防護(hù)裝備新銳

呼吸道防護(hù)裝備，從防護(hù)原理上來(lái)說(shuō)分為過(guò)濾式和隔絕式2大類。

本刊以前介紹的是以炭-紙（活性炭-過(guò)濾紙）為基礎(chǔ)的過(guò)濾式呼吸道防護(hù)裝備。下面將介紹隔絕式呼吸道防護(hù)裝置。

隔絕式呼吸道防護(hù)裝備主要用于高濃度、高有毒性氣體環(huán)境中，由于體積大、質(zhì)量大，又可稱為重型防護(hù)裝備。目前，這類裝備在軍、警用領(lǐng)域日益受到重視。在2002年4月美國(guó)國(guó)防部給國(guó)會(huì)的年度報(bào)告和著名的英國(guó)《簡(jiǎn)氏核生化防護(hù)裝備年鑒》（2000-2001年）中都對(duì)其進(jìn)行了介紹。美國(guó)9·11之后處理炭疽病毒和韓日世界杯所用的防護(hù)裝備就是這類重型防護(hù)裝備。

▲在使用中的比奧帕克240型正壓氧氣呼吸器

美國(guó)比奧馬林公司是美國(guó)諾伊特羅尼克公司的３個(gè)子公司之一，于1960年在美國(guó)賓夕法尼亞州成立，現(xiàn)位于美國(guó)費(fèi)城，主要生產(chǎn)比奧帕克（Biopak）系列自給式閉路呼吸器。

該公司初期受美國(guó)太空署雇傭開(kāi)發(fā)登月計(jì)劃中的呼吸器，登月計(jì)劃完成后，公司將其應(yīng)用于氧氣呼吸器的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中。第１臺(tái)被認(rèn)可的是比奧帕克30型正壓氧氣呼吸器，可使用30分鐘；1970年，研制了比奧帕克60型1小時(shí)正壓氧氣呼吸器（圖1）；1978年受加拿大礦山救護(hù)隊(duì)的委托，開(kāi)始研制4小時(shí)的正壓氧氣呼吸器，經(jīng)過(guò)6年時(shí)間完成了比奧帕克240型正壓氧氣呼吸器的開(kāi)發(fā)工作（圖2）。

何謂正壓式氧氣呼吸器

正壓式氧氣呼吸器屬于隔絕式呼吸器的范疇，是一種自給式閉路呼吸器。那么，什么是正壓式？什么是自給式？閉路又是什么意思呢？所謂正壓式，是指在呼吸過(guò)程中，面罩內(nèi)壓力始終比外界環(huán)境壓力稍高。而不帶送風(fēng)裝置的普通過(guò)濾式防毒面具在吸氣時(shí)面罩內(nèi)壓力比外界環(huán)境壓力稍低，屬負(fù)壓型。正壓式氧氣呼吸器在呼吸的整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，面罩內(nèi)始終處于正壓狀態(tài)，因而即使面罩有輕微泄漏，也只能是面罩內(nèi)的氣體向外泄漏，而不是外界的染毒氣體向面罩內(nèi)滲入，具有比負(fù)壓式氧氣呼吸器高得多的安全性。所謂自給式，又稱攜氣式，是指人員呼吸所用的潔凈氣體（氧氣）由呼吸器本身提供，而與外界染毒環(huán)境無(wú)關(guān)，因而自給式呼吸器可在有毒有害氣體成份復(fù)雜不明、濃度較高和缺氧的環(huán)境里使用。閉路是與開(kāi)路相對(duì)而言，是指人員呼出的氣體不排入周圍大氣環(huán)境中，而是經(jīng)濾除二氧化碳、補(bǔ)充氧氣后在呼吸器內(nèi)循環(huán)，以連續(xù)地進(jìn)行吸氣、呼氣循環(huán)，整個(gè)呼吸過(guò)程與外界大氣完全隔絕。

因此，根據(jù)防護(hù)原理，正壓式氧氣呼吸器可用于防護(hù)已知或未知毒劑（有害物質(zhì)），適用于毒劑（有害氣體）體積濃度大于1%的高濃度高危險(xiǎn)環(huán)境、含有大量CO氣體及缺氧（O2濃度低于17%）環(huán)境，對(duì)各種毒劑和有害物質(zhì)具備“全譜防護(hù)”的能力，是一種軍民兼用的呼吸道防護(hù)裝具。下面，我們來(lái)了解比奧帕克240型4小時(shí)呼吸器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理。

結(jié)構(gòu)組成

比奧帕克240型正壓式氧氣呼吸器由大眼窗或全臉式面罩、供氣系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)和背具4部分組成，具體包括以下主要部件。

氧氣瓶

氧氣瓶材料為鋁合金內(nèi)膽纏繞碳纖維。在20MPa壓力下氧氣瓶?jī)?nèi)裝有596L100%醫(yī)用級(jí)氧氣。

減壓器

氧氣瓶中的高壓氧通過(guò)減壓器降低到1.8MPa。

手動(dòng)補(bǔ)給閥

僅限在緊急情況下使用。當(dāng)呼吸器系統(tǒng)出現(xiàn)故障或使用者得不到足夠的呼吸氣體時(shí)，手動(dòng)操作該閥，可使氧氣直接進(jìn)入呼吸艙內(nèi)。

