呼吸器自然滑落于背部,同时确保肩带顺着手臂滑落在肩膀上。

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第四步,整理肩带和腰带(图16,图17)。利用D形环和腰带扣将背托调整至合适的松紧程度。在保证背戴牢靠的前提下,以佩戴舒适为宜。

第五步,安装供气阀,挂好全面罩。首先,把面窗上的保护贴膜揭除。将供气阀的防尘帽取下,并把公头插入面罩上的母口(图18),然后左右来回轻轻旋转,当听到“咔哒”声,即表明供气阀的接头已滑入面罩上的卡槽中锁紧。之后,利用颈带将面罩挂在颈上。摘下输出接头的防尘帽,将供气阀与输出接头相连接至锁紧状态(图19),关闭供气阀节气开关(图20)。此时系统连接完毕,可旋开气瓶阀(图21),使气瓶开始供气。

第六步,佩戴全面罩。把头网松紧带调至最松状态,将头网翻起至面窗一侧。一只手将面罩罩在脸部,下巴和鼻子放入口鼻罩内,调整面罩使之与脸部贴合紧密。同时用另一只手将头网后拉戴在头上(图22),头网应平顺无缠绕。向后拉动头网松紧带适当收紧头网(图23),接着调整好颈带的松紧。调整头网时应保证面罩气密性的前提下以舒适为宜。

佩戴全面罩的过程中应适时在面罩内进行正常地呼吸,供气阀的节气开关会自动开启,呼吸器系统开始供气。反复呼吸几次,应感觉呼吸舒畅。

吸器经上述步骤检查合格、佩戴正确并呼吸正常后方可投入使用!否则应重新调整呼吸器各部件,直到达到合格为止。使用过程中要随时注意警报器发出的警报信号,当听到警报声响时应立即撤离现场。

2.使用结束后整理

作业完毕后,确信已离开受污染或空气成分不明的环境,并已身处充满健康空气的环境中,则可准备卸下呼吸器。

首先,松开头网松紧带,将面罩从面部摘下。关闭气瓶阀,待系统内空气放空。

然后,将供气阀的输入接头从输出接头上卸下。关闭供气阀,并将其从面罩上卸下。

最后,解开腰扣,向上提拉D形环松开肩带,接着将呼吸器从肩背上卸下,把背托平铺放置。松开气瓶扎带,面对气瓶,当气瓶阀朝上时,顺时针旋转手轮,将气瓶从背托上卸下。把呼吸器各组件整理好,盖好防尘帽,妥善放置在器材箱内。

五、操作技巧 

1.气瓶阀的开启与关闭方法

在正确佩戴呼吸器的前提下(图21),开启气瓶的方法为:顺时针旋转气瓶阀,同时会伴有“噔”的自动卡紧声响。应至少旋转2圈以上才可完全打开气瓶阀;关闭气瓶的方法为:用手捏住气瓶阀两边并朝瓶体方向推进转轮,同时逆时针转动手轮,直至气瓶阀完全拧不动为止。

2.快插接头安装与拆卸方法

安装方法:快插接头具有自动锁闭功能,将输入接头插进输出接头的接口内,当听到“咔哒”声响时即表明接头完全锁闭。

拆卸方法:左手大拇指和食指捏住输出接头的滚花滑套,右手捏住输入接头并用力往里顶,左手大拇指和食指往后滑动,此时便可将输入接头拔出实现分离。

3.气瓶的安装与拆卸方法

面对气瓶,气瓶阀朝上时,安装气瓶的正确操作是把气瓶充装口与减压器的手轮相连接,顺时针旋紧手轮;拆卸的正确操作则是面对气瓶,当气瓶阀朝上时,逆时针旋开手轮,直至气瓶与减压器可完全分离。

4.供气阀的使用方法

开启方法:需要手动开启时,则用大拇指按下节气开关,伴有“噔”的声响即表明已经开启;供气阀设有自动开启功能,当系统完全接通,气瓶供气正常,并且全面罩佩戴正确后,处于关闭状态的节气开关会在佩戴者开始吸气时自动开启。

