Ребризер - Rebreather

Ребризер
	Полностью закрытый электронный ребризер (AP Дайвинг Вдохновение)
Акроним	CCUBA (подводный дыхательный аппарат с замкнутым контуром); CCR (закрытый ребризер), SCR (полузакрытый ребризер)
Использует	Комплект для дыхания
Похожие материалы	Аппарат Дэвиса

А ребризер это дыхательный аппарат, поглощающий углекислый газ пользователя выдох чтобы разрешить повторное дыхание (переработку) практически неиспользуемых кислород содержимое и неиспользованное инертное содержимое при каждом вдохе. Кислород добавляется, чтобы пополнить метаболизм пользователя. Это отличается от дыхательных аппаратов с открытым контуром, где выдыхаемый газ выбрасывается непосредственно в окружающую среду. Цель состоит в том, чтобы продлить срок службы дыхания при ограниченном запасе газа, а для скрытого военного использования пловцы или наблюдение за подводной жизнью, устранение пузырьков, возникающих в системе с открытым контуром. Ребризер обычно понимается как переносное устройство, которое несет пользователь. Та же технология на транспортном средстве или немобильной установке, скорее всего, будет называться система жизнеобеспечения.

Ребризер может использоваться там, где дыхательный газ поставка ограничена, например, под водой или в космосе, где окружающая среда токсична или гипоксический, например, при пожаротушении, горноспасательных и высотных операциях, или когда дыхательный газ специально обогащен или содержит дорогостоящие компоненты, такие как гелиевый разбавитель или анестезирующие газы.

Ребризеры используются во многих средах: под водой ребризеры для дайвинга являются разновидностью автономный подводный дыхательный аппарат которые имеют заявки на первичное и аварийное газоснабжение. На суше они используются в промышленное применение где могут присутствовать ядовитые газы или может отсутствовать кислород, пожаротушение, где от пожарных может потребоваться работа в IDLH атмосфера в течение длительного времени и в больнице анестезия дыхательные системы для подачи контролируемых концентраций анестезирующих газов пациентам без загрязнения воздуха, которым дышит персонал, а также на большой высоте, где парциальное давление кислорода низкое, для высокогорного альпинизма. В аэрокосмической отрасли есть применение в негерметичных самолетах и для высотных парашютов, а также за пределами планеты в космических костюмах для внекорабельной деятельности. Подобная технология используется в системах жизнеобеспечения подводных лодок, подводных аппаратов, подводных и поверхностных сред обитания, космических кораблей и космических станций.

Рециркуляция дыхательного газа происходит за счет технологической сложности и особых опасностей, которые зависят от конкретного применения и типа используемого ребризера. Масса и объем могут быть больше или меньше разомкнутой цепи в зависимости от обстоятельств. Ребризеры для дайвинга с электронным управлением могут автоматически поддерживать а частичное давление кислорода между программируемыми верхним и нижним пределами или заданными значениями, и быть интегрированным с декомпрессионные компьютеры следить за статус декомпрессии дайвера и запишите профиль погружения.

Общая концепция

Когда человек дышит, тело потребляет кислород и производит углекислый газ. Основной метаболизм требуется около 0,25 л / мин кислорода из частота дыхания около 6 л / мин, и человек в хорошей форме, который усердно работает, может вентилировать со скоростью 95 л / мин, но метаболизирует только около 4 л / мин кислорода ^[1] Метаболизм кислорода обычно составляет от 4% до 5% вдыхаемого объема при нормальных условиях. атмосферное давление, или около 20% доступного кислорода в воздуха в уровень моря. Выдыхаемый воздух на уровне моря содержит от 13,5% до 16% кислорода.^[2]

Ситуация с кислородом еще более расточительна, когда кислородная фракция из дыхательный газ выше, а при подводном плавании сжатие Количество вдыхаемого газа из-за глубины делает рециркуляцию выдыхаемого газа еще более желательной, поскольку тратится еще большая часть газа открытого цикла. Продолжающееся повторное дыхание того же газа истощит кислород до уровня, который больше не будет поддерживать сознание и, в конечном итоге, жизнь, поэтому газ, содержащий кислород, должен быть добавлен к дыхательному газу для поддержания необходимой концентрации кислорода.^[3]

Однако, если это делается без удаления углекислого газа, он будет быстро накапливаться в рециркулируемом газе, что почти сразу приведет к легкому респираторному расстройству и быстро перейдет в следующие стадии. гиперкапния, или токсичность углекислого газа. Для удаления углекислого газа (углекислого газа) обычно требуется высокая скорость вентиляции.₂). В дыхательный рефлекс запускается CO₂ концентрация в крови, а не концентрация кислорода, поэтому даже небольшое накопление CO₂ во вдыхаемом газе быстро становится невыносимым; если человек пытается напрямую вдохнуть выдыхаемый дыхательный газ, он вскоре почувствует острое чувство удушье, поэтому ребризеры должны химически удалять CO₂ в компоненте, известном как скруббер из двуокиси углерода.^[3]

За счет добавления кислорода, достаточного для компенсации метаболического использования, удаления углекислого газа и повторного вдыхания газа, большая часть объема сохраняется.^[3]

Связь физиологических эффектов с концентрацией углекислого газа и продолжительностью воздействия.^[4]

Влияние различных уровней парциального давления кислорода^[1]
PO₂ (бар)	Применение и эффект
<0.08	Кома в конечном итоге приводит к смерти
0.08-0.10	Бессознательность у большинства людей
0.09-0.10	Серьезные признаки / симптомы гипоксия
0.14-0.16	Начальные признаки / симптомы гипоксии (нормальный кислород в некоторых очень большая высота области)
0.21	Кислород окружающей среды (воздух на уровне моря)
0.35–0.40	Нормальный насыщенное погружение PO₂ уровень
0.50	Порог для воздействие на все тело; максимальное насыщение при погружении
1.0–1.20	Общий диапазон для развлекательный уставка замкнутого контура
1.40	Рекомендуемый предел для нижнего сектора открытого цикла для отдыха
1.60	NOAA предел максимального воздействия для работающего дайвера Рекреационный / технический предел для декомпрессии
2.20	Торгово-военная палата "Сур-Д" поверхностная декомпрессия на 100% O₂ при 12 MSW
2.40	40% O₂ найтрокс рекомпрессионная обработка газ для использования в камера на глубине 50 м (метров морской воды)
2.80	100% O₂ рекомпрессионный обрабатывающий газ для использования в камере на 18 мВт
3.00	50% O₂ Газ для обработки рекомпрессии найтрокс для использования в камере при 50 мВт

История

Ранняя история

Около 1620 г. Англия, Корнелиус Дреббель сделал ранний весла подводная лодка. Чтобы повторно насыщать кислородом воздух внутри, он, вероятно, генерировал кислород, нагревая селитру (азотнокислый калий ) в металлической кастрюле для выделения кислорода. Нагревание превращает селитру в калий окись или же гидроксид, который поглощает углекислый газ из воздуха. Это может объяснить, почему люди Дреббеля не пострадали от накопление диоксида углерода столько, сколько можно было ожидать. Если так, то он случайно сделал грубый ребризер более чем за два столетия до патента Сен-Симона Сикарда.^[5]^{[нужна цитата ]}

Первый базовый ребризер на основе углекислый газ абсорбция была запатентована в Франция в 1808 г. Пьер-Мари Тубулик [fr ] из Брест, механик в Наполеон Императорский флот. Эта ранняя конструкция ребризера работала с кислородным резервуаром, кислород постепенно доставлялся дайвером и циркулировал в замкнутом контуре через губка пропитанной в лимонад.^[6] Тубулик назвал свое изобретение Ихтиоандре (По-гречески «рыбочеловек»).^[7]^{[нужна цитата ]} Нет никаких свидетельств того, что прототип был изготовлен.

Прототип ребризера был построен в 1849 г. Пьер Эмабль де Сен-Симон Сикар,^[8] и в 1853 г. профессором Т. Шванном в Бельгия.^[9] Он имел большой кислородный баллон, установленный на задней панели, с рабочим давлением около 13,3 бар и два скруббера, губки пропитанный каустическая сода решение.

Современные ребризеры

Генри Флёсс, изобретатель ребризера

Первый коммерчески практичный акваланг с замкнутым контуром был спроектирован и построен инженером-водолазом. Генри Флёсс в 1878 г., работая на Сибе Горман В Лондоне.^[10]^[11] Его автономный дыхательный аппарат состоял из резиновой маски, соединенной с дыхательным мешком, с (расчетным) 50–60% O₂ подается из медного резервуара и CO₂ протирают веревочной пряжей, смоченной раствором едкого поташа; система дает продолжительность около трех часов.^[11]^[12] Флёсс испытал свое устройство в 1879 году, проведя час под водой в резервуаре, а через неделю - нырнув на глубину 5,5 м в открытой воде, в этом случае он был легко ранен, когда его помощники внезапно вытащили его на поверхность.

Его аппарат впервые был использован в рабочих условиях в 1880 г. Александр Ламберт, ведущий дайвер на Северн Туннель строительный проект, который смог преодолеть 1000 футов в темноте, чтобы закрыть несколько подводных шлюз двери в туннеле; это побеждало его все усилия с стандартное платье для дайвинга из-за опасности загрязнения шланга подачи воздуха затопленным мусором и сильных потоков воды в выработках.^[11]

Флёсс постоянно улучшал свой аппарат, добавляя регулятор расхода и резервуары, способные удерживать большее количество кислорода при более высоком давлении. сэр Роберт Дэвис, Глава Сибе Горман, усовершенствовал кислородный ребризер в 1910 г.^[11]^[12] с его изобретением Подводное спасательное устройство Дэвиса, первый практический ребризер, который будет произведен в большом количестве. Хотя он предназначен в первую очередь как устройство для аварийного покидания подводная лодка экипажей, вскоре он также использовался для дайвинг, будучи удобным аппаратом для мелководных погружений с тридцатиминутной выдержкой,^[12] и как промышленный дыхательный комплект.

Подводное спасательное устройство Дэвиса проходит испытания на танке для эвакуации с подводной лодки в ГМС Дельфин, Госпорт, 14 декабря 1942 г.

Снаряжение состояло из резинового дышащего / плавучего мешка, содержащего канистру с гидроксид бария вытирать выдыхаемый CO₂ а в кармане на нижнем конце мешка - стальной цилиндр высокого давления, вмещающий примерно 56 литров кислород при давлении 120 бар. Цилиндр был снабжен регулирующим клапаном и подсоединен к дыхательный мешок. При открытии клапана баллона в мешок поступал кислород и заряжался до давления окружающей воды. В комплект снаряжения также входил аварийный мешок плавучести на передней части, чтобы помочь владельцу оставаться на плаву. DSEA был принят Королевский флот после дальнейшей разработки Дэвисом в 1927 году.^[13] Различные промышленные кислородные ребризеры, такие как Сибе Горман Сальвус и Сибе Горман Прото оба были изобретены в начале 1900-х годов.