圖１ 比奧帕克60型正壓氧氣呼吸器

圖２ 比奧帕克240型正壓氧氣呼吸器

報(bào)警器

當(dāng)氧氣瓶?jī)?nèi)氧氣存量只剩下額定貯氣量的25%（5±1MPa）時(shí)，報(bào)警器以92dB的聲強(qiáng)鳴響45～60s，提醒使用者還剩約1小時(shí)的氧氣可供使用。

呼吸艙

是核心部件，為呼吸氣體提供了一個(gè)貯氣室，包括流量限制閥、膜片、自動(dòng)補(bǔ)給閥、排氣閥和清凈罐。

流量限制閥使氧氣以1.7L/min（是人們?cè)陟o止?fàn)顟B(tài)所需氧氣的4～6倍）的恒定流量流入呼吸艙（這一恒定流量是指用來(lái)補(bǔ)充人體消耗掉的氧氣所需的“混合”氧氣的量），而不需要自動(dòng)補(bǔ)給閥供應(yīng)額外的氧氣。

膜片是呼吸器操作的關(guān)鍵。吸氣和呼氣所引起的呼吸艙容積變化是通過(guò)它的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這一膜片有異于其他自給閉路式呼吸器，它調(diào)節(jié)混合呼吸氣體，是使用者需要時(shí)提供額外呼吸氣體的機(jī)構(gòu)。

自動(dòng)補(bǔ)給閥在耗氧量超過(guò)1.7L/min的“重等勞動(dòng)強(qiáng)度”后，根據(jù)需要輸送盡可能多的氧氣。當(dāng)膜片被推到呼吸艙的頂部時(shí)，將啟動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)給閥進(jìn)行快速加氧。當(dāng)流量限制閥失效時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)給閥可自動(dòng)成為“備用閥”。

圖３ 比奧帕克240型正壓氧氣呼吸器原理圖，圖中箭頭表示氣體流動(dòng)的方向

圖４ 比奧帕克240型正壓氧氣呼吸器結(jié)構(gòu)圖

排氣閥將多余的氣體排掉，以防止產(chǎn)生過(guò)壓。

清凈罐又稱吸收劑罐，當(dāng)呼吸混合氣體流經(jīng)吸收劑罐時(shí)，人體代謝產(chǎn)生的副產(chǎn)品——二氧化碳通過(guò)化學(xué)作用從呼吸混合氣體中被除去，以防對(duì)人體造成傷害。

冷卻罐

冷卻介質(zhì)為無(wú)毒的“蘭冰”，在環(huán)境溫度為25℃時(shí)可使用4小時(shí)。

面罩

由硅橡膠制成，設(shè)置有可減小死腔的口鼻罩和單向呼吸閥，防止淺呼吸時(shí)二氧化碳的積聚。面罩有一個(gè)通話膜，以輔助通信。它具有較寬的密封面，可適合大部分人的臉型。

除了配有霧刷器的大眼窗面罩外，其他的比奧帕克240型均配有保明片，以防止鏡片在使用中起霧。

工作原理

使用比奧帕克240型４小時(shí)呼吸器時(shí)，打開(kāi)氣瓶開(kāi)關(guān)，氧氣被連續(xù)地供給到呼吸艙。當(dāng)使用者吸氣時(shí)，呼吸氣體從呼吸艙流入冷卻罐內(nèi)，氣體在冷卻罐內(nèi)被冷卻，然后通過(guò)吸氣軟管進(jìn)入面罩。當(dāng)使用者呼氣時(shí)，呼出氣體經(jīng)呼氣軟管，再通過(guò)清凈罐將呼出氣體中的二氧化碳吸收掉，然后進(jìn)入呼吸艙，完成一個(gè)呼吸循環(huán)。使用過(guò)程中，反復(fù)循環(huán)，直至使用結(jié)束或氧氣耗盡。

如果使用者還需要額外的氧氣，膜片將驅(qū)使自動(dòng)補(bǔ)給閥自動(dòng)地供應(yīng)額外的氧氣。如果使用者呼出的氣體使呼吸膜片完全膨脹，多余的氣體將通過(guò)排氣閥流出呼吸艙。將壓縮彈簧加載在膜片上，使得呼吸艙保持比外界環(huán)境稍高的正壓狀態(tài)。

比奧帕克240型呼吸器每次使用后，或氧氣瓶需要充氣時(shí)，必須更換吸收劑，吸收劑只能使用一次！等到吸收劑已經(jīng)變色時(shí)，它早已失去了充分清除二氧化碳的能力。

應(yīng)用現(xiàn)狀

比奧帕克240型呼吸器已通過(guò)了美國(guó)許多權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。1984年一定型，美國(guó)軍方就看到了該產(chǎn)品在許多領(lǐng)域的應(yīng)用前景，包括在銷毀貯備多年的化學(xué)戰(zhàn)劑中的應(yīng)用，在進(jìn)行了大量野外試驗(yàn)后，驗(yàn)證了該產(chǎn)品的實(shí)用性和可靠性，被選為在有毒環(huán)境中進(jìn)行人員保護(hù)的長(zhǎng)效呼吸器。

該產(chǎn)品現(xiàn)已生產(chǎn)了2萬(wàn)多臺(tái)，廣泛應(yīng)用于美國(guó)、加拿大、中國(guó)、蘇聯(lián)、日本等國(guó)家。◆

（編輯／何 懿）