关闭方法:用大拇指按下供气阀上的红色重置按钮,即可关闭供气阀的节气开关。

安装方法:将供气阀的公头插进全面罩的母口,轻轻左右旋转,当听到“咔哒”声响时表明供气阀已经锁紧。

拆卸方法:用一只手托住全面罩上并按压卡紧锁扣,另一只手即可捏住供气阀将其拔出。

5.肩带和腰带的调节方法

肩带的放松:将大拇指勾住D形环,向上轻提,肩带便自动往后放松。

腰带的锁紧:将腰带上的公扣插入母扣内即可。

腰带的收紧:腰带锁紧时,双手把腰带的带头同时向侧后方拉动即可。

腰带的放松:腰带锁紧时,单手将腰扣的左右两端卡销用力捏合即可。

腰带的分离:单手将腰扣的上下两侧卡销用力捏合,公扣、母扣便自动分离。

6.压力平视显示装置使用方法

(1)开机

长按红色电源按钮启动HUD(如图25—电源开关),开启自检后会有两种情况:

①从未配过对的HUD:状态指示灯快速闪烁 (如图24—配对指示灯  此时在寻找配对目标);

②已经配对的HUD:状态指示灯连续闪烁两次(此时在寻找已配对的AP或AGP)。

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(2)配对

①如果是AGP-HUD组合,在AGP开机情况下,长按AGP左上角MODE键,直至屏幕顶端出现”DATA”闪烁。HUD会自动与AGP配对,完成无线通信连接。

②如果是AP-HUD组合,直接AP开机即可(在AP的电池仓中装入电池)。HUD会自动与AP配对,完成无线通信连接。此时的电量报警指示灯(图24)会显示电池的电量情况:电量充足时,指示灯显示为绿色;电池电量用到一半以上,指示灯变成黄色;电池电量使用2/3以上时,指示灯变成红色,此时就要注意更换新的电池。

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(3)气压数据传输

完成无线通信连接后,HUD将收到的气压信息转换为LED灯的颜色进行显示。当气瓶气压在20Mpa以上时,气压指示灯的3个绿灯亮起;当气压在15-20Mpa时,指示灯变成2个绿灯;当气压在10-15Mpa时,指示灯变成1个绿灯;当气压在5.5-10Mpa时,指示灯变成1个黄灯;如果气压低于5.5Mpa,指示灯变成1个红灯闪烁,同时平视显示装置背面的2个伙伴灯闪亮(图25),提醒作业人员气瓶气压不足要注意更换新的气瓶。

(4)关机

ALERT系统使用结束后,需要关闭气瓶气压。

对于AGP-HUD组合,先关闭AGP,HUD持续40秒检测不到AGP,即自动关机。

对于AP-HUD组合,直接关闭气瓶气压,AP(图26)会自动休眠,HUD持续40秒检测不到AP,即自动关机。

在开机情况下,任何时候如果长按电源键,也会导致HUD手动关机。

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六、注意事项   

1.使用产品前应仔细阅读使用说明书,不遵照说明书将可能造成严重后果。

2.呼吸器许用温度范围为-30℃~60℃,不得作潜水呼吸器使用!

3.呼吸器使用前必须严格依照检查程序进行仔细检查,严禁使用未经完整检查或检查不合格的呼吸器进行作业,否则一切责任由使用者本人承担。

4.不准在高压气瓶内充装任何其他种类的气体,否则,可能发生爆炸。

5.当使用者的面部条件妨碍了脸部与面罩的良好密封时,如胡须,鬓角或眼镜架等,则不允许佩戴本呼吸器。

6.呼吸器的他救接头只在紧急情况营救他人时使用,本文未有特殊注明均默认使用输出接头。不得将供气阀与他救接头相连接进行系统气密性检查。

7.呼吸器在使用中应保证气瓶阀处于完全打开状态,并避免气瓶发生碰撞。使用人员应经常查看气瓶压力表,一旦出现压力指针快速下降,警报器发出警报声响,或感觉呼吸阻力增大、呼吸困难、出现头晕等不适现象以及其它异常现象时,应及时撤离现场。

8.在对气瓶进行充气时压力不得超过30MPa。使用完毕后不得将气瓶内的气体彻底放空,至少应保持0.2MPa的空气压力,防止灰尘或含有杂质的空气进入气瓶内。

9.非授权人员不得擅自拆卸呼吸器的零部件,比如减压器、安全阀、警报器等。拆卸快插接头或进行检修时,应先关闭气瓶,不宜带压操作。

10.避免将高压气瓶暴露在高温下,尤其是太阳直接照射下。禁止沾染任何油脂。

七、维护保养     

1.定期检查

备用的呼吸器,必须每周进行检查,或按能确保呼吸器在需要使用时能正常工作的频率检查。每年应对压力表进行校正检查一次,对高压气瓶和气瓶阀每三年进行一次复检。如果发现有任何故障,必须将其与正常的呼吸器分开,并作好标记以便让被授权人员进行修理。