Профессор Жорж Жобер изобрел химическое соединение оксилит в 1907 году. Это была форма перекись натрия (Na₂О₂) или же супероксид натрия (NaO₂). Как впитывает углекислый газ в скруббере ребризера он выделяет кислород. Этот состав был впервые включен в конструкцию ребризера капитаном С.С. Холлом и доктором О. Рисом из Королевский флот в 1909 году. Хотя он предназначался для использования в качестве спасательного аппарата подводной лодки, он никогда не принимался Королевским флотом и вместо этого использовался для мелководных погружений.^[12]

В 1912 году немецкая фирма Dräger начали серийное производство собственной версии стандартного водолазного костюма с подачей воздуха через ребризер. Аппарат был изобретен несколькими годами ранее Германом Штельцнером, инженером компании Dräger,^[14] за шахтное спасение.^[15]

Ребризеры во время Второй мировой войны

Водолаз британского флота 1945 года с Аппарат Дэвиса

В 1930-е гг. Итальянский спорт подводные охотники начал использовать Ребризер Дэвиса; Итальянские производители получили лицензию от английских патентообладателей на его производство. Эта практика вскоре привлекла внимание Итальянский флот, который разработал свой боевой отряд Decima Flottiglia MAS и эффективно использовался во Второй мировой войне.^[12]

Вовремя Вторая мировая война Ребризеры итальянских пловцов повлияли на усовершенствование конструкции британских ребризеров.^[12] В дыхательных аппаратах многих британских водолазов использовались кислородные баллоны для дыхательных экипажей, спасенные от сбитого немецкого солдата. Люфтваффе самолет. Самый ранний из этих дыхательных наборов мог быть изменен Подводное спасательное устройство Дэвиса; их полнолицевые маски были предназначены для Сибе Горман Сальвус, но в более поздних операциях использовались другие конструкции, что привело к анфас маска с одним большим окном для лица, сначала круглым или овальным, а затем прямоугольным (в основном плоским, но боковые стороны загнуты назад для лучшего обзора в стороны). Ребризеры ранних британских водолазов имели прямоугольную форму. дыхательные мешки на груди, как ребризеры итальянских водолазов, но более поздние конструкции имели квадратную выемку в верхней части дыхательного мешка, чтобы он мог проходить дальше вверх к плечам. Спереди у них был резиновый воротник, который зажимался вокруг канистры с абсорбентом.^[12] Некоторые водолазы британских вооруженных сил использовали толстые толстые водолазные костюмы, называемые Sladen костюмы; одна версия имела откидную лицевую панель для обоих глаз, чтобы пользователь мог бинокль к его глазам, когда он на поверхности.

Ребризеры Dräger, особенно серии DM20 и DM40, использовались немецкими шлем водолаза и немецкий пловцы в течение Вторая Мировая Война. Ребризеры для ВМС США были разработаны доктором Кристиан Дж. Ламбертсен для подводной войны.^[16]^[17] Ламбертсен провел первый в США курс кислородного ребризера замкнутого цикла для Управление стратегических служб морское подразделение на Военно-морская академия 17 мая 1943 г.^[17]^[18]

Послевоенный

Пионер дайвинга Ганс Хасс использовал Dräger кислородные ребризеры в начале 1940-х годов для подводной кинематографии.

Из-за военного значения ребризера, наглядно продемонстрированного во время морских кампаний Вторая мировая война, большинство правительств неохотно делали эту технологию общественным достоянием. В Британии использование ребризеров для гражданского населения было незначительным - BSAC даже формально запрещенное использование ребризера его членами. Итальянские фирмы Pirelli и Cressi-Sub сначала каждая продавала модель ребризера для спортивного дайвинга, но через некоторое время прекратила выпуск этих моделей. Некоторые самодельные ребризеры использовались пещерные дайверы проникать пещерные отстойники.

Большинство высокогорных альпинистов используют кислородное оборудование открытого цикла; в 1953 Экспедиция на Эверест использовалось кислородное оборудование как с замкнутым, так и с открытым контуром: см. кислород в баллонах.

С окончанием Холодная война и последующий крах из Коммунистический блок, предполагаемый риск нападения со стороны боевые водолазы истощился. У западных вооруженных сил было меньше причин для реквизиции гражданских ребризеров патенты, и начали появляться автоматические и полуавтоматические ребризеры для любительского дайвинга.

Варианты системы

Кислородные ребризеры

Принципиальная схема кислородного ребризера замкнутого цикла с маятниковой конфигурацией и скруббером с радиальным потоком

1 Клапан погружения / поверхности
2 Двусторонний дыхательный шланг
3 Скруббер (радиальный поток)
4 дыхательных легких
5 Автоматический подпиточный клапан
6 Ручной перепускной клапан
7 Баллон для хранения дыхательного газа
8 Цилиндровый клапан
9 Регулятор первая ступень
10 Погружной манометр
11 Клапан избыточного давления

Принципиальная схема кислородного ребризера замкнутого цикла с контуром контура и скруббером с осевым потоком

1 Клапан для погружения / с поверхности с обратными клапанами
2 Выпускной шланг
3 Скруббер (осевой поток)
4 дыхательных легких
5 Клапан избыточного давления
6 Ингаляционный шланг
7 Баллон для хранения дыхательного газа
8 Цилиндровый клапан
9 Регулятор первая ступень
10 Погружной манометр
11 Автоматический подпиточный клапан
12 Ручной перепускной клапан

Это самый ранний тип ребризера, который обычно использовался флот и для горных спасательных работ с начала двадцатого века. Кислородные ребризеры могут иметь удивительно простую конструкцию, и они были изобретены до акваланга с открытым контуром. Они поставляют только кислород, поэтому нет необходимости контролировать газовую смесь, кроме удаления диоксида углерода.^[19]

Варианты подачи кислорода

В некоторых ребризерах, например в Сибе Горман Сальвус, кислородный баллон имеет параллельные механизмы подачи кислорода. Один постоянный поток; другой - ручной двухпозиционный клапан, называемый байпасным клапаном; оба питаются в тот же шланг, который питает дыхательное легкое.^[11] В Salvus нет второй ступени, и газ включается и выключается в баллоне.

Другие, такие как USN Mk25 UBA, получают питание через регулирующий клапан на дыхательном мешке. Это добавит газа в любой момент, когда дыхательное легкое опорожняется и дайвер продолжает вдыхать. Кислород также можно добавить вручную с помощью кнопки, которая активирует клапан потребления.^[20]

Некоторые простые кислородные ребризеры не имели автоматической системы подачи, а имели только ручной клапан подачи, и дайверу приходилось управлять клапаном через определенные промежутки времени, чтобы наполнить дыхательный мешок, поскольку объем кислорода уменьшался ниже комфортного уровня.

Ребризеры полузамкнутого контура

Они обычно используются для подводного плавания, так как они крупнее и тяжелее кислородных ребризеров замкнутого цикла. Военные и рекреационные дайверы используют их, потому что они обеспечивают лучшую продолжительность пребывания под водой, чем открытый контур, и имеют большую глубину. максимальная рабочая глубина чем кислородные ребризеры, и могут быть довольно простыми и дешевыми. Они не полагаются на электронику для контроля состава газа, но могут использовать электронный контроль для повышения безопасности и более эффективной декомпрессии.

Оборудование полузамкнутого контура обычно подает один газ для дыхания, например, воздух, найтрокс или же тримикс вовремя. Газ впрыскивается в петлю с постоянной скоростью, чтобы восполнить кислород, потребляемый водолазом из петли. Избыточный газ необходимо постоянно сбрасывать из контура в небольших объемах, чтобы освободить место для свежего, богатого кислородом газа. Поскольку кислород в выпускаемом газе не может быть отделен от инертного газа, полузамкнутый контур расходует кислород.^[21]

Необходимо использовать газовую смесь с максимальной рабочей глубиной, которая является безопасной для глубины планируемого погружения, и которая обеспечит воздухопроницаемую смесь на поверхности, или будет необходимо менять смеси во время погружения.

Поскольку количество кислорода, требуемого дайвером, увеличивается с увеличением скорости работы, скорость закачки газа необходимо тщательно выбирать и контролировать, чтобы предотвратить бессознательное состояние в дайвере из-за гипоксия.^[22] Более высокая скорость добавления газа снижает вероятность гипоксии, но расходует больше газа.

Полузамкнутый контур пассивного сложения

Принципиальная схема дыхательного контура ребризера полузамкнутого контура с пассивным добавлением.

1 Клапан для погружения / с поверхности с обратными клапанами
2 Шланг выдоха
3 передняя камера дыхательного лёгкого
4 Обратный клапан к нагнетательному сильфону
5 нагнетательный сильфон
6 Клапан избыточного давления
7 Сильфон главного дыхательного мешка
8 Добавочный клапан
9 Скруббер (осевой поток)
10 Ингаляционный шланг
11 Баллон для хранения дыхательного газа
12 Клапан цилиндра
13 Регулятор первая ступень
14 Погружной манометр
15 Аварийный клапан спроса

Этот тип ребризера работает по принципу добавления свежего газа для компенсации уменьшенного объема в дыхательном контуре. Выбрасывается часть вдыхаемого газа, которая в некотором роде пропорциональна потреблению. Как правило, это фиксированная объемная доля дыхательного потока, но были разработаны более сложные системы, которые исчерпывают близкое приближение отношения к скорости поверхностного дыхательного потока. Они описаны как системы с компенсацией глубины или частично с компенсацией глубины. Добавление газа инициируется низким объемом дыхательного мешка.

Простой случай разряда с фиксированным соотношением может быть достигнут концентрическим мехи дыхательные мешки, в которых выдыхаемый газ расширяет оба дыхательных легких, и в то время как внешний сильфон большего объема выпускается обратно в петлю, когда дайвер делает следующий вдох, внутренний сильфон выбрасывает его содержимое в окружающую среду, используя невозвратные клапаны, чтобы гарантировать одно- направленный поток. Количество, обрабатываемое при каждом вдохе, зависит от его дыхательного объема.

Ближе к концу вдоха сильфон опускается до дна и активирует дополнительный клапан, во многом так же, как диафрагма регулятора активирует клапан спроса, чтобы восполнить газ, отводимый внутренним сильфоном. Поэтому этот тип ребризера обычно работает с минимальной громкостью.

Системы с фиксированным соотношением обычно выбрасывают за борт от 10% (1/10) до 25% (1/4) объема каждого вдоха. В результате газовая выносливость в 10–4 раз больше, чем у открытого контура, и зависит от частоты и глубины дыхания так же, как и для открытого контура. Доля кислорода в петле зависит от коэффициента сброса и в меньшей степени от частоты дыхания и скорости работы дайвера. Поскольку некоторое количество газа рециркулируется после дыхания, доля кислорода всегда будет ниже, чем у подпиточного газа, но может близко приближаться к подпиточному газу после продувки контура, поэтому газ обычно выбирается так, чтобы дышать на максимальной глубине , что позволяет использовать его для аварийной остановки разомкнутой цепи. Доля кислорода в петлевом газе будет увеличиваться с глубиной, так как массовая доля кислорода, используемого метаболически, остается почти постоянной с изменением глубины. Это противоположная тенденция того, что происходит в ребризере с замкнутым контуром, где парциальное давление кислорода контролируется таким образом, чтобы оно было более или менее одинаковым в определенных пределах на протяжении всего погружения. Система с фиксированным коэффициентом использовалась в DC55 и Halcyon RB80 ребризеры. Ребризеры с пассивным дополнительным дыханием с малой степенью нагнетания могут стать гипоксичными у поверхности при использовании газа для подачи умеренной фракции кислорода.

Системы компенсации глубины нагнетают часть дыхательного объема дайвера, который изменяется обратно пропорционально абсолютному давлению. На поверхности они обычно выделяют от 20% (1/5) до 33% (1/3) каждого вдоха, но эта цифра уменьшается с глубиной, чтобы поддерживать долю кислорода в контуре приблизительно постоянной и снижать потребление газа. Система с полной компенсацией по глубине будет выпускать объем газа, обратно пропорциональный давлению, так что объем, выпускаемый на глубине 90 м (абсолютное давление 10 бар), будет составлять 10% от поверхностного выпуска. Эта система будет обеспечивать приблизительно фиксированную долю кислорода независимо от глубины при использовании одного и того же подпиточного газа, поскольку эффективный массовый расход остается постоянным.

Системы частичной компенсации глубины являются промежуточным звеном между фиксированным соотношением и системами компенсации глубины. Они обеспечивают высокую степень нагнетания у поверхности, но степень нагнетания не является фиксированной ни как пропорция вдыхаемого объема или массы. Долю кислорода в газе вычислить сложнее, но она будет находиться где-то между предельными значениями для систем с фиксированным соотношением и полностью компенсированных систем. В Halcyon PVR-BASC использует систему внутреннего сильфона переменного объема для компенсации глубины.

