Немного предыстории об огне и химии

Во-первых, предположение о необходимости применения устройства для защиты органов дыхания от пыли высказывались еще в Древнем Риме в связи с обширными работами по добыче гипса, извести, строительного камня и свинца, однако в течение многих веков эта проблема не находила практического решения.

Во-вторых, точная дата начала использования в древности средств защиты органов дыхания человека от дыма неизвестна. Хотя изначальное применение химических веществ по праву связывается с огнем. Костры и раскаленные угли использовались для защиты от хищных животных и нападавших людей. По мере развития цивилизации сфера применения огня, в том числе и военном, расширялась. Он широко применялся при осаде и защите укрепленных городов и крепостей. В качестве основных компонентов использовались горящие масла и легковоспламеняющиеся вещества.

Исторический обзор морских операций прошлого изобилует описаниями применения знаменитого греческого огня. Эта зажигательная смесь включала в свой состав легковоспламеняющиеся и трудногасимые вещества, чаще всего смолу, серу, вязкие продукты в сочетании с нефтью и негашеной известью. Греческий огонь самопроизвольно воспламенялся при контакте с водой.

Чаще всего историки описывают в качестве первых примеров химической войны использование ядовитых дымов, образующихся, как было замечено, при сгорании некоторых веществ и их смесей. Действительно, определенные дымы обладали сильным раздражающим действием и могли вызвать смертельный исход. Однако нет оснований утверждать, что они использовались исключительно для реализации токсического действия. Так, зажигательные смеси на основе серы часто давали едкий дым, однако назначение серы сводилось, по-видимому, к увеличению интенсивности и продолжительности горения, а не к получению ядовитого дыма. К этому люди пришли позже.

В то же время нет оснований сомневаться в некоторых исторических примерах. Так, в войнах Древней Индии около 2000 лет до н.э. применялись дымы, вызывающие зевоту и сон, а дымы на основе мышьяка применялись во времена династии Сунн.

Токсические дымы использовались также во времена Пелопоннесской войны 431-404 годов до н.э. Спартанцы помещали смолу и серу в бревна, которые затем подкладывали под городские стены и поджигали.

В средние века и позднее огонь и химические средства продолжали привлекать к себе внимание для решения военных задач. Так, в 1456 году город Белград был защищен от турок с помощью воздействия на нападающих ядовитого облака. Это облако возникло при сгорании токсического порошка, которым жители города обсыпали крыс, поджигали их и выпускали навстречу осаждавшим.

Наиболее достоверной точкой отсчета в истории создания средств защиты органов дыхания стало появление первого подобия противогаза, предложенного Леонардо да Винчи (1452-1519) и способного защитить моряков от «отравляющего распылением» оружия. Леонардо характеризует его, как устройство «закрывающее рот и нос прекрасной тканью, опущенной в воду».

В рукописях знаменитого итальянца, среди рисунков, эскизов и чертежей есть несколько очень интересных конструкций приборов, предназначенных для работы под водой. Пожалуй, наибольший интерес из деталей водолазного костюма представляет маска с застекленными отверстиями для глаз.

Великий итальянец писал, что она «имеет стекла для глаз, как снежные очки, и броню с шипами против хищных рыб». Эта маска полностью закрывает

лицо и напоминает современную маску, которой пользуются легководолазы (рис. 3.1).

 

Рис. 3.1. Маска Леонардо да Винчи

В 1855 году английский адмирал Дандональд предложил использовать ядовитые дымы против русских войск в Крымской войне, однако не получил поддержку английского правительства.

В 1862 году во время гражданской войны в Америке Дж. Даунт (Нью-Йорк) посоветовал тогдашнему военному министру Эд. Стенсону использовать в боях хлор. И хотя хлор тогда не был применен, надо отметить, что идея крупномасштабного применения отравляющих веществ, созданных в промышленных условиях, безусловно, принадлежит американцам. Начался период целенаправленного создания отравляющих веществ и боевых средств их доставки: гранат, снарядов, газометов, устройств газобаллонного пуска и т.д.

