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正壓式空氣呼吸器主要由高壓空氣瓶與氣瓶開關、減壓器、快速接頭、正壓型空氣供給閥、正壓型全面罩、氣源壓力表、氣瓶余氣報警器、中壓安全閥、正壓呼氣閥、背托、肩帶、腰帶等部件組成。 
1、高壓氣瓶與瓶閥 
(1)高壓氣瓶材料 
高壓氣瓶材料有高強度鋼、超高強度鋼、碳纖維和凱夫拉纖維等材料。 
(2)碳纖維氣瓶的結構 
碳纖維復合材料氣瓶是在鋁合金內膽、外用碳纖維、玻璃纖維和環氧樹脂層等高強度纖維制成。 
鋁合金內膽按照美國交通部的CFR178.463,AL制造標準制造,100%檢查,檢查項目:壁厚、直線度、同軸度、光潔度和硬度。主要纏繞層為細絲碳纖維,外層采的玻璃纖維和環氧樹脂層數層,以增加抗沖擊及耐磨性。 
(3)損傷 
一級:深度淺,到樹脂層; 
二級:劃痕到玻璃纖維,深度〈0.25mm(白色)修復用樹脂。 
三級(報廢):1、〉0.25mm(深灰色); 
2、強酸強堿腐蝕場所; 
3、劃痕水平投影長度為瓶3/4周。 
(4)氣瓶閥 
通過手輪的旋轉來打開或關閉高壓氣瓶的閥門。 
EN-137、GA-124標準要求:氣瓶閥手輪有防止誤關的結構。氣瓶閥出口G5/8雌螺紋。 
目前,各種氣瓶閥,按外形不同,可分為三種:分別為立式、橫式、帶表橫式。瓶閥上裝有安全膜片,在氣瓶內壓力升到40-42MPa時,自動卸壓,可防止由于瓶內壓力過高引起氣瓶爆裂,避免人員傷亡。 
2、集成減壓器 
減壓器總成 
減壓器總成包括減壓器、中壓安全閥、氣源余氣警報器、壓力顯示裝置、空氣輸出導管(中壓管)等,作用是把高壓氣體的壓力降至0.7MPa,并不斷供給適量的空氣,以滿足人體呼吸的需求。當氣源壓力在3—30MPa之間時,減壓器膛室壓力為0.7±0.15MPa。這時,最大輸出流量不小于3001/min。 
①減壓器 
減壓器一般由黃銅或鋁合金作為外殼的材料,其內部結構可分為兩類:活塞式和膜片式。無論活塞式或膜片式,均可分為恒壓輸出與非恒壓輸出兩大類,所以減壓器就能分成四種:恒壓活塞式、非恒壓活塞式、恒壓膜片式、非恒壓膜片式。 
現以非恒壓活塞式介紹其結構及原理。 
減壓器的工作原理如圖所示。活塞式減壓器的原理是通過壓力調節彈簧壓力和中壓腔B的氣體壓力平衡來控制活塞上下移動,從而帶動閥桿運動,使得閥桿與閥座的間隙減小或增大,控制進入中壓腔的空氣量,保證其輸出壓力在0.7MPa。當佩戴者停止吸氣時,減壓器氣體輸出量為零時, 
由于中壓腔B內氣體壓力的上升,將導致活塞1向上運動,高壓氣體進入中壓腔,中壓腔的氣壓隨之升高,推動活塞關閉高壓閥門,直至閥桿10和閥門11之間的間隙減小,最終完全關閉。佩戴者吸氣時,中壓腔的氣壓會降低,壓力調節彈簧就會推動活塞,打開高壓閥門,達到新的平衡。 
佩戴者吸氣時,中壓腔的氣壓會降低,膜片在主平衡彈簧的彈力作用下向內彎曲,就會推動頂桿,打開高壓閥門,高壓氣體進入中壓腔。當佩戴者停止吸氣時,中壓腔的氣壓隨之升高,推動膜片復位,關閉高壓閥門,達到新的平衡。 
非恒壓輸出的減壓器的高壓閥頭直接頂在高壓氣上,隨著高壓的變化,閥頭上所受的力也隨之改變,因此,其輸出的壓力不是恒壓。它的結構簡單,保養上要比恒壓輸出的減壓器方便,所以現在還有部份的空氣呼吸器的減壓器采用非恒壓輸出的減壓器。 
恒壓減壓器的高壓閥頭不頂在高壓氣上,其輸出的壓力不隨氣源壓力的變化而改變,使供氣閥維持恒壓輸入,吸氣阻力相對穩定,佩戴者長時間的呼吸,不容易疲勞,是當前受佩戴者歡迎的減壓器。 
②中壓安全閥 
中壓安全閥的作用是當減壓器失去對高壓空氣的減壓作用(如減壓彈簧或膜片、閥門損壞)時,中壓安全閥開啟,高壓空氣經安全閥泄壓后再保持較低壓力輸出,避免高壓空氣直接輸出,發生意外。要求當減壓器膛室內的壓力為(1±0.2)MPa時,中壓安全閥應開啟。 
壓安閥的工作原理如圖所示。中壓安全閥彈簧4的彈力已按技術要求調好,保證在減壓器膛室壓力正常時,中壓安全閥門關閉并保證氣密,當減壓膛室壓力失控后,作用在閥門上的力大于彈簧4作用在閥門上的力,閥門開啟,減壓膛室內的氣體進入中壓安全閥,經調節帽上小孔泄出。當減壓膛室內壓力恢復正常時,閥門關閉并保持氣密。 
③氣源余氣警報器 
氣源余氣警報器的作用是當氣瓶內壓力降至5±1MPa時,發出警報聲,提醒佩戴者迅速撤離火場。 
高壓腔A內的氣體壓力PA作用在開啟頂尖上,使其壓縮警報器調整彈簧向右運動,使開啟頂尖和閥門墊接觸并保證氣密。當高壓腔A內的氣體壓力下降到某一數值時,PA作用在開啟頂尖上的力小于警報器調整彈簧作用在開啟頂尖上的力,開啟頂尖向左運動;開啟頂尖和閥門墊脫離接觸,高壓腔氣體由開啟頂尖流入氣源余氣警報器發出報警聲響。 
從警報器起鳴到氣瓶內氣體完全用完,以中等勞動強度的耗氣量30L/min計算,若使用5L氣瓶,則可繼續使用6~lOmin。佩戴者聽到警報音響后,應立即撤離災區現場。 
標稱使用時間是按如下公式計算得來的。 
氣瓶容積(L)X氣瓶工作壓力(MPa) 
標稱使用時間=--------------------------------- 
30(L/min)X0.098(MPa) 
式中: 
30(L/min)是指我國有關行業中等勞動強度每分鐘消耗的空氣量。 
使用時間會受到多種因素的影響而與標稱使用時間有所不同,對于不同使用者和使用情況的氣體消耗量是不同的,工作強度越大氣瓶內的氣體消耗就越快。 
3、氣源壓力指示裝置 
氣源壓力指示裝置由高壓導管和壓力表組成,用于指示氣瓶內的儲氣壓力。估計剩余作業時間。高壓導管和壓力表外殼設有保護罩,以防沖撞時損壞。 
4、中壓管和快速接頭 
中壓管是膠質夾布膠管,它與快速接頭組成空氣輸出軟導管,其一端連接供氣閥,另一端連接減壓器。
快速接頭由接頭和接頭座兩部分組成,當兩個部件未連接時,連接減壓器的軟導管接頭座是閉鎖的,即使打開氣瓶也不會漏氣。當接供氣閥的快速接頭插入接頭座寸,則閉鎖機構被打開,使氣體進入供氣閥。 
報警器 
聲響報警的技術指標有以下三方面要求: 
a〕起鳴壓力 
b〕聲響聲級及頻率范圍 
c〕報警器發出聲音所消耗的耗氣量 
報警器的聲響在1米范圍內聲級大于或等于90dB(A),頻率應保持在2000~4000HZ之間。 
5、供氣閥總成 
供氣閥總成(供氣閥)是將減壓器輸出的中壓氣體按照佩戴者的吸氣量,再次減壓至人體可以呼吸的壓力,供佩戴者呼吸的裝置,這是正壓式空氣呼吸器的一個關鍵部件,由高強度塑料殼體、橡膠膜片、搖杠閥門、正壓彈簧杠桿機構等組成,其輸出口與全面罩空氣輸入軟導管相連,具有2001/min以上的供氣能力。其結構示意圖如圖所示。 
供氣閥總成直接安裝于面罩上,并有一根膠管通過快速接頭連接到減壓器上的中壓導氣管上。供氣閥的凸形接口,配有環形墊圈,與面罩上供氣閥接口雙環線連接后,形成雙重密封,密封可靠。 
供氣閥的凸形接口上設有一排供氣孔,使用時氣體是由供氣孔噴到面窗內表面,可迅速去除面窗內的積霧或薄霜。 
供氣閥上用橡膠罩保護的是節氣開關。當面罩從臉部取下時,用大拇指按住橡膠罩中間部位,完全按下后,會伴有“嗒”聲,即可關閉供氣閥,停止供氣,避免浪費瓶內空氣。而重新將面罩戴在臉上保持密封并吸氣時,供氣閥將自動開啟,供給空氣。 
供氣閥總成直接安裝于面罩上,并有一根膠管通過快速接頭連接到減壓器上的中壓導氣管上。供氣閥的凸形接口,配有環形墊圈,與面罩上供氣閥接口雙環線連接后,形成雙重密封,密封可靠。 
供氣閥的凸形接口上設有一排供氣孔,使用時氣體是由供氣孔噴到面窗內表面,可迅速去除面窗內的積霧或薄霜。 
供氣閥上用橡膠罩保護的是節氣開關。當面罩從臉部取下時,用大拇指按住橡膠罩中間部位,完全按下后,會伴有“嗒”聲,即可關閉供氣閥,停止供氣,避免浪費瓶內空氣。而重新將面罩戴在臉上保持密封并吸氣時,供氣閥將自動開啟,供給空氣。 
供氣閥上的紅色旋鈕是應急沖泄閥,它具有三個功能: 
①當供氣閥意外發生故障時,通過手動旋鈕,按應急沖泄閥上指示的方向轉動二分之一圈,可以提供每分鐘至少225L的恒定空氣流量,允許空氣直接流入面罩; 
②除應急供氣外,還可以利用流出的空氣直接沖刷面罩、供氣閥內部的灰塵和臟污,避免吸入體內; 
③也可以在關閉瓶閥后,通過沖泄閥旋鈕來排放系統管路中的剩余空氣。 
供給閥有兩個狀態,一是工作狀態,一是非工作狀態。非工作狀態轉向工作狀態是通過吸氣或手動按杠桿實現。 
正壓型空氣供給閥在非工作狀態下,杠桿11和膜片10處于基本平行位置,但略向上傾斜。杠桿11通過聯桿9帶動膜片10使其和搖桿觸頭12脫離,在彈簧5的作用下,搖杠閥門6和輸入閥門4貼在一起。 
工作時,輸入口有中壓空氣P1進入,在壓力P1和彈簧5作用下,閥門4保持氣密。在啟動力作用下,膜片大氣壓PH推動下,向輸出口方向移動,并通過聯桿9帶動杠桿11向同一方向運動,使拉簧2對膜片10產生壓力,加速膜片下移,觸壓搖桿頭12,使搖桿8擺動,壓縮彈簧5,使搖桿閥門與閥座之間形成一個間隙,中壓氣體進入膜片下方,產生氣壓P2。膜片在大氣壓力、彈簧2拉力、觸頭12推力和輸出壓力P2作用下處于平衡,保持一定間隙,此時輸出流量等于輸入流量。 
當輸出流量增加或減少時,膜片下的空氣壓力P2就會減小或增大,膜片下移或上移,使搖桿閥間隙變大或變小,自動調節進入供給閥的空氣流量,使其輸出和輸入流量相等。 
當輸出流量為零時(即呼氣或屏氣狀態),膜片下壓力上升,膜片上移,使搖桿閥關閉,空氣不再進入膜片下方,使膜片處于零輸出平衡位置。 
由以上分析可知,膜片在大氣壓力、彈簧2拉力、輸出壓力P2,和觸推力作用下平衡,只要選擇適當的拉簧2,就可以實現膜片下空氣壓力P2永遠大于大氣壓的目的。 
6、面罩總成 
面罩總成(面罩)是用來罩住臉部,隔絕有毒有害氣體不進入人體呼吸系統的裝置(見圖)。為了保證能夠與人體面部形成有效的密封,面罩總成有小號、大號、特大號三種規格。它包括: 
①面窗:單眼式,曲面,由高強度聚碳酸酯材料注塑而成,耐沖擊,表面鍍有耐磨層,透光率好,不失真。使用時,空氣通過供氣閥上的一排小孔噴到面窗內表面,沖刷面窗由于溫差產生的霧氣。 
②口鼻罩:安裝在面罩的內下方,與人的口鼻良好吻合,可減小空氣消耗量和實際有害空間,提高空氣的利用率,也減小了吸氣阻力。 
③傳聲器:在面窗的兩側各有一個傳聲器組件,可為佩戴者提供雙重傳聲,并可與聲音放大器及有線、無線通訊系統連接。 
④面框密封圈:位于面罩四周,能保證和人體面部、額頭貼合良好。其由特殊橡膠材料制成,質地柔韌,密封可靠,佩戴舒適,不會引起皮膚過敏。 
⑤頭罩組件:頭罩組件采用凱夫拉薄型網狀結構,由可調節的兩根頭帶和兩根頸帶與面罩連接,使臉部與面罩之間保持良好密封,受力均勻,無局部壓痛感。 
面窗前部的凹形接口可與供氣閥的凸形接口快速連接,并形成可靠密封。 
7、背托總成 
背托總成包括背架、肩帶、腰帶和固定氣瓶的瓶箍帶。背托用于安裝氣瓶總成和減壓器總成。 
背托采用阻燃材料注塑加工,形狀適合人體背部曲線特征,寬厚的腰帶、肩帶使佩戴舒適,減輕佩戴者的疲勞程度。 
肩帶和腰帶采用阻燃材料織造,帶上裝有快速收緊自鎖和放松裝置。
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