Полузамкнутый контур активного сложения

Схема контура в ребризере полузамкнутого контура с постоянным массовым расходом

1 Клапан для погружения / с поверхности с обратными клапанами
2 Выпускной шланг
3 канистра скруббера (осевой поток)
4 дыхательных легких
5 Петлевой клапан избыточного давления
6 Ингаляционный клапан
7 Баллон подачи дыхательного газа
8 Цилиндровый клапан
9 Регулятор абсолютного давления
10 Погружной манометр
11 Автоматический клапан разбавителя
12 Отверстие для измерения постоянного массового расхода
13 Ручной перепускной клапан
14 Аварийный клапан спроса

Активная система добавления добавляет подаваемый газ в дыхательный контур, и избыточный газ сбрасывается в окружающую среду. Эти ребризеры, как правило, работают с максимальной громкостью.

Добавление газа с постоянным массовым расходом

Наиболее распространенной системой активного добавления подпиточного газа в полузакрытые ребризеры является использование инжектора постоянного массового расхода, также известного как подавленный поток. Этого легко добиться с помощью звукового отверстия, поскольку при условии, что перепад давления на отверстии достаточен для обеспечения звукового потока, массовый расход для конкретного газа не будет зависеть от давления на выходе.^[23] Массовый поток через звуковое отверстие является функцией давления на входе и газовой смеси, поэтому давление на входе должно оставаться постоянным в диапазоне рабочих глубин ребризера, чтобы обеспечить надежно предсказуемую смесь в дыхательном контуре, а модифицированный регулятор используется, на которое не влияют изменения давления окружающей среды. Добавление газа не зависит от использования кислорода, а доля газа в контуре сильно зависит от напряжения дайвера - можно опасно истощить кислород из-за чрезмерных физических нагрузок.

Добавление газа по потребности

Принципиальная схема дыхательного контура полузамкнутого ребризера Interspiro DCSC

1 баллон с питательным газом Nitrox
2-цилиндровый клапан
3 Манометр
4 Регулятор первой ступени подаваемого газа
5 Дозировочная камера
6 Дозатор с рычагом управления от крышки сильфона
7 Противолёгкий с откидным сильфоном
8 Вес сильфона
9 Выпускной клапан с рычагом управления от крышки сильфона
10 Скруббер с радиальным потоком
11 Шланг выдоха
12 Загубник с клапаном для погружения / поверхности и обратными клапанами петли
13 Ингаляционный шланг
14 Ручной перепускной клапан
15 Клапан предупреждения о низком уровне газа

На рынок поступила только одна модель, использующая этот принцип регулирования газовой смеси. Это Интерспиро DCSC. Принцип работы заключается в добавлении массы кислорода, пропорциональной объему каждого вдоха. Этот подход основан на предположении, что объемная частота дыхания дайвера прямо пропорциональна метаболическому потреблению кислорода, что, как показывают экспериментальные данные, достаточно близко для работы.^[24]

Добавление свежего газа осуществляется путем регулирования давления в дозирующей камере, пропорционального объему сильфона противолегкого. Дозировочная камера заполняется свежим газом до давления, пропорционального объему сильфона, с самым высоким давлением, когда сильфон находится в пустом положении. Когда сильфон заполняется во время выдоха, газ выходит из дозирующей камеры в дыхательный контур, пропорциональный объему сильфона во время выдоха, и полностью выпускается, когда сильфон заполнен. Избыточный газ сбрасывается в окружающую среду через клапан избыточного давления после заполнения сильфона.^[24]

В результате добавляется масса газа, пропорциональная объему вентиляции, и доля кислорода остается стабильной в нормальном диапазоне нагрузки.

Объем дозирующей камеры согласован с конкретной подаваемой газовой смесью и изменяется при смене газа. DCSC использует две стандартные смеси найтрокса: 28% и 46%.^[24]

Ребризеры на смешанном газе с замкнутым контуром

Принципиальная схема закрытого газового ребризера с электронным управлением.

1 Клапан погружения / поверхности и обратные клапаны контура
2 Выпускной шланг
3 Скруббер (осевой поток)
4 дыхательных легких
5 Клапан избыточного давления
6 Ингаляционный клапан
7 Кислородный баллон
8 Клапан кислородного баллона
9 Регулятор абсолютного давления кислорода
10 Погружной кислородный манометр
11 Ручной перепускной клапан кислорода
12 Отверстие для измерения постоянного массового расхода кислорода
13 Клапан подачи кислорода с электромагнитным управлением с электронным управлением
14 Баллон с разбавителем
15 Клапан баллона с разбавителем
16 Регулятор разбавителя
17 Погружной манометр для разбавителя
18 Аварийный клапан спроса
19 Ручной перепускной клапан дилуента
20 Автоматический клапан дилуента
21 датчик кислорода
22 Электронные схемы управления и контроля
23 основного и дополнительного дисплеев

Военные, фотографические дайверы и дайверы-любители используют ребризеры с замкнутым контуром, потому что они позволяют совершать длительные погружения и не дают пузырей.^[25] Ребризеры с замкнутым контуром подают в контур два дыхательных газа: один - чистый кислород, а другой - разбавляющий или разбавляющий газ, такой как воздух, нитрокс, гелиокс или тримикс.

Основная функция ребризера замкнутого контура - регулирование кислорода. частичное давление в петле и предупредить дайвера, если он станет опасно низким или высоким. Слишком низкая концентрация кислорода приводит к гипоксии, приводящей к потере сознания и, в конечном итоге, к потере сознания. смерть. Слишком высокая концентрация кислорода приводит к гипероксии, что приводит к кислородное отравление, состояние, вызывающее судороги, из-за которых дайвер может потерять мундштук под водой, и может привести к тонущий. В системе мониторинга используется чувствительный к кислороду электрогальванические топливные элементы для измерения парциального давления кислорода в контуре. Парциальное давление кислорода в контуре обычно можно контролировать в разумных пределах от фиксированного значения. Эта уставка выбрана для обеспечения приемлемого риска как долгосрочной, так и острой кислородной токсичности при минимизации требований к декомпрессии для запланированного профиля погружения.

Газовая смесь контролируется дайвером в закрытых дыхательных аппаратах с ручным управлением. Дайвер может вручную контролировать смесь, добавляя газ-разбавитель или кислород. Добавление разбавителя может предотвратить чрезмерное обогащение кислородом смеси газов в контуре, а добавление кислорода выполняется для повышения концентрации кислорода.

В полностью автоматических системах с замкнутым контуром электромагнитный клапан с электронным управлением подает кислород в контур, когда система управления обнаруживает, что парциальное давление кислорода в контуре упало ниже требуемого уровня. CCR с электронным управлением можно переключить на ручное управление в случае отказа некоторых систем управления.

Добавление газа для компенсации сжатия во время спуска обычно осуществляется с помощью автоматического клапана разбавителя.

Ребризеры с абсорбентом, выделяющим кислород

Было несколько конструкций ребризеров (например, оксилит), в которых абсорбирующая канистра была заполнена супероксидом калия, который выделяет кислород при поглощении углекислого газа: 4КO₂ + 2CO₂ = 2 КБ₂CO₃ + 3O₂; у него был очень маленький кислородный баллон, чтобы заполнить петлю в начале погружения.^[26] Эта система опасна из-за взрывоопасной реакции, которая происходит при попадании воды на супероксид калия. В Российский военно-морской ребризер IDA71 был разработан для работы в этом режиме или как обычный ребризер.

Испытания на IDA71 на Экспериментальное водолазное подразделение ВМС США в Панама-Сити, Флорида показали, что IDA71 может дать значительно более продолжительное время погружения с супероксидом в одной из канистр, чем без него.^[26]

Ребризеры, хранящие жидкий кислород

При использовании под водой баллон с жидким кислородом должен быть хорошо изолирован от тепла, поступающего из воды. В результате промышленные наборы этого типа могут не подходить для дайвинга, а комплекты для дайвинга этого типа могут не подходить для использования вне воды. Баллон с жидким кислородом необходимо заполнить непосредственно перед использованием. К ним относятся такие типы:

Аэрофор Блэкетта
Aerorlox^[27]

Криогенный ребризер

А криогенный ребризер удаляет углекислый газ, замораживая его в «снежном ящике» за счет низкой температуры, возникающей при испарении жидкого кислорода для замены используемого кислорода.

Прототип криогенного ребризера под названием S-1000 был построен Корпорация Sub-Marine Systems. Он имел продолжительность 6 часов и максимальную глубину погружения 200 метров (660 футов). Его ppO₂ можно установить от 0,2 до 2 бар (от 3 до 30 фунтов на квадратный дюйм) без электроники, контролируя температуру жидкого кислорода, тем самым контролируя равновесное давление газообразного кислорода над жидкостью. В качестве разбавителя может использоваться азот или гелий в зависимости от глубины погружения. Парциальное давление кислорода контролировалось температурой, которую контролировали, контролируя давление, при котором жидкий азот позволял закипеть, которое контролировалось регулируемым клапаном сброса давления. Никаких регулирующих клапанов, кроме клапана сброса давления азота, не требовалось. Низкая температура также использовалась для замораживания до 230 г углекислый газ в час от контура, что соответствует потреблению кислорода 2 литра в минуту, так как углекислый газ выйдет из газообразного состояния при температуре -43,3 ° C или ниже. Если кислород потреблялся быстрее из-за большой рабочей нагрузки, требовался обычный скруббер. Никакой электроники не требовалось, так как все следовало за установкой давления выпуска азота из охлаждающей установки, а охлаждение путем испарения жидкого азота поддерживало постоянную температуру до тех пор, пока жидкий азот не был исчерпан. Поток газа в контуре проходил через противоточный теплообменник, который повторно нагревал газ, возвращающийся к водолазу, путем охлаждения газа, направляемого в снежный ящик (криогенный скруббер). Первый прототип, S-600G, был завершен и испытан на мелководье в октябре 1967 года. S1000 был анонсирован в 1969 году.^[28]^[29] но системы никогда не продавались.^[30]

Криогенные ребризеры широко использовались в Советском Союзе. океанография в период с 1980 по 1990 гг.^[30]^[31]^[32]

Сферы применения

Под водой - как автономный дыхательный аппарат, где это иногда называют "замкнутой цепью" акваланг «в отличие от« акваланга с открытым контуром », когда дайвер выдыхает дыхательный газ в окружающую воду.^[33] Дайвинг с поверхности оборудование может включать ребризеры в качестве система регенерации газа, где газ для дыхания с поверхностной подачей возвращается и очищается на поверхности, или как расширитель газа несет водолаз.^[34]^[35] Ребризеры также могут использоваться как автономные. системы спасения дайвера для подводного плавания с аквалангом или с поверхности.^[36]
Спасение шахт и другие промышленное применение - где могут присутствовать ядовитые газы или может отсутствовать кислород.
С экипажем космический корабль и космические костюмы – космическое пространство фактически является вакуум без кислорода для поддержания жизни.
Больница анестезия дыхательные системы - для подачи пациентам контролируемых концентраций анестезирующих газов без загрязнения воздуха, которым дышит персонал.
Гималайский или высотный альпинизм. Большая высота снижает парциальное давление кислорода в окружающем воздухе, что снижает способность альпиниста эффективно функционировать. Ребризеры для альпинизма в кислородных наборах замкнутого цикла обеспечивают альпинисту более высокое парциальное давление кислорода. Однако большинство высотных комплектов имеют открытый контур (не замкнутый контур с ребризерами).
Подводные лодки, подводная среда обитания, и насыщение дайвинг системы используют скруббер система работает по тем же принципам, что и ребризер.
Пожаротушение, где от пожарных может потребоваться работа в IDLH атмосфера в течение продолжительных периодов времени, дольше, чем при разомкнутой цепи Дыхательный аппарат может обеспечить воздух для.