В конце ХIХ столетия, во время Англо-бурской войны англичане уже использовали артиллерийские снаряды с пикриновой кислотой. При разрыве снарядов образовывался газ, известный под названием лиддит.

Эти и другие примеры эпизодического использования ядовитых химических веществ стали учащаться и объективно подготовили газобаллонный пуск 22 апреля 1915 года.

Известно, что индивидуальная защита осуществляется при помощи методов фильтрации и изоляции.

В старину в Германии существовало правило, гласящее: «Бери бороду в зубы и иди в дым». Этим, наверное, и можно определить зарождение принципа фильтрации.

Долгое время пожарные не имели надежных средств защиты от дыма. Чаще всего они шли в дым, зажав в зубах мокрую рукавицу или бороду, или закрывая нос и рот мокрой тряпкой, что не спасало от отравления угарным газом. Позже стали применять «Вуаль Винклера», которая состояла из джутовых или бумажных ниток, пропитанных особым составом, делающим сетку несгораемой. Эту сетку смачивали в содовом растворе и закрывали ею лицо (рис. 3. 2).

Рис. 3. 2. Вуаль Винклера

Первыми примитивными приборами, которые могли использоваться при тушении пожаров и действующими по принципу фильтрации, были губчатые повязки, приборы Папагеоргия и Кенига.

Приборы состояли из полой бархатной губки с эластичной резиновой лентой для крепления респиратора к голове. Губка смачивалась водой или слабым раствором уксуса с водой, что способствовало охлаждению раскаленного на пожаре воздуха, и выполняла функции фильтра продуктов сгорания. В то же время она была бессильна против образующихся при горении отравляющих газов и совсем не защищала глаза, что делало ее бесполезной даже при кратковременной работе на пожаре. Для того, чтобы в дыму можно было видеть и не портить глаза, стали применять специальные очки (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Первые фильтрующие приборы защиты органов дыхания и зрения человека

При испытании данных приборов двое пожарных с надетыми аппаратами пробыли в погребе, наполненным густым едким дымом, около 20 минут. При выходе из погреба они заявили, что время их пребывания можно было бы увеличить в 2 раза.

Одновременно для защиты пожарного от ожогов при работе в зоне огня стали применять суконный колпак с отверстиями для глаз, которые задвигались стеклянными пластинками. В нижней части колпака крепился тревожный рожок, приводимый в действие сжатием резинового шара (груши) для подачи сигнала о помощи (рис. 3.4).

Рис. 3. 4. Суконный колпак пожарного

Поиски новых средств защиты органов дыхания привели к созданию в Австро-Венгрии противодымной маски (рис.3.5), состоящей из очков и респиратора. Перед наружным отверстием для поступления воздуха в органы дыхания имелась проволочная решетка, в которую помещалась губка, смоченная уксусом или водой, что охлаждало вдыхаемый воздух и до некоторой степени очищало его от дыма. Респиратор при помощи тесьмы надевался (изолировал) на нос и рот пожарного, а для защиты глаз от дыма в комплект входили противодымные очки. Эти аппараты получили широкое распространение.

Рис. 3. 5. Противодымная маска Австро-Венгрии

В 1876 г. инженер Б.Леба предложил соединить поля шляпы, изготавливаемой из прочного материала, с жестяной маской, очками и двойным респиратором, который изготавливался из двух горизонтальных трубок, наполненных чередующимися слоями пропитанной глицерином ваты и кусочками обожженного угля. Возле выходного отверстия респиратора, рядом с дыхательными путями пожарного, находилась губка, смоченная в ароматическом растворе уксуса. Одна из модификаций подобного респиратора показана на рис. 3. 6.

Рис. 3. 6. Алюминиевый респиратор

Алюминиевый респиратор соединялся с покрывающим всю голову пожарного шлемом, имел клапаны выдоха и смотровые отверстия, в которые вставлялась слюда. Одевался на голову и затягивался имевшимся на шлеме ремешком.

Более сложные приборы Шенкеля (германия), Тиндаля и Шоу (Англия) с применением резиновых клапанов вдоха и выдоха и нескольких фильтр-слоев (вата, крупинки древесного угля, губка), стали родственниками в семье фильтрующих противогазов (рис. 3. 7).

Рис. 3. 7. Прибор с применением резиновых клапанов вдоха и выдоха

Дальнейшее развитие средства защиты органов дыхания человека получили в период первой мировой войны, когда 22 апреля 1915 года в 15 часов 30 минут в районе города Ипр (Бельгия) (рис. 3.8) немцы провели первую газобаллонную атаку против изготовившихся к наступлению англо-французских войск. Это был хлор. Хотя его и трудно отнести к боевым отравляющим веществам, 1-я французская армия понесла массовые потери. От удушливого, вызывающего мучительный кашель газа не было спасения и защиты. Он проникал в любую щель. 5 тысяч солдат и офицеров погибли на позициях, а 10 тысяч получили поражения различной степени тяжести, навсегда потеряв здоровье, боеспособность.

Рис. 3.8. Схема первой газобаллонной атаки немцев под Ипром 22.04.15 г.

Участники этих событий отмечали, что в 17 часов со стороны немецких позиций на фронте 6-8 километров между пунктами Бакштуте и Лангенмарк у поверхности земли появилась полоса серо-зеленоватого тумана. Через несколько минут его волна накрыла позиции французских колониальных войск.

Находившиеся в траншеях солдаты и офицеры стали задыхаться. Ядовитый газ хлор обжигал органы дыхания, разъедал легкие. Люди, охваченные паникой, бежали. Фронт французских войск был прорван. Всего в течение 5 минут немцы выпустили из баллонов примерно 180 тонн хлора. Именно это химическое нападение принято считать началом химической войны ХХ века.

31 мая 1915 года немцы снова применили газобаллонную атаку, на этот раз против русских войск в районе Болимова, что близ Варшавы (рис. 3.9).

Рис. 3.9. Полоса русского фронта 31.05.15 г.

На участке фронта в 12 километров немцы выпустили 264 тонны хлора. Отравленными оказались 8832 человека, из них погибли 1101. Однако наступление немецких войск было остановлено.

О масштабах использования в первой мировой войне химического оружия можно судить по следующим данным: за 4 года воюющими странами произведено почти 150 тыс. тонн различных токсичных веществ; общее число пораженных превысило 586 тыс. человек; только против русских войск было предпринято около 50 газобаллонных атак.

Применение Германией химического оружия явилось для России и ее союзников полной неожиданностью. Вопрос о противохимической обороне в странах Антанты вообще не возникал и, естественно к ней они не были готовы.

Внезапно начавшаяся химическая война потребовала безотлагательного изучения физико-химических и токсических свойств отравляющих веществ, клинической картины вызываемых ими отравлений, разработки защитных мероприятий и методов оказания медицинской помощи пораженным, в частности создания средств индивидуальной защиты войск.

Слухи о таких больших потерях потрясли общественность России и многих других стран. Стали поступать предложения о создании различных газозащитных масок. Инициатором одного из таких предложений был начальник санитарно-эвакуационной части русской армии принц А.Д. Ольденбургский. Являясь родственником царя, ему не составляло труда добиться согласия государя на изготовление и принятие на вооружение армии предлагаемого им средства защиты. В короткий срок удалось изготовить несколько миллионов таких масок.

В ночь с 6 на 7 июля того же года немцы провели очередную газовую атаку. Солдаты и офицеры надели маски Ольденбургского (так их прозвали первоначально), но они оказались абсолютно непригодными, т.к. органы дыхания человека никак не защищали. Русские солдаты, отказываясь пользоваться этими бесполезными средствами защиты, развешивали их на кустах и деревьях. Провал этой затеи был очевиден.

Принц А.Д. Ольденбургский

В истории создания и совершенствования средств защиты органов дыхания от отравляющих веществ можно отметить два периода: п е р в ы й – разработка так называемых влажных противогазов, в т о р о й – сухих. Первыми влажными противогазами явились марлевые и ватно-марлевые повязки (маски), пропитанные раствором гипосульфита натрия.

Рис. 3. 10. Противогазные маски 1915 года

Более совершенными оказались противогаз-маска (рис. 3.10) «рыльце» (очки и емкости с запасом пропитки) и влажный противогаз Химического комитета конструкции Н.П. Прокофьева (рис. 3.11). Однако при пользовании этими противогазами выявились существенные недостатки. Один из них – запотевание стекол очков. Во-вторых, влажные противогазы защищали лишь от некоторых отравляющих веществ и имели ограниченную защитную мощность.

Рис. 3.11. Влажный противогаз Химического комитета конструкции Н.П. Прокофьева

 

Таким образом, те аппараты для очистки воздуха, которые ранее применялись исключительно в промышленности, в боевой обстановке не защищали. Не оправдались надежды и на многослойные марлевые повязки, пропитанные гипосульфитом натрия. Это и предопределило создание сухих поливалентных противогазов. В России первым таким образцом стал респиратор Горного института. В качестве наполнителя коробки использовалась натронная известь, а позже – ее смесь с углем. Лицевая часть противогаза отсутствовала: коробка с помощью резиновой трубки и загубника соединялась со ртом, а на нос накладывался зажим. Клапанная система часто выходила из строя.

Только после трагических событий российское правительство привлекло к созданию надежного средства защиты медиков, химиков и технологов. В результате их совместной работы и появилось изобретение русского химика-органика Николая Дмитриевича Зелинского (1861 – 1953 г.г.): впервые созданный противогаз – прибор, надежно защищавший от воздействия газа.

Н.Д. Зелинский

Новизна его заключалась в использовании сухого древесного угля в качестве поглощающего элемента. Его-то, еще в июне 1915 года, и предлагал профессор Николай Дмитриевич Зелинский, считая самым эффективным абсорбентом ядовитых газов.

Зелинский нашел способы его активизации, то есть значительного повышения пористости. Один грамм активированного угля с чрезвычайно развитой капиллярностью имел поглощающую поверхность в 15 квадратных метров.

Первые экспериментальные испытания, проведенные в августе 1915 года, полностью подтвердили правильность идеи ученого.

В ноябре 1915 года инженер завода «Треугольник» Э.Л.Куммант придумал резиновый шлем с очками (шлем-маска жестко прикреплявшаяся непосредственно к коробке), позволявший защищать не только органы дыхания, но и большую часть головы. Но главного надежного фильтрующего элемента все еще не было.

Предложение Н.Д.Зелинского не сразу встретило поддержку. Принц А.Д.Ольденбургский сначала пытался наладить массовый выпуск противогазов собственной конструкции. Но их абсорбент – неактивированный уголь с натронной известью – при дыхании окаменевал. Аппарат выходил из строя после ряда тренировок.

Однако были и другие предложения. Поэтому в конце января 1916 года у р. Березины прошли испытания всех предложенных к тому времени средств защиты. Они проводились в присутствии царя и высшего генералитета. Закрытый железнодорожный вагон был наполнен удушливым газом. В него вошли студенты и преподаватели Горного института с надетыми противогазами, масками и другими газозащитными приборами. В течение первых пяти минут из вагона выскочили все, кроме ближайшего сподвижника Николая Дмитриевича – Сергея Степановича Степанова. Он пробыл в газовой «камере-вагоне» более часа, чем и подтвердил исключительность изобретения Зелинского.

…На следующий день после испытания противогаза в ставке Николай Дмитриевич получил официальное извещение: приказом военного министра вся армия должна быть в кратчайший срок снабжена противогазами «Зелинский-Куммант».

Недостатком противогаза Зелинского-Кумманта можно назвать то, что перед применением необходимо было его продувать от угольной пыли, скопившейся от тряски и перетирания гранул угля, что замедляло процесс надевания противогаза, а тяжелая коробка с углем, висящая в положении «по-боевому», ограничивала поворот головы. Кроме того, первоначально противогаз не имел клапанов, и потому дыхание в нем было затруднено. Авалов изобрел клапан выдоха и к названию противогаза добавилась еще одна фамилия – противогаз «Зелинского-Кумманта-Авалова» (рис. 3.12).

Рис. 3. 12. Противогаз Зелинского-Кумманта, 1916 г.

 

Необходимо также отметить ряд существенных недостатков, которые имели первые образцы противогаза Зелинского-Кумманта: неустойчивое положение коробки («болтание» при работе), сильное сдавление головы шлем-маской, быстрое утомление личного состава при физической нагрузке (одышка, сердцебиение, головокружение), затруднение передачи команд и разговора по телефону, нарушение видимости при запотевании стекол очков.

Однако оспаривать заслуги Зелинского, мотивируя это недостатками его противогаза, не стоит, поскольку основной целью было разработать средство защиты от газа! А вот техническое совершенствование маски, клапанов, подбор конфигурации коробки следовало возложить на инженеров, а не на химика.

После такого величайшего успеха и всемирного признания кандидатура Н.Д.Зелинского была выдвинута на соискание Нобелевской премии. Одновременно с этим немецкая сторона выдвинула своего претендента-химика Фрица Габертота, который был инициатором и разработчиком химического оружия. Узнав об этом, Николай Дмитриевич отказался от рассмотрения своей кандидатуры на присуждение премии.

Сотрудникам противогазовой лаборатории под руководством Г.В. Хлопина принадлежит приоритет в выявлении роли «вредного пространства» и сопротивления противогаза при вдохе и выдохе. Ими, в частности, установлено, что нарушение работоспособности и ухудшение самочувствия при пользовании противогазом Зелинского-Кумманта в значительной мере обусловлено повышенным содержанием углекислого газа (до 5, 5%) во вдыхаемом из подмасочного пространства воздухе.

Более совершенным стал двухкамерный противогаз конструкции Авалова с клапанной системой. В нем были изменены форма и устройство коробки, наполняемой активированным углем, предусматривались разные размеры лицевой части с полым отростком для протирания стекол очков, значительно уменьшилось «вредное пространство».

Таким образом, конструкция противогаза постоянно совершенствовалась по двум направлениям: повышение его защитной мощности и улучшение эксплуатационных и физиолого-гигиенических характеристик. В короткие сроки и на достаточно высоком для того времени научном и техническом уровне в России была решена проблема защиты личного состава войск от отравляющих веществ, применяемых Германией. Однако защита от ядовитых и раздражающих дымов потребовала дальнейшего изменения конструкции противогаза с учетом медицинских требований.

За два последних года войны русская армия получила 11 млн. противогазов Зелинского-Кумманта и его усовершенствованных образцов, включая противогаз Авалова, что привело к значительному снижению числа пораженных отравляющими веществами. Потери от химического оружия за годы войны в русской армии достигли 65817 человек, из них 26, 3% - в 1915 г., 57, 1% - в 1916 г., 16, 6% - в 1917 г. (по 1 октября). В первой половине 1916 г. Потери от химического оружия составили 21965 (58, 5%) человек, а во второй - 15608 (41, 5). Снижение потерь от отравляющих веществ в конце войны обусловливалось лучшей обеспеченностью войск эффективными противогазами, хотя химическое оружие немецкие войска применяли тогда не менее интенсивно, чем в предыдущие годы.

В июле 1917 года возле Ипра английские войска были обстреляны немецкими минами, содержащими маслянистую жидкость. Спустя несколько часов после соприкосновения с этим «маслом», у солдат появились какие-то новые, до сих пор неизвестные симптомы поражения. Это отравляющее вещество вызывало на коже трудноизлечимые ожоги. Оно быстро проникало через одежду и, кроме того, надолго заражало местность. В последующем его назвали «ипритом».

Так в ходе Первой мировой войны появилось новое оружие – химическое. Им стали хлор, иприт, фосген и другие.

Следует упомянуть, что в противогазовой лаборатории Химического комитета инженеры И.И. Жуков и Н.Т. Прокофьев разработали первый прибор для определения концентрации хлора и фосгена в воздухе, который был принят на снабжение в русской и английской армиях.

О масштабах использования в первой мировой войне химического оружия можно судить по следующим данным: за 4 года воюющими странами произведено почти 150 тыс. тонн различных токсичных веществ; общее число пораженных превысило 586 тыс. человек; только против русских войск было предпринято около 50 газобаллонных атак.

Период Первой мировой войны отличается не только становлением военно-химического потенциала многих стран, но и новым развитием средств индивидуальной защиты органов дыхания от отравляющих веществ и вызвавшим к жизни совершенно новую отрасль промышленности – производство противогазов. Предприятия, изготовлявшие военные противогазы, используя свой опыт и производственные достижения, после окончания войны приступили к разработке и выпуску фильтрующих приборов, необходимых многим отраслям промышленности для обеспечения производств, а также в пожарной охране.

Разработанные в 1938 году другим нашим соотечественником Петряновым-Соколовым и его коллегами высокоэффективные фильтрующие материалы с удерживаемым электростатическим зарядом позволили разрешить проблему противоаэрозольной защиты, что дало возможность к началу Великой Отечественной войны создать лучший в мире противогаз. В предвоенные годы была создана производственная база, обеспечившая производство СИЗОД в объемах, достаточных для защиты и войск, и гражданского населения.

Необходимо отметить, что благодаря наличию такой мощной базы и противогаза – эффективного и надежного средства защиты, Германия не решилась использовать отравляющие вещества во время Второй мировой войны.

Предложенная Н.Д.Зелинским конструкция противогаза оказалась настолько удачной, что стала прообразом всех современных фильтрующих противогазов, основанных на принципе предварительной очистки (фильтрации) вдыхаемого воздуха от различных примесей.

Первые упоминанияо шланговых приборах встречаются в иллюстрированном журнале " Пожарный" 1892 года (рис. 3.13).

Основными частями этих приборов являются:

- лицевая часть, обеспечивающая изоляцию дыхательных путей человека от окружающей среды;

- воздухоохлаждающая часть, состоящая из шланга с присоеди­ненным к нему воздушным насосом или без него.

 

Рис. 3. 13. Шланговый прибор конца XIX века

Шланговые нагнетательные приборы основаны на принципе нагнетания свежего воздуха. Системы таких приборов довольно разнообразны, но все они имели форму шлема, дымовую маску, которая надевалась на голову пожарного, воздухопроводную трубку и нагнетательный насос или меха, подающего воздух.

Шлем накрывался мягким кожаным капюшоном, составляющим одно целое с каской и маской, а для уплотнения имел ремешок, затягивающийся вокруг шеи. Сверху каски помещался шарового типа клапан выдоха, окруженный душем оросителя, что позволяло приближаться к очагу пожара.

В различные годы, вплоть до 1960 года, в пожарной охране применялись следующие аппараты: « Огнелаз ", " Инхабад", " Ориги­нал-Кениг", " Магирус", " ШР-Л", " ША-40", " ДПА-5". (Рис. 3. 14).

Рис. 3. 14. Шланговый нагнