Изолирующие дыхательные аппараты и основы их проектирования. Гудков С.В - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 12. Принципиальная схема автономного дыхательного аппарата с химически связанным кислородом на базе твердого источ-
ника кислорода с эжектором:
1
– колпак;
2
– иллюминатор;
3
– трубка;
4
– генератор кислорода;
5
– эжектор;
6
– сопло;
7
– поглотительный патрон;
8
– клапан избыточ-
ного давления;
9
– обтюратор
На схеме, приведенной на рис. 12, кислород, выделяемый ТИКом, через эжектор
5
поступает в колпак
1
с иллюминато-
ром
2
и при вдохе пользователя попадает в органы дыхания. При прохождении кислорода через эжектор
5
, помещенный в
генератор кислорода
4
, в сопле
6
эжектора возникает разрежение, за счет которого дыхательная смесь засасывается из-под
колпака
1
и поступает в поглотительный патрон
7
, где очищается от диоксида углерода и снова поступает в колпак. При объ-
емной скорости выделения кислорода из ТИКа на уровне 5…6 дм
3
/мин эжектор обеспечивает циркуляцию дыхательной сме-
си через поглотительный патрон с объемной скоростью порядка 80…90 дм
3
/мин. Такая конструкция дыхательного аппарата
с ТИКами называется еще схемой с принудительной вентиляцией. Она отличается практически полным отсутствием сопро-
тивления дыханию, поскольку при дыхании пользователю не надо прилагать усилия дыхательных мышц для преодоления
сопротивления регенеративного или поглотительного патрона.
2. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ГАЗО-, ТЕПЛО-, ВЛАГООБМЕНА И
ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
При включении пользователя в изолирующий дыхательный аппарат образуется замкнутая система «человек – СИЗОД»,
в которой, с одной стороны, аппарат оказывает влияние на условия дыхания, работоспособность, утомляемость человека, с
другой – физиологические особенности последнего (масса, степень тренированности, характер дыхания и т.д.) определяют
характеристики самого аппарата при выполнении пользователем работ различной интенсивности. Поэтому для освоения
подходов к конструированию автономных дыхательных аппаратов необходимо иметь представление о физиологических ос-
новах дыхания человека.
2.1. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЫХАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Для поддержания жизнедеятельности организма необходимо постоянное поступление к тканям кислорода, содержаще-
гося в окружающем воздухе, и удаление продуктов окисления. Кислород поступает в организм посредством дыхания – сово-
купности процессов, в результате которых происходит потребление организмом кислорода и выделение диоксида углерода,
воды и других веществ. Если без пищи и воды человек может жить несколько дней, то прекращение окислительных процес-
сов приводит к гибели организма уже через несколько минут.
Для изучения работы ИДА практическое значение имеют процессы, происходящие при так называемом
внешнем
, или
легочном
дыхании, к которым относятся вентилирование легких человека поступающим в них воздухом и процессы газо-,
тепло- и влагообмена между вдыхаемым и выдыхаемым воздухом. Вентилирование легких атмосферным воздухом и газовой
дыхательной смесью, имеющейся в дыхательных аппаратах, осуществляется в результате дыхательных движений грудной
клетки – вдохов и выдохов. Основными параметрами, характеризующими этот процесс, являются объем одного вдоха или
выдоха (
глубина дыхания
)
V
д
и число циклов вдох-выдох (
частота дыхания
)
n
в единицу времени. Наиболее важным пара-
метром, характеризующим дыхание человека, является
легочная вентиляция
W
, которая выражается произведением величин
V
д
и
n
и представляет собой объем воздуха, вентилирующийся в легких в единицу времени. Этот параметр напрямую связан
с величиной физической нагрузки, выполняемой человеком.
Последняя порция каждого выдоха остается в воздуховодных путях и при последующем вдохе возвращается в легкие,
соответственно при каждом выдохе равный объем предыдущего вдоха возвращается в атмосферу. Этот объем дыхательных
путей, составляющий у взрослого человека около 0,14 л, называется, как и в случае с дыхательными аппаратами,
мертвым
(
или вредным
)
пространством
.
В состоянии покоя взрослый человек делает 15 – 18 циклов вдох-выдох в минуту, глубина дыхания составляет величину
около 0,5 л, а легочная вентиляция – 7…9 дм
3
/мин. При физической нагрузке, сопровождающейся повышением потребности
организма в кислороде, значения всех трех параметров увеличиваются. Очень тяжелая физическая нагрузка характеризуется
частотой дыхания до 40...45 мин
–1
, глубиной дыхания до 3,5…4 л и легочной вентиляцией до 100…110 дм
3
/мин.
Изменение частоты и глубины дыхания происходит независимо от воли человека под воздействием возбуждающих
сигналов, приходящих к дыхательной мускулатуре. Каждому уровню интенсивности физической нагрузки соответствует
определенная для каждого человека величина легочной вентиляции. Частота и глубина дыхания подвержены большим изме-
нениям: одна и та же легочная вентиляция может быть получена как при частом и поверхностном дыхании, так и при редком
и глубоком. Последний тип дыхания предпочтителен в смысле улучшения условий дыхания в ИДА, так как в этом случае
уменьшается влияние на вентилирование легких вредного пространства самого ИДА и обеспечиваются лучшие условия для
поглощения кислорода человеком. Поэтому отработка глубокого и редкого дыхания важна для каждого человека и, особен-

Страницы