Это можно сравнить с некоторыми применениями дыхательных аппаратов с открытым контуром:

Системы обогащения кислородом в основном используются медицинскими пациентами, высотными альпинистами и аварийными системами коммерческих самолетов, в которых пользователь дышит окружающим воздухом, который обогащен добавлением чистого кислорода,
Дыхательный аппарат с открытым контуром, используемый пожарными, подводными ныряльщиками и некоторыми альпинисты, который подает свежий газ для каждого вдоха, который затем выбрасывается в окружающую среду.
Противогазы и респираторы, фильтрующие загрязнения из окружающего воздуха, которым затем дышат.

Ребризеры для дайвинга

В дайвинге используются самые разнообразные типы ребризеров, так как последствия дыхания под давлением усложняют требования, и доступен широкий спектр вариантов в зависимости от конкретного применения и доступного бюджета. Ребризер для дайвинга критически важный для безопасности аппаратура жизнеобеспечения - немного режимы отказа могут убить дайвера без предупреждения, другие могут потребовать немедленной реакции для выживания.

Критерии проектирования ребризеров для акваланга

Эксплуатационные требования к ребризерам для дайвинга включают:

водонепроницаемая и устойчивая к коррозии конструкция
достаточно близко к нейтральной плавучести после балластировки
приемлемо обтекаемый, чтобы минимизировать дополнительное сопротивление плаванию
низкая работа дыхания при любом положении дайвера и во всем диапазоне рабочих глубин
прибор не должен отрицательно влиять на балансировку и балансировку дайвера.
легкое и быстрое снятие привязи и самостоятельное снятие устройства с дайвера
доступность элементов управления и настройки
однозначная обратная связь с дайвером важной информации
отсутствие критических режимов единичного отказа - пользователь должен иметь возможность справиться с любым единственным разумно предсказуемым отказом без посторонней помощи

Для специальных приложений также может потребоваться

сигнал с низким уровнем шума
низкое выделение пузырьков / мелких пузырьков
низкая электромагнитная сигнатура
прочная конструкция
легкий вес в воздухе
минимальная дополнительная загрузка задач для нормальной работы

Кислородные ребризеры для дайвинга

В качестве чистый кислород токсичен при вдыхании под давлением агентства по сертификации дайверов-любителей ограничивают кислородную декомпрессию до максимальной глубины 6 метров (20 футов), и это ограничение было распространено на кислородные ребризеры;^{[нужна цитата ]} Раньше они использовались на большей глубине (до 20 метров (66 футов)).^{[нужна цитата ]} но такие погружения были более рискованными, чем то, что сейчас считается приемлемым. Кислородные ребризеры также иногда используются при декомпрессия из глубокого погружения в открытом цикле,^{[нужна цитата ]} поскольку дыхание чистым кислородом способствует более быстрой диффузии азота из тканей тела, использование ребризера может быть более удобным для длительных декомпрессионных остановок.

Ограничения ВМС США на использование кислородного ребризера^[20]

Нормальный рабочий предел 25 футов (7,6 м) в течение 240 минут.
Максимальный рабочий предел 50 футов (15 м) в течение 10 минут.

Кислородные ребризеры больше не используются в рекреационном дайвинге из-за предельной глубины, налагаемой кислородной токсичностью, но широко используются для боевых пловцов, где не требуется большая глубина из-за их простоты, легкого веса и компактных размеров.

Ребризеры на смешанном газе для дайвинга

Ребризеры полузамкнутого контура, используемые для дайвинга, могут использовать активную или пассивную подачу газа, а системы добавления газа могут иметь компенсацию глубины. Они используют смешанный подаваемый газ с более высокой долей кислорода, чем газовая смесь стационарного контура. Обычно используется только одна газовая смесь, но можно переключать газовые смеси во время погружения, чтобы расширить доступный диапазон глубин некоторых SCR.

Область действия и ограничения SCR

Пассивные дополнительные тиристоры без компенсации глубины сокращают безопасный диапазон рабочих глубин обратно пропорционально увеличению срока службы газа. Это можно компенсировать переключением газа за счет сложности и увеличения числа потенциальных точек отказа.
SCR с постоянным массовым расходом создают газовую смесь, которая не является постоянной при изменении усилия водолаза. Это также ограничивает безопасный диапазон рабочих глубин, если не контролируется состав газа, также за счет увеличения сложности и дополнительных потенциальных точек отказа.
Добавление активного газа по требованию обеспечивает надежные газовые смеси во всем диапазоне возможных рабочих глубин и не требует контроля кислорода, но за счет более сложной механической обработки.
Пассивная добавка с компенсацией глубины обеспечивает надежную газовую смесь в потенциальном диапазоне рабочих глубин, который лишь немного сокращается по сравнению с рабочим диапазоном открытого контура для используемого газа за счет большей механической сложности.

Ребризеры для дайвинга с замкнутым контуром могут управляться вручную или с помощью электроники и использовать как чистый кислород, так и пригодный для дыхания разбавитель смешанного газа.

Область действия и ограничения CCR

Системы регенерации газа для дайвинга с поверхности

Система регенерации гелия (или двухтактная система) используется для извлечения дыхательного газа на основе гелия после его использования дайвером, когда это более экономично, чем его потеря в окружающую среду в системах с открытым контуром. Восстановленный газ проходит через систему скруббера для удаления диоксида углерода, фильтруется для удаления запахов и под давлением помещается в контейнеры для хранения, где он может быть смешан с кислородом до требуемого состава для повторного использования.

Системы жизнеобеспечения насыщенного дайвинга

Система жизнеобеспечения обеспечивает дыхательный газ и другие услуги для поддержания жизни персонала, находящегося под давлением в жилых камерах и закрытом водолазном колоколе. В его состав входят следующие компоненты:^[37]

Оборудование для подачи, распределения и рециркуляции дыхательного газа: скрубберы, фильтры, бустеры, компрессоры, устройства для смешивания, мониторинга и хранения
Система климат-контроля камеры - контроль температуры и влажности, фильтрация газа
Контрольно-измерительное, контрольно-измерительное и коммуникационное оборудование
Системы пожаротушения
Системы санитарии

Система жизнеобеспечения колокола обеспечивает и контролирует основную подачу дыхательного газа, а станция управления контролирует развертывание и связь с водолазами. Первичная подача газа, питание и связь с колпаком осуществляется через шлангокабель колокола, состоящий из нескольких шлангов и электрических кабелей, скрученных вместе и развернутых как единое целое.^[38] Это распространяется на дайверов через водолазные шланги.^[37]

Система жизнеобеспечения жилых помещений поддерживает условия в камере в пределах, приемлемых для здоровья и комфорта обитателей. Контроль и управление температурой, влажностью, качеством дыхательного газа и работой оборудования.^[38]

Промышленные и спасательные автономные ребризеры

К Дыхательный аппарат ребризеры для использования только вне воды:

Давление окружающей среды на компоненты не меняется. Противолегкое может быть размещено для удобства и комфорта.
Охлаждение газа в дыхательном контуре может быть желательным, поскольку абсорбент выделяет тепло, реагируя с углекислым газом, а нагревание газа не приветствуется в жарких промышленных условиях, таких как глубокие шахты.
Контейнеры с абсорбентом в некоторых случаях могут полагаться на силу тяжести для предотвращения образования каналов.
Если используется полнолицевая маска, в ней могут быть видовые окна, предназначенные для удобства или для улучшения поля зрения, и они не обязательно должны быть плоскими и параллельными, чтобы предотвратить визуальное искажение, как если бы они находились под водой.
В пожаротушение Ребризерам необходимо уделить внимание тому, чтобы сделать комплект достаточно огнестойким и защитить его от тепла и ударов мусора.
Потребность в быстром снятии комплекта может не возникнуть, а лямки ремня безопасности могут не нуждаться в быстром снятии.
Плавучесть не имеет значения, но вес может иметь решающее значение.
Нет ограничений из-за физиологических эффектов дыхания под давлением. Сложные газовые смеси не нужны. Обычно можно использовать кислородные ребризеры.

Ребризеры для альпинизма

Ребризеры для альпинизма обеспечивают кислород в более высокой концентрации, чем доступно из атмосферного воздуха в естественно гипоксической среде. Они должны быть легкими и надежными в суровые холода, в том числе не задыхаться от холода.^[39] Не решен высокий уровень сбоев системы из-за сильного холода.^{[нужна цитата ]} Вдыхание чистого кислорода приводит к повышенному парциальному давлению кислорода в крови: альпинист дышит чистым кислородом на вершине горы. На Эвересте парциальное давление кислорода выше, чем на воздухе для дыхания на уровне моря. Это приводит к увеличению физических усилий на высоте.

И химический кислород, и кислород сжатого газа использовались в экспериментальных кислородных системах с замкнутым контуром - впервые в мире. гора Эверест в 1938. В 1953 г. экспедиция используется замкнутый контур кислород оборудование, разработанное Том Бурдиллон и его отец для первой штурмовой группы Бурдийона и Эванс; с одним «дюралюминиевым» баллоном со сжатым кислородом на 800 л и канистрой с натронной извести (вторая (успешная) штурмовая группа Хиллари и Тенцинга использовала оборудование открытого цикла).^[40]

Атмосферные водолазные костюмы

Атмосферный водолазный костюм представляет собой небольшой подводный аппарат с шарнирно-сочлененной рамой, который может быть выполнен одним человеком, примерно антропоморфной формы, с суставами конечностей, которые позволяют сочленение под внешним давлением, сохраняя при этом внутреннее давление в одну атмосферу. Подача дыхательного газа может осуществляться через шлангокабель или через дыхательный аппарат. на костюме. Ребризер аварийной подачи газа также может быть установлен на костюме либо с поверхностным подводом, либо с ребризером для первичного дыхательного газа.

Ребризеры для негерметичных самолетов и парашютного спорта на большой высоте

Требования и условия труда такие же, как и в альпинизме, но вес - меньшая проблема. Советский ИДА-71 Ребризер также был изготовлен в высотном варианте, который работал как кислородный ребризер.

Системы анестезии

Анестезиологические аппараты могут быть сконфигурированы как ребризеры для подачи кислорода и анестезирующие газы пациенту во время операции или других процедур, требующих седации. В машине присутствует абсорбент для удаления углекислого газа из контура.^[41]

Для наркозных аппаратов могут использоваться как полузамкнутые, так и полностью замкнутые системы контуров, и используются как двухтактные (маятниковые) системы с двумя направленными потоками, так и системы с одним направленным контуром.^[42] В дыхательный контур Аппарат с контурной конфигурацией имеет два однонаправленных клапана, так что только очищенный газ поступает к пациенту, а выдыхаемый газ возвращается в аппарат.^[41]

Аппарат для анестезии также может подавать газ для вентилируемых пациентов, которые не могут дышать самостоятельно.^[43] Отработанный газ система очистки удаляет все газы из операционной, чтобы избежать загрязнения окружающей среды.^[44]

Обучить анестезиологический персонал на случай отказа оборудования с использованием медицинское моделирование техники.^[45]^[46]

Скафандры

Одна из функций скафандра - снабжать человека дыхательным газом. Это можно сделать через шлангокабель от систем жизнеобеспечения космического корабля или среды обитания или от система первичного жизнеобеспечения носил костюм. Обе эти системы используют технологию ребризера, поскольку они удаляют углекислый газ из дыхательного газа и добавляют кислород для компенсации кислорода, используемого пользователем. В космических костюмах обычно используются кислородные ребризеры, поскольку это позволяет снизить давление в костюме, что дает пользователю большую свободу. движения.

Системы жизнеобеспечения среды обитания

Подводные лодки, подводная среда обитания, бомбоубежища, космические станции, и другие жилые помещения, занятые несколькими людьми в течение средних и длительных периодов при ограниченном газоснабжении, в принципе эквивалентны ребризерам с замкнутым контуром, но обычно полагаются на механическую циркуляцию дыхательного газа через скрубберы.