1.目检整套呼吸器有无磨损或老化的橡胶件,有无磨损或松弛的织带及损坏的零部件。

2.检查气瓶最近的压力试验日期,确认该气瓶在有效使用期内。如果已超过使用期,应立即停止使用该气瓶并作好标记,由被授权人员进行压力测试,测试合格后方可再使用。

3.检查气瓶上是否有物理损伤,如凹痕、凸起、划痕或裂纹等;是否有高温或过火对气瓶造成的热损伤,如油漆变成棕色或黑色、字迹烧焦或消失、压力表盘熔化或损坏;以及是否有酸或其它腐蚀性化学物品形成的化学损伤痕迹,如缠绕外层的脱落等。若发现有以上情况,则不应再使用该气瓶,而应完全放空气瓶内的压缩空气,并作好标记,等待被授权人员处理。

4.检查气瓶是否已充满(压力表显示为28MPa~30MPa时表示气瓶已充满)。如果气瓶未充满,则换上一个充满压缩空气的气瓶。

5.检查减压器手轮是否可与气瓶阀充装口拧紧。关闭瓶阀时,不要猛力旋转手轮,否则可能导致瓶阀阀垫的损坏,影响瓶阀的密封性能。

2.定期测试

至少每年由授权的人员对呼吸器进行一次目检和性能测试。但在使用频率高或使用条件比较恶劣时,则应缩短定期测试的时间间隔。与呼吸器配套使用的气瓶,必须通过由国家质量技术监督局授权的检验机构进行的定期检验与评定。

3.清洁保养

每次使用后按如下步骤清洁、保养呼吸器:

1.检查呼吸器有无磨损或老化的橡胶件,磨损或松弛的头罩织带或损坏件。

2.清洗、消毒全面罩。在温水(最高温度43℃)加入中性肥皂液或清洁剂,使用柔软的棉布对面罩表面进行进行擦洗。用海绵蘸医用酒精擦拭面窗和环形密封圈等关键部件,进行消毒。消毒后,用干净的软布擦干,或用清洁干燥、压力小于0.2MPa的空气轻轻吹干。未彻底洗净和完全干燥的面罩组件上残留的清洁剂或消毒剂会引起面罩零部件的损坏。

3.清洗、消毒供气阀。用海绵或软布将供气阀外表面明显的污物擦拭干净。从供气阀的出气口检查供气阀内部。如果已经变脏,请被授权的人员来清洗。

4.如果供气阀需要清洗,则先关闭节气开关,再用医用酒精擦洗供气阀接口。然后晃动供气阀除去残留水份。用饮用水冲洗供气阀。方法是用轻柔的流水冲。洗涤时不要将供气阀直接浸入溶液中或水中。晃动供气阀,除去残留水份,并用压力不超过0.2MPa的空气彻底吹干。定期在供气阀的密封垫圈上均匀涂抹少许硅脂,可使供气阀更容易地装在面罩上。

5.用湿海绵或软布将呼吸器其它不能浸入水中清洗的部位擦洗干净。

警告:在对呼吸器进行清洁、消毒的过程中,切勿将水渗入中压导气管、警报器装置内,否则容易引起设备故障,影响呼吸器使用寿命,甚至有可能造成安全隐患。

4.贮存和运输

1.确认所有的零部件都已彻底干燥后,将呼吸器放入器材箱,存放于专用储存室。室温宜在0℃~30℃,相对湿度40%~80%,并远离腐蚀性气体。使用较少时,应在橡胶件上涂上滑石粉,以延长呼吸器的使用寿命。长期不用时,应将电池从电池盒内取出单独存放。

在使用过程中如果怀疑呼吸器被危险物污染,被污染的部位必须作好标记,交授权人员处理。

2.当呼吸器及其备用部件需要交通工具运输时,应采用可靠的机械方式来固定存放位置,或用适于运输和存放呼吸器及其备用部件的器材箱存放。运输过程中,呼吸器的包装和存放应尽量避免由于交通工具在加速和减速、急转弯或发生事故时对交通工具或附近人员造成伤害。呼吸器在作为普通货物运输时,气瓶应为空瓶。如果采用带气状态运输,应符合运输部门的规定。

八、故障排除   

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第三部分:培训课件1

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第三部分:培训课件2

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