Архитектура ребризера

Простой кислородный ребризер морского типа для дайвинга с обозначенными деталями

Вид сзади на ребризер замкнутого контура с открытым корпусом

Хотя существует несколько вариантов конструкции ребризера для дайвинга, все типы имеют газонепроницаемые петля что дайвер делает вдох и выдыхает. Петля состоит из нескольких герметичных компонентов. Дайвер дышит через мундштук или анфас маска. Это связано с одной или несколькими трубками, по которым вдыхаемый и выдыхаемый газ проходит между дайвером и дыхательное легкое или же дыхательный мешок. В нем содержится газ, когда его нет в легких дайвера. Цикл также включает скруббер содержащий диоксид углерода абсорбент убрать углекислый газ выдохнул дайвер. К петле будет прикреплен по крайней мере один клапан, позволяющий добавлять газы, такие как кислород и, возможно, разбавляющий газ, из хранилища газа в петлю. Могут быть клапаны, позволяющие выпускать газ из контура.

Конфигурация прохода для дыхательного газа

Существуют две основные конфигурации газовых каналов: петля и маятник.

Конфигурация петли использует однонаправленную циркуляцию дыхательного газа, который на выдохе выходит из мундштука, проходит через обратный клапан в выдыхательный шланг, а затем через дыхательный мешок и скруббер, чтобы вернуться в мундштук через ингаляционный шланг и другой обратный клапан при вдохе дайвером.

В маятниковой конфигурации используется двухсторонний поток. Выдыхаемый газ течет из мундштука через один шланг в скруббер, в дыхательный мешок, а при вдохе газ возвращается через скруббер и тот же шланг обратно в мундштук. Маятниковая система конструктивно проще, но по своей сути содержит большую мертвый космос неочищенного газа в комбинированной трубке выдоха и вдоха, который подвергается повторному дыханию. Существуют противоречивые требования к минимизации объема мертвого пространства при минимальном сопротивлении потоку дыхательных путей.

Мундштук

Дайвер дышит из контура ребризера через мундштук или оро-носовая маска который может быть частью полнолицевая маска или же водолазный шлем.Мундштук соединен с остальной частью ребризера дыхательными шлангами. Мундштук ребризера для дайвинга обычно включает запорный клапан и может включать в себя клапан для погружения / поверхности или аварийный клапан, или и то, и другое. На ребризерах петлевой конфигурации мундштук обычно является местом, где обратные клапаны для петли приспособлены.

Дайвинг / поверхностный клапан

Клапан поверхности для дайвинга и дыхательные шланги полузакрытого ребризера Draeger Ray

Клапан поверхности для дайвинга полузакрытого ребризера Draeger Ray

Клапан Dive / Surface (DSV) - это клапан на мундштуке, который может переключаться между контуром и окружающей средой. Он используется для закрытия петли на поверхности, чтобы дайвер мог дышать атмосферным воздухом, а также может использоваться под водой для изоляции петли, чтобы она не затопляла, если мундштук вынуть изо рта.

Аварийный клапан

Клапан для погружения / поверхности, который можно переключать для закрытия контура и одновременного открытия соединения с требуемым клапаном открытого контура, известен как аварийный клапан, так как его функция заключается в переключении на аварийный клапан открытого контура без необходимости снимать мундштук. важное устройство безопасности, когда отравление углекислым газом происходит.^[47]

Шланги дыхательные

Гибкие гофрированные шланги из синтетического каучука используются для соединения мундштука с остальной частью дыхательного контура, так как они обеспечивают свободное движение головы дайвера. Эти шланги гофрированы для большей гибкости при сохранении высокого сопротивления разрушению. Шланги разработаны для обеспечения низкого сопротивления потоку дыхательного газа. Один дыхательный шланг используется для маятниковой (двухтактной) конфигурации, а два шланга - для односторонней конфигурации петли.

Легкие

Противолегкое - это часть петли, которая предназначена для изменения объема на ту же величину, что и у пользователя. дыхательный объем при дыхании. Это позволяет петле расширяться и сжиматься, когда пользователь дышит, позволяя общему объему газа в легких и петле оставаться постоянными на протяжении всего дыхательного цикла. Объем дыхательного мешка должен обеспечивать максимально возможный объем дыхания пользователя, но обычно не обязательно должен соответствовать жизненная емкость всех возможных пользователей.

Под водой положение дыхательного легкого - на груди, на плечах или на спине - влияет на гидростатическое давление. работа дыхания. Это происходит из-за разницы давлений между дыхательным легким и легким дайвера, вызванной вертикальным расстоянием между ними.

Рекреационные, технические и многие профессиональные дайверы будут проводить большую часть своего времени под водой, плавая лицом вниз и обрезанными по горизонтали. Противолегкие должны хорошо функционировать при низкой работе дыхания в этом положении и с водолазом в вертикальном положении.

Спереди: в горизонтальном положении они испытывают большее гидростатическое давление, чем легкие дайвера. Легче вдохнуть, труднее выдохнуть.
Сзади: в горизонтальном положении они испытывают меньшее гидростатическое давление, чем легкие дайвера. Сумма варьируется, так как некоторые из них ближе к спине, чем другие. Тяжелее вдыхать, легче выдыхать.
Через плечо: гидростатическое давление будет варьироваться в зависимости от того, сколько газа находится в дыхательных легких, и увеличивается по мере увеличения объема и движения самой нижней части газового пространства вниз. Резистивное дыхание часто сводит на нет преимущества правильного позиционирования вблизи центроида легкого.

Конструкция дыхательных мешков также может повлиять на здоровье дайвера. рационализация из-за расположения и формы самих дыхательных мешков.

При использовании вне воды положение дыхательного мешка не влияет на работу дыхания, и его можно расположить где угодно. Например, в промышленной версии Сибе Горман Сальвус дыхательный мешок свешивается у левого бедра.

Ребризер, который использует резинка дыхательные мешки, которые не находятся в закрытом кожухе, должны быть защищены от Солнечный свет когда не используется, чтобы резина не погибающий из-за ультрафиолетовый свет.

Концентрические дыхательные мешки с сильфонами

Большинство полузамкнутых ребризеров для дайвинга с пассивным добавлением регулируют газовую смесь, удаляя фиксированную объемную долю выдыхаемого газа и заменяя ее свежим подаваемым газом из клапана по запросу, который запускается малым объемом дыхательного мешка.

Для этого используются концентрические дыхательные мешки сильфонов - дыхательные мешки имеют форму сильфона с жесткими верхней и нижней частью и имеют гибкую гофрированную мембрану, образующую боковые стенки. Внутри находится второй, меньший сильфон, также связанный с жесткими верхней и нижней поверхностями дыхательного мешка, так что по мере того, как жесткие поверхности перемещаются друг к другу и от них, объемы внутреннего и внешнего сильфонов изменяются в одинаковой пропорции.

Выдыхаемый газ расширяет дыхательные легкие, и часть его течет во внутренний сильфон. На вдохе дайвер дышит только через внешний дыхательный мешок - обратный поток из внутреннего сильфона перекрывается обратным клапаном. Внутренний сильфон также соединяется с другим обратным клапаном, открывающимся во внешнюю среду, и, таким образом, газ из внутреннего сильфона сбрасывается из контура в фиксированной пропорции от объема вдыхаемого воздуха. Если объем дыхательного мешка уменьшается настолько, чтобы жесткая крышка могла активировать клапан подачи газа, газ будет добавляться до тех пор, пока дайвер не закончит вдох.

Скруббер из двуокиси углерода

Канистра скруббера Inspiration

Канистра скруббера полузакрытого ребризера Draeger Ray

Внутренняя часть канистры скруббера полузакрытого ребризера Draeger Ray

Выдыхаемые газы направляются через химический скруббер, канистру, полную подходящего абсорбента диоксида углерода, такого как форма газировка со вкусом лайма, который удаляет диоксид углерода из газовой смеси и оставляет кислород и другие газы доступными для повторного дыхания.^[48]

Некоторые абсорбирующие химические вещества производятся в гранулированном виде для применения в дайвинге, например, Atrasorb Dive, Софнолим, Dragersorb, или Содасорб. В других системах используется предварительно упакованный картридж на основе реактивной пластиковой завесы (RPC):^[49] Термин «реактивная пластиковая завеса» первоначально использовался для описания впитывающих завес Micropore, предназначенных для аварийного использования на подводных лодках ВМС США, а в последнее время RPC использовался для обозначения их ^[50] Реактивные пластиковые картриджи.

В углекислый газ проходящий через скруббер абсорбент удаляется, когда он вступает в реакцию с абсорбентом в баллоне; это химическая реакция является экзотермический. Эта реакция происходит вдоль «фронта», который представляет собой область поперек потока газа через натриевую известь в баллоне. Эта передняя часть движется через канистру скруббера от входа для газа к концу для выхода газа, поскольку в реакции потребляются активные ингредиенты. Этот фронт будет зоной с толщиной, зависящей от размера зерна, реакционной способности и скорости потока газа, потому что диоксиду углерода в газе, проходящем через баллон, нужно время, чтобы достичь поверхности зерна абсорбента, а затем время, чтобы проникнуть в него. середина каждой крупинки абсорбента по мере истощения внешней части зерна. В конце концов газ с оставшимся диоксидом углерода достигнет дальнего конца баллона, и произойдет «прорыв». После этого содержание углекислого газа в очищенном газе будет иметь тенденцию к увеличению, поскольку эффективность скруббера падает до тех пор, пока он не станет заметным для пользователя, а затем станет невозможным для дыхания.

В более крупных системах, таких как камеры рекомпрессии, вентилятор используется для пропускания газа через канистру.

Эффективность скруббера

При погружении с ребризером типичная эффективная продолжительность дыхания скруббера составляет от получаса до нескольких часов, в зависимости от гранулометрии и состава натровой извести, температуры окружающей среды, конструкции ребризера и размера канистры. В некоторых сухих открытых средах, таких как камера рекомпрессии или больница, может оказаться возможным залить свежий абсорбент в канистру, когда произойдет прорыв.

Отвод газа

Клапан избыточного давления

Во время всплытия газ в дыхательном контуре будет расширяться, и ему необходимо каким-то образом уйти, прежде чем перепад давления приведет к травме дайвера или повреждению контура. Самый простой способ сделать это для дайвера - позволить избыточному газу выйти через мундштук или через нос, но простой клапан избыточного давления надежен и может быть отрегулирован для контроля допустимого избыточного давления. Клапан избыточного давления обычно устанавливается на дыхательном мешке, а в военных дыхательных аппаратах для дайвинга он может быть оснащен диффузором.

Диффузор

Некоторые военные водолазные ребризеры имеют диффузор над выпускным клапаном, который помогает скрыть присутствие дайвера, маскируя выброс пузырьков, разбивая их до размеров, которые трудно обнаружить.^[51] Диффузор также снижает шум пузырьков.

Петлевой дренаж

Многие ребризеры имеют «ловушки для воды» в дыхательных мешках или корпусе скруббера, чтобы предотвратить попадание больших объемов воды в среду скруббера, если дайвер снимает загубник под водой, не закрывая клапан, или если губы дайвера расслабляются и вода просачивается внутрь.

Некоторые ребризеры имеют ручные насосы для удаления воды из водоотделителей, а некоторые из пассивных дополнительных SCR автоматически откачивают воду вместе с газом во время такта выпуска дыхательного мешка сильфона.

Работа дыхания

Работа дыхания это усилие, необходимое для дыхания. Часть работы дыхания обусловлена внутренними физиологическими факторами, часть - механикой внешнего дыхательного аппарата, а часть - характеристиками дыхательного газа. Высокая работа дыхания может привести к накопление диоксида углерода в водолазе и снижает способность дайвера производить полезные физические усилия. В крайних случаях работа дыхания может превышать аэробную работоспособность дайвера с фатальными последствиями.

Работа дыхательного аппарата ребризера состоит из двух основных компонентов: Резистивная работа дыхания возникает из-за ограничения потока в проходах для газа, вызывающего сопротивление потоку дыхательного газа, и существует во всех случаях, когда нет вентиляции с внешним питанием. Гидростатическая работа дыхания применима только к дайвингу и возникает из-за разницы в давлении между легкими дайвера и дыхательными мешками ребризера. Эта разница давления обычно возникает из-за разницы в гидростатическом давлении, вызванной разницей в глубине между легким и дыхательным мешком, но может быть изменена путем балластировки движущейся стороны противолегкого сильфона.

Резистивная работа дыхания - это сумма всех ограничений потока из-за изгибов, гофр, изменений направления потока, давления срабатывания клапана, потока через среду скруббера и т. Д., А также сопротивления потоку газа из-за инерции и вязкости. , на которые влияет плотность, которая является функцией молекулярной массы и давления. Конструкция ребризера может ограничивать механические аспекты сопротивления потоку, особенно конструкцией скруббера, дыхательных мешков и дыхательных шлангов. На ребризеры для дайвинга влияют вариации работы дыхания из-за выбора газовой смеси и глубины. Содержание гелия снижает работу дыхания, а увеличение глубины увеличивает работу дыхания.

Работа дыхания также может быть увеличена из-за чрезмерной влажности среды скруббера, обычно в результате утечки в дыхательном контуре, или из-за использования слишком маленького размера зерна абсорбента.

Полузакрытые системы ребризеров, разработанные Drägerwerk в начале 20 века как подводный газ для шлем водолаза, используя кислород или нитрокс, а шлем ВМС США Mark V Heliox, разработанный в 1930-х годах для глубоких погружений, обеспечивал циркуляцию дыхательного газа через шлем и скруббер с помощью инжектор Система, в которой добавленный газ увлекает петлевой газ и создает поток обработанного газа мимо водолаза внутри шлема, что устраняет внешнее мертвое пространство и работу оборудования для дыхания, но не подходит для высоких частот дыхания.^[35]

Источники газа

Регулятор, аварийный клапан DV, дозировка CMF и ADV, SPG и шланги от полузамкнутого ребризера Draeger Ray

Ребризер должен иметь источник кислорода, чтобы восполнить то, что потребляет дайвер. В зависимости от варианта конструкции ребризера источник кислорода будет либо чистым, либо кислородным. дыхательный газ смесь, которая почти всегда хранится в газовый баллон. В некоторых случаях кислород поставляется в виде жидкого кислорода или в результате химической реакции.

Чистый кислород не считается безопасным для рекреационных погружений на глубину более 6 метров, поэтому рекреационные ребризеры и многие профессиональные ребризеры для дайвинга также имеют баллон разбавитель газ. Баллон дилуента может быть заполнен сжатым воздухом или другой газовой смесью для дайвинга, например найтрокс, тримикс, или же гелиокс. Разбавитель снижает процент вдыхаемого кислорода и увеличивает максимальная рабочая глубина ребризера. Разбавитель не является бескислородным газом, таким как чистый азот или гелий, и пригоден для дыхания, так как он будет использоваться в аварийной ситуации либо для промывки контура пригодным для дыхания газом известного состава, либо в качестве спасение.

Клапаны добавления газа

Газ необходимо добавить в дыхательный контур, если объем становится слишком маленьким или если необходимо изменить состав газа.

Автоматический клапан дилуента (ADV)

Внутренний вид диафрагмы постоянного массового расхода и автоматического клапана дилуента полузакрытого ребризера Draeger Ray

Он имеет функцию, аналогичную функции регулирующего клапана открытого контура. Он добавляет газ в контур, если объем в контуре слишком мал. Механизм приводится в действие либо специальной диафрагмой, как во второй ступени акваланга, либо может управляться верхней частью дыхательного мешка сильфонного типа, достигающей нижней части своего хода.

Ручное добавление

Ребризеры с замкнутым контуром обычно позволяют дайверу добавлять газ вручную. В кислородных ребризерах это просто кислород, но ребризеры со смешанным газом обычно имеют отдельный ручной клапан добавления кислорода и разбавителя, так как либо может потребоваться для корректировки состава смеси контура, либо в качестве стандартного рабочего метода для ручных контролируемых CCR, либо в качестве резервной системы на CCR с электронным управлением. Иногда ручное добавление разбавителя осуществляется кнопкой продувки на ADV.

Постоянный массовый расход

Добавление газа с постоянным массовым расходом используется в полузамкнутых ребризерах с активным добавлением, где это обычный метод добавления на постоянной глубине, и во многих ребризерах с замкнутым контуром, где это основной метод добавления кислорода со скоростью, меньшей, чем метаболически. требуется дайверу в состоянии покоя, а остальное компенсируется системой управления через соленоидный клапан или вручную дайвером.

Постоянный массовый расход достигается за счет прохождения звука через отверстие. Поток сжимаемой жидкости через отверстие ограничен потоком со скоростью звука в отверстии. Этим можно управлять с помощью давления на входе, а также размера и формы отверстия, но как только поток достигнет скорости звука в отверстии, любое дальнейшее снижение давления на выходе не влияет на расход. Для этого требуется источник газа с фиксированным давлением, и он работает только на глубинах, которые имеют достаточно низкое давление окружающей среды для обеспечения звукового потока в отверстии.

Регуляторы, элементы управления которых изолированы от давления окружающей среды, используются для подачи газа под давлением, не зависящим от глубины.

Пассивное дополнение

В полузамкнутых ребризерах с пассивным добавлением газ обычно добавляется клапаном по запросу, который приводится в действие сильфонным дыхательным мешком, когда сильфон пуст. Это то же состояние срабатывания, что и автоматический клапан дилуента любого ребризера, но фактический спусковой механизм немного отличается. Пассивный ребризер этого типа не требует отдельного ADV, так как пассивный дополнительный клапан уже выполняет эту функцию.

С электронным управлением (соленоидные клапаны)

Ребризеры смешанного газа с электронным управлением могут иметь часть подачи кислорода, обеспечиваемую отверстием постоянного массового расхода, но точный контроль парциального давления осуществляется с помощью клапанов с электромагнитным управлением, приводимых в действие схемами управления. Открытие соленоидного клапана по времени сработает, когда парциальное давление кислорода в контуре смеси упадет ниже нижней уставки.

Если диафрагма постоянного массового расхода нарушена и не обеспечивает правильный расход, контур управления будет компенсировать это путем более частого срабатывания электромагнитного клапана.

Контроль смеси газов для дыхания

Narked at 90 Ltd - усовершенствованный электронный контроллер ребризера Deep Pursuit

Основные требования к контролю за газовой смесью в дыхательном контуре для любого применения ребризера заключаются в том, чтобы углекислый газ был удален и поддерживался на допустимом уровне, а парциальное давление кислорода поддерживалось в безопасных пределах. Для ребризеров, которые используются при нормобарическом или гипобарическом давлении, для этого требуется только достаточное количество кислорода, что легко достигается в кислородном ребризере. Гипербарические приложения, как и в дайвинге, также требуют ограничения максимального парциального давления кислорода, чтобы избежать кислородное отравление, который технически является более сложным процессом и может потребовать разбавления кислорода метаболически инертным газом.

Если добавлено недостаточно кислорода, концентрация кислорода в контуре может быть слишком низкой для поддержания жизни. У людей желание дышать обычно вызвано накоплением в крови углекислого газа, а не недостатком кислорода. Гипоксия может вызвать затемнение без предупреждения или даже без предупреждения, а затем смерть.

Метод, используемый для контроля диапазона парциального давления кислорода в дыхательном контуре, зависит от типа ребризера.

В кислородном ребризере после тщательной промывки контура смесь становится статичной при 100% -ном содержании кислорода, а парциальное давление зависит только от давления окружающей среды.
В полузамкнутом ребризере смесь петель зависит от комбинации факторов:

тип системы добавления газа и его настройки в сочетании с используемой газовой смесью, которые регулируют скорость добавления кислорода.
скорость работы и, следовательно, скорость потребления кислорода, которая контролирует скорость истощения кислорода и, следовательно, результирующую фракцию кислорода.
атмосферное давление, как парциальное давление, пропорциональное атмосферному давлению и доле кислорода.

В ребризерах с замкнутым контуром с ручным управлением пользователь контролирует газовую смесь и объем в контуре, впрыскивая каждый из различных доступных газов в контур и удаляя воздух из контура.
Большинство ребризеров замкнутого цикла для дайвинга с электронным управлением имеют электрогальванические датчики кислорода и электронные схемы управления, которые контролируют ppO₂, вводя больше кислорода, если необходимо, и выдавая дайверу звуковое, визуальное и / или вибрационное предупреждение, если ppO₂ достигает опасно высокого или низкого уровня.

Объем в контуре обычно регулируется автоматическим клапаном дилуента с регулируемым давлением, который работает по тому же принципу, что и клапан по запросу. Это добавляет разбавитель, когда давление в контуре снижается ниже давления окружающей среды, например, во время спуска или если газ выходит из контура. В комплекте также может быть ручной клапан добавления, иногда называемый обходВ некоторых ранних кислородных дыхательных аппаратах пользователю приходилось вручную открывать и закрывать вентиль кислородного баллона для пополнения дыхательного мешка каждый раз, когда объем снижался.

Конфигурация

Расположение

Части ребризера (мешок, абсорбирующая канистра, баллон (ы)) могут быть расположены на теле пользователя по-разному, в большей степени, чем с аквалангом с открытым контуром. Например:

В раннем российском дыхательном аппарате Эпрон-1 баллон скруббера, дыхательный мешок и кислородный баллон расположены параллельно на груди слева направо, а петля дыхательной трубки проходит от конца баллона до мешка.^[52]
В этом старом немецком промышленном ребризере рабочие части находятся на левой талии пользователя, и у него есть одна длинная дыхательная трубка.^[53]
Некоторые установлены на спине. Некоторые носятся на груди. У некоторых жесткий корпус. При использовании под водой дыхательное легкое должно находиться рядом с легкими пользователя. Продолжительность использования заливки сильно зависит от производителя.

Кожух

Многие ребризеры имеют свои основные компоненты в жестком рюкзаке для поддержки, защиты и / или оптимизации. Этот кожух должен иметь вентиляцию, чтобы впускать и выпускать окружающую воду или воздух, чтобы учесть изменения объема при надувании и сдутии дыхательного мешка. Ребризеру для дайвинга требуются довольно большие отверстия, в том числе отверстие на дне для слива воды, когда дайвер выходит из воды. В SEFA, который используется для шахтное спасение, чтобы предотвратить попадание песка и камней в работу, полностью герметичен, за исключением большой вентиляционной панели, покрытой металлом сетка, а также отверстия для двухпозиционного клапана кислородного баллона и манометра баллона. Под водой кожух также служит для рационализация, например в IDA71 и Cis-Lunar.

Безопасность

Есть несколько проблем с безопасностью, связанных с оборудованием с ребризерами, и они, как правило, более серьезны при использовании ребризеров для дайвинга.

Опасности

Некоторые из опасностей связаны со способом работы оборудования, в то время как другие связаны с окружающей средой, в которой используется оборудование.

Гипоксия

Гипоксия может возникнуть в любом дыхательном аппарате, который содержит достаточно инертного газа, чтобы позволить дышать без включения автоматического добавления газа.

В кислородном дыхательном аппарате это может произойти, если контур недостаточно продувается в начале использования. Продувку следует производить, выдыхая из устройства, чтобы инертный газ в легких пользователя также был удален из системы.

Накопление углекислого газа

Накопление углекислого газа будет происходить, если скруббер отсутствует, плохо упакован, не соответствует требованиям или истощен. Нормальное человеческое тело довольно чувствительно к парциальному давлению углекислого газа, и пользователь заметит его накопление. Однако не так уж много можно сделать для решения проблемы, кроме как перейти на другую подачу дыхательного газа до тех пор, пока скруббер не будет переупакован. Продолжительное использование ребризера с неэффективным скруббером невозможно в течение длительного времени, так как уровни станут токсичными, и пользователь испытает сильнейшее респираторное расстройство с последующей потерей сознания и смертью. Скорость, с которой развиваются эти проблемы, зависит от объема контура и скорости метаболизма пользователя.

Накопление углекислого газа также может происходить при сочетании напряжения и работа дыхания превышает возможности пользователя. Если это происходит, когда пользователь не может достаточно уменьшить нагрузку, исправить это может быть невозможно. Эта проблема чаще возникает при погружении с ребризерами на глубинах, где плотность дыхательного газа сильно повышена.

Утечка токсичных газов в дыхательный контур

Промышленные ребризеры часто используются там, где окружающий воздух загрязнен и может быть токсичным. Во время вдоха части петли будут находиться под давлением немного ниже, чем внешнее окружающее давление, и, если контур не герметичен, могут просачиваться внешние газы. Это особая проблема по краю полнолицевой маски, где резиновая юбка маски должен плотно прилегать к лицу пользователя.

Опасность возгорания из-за высокой концентрации кислорода

Высокое парциальное давление кислорода значительно увеличивает опасность возгорания, и многие материалы, самозатухающие в атмосферном воздухе, будут непрерывно гореть при высокой концентрации кислорода. Это больше опасность для наземных применений, таких как спасательные операции и пожаротушение, чем для дайвинга, где риск возгорания относительно низок.

Режимы отказа

Отказ скруббера

Термин «прорыв» означает неспособность «скруббера» продолжать удаление достаточного количества диоксида углерода из выдыхаемой газовой смеси. Есть несколько причин, по которым скруббер может выйти из строя или стать менее эффективным:

Полное потребление действующего вещества («прорыв»).
Канистра скруббера была неправильно упакована или настроена. Это позволяет выдыхаемому газу обходить абсорбент. В ребризере натровая известь должна быть плотно упакована, чтобы весь выдыхаемый газ входил в тесный контакт с гранулами натровой извести, а контур спроектирован таким образом, чтобы избегать любых промежутков или зазоров между натронной известью и стенками контура, которые позволили бы избежать попадания газа. контакт с абсорбентом. Если какие-либо уплотнения, такие как Уплотнительные кольца, или прокладки, которые препятствуют обходу скруббера, не очищены, не смазаны или не установлены должным образом, скруббер будет менее эффективным, или в контур могут попасть вода или газ. Этот режим отказа также называется «туннелирование».
Когда газовая смесь находится под давлением, вызванным глубиной, внутренняя часть баллона более заполнена другими молекулами газа (кислородом или разбавителем), и молекулы диоксида углерода не могут свободно перемещаться, чтобы достичь абсорбента. В глубоком погружении с найтрокс или другой ребризер из газовой смеси, из-за этого эффекта скруббер должен быть больше, чем требуется для мелководного или промышленного кислородного ребризера.
Поглотитель диоксида углерода, или сорбировать возможно едкий и может вызвать ожоги глаз, слизистых оболочек и кожи. Смесь воды и абсорбента возникает, когда скруббер затоплен, и, в зависимости от используемых химикатов, может вызывать меловой привкус или ощущение жжения, если загрязненная вода достигает мундштука, что должно побудить дайвера переключиться на альтернативный источник дыхательный газ и прополоскать рот водой. Это известно дайверам с ребризерами как едкий коктейль. Многие современные абсорбенты для дыхательных аппаратов для дайвинга не допускают этого при намокании.
При работе при температуре ниже нуля (в первую очередь при восхождении в горы) химические вещества мокрого скруббера могут замерзнуть при замене баллонов с кислородом, тем самым предотвращая попадание углекислого газа в материал скруббера.

Предотвращение отказов

Указывающий краситель в натронной извести. Он меняет цвет натронной извести после употребления активного ингредиента. Например, абсорбент ребризера под названием "Protosorb", поставляемый Сибе Горман имел красный краситель, который, как говорили, становился белым, когда абсорбент был исчерпан. Цвет, указывающий на то, что краситель был удален с ВМС США использование автопарка в 1996 году, когда возникли подозрения в выбросе химикатов в контур.^[54] С помощью прозрачной канистры он может показать положение «фронта» реакции. Это полезно в сухих открытых условиях, но не всегда полезно на снаряжении для дайвинга, где канистра обычно находится вне поля зрения пользователя, например внутри дыхательного мешка или внутри рюкзака.
Контроль температуры. Поскольку реакция между диоксидом углерода и натронной известью является экзотермической, датчики температуры по длине скруббера могут использоваться для измерения положения передней части и, следовательно, расчетного оставшегося срока службы скруббера.^[55]^[56]
Обучение дайвингу. Дайверы обучены контролировать и планировать время воздействия содовой извести в скруббере и заменять ее в течение рекомендованного срока. В настоящее время не существует эффективной технологии для определения окончания срока службы скруббера или опасного повышения концентрации углекислого газа, вызывающего отравление углекислым газом. Дайвер должен следить за воздействием скруббера и при необходимости заменять его.^{[нужна цитата ]}
Хотя датчики углекислого газа существуют, такие системы бесполезны в качестве инструмента для контроля срока службы скруббера под водой, поскольку начало «прорыва» скруббера происходит довольно быстро. Такие системы следует использовать в качестве важного устройства безопасности, чтобы предупредить дайверов о необходимости немедленно покинуть петлю.^{[нужна цитата ]}

Технологические инновации в спортивном дайвинге с ребризером

Технология ребризеров значительно продвинулась, что часто обусловлено растущим рынком оборудования для любительского дайвинга. Нововведения включают:

Аварийные клапаны - устройство в мундштуке петли, которое соединяется с спасение регулируемый клапан, и его можно переключить на подачу газа либо из контура, либо из регулирующего клапана, при этом дайвер не вынимает загубник изо рта. Важное устройство безопасности, когда отравление углекислым газом происходит.^[47]
Интегрированный декомпрессионные компьютеры - ввод данных в подводный компьютер от кислородных датчиков ребризера позволяет дайверам воспользоваться фактическим парциальным давлением кислорода для создания оптимального расписания декомпрессия.
Системы контроля срока службы скруббера с углекислым газом - датчики температуры отслеживают ход реакции газировка со вкусом лайма и указать, когда скруббер будет исчерпан.^[55]
Системы контроля углекислого газа - ячейка обнаружения газа и интерпретирующая электроника, которые определяют концентрацию двуокиси углерода в контуре ребризера после скруббера.

Изображений

Viper SCR
Ребризер Aerorlox в музее угольной промышленности
Ребризеры горноспасательных в музее
Манекен в боевом водолазном снаряжении ВМС Финляндии. Грудной ребризер, скорее всего, Viper S-10.

Список производителей и моделей ребризеров

В Аэрофор Блэкетта это найтрокс полузамкнутый ребризер с хранилищем сжиженного газа, произведенный в Англии с 1910 г. и позднее, для использования мой спасательные и другие промышленные применения.^{[нужна цитата ]}
CDBA: Клиренс Дайвер Дыхательный аппарат.
- Зибе Горман CDBA: также CDMBA, SCBA, SCMBA, UBA
- Тип, представленный в 1999 году в Британский флот, являясь обновлением BioMarine / Carleton MK16:^[57]
в Британский флот CDBA Карлтона (по состоянию на июнь 2007 г.) планируется заменить CDLSE »Клиренс дайверы ' Жизненная поддержка Оборудование »производства Дивекс в Абердин в Шотландия. Это электронный ребризер с замкнутым контуром, позволяющий погружаться на глубину до 60 метров (200 футов).^[58]
В Подводное спасательное устройство Дэвиса был первым или почти первым произведенным в большом количестве ребризером.^{[нужна цитата ]}
FROGS (Full Range Oxygen Gas System) производства Акваланг это водолаз с кислород ребризер, который используется во Франции с 15 октября 2002 г .:.^[59]
Посейдон MKVI, первый в мире полностью автоматический ребризер замкнутого цикла для рекреационного использования, разработанный Системы для дайвинга Poseidon на основе Cis-Lunar MK5 и дальнейшее развитие в Посейдон SE7EN.
Российский военно-морской ребризер IDA71
Поцелуй ("Держать его просто глупо ") линия ребризеров замкнутого цикла с ручным управлением, разработанная Гордоном Смитом из Jetsam Technologies:^[60]
Некоторые военные ребризеры (например, ВМС США МК-25 и МК-16 с ребризером смешанного газа), а также Фибиец Ребризеры CCS50 и CCS100 были разработаны Океанический. (Стюарт Клаф из Подводные технологии разработал фибийский электроника упаковка.^[61]
Сибе Горман Сальвус
Savox был сделан Сибе Горман,^[27] Это был кислородный ребризер с продолжительностью использования 45 минут. Он не имел жесткого кожуха и носился перед телом.
SDBA представляет собой кислородный ребризер водолаза. Оно имеет найтрокс вариант называется ОНБА.^{[нужна цитата ]}
SEFA (Selected Elevated Flow Apparatus) - это промышленный кислородный ребризер, ранее производившийся Sabre Safety, с продолжительностью наполнения 2 часа.^{[нужна цитата ]}
Шива и Гадюка военные ребризеры, сделанные Карлтон Life Support и Viper E производства Карлтона и Юргенсенская оборонная корпорация
В Морская свинья, Тед Элдред кислородный ребризер.^[62]
Ребризер "Универсальный" был производным от Подводное спасательное устройство Дэвиса, предназначенный для использования с Сладен Костюм.
Текущие подразделения ВМС США Mark 16 Mod 2 (Утилизация взрывоопасных боеприпасов) и Mark 16 Mod 3 (Специальная военно-морская война) используют Юргенсенская оборонная корпорация Система управления Mark V.
AP Дайвинг Ребризеры серии "Inspiration" - один из первых ребризеров с замкнутым контуром с электронным управлением, которые будут массово производиться для рынка отдыха.
Orca ECR - это один из примеров современной конструкции CCR, в которой CO₂ и O₂ мониторинг ^[63]
JJ CCR был построен для установки больших баллонов, позволяющих перевозить большие количества аварийного газа.
Призма 2. Примечательна радиальным скруббером и сильноточными кислородными ячейками из блока Navy MK15, позволяющими аналоговому датчику считывать уровни кислорода.
Мегалодон
REVO III
О₂ptima CM

Смотрите также

Набор побега - Автономный дыхательный аппарат, обеспечивающий выход газа из опасной среды
Автономный дыхательный аппарат (SCBA) - Система аварийной подачи воздуха для дыхания, которую несет пользователь (поверхностные (промышленные) дыхательные комплекты, включая ребризеры)
Система первичного жизнеобеспечения, также известная как Portable Life Support System - устройство жизнеобеспечения для космического скафандра
Скруббер из двуокиси углерода - Устройство, поглощающее диоксид углерода из циркулирующего газа

внешняя ссылка

Дыхательные системы для анестезии
NIOSH Документ № 123, озаглавленный «Переоценка ограничений NIOSH и меры предосторожности для безопасного использования дыхательных аппаратов закрытого типа с положительным давлением» доступен по ссылке https://web.archive.org/web/20121025064311/http://www.cdc.gov/niosh/review/public/123/default.html

[NOAA_4th_Ed-1] а ^б Программа дайвинга NOAA (США) (28 февраля 2001 г.). Джоинер, Джеймс Т. (ред.). Руководство NOAA по дайвингу, Дайвинг для науки и технологий (4-е изд.). Силвер-Спринг, Мэриленд: Национальное управление океанических и атмосферных исследований, Управление океанических и атмосферных исследований, Национальная программа подводных исследований. ISBN 978-0-941332-70-5. CD-ROM подготовлен и распространяется Национальной службой технической информации (NTIS) в партнерстве с NOAA и Best Publishing Company

[biotext-2] П.С. Дхами; Г. Чопра; Х.Н. Шривастава (2015). Учебник биологии. Джаландхар, Пенджаб: Прадип Публикации. стр. V / 101.

[FOOTNOTEUS_Navy_Diving_Manual2016Chapter_15_-_Electronically_Controlled_Closed-Circuit_Underwater_Breathing_Apparatus_(EC-UBA)_Diving,_Section_15-2_Principles_of_operation-3] а ^б ^c Руководство по дайвингу ВМС США 2016, Глава 15 - Подводный дыхательный аппарат с замкнутым контуром с электронным управлением (EC-UBA) Погружение, Раздел 15-2 Принципы работы.

[Fig2.4-4] Джеймс В. Миллер, изд. (1979). «Рис 2.4». NOAA Руководство по дайвингу (2-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство торговли США - Национальное управление океанографии и атмосферы. С. 2–7.

[Drebbel-5] «Корнелиус Дреббель: изобретатель подводной лодки». Голландские подводные лодки. Архивировано из оригинал на 2012-05-30. Получено 2008-02-23.^{[недостаточно конкретный, чтобы проверить ]}

[Boulles-6] Бахуэ, Эрик (19 октября 2003 г.). "Avec ou sans bulles? (С пузырьками или без них)". La Plongée Souterrain (На французском). plongeesout.com. Вступление. Получено 5 февраля 2017.

[plongeesout-7] Технический рисунок Ихтиоандре.^{[недостаточно конкретный, чтобы проверить ]}

[scaphandre-8] Изобретение Сен-Симона Сикарда, как упоминалось Musée du Scaphandre сайт (музей дайвинга в Эспалионе, юг Франции)

[Bech-9] Бех, Янвиллем. "Теодор Шванн". Получено 2008-02-23.

[scubahalloffame-10] "Генри Альберт Флёсс". scubahalloffame.com. Архивировано из оригинал на 2015-01-12.

[davis1955-11] а ^б ^c ^d ^е Дэвис, Р. (1955). Глубоководные погружения и подводные операции (6-е изд.). Толворт, Сурбитон, Суррей: Siebe Gorman & Company Ltd. п. 693.

[quick-12] а ^б ^c ^d ^е ^ж ^грамм Квик, Д. (1970). «История замкнутого кислородного подводного дыхательного аппарата». Королевский военно-морской флот Австралии, Школа подводной медицины. RANSUM -1-70. Получено 2009-03-03.

[Kemp_1990-13] Пол Кемп (1990). Подводная лодка Т-класса - классический британский дизайн. Оружие и доспехи. п. 105. ISBN 0-85368-958-X.

[Diving_heritage_Draegerwerk-14] «Водолазные шлемы Dräger». Drägerwerk. www.divingheritage.com. Получено 12 декабря 2016.

[Zuurstofrebreathers-15] Бек, Янвиллем (ред.). "Фотографии Спасательного аппарата Дрегера 1907 г.". Получено 19 декабря 2017.

[Vann_2004-16] Ванн Р.Д. (2004). «Ламбертсен и O2: истоки операционной физиологии». Подводный гиперболт. 31 (1): 21–31. PMID 15233157. Получено 2008-04-25.

[butler-17] а ^б Батлер Ф.К. (2004). «Дайвинг с кислородным замкнутым контуром в ВМС США». Подводный гиперболт. 31 (1): 3–20. PMID 15233156. Получено 2008-04-25.

[Blast_32_1-18] Хокинс Т. (январь – март 2000 г.). «OSS Maritime». Взрыв. 32 (1).

[older-19] Старший, П. (1969). «Теоретические соображения при проектировании оборудования для обратного дыхания кислорода в замкнутом контуре». Королевский военно-морской флот Австралии, Школа подводной медицины. RANSUM -4-69. Получено 2008-06-14.

[usn-20] а ^б ВМС США (2006 г.). «Глава 19: Кислородный подводный плавание с замкнутым контуром». Руководство по дайвингу ВМС США, 6-е издание. США: Командование военно-морских систем США. п. 19–9. Получено 2008-06-15.

[palautz97-21] "Что такое" Ребризер "?". bishopmuseum.org. Архивировано из оригинал на 2019-06-11.

[Elliott_1997-22] Эллиотт, Дэвид (1997). «Некоторые ограничения полузакрытых ребризеров». Журнал Южнотихоокеанского общества подводной медицины. 27 (1). ISSN 0813-1988. OCLC 16986801. Получено 2008-06-14.

[Daucherty_and_Franzini_1997-23] Daucherty, RL; Францини, Дж. Б. (1977). Гидромеханика с инженерными приложениями (7-е изд.). Когакуша: Макгроу-Хилл. стр.257 –261. ISBN 0-07-085144-1.

[Larsson_2000-24] а ^б ^c Ларссон, А. (2000). "Интерспиро ДЦСК". www.teknosofen.com. Получено 30 апреля 2013.

[shreeves-25] Шривз, К. и Ричардсон, Д. (2006). «Ребризеры замкнутого цикла на смеси газов: обзор использования в спортивном дайвинге и применение в глубоком научном дайвинге». В: Lang, MA и Smith, NE (ред.). Труды Advanced Scientific Diving Workshop. Смитсоновский институт, Вашингтон, округ Колумбия. OCLC 70691158. Получено 2008-06-14.

[superoxide-26] а ^б Келли, JS; Herron, JM; Дин, WW; Сандстрем, Е.Б. (1968). "Механические и эксплуатационные испытания российского ребризера" Супероксид ". Технический отчет экспериментального водолазного подразделения ВМС США. NEDU-Evaluation-11-68. Получено 2009-01-31.

[aerorlox-27] а ^б Робинсон, Брайан. Тейлор, Фионн (ред.). "Дыхательный аппарат". История горного дела Боба. Получено 27 декабря 2013.

[Fischel-28] Фишель, Х. (1970). «Закрытый криогенный акваланг». Снаряжение для рабочего дайвера - Симпозиум 1970 г.. Вашингтон, округ Колумбия: Общество морских технологий: 229–244.

[Cushman_1969-29] Кушман, Л. (1979) [июнь 1969]. «Криогенный ребризер». Журнал Skin Diver: 29–31, 85–87 - в журнале Aqua Corps, N7, 28. Также доступно онлайн на сайте Rebreather Site.

[Rebreather_site-30] а ^б Беч, JW. «Криогенный ребризер С-600 Г и SS100». therebreathersite.nl. Получено 28 мая 2019.

[Popularmechanics-31] «Популярная механика (ru), №7 (81) июнь 2009». Получено 2009-07-17.

[Sportsmen-32] "Спортсмены-подводники", 1977 г. " (PDF). Получено 2008-07-17.

[rebreather2.0-33] Ричардсон, Дрю; Мендуно, Майкл; Шривз, Карл (1996). «Труды Rebreather Forum 2.0». Научно-технический семинар по дайвингу.: 286. Получено 2008-08-20.

[DESCO-34] "DESCO 29019 Гелиевый водолазный шлем ВМС США с двойным выпускным клапаном". ДЕСКО. Получено 2 июля 2019.

[Diving_heritage_Deep-35] а ^б "Углубляясь". divingheritage.com. Получено 2 июля 2019.

[OBS_reclaim-36] "Восстановительный шлем OBS A / S". DiveScrap Index - альбом истории дайвинга. Получено 2 июля 2019.

[Crawford_2016-37] а ^б Кроуфорд, Дж. (2016). «8.5.1 Системы восстановления гелия». Практика морской установки (переработанная ред.). Баттерворт-Хайнеманн. С. 150–155. ISBN 9781483163192.

[usn_ch15-38] а ^б Персонал ВМС США (2006 г.). "15". Руководство по дайвингу ВМС США, 6-е издание. Соединенные Штаты: Командование военно-морских систем США. Получено 15 июн 2008.

[Hendricks1999-39] Хендрикс, Дэвид М; Поллок, Нил У; Натоли, Майкл Дж; Хоббс, Джин В.; Габриэлова, Ивана; Ванн, Ричард Д. (1999). «Эффективность кислородной маски альпиниста на высоте 4572 м.». В: Roach RC, Wagner PD, Hackett PH. Гипоксия: в следующее тысячелетие (серия достижений экспериментальной медицины и биологии). Kluwer Academic: Нью-Йорк: 387–388.

[40] Хант, Джон (1953). Восхождение на Эверест. Лондон: Ходдер и Стоутон. стр.257 –262.

[VAMbreathingcircuit-41] а ^б Персонал (18.08.2003). «Дыхательный контур». Университет Флориды. Получено 2013-04-25.

[Ravishankar-42] Равишанкар, М. «Анестезиологические дыхательные аппараты: углубленный обзор». www.capnography.com. Архивировано из оригинал 17 мая 2013 г.. Получено 30 апреля 2013.

[VAMventilation-43] Персонал (18.08.2003). «Механические и ручные системы вентиляции». Университет Флориды. Получено 2013-04-25.

[VAMscavenging-44] Персонал (18.08.2003). «Система очистки». Университет Флориды. Получено 2013-04-25.

[VAM-45] персонал (2011-02-14). «Аппарат анестезии». Университет Флориды. Получено 2013-04-25.

[pmid19088639-46] Фишлер И.С., Кашуб С.Е., Лиздас Д.Е., Лампотанг С. (2008). «Понимание работы наркозного аппарата улучшено с помощью симуляции прозрачной реальности». Simul Healthc. 3 (1): 26–32. Дои:10.1097 / SIH.0b013e31816366d3. PMID 19088639. Проверено 25 апреля 2013.

[BOV-47] а ^б "OC - DSV - BOV - FFM page". www.therebreathersite.nl. 8 ноября 2010 г.. Получено 2010-12-29.

[popmech-dec06-58-48] Рейнольдс, Глен Харлан (декабрь 2006 г.). «В поисках новых глубин». Популярная механика. 183 (12): 58.

[Norfleet_and_Horn_2003-49] Норфлит, В. и Хорн, В. (2003). «Возможности двух новых технологий очистки от двуокиси углерода». Технический отчет Медицинского исследовательского центра морских подводных лодок США. NSMRL-TR-1228. Получено 2008-06-13.

[extendair-50] Бренд ExtendAir - www.microporeinc.com

[CUMA-51] Чаппл, JCB; Итон, Дэвид Дж. «Разработка канадского подводного минного аппарата и системы погружения CUMA Mine Countermeasures». Технический отчет министерства обороны Канады. Оборонные исследования и разработки Канады (DCIEM 92–06). Получено 2009-03-31. раздел 1.2.a

[Epron-1-52] Бек, Янвиллем (ред.). "Ранний русский ребризер Эпрон-1". Получено 19 декабря 2017.

[modell_180-53] Бех, Янвиллем (ред.). "Фотографии Selbstretter Modell 180". Получено 19 декабря 2017.

[Lillo_et_al_1996-54] Лилло Р.С., Руби А., Гаммин Д.Д., Портер В.Р., Колдуэлл Дж. М. (март 1996 г.). «Химическая безопасность натронной извести ВМС США». Журнал подводной и гипербарической медицины. 23 (1): 43–53. PMID 8653065. Получено 2008-06-09.

[Warkander_2007-55] а ^б Варкандер, Дэн Э (2007). «Разработка манометра для замкнутого дайвинга». Резюме подводной и гипербарической медицины. 34. Получено 2008-04-25.

[scrubber_monitor-56] ООО "Эмбиент Давление Дайвинг". apdiving.com. Архивировано из оригинал на 2013-11-06.

[Mk16-57] [1]

[Historical_diving_times_2007-58] Исторические времена дайвинга # 42 Лето 2007, стр. 27

[commando-59] Сотрудники. "Снаряжение десантников морской пехоты" (На французском). Архивировано из оригинал 26 мая 2013 г.. Получено 11 октября 2013.

[Kiss-60] "Ребризер с замкнутым контуром KISS". Архивировано из оригинал на 2008-09-19. Получено 2013-10-09.

[phibian-61] ttp://www.ukdiving.co.uk/equipment/articles/phibian.html^{[постоянная мертвая ссылка ]}

[eldred-62] Уильямс, Дез. "Кислородный ребризер Теда Элдреда, 1946 год". Historical Diving Times, № 38 Зима 2006 г.. Историческое общество дайвинга. стр. 5–8. Получено 12 декабря 2016 - через www.therebreathersite.nl.

[63] «Мониторинг углекислого газа». Системы для дайвинга Lungfish.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

[48]

[49]

[50]

[51]

[52]

[53]

[54]

[55]

[56]

[57]

[58]

[59]

[60]

[61]

[62]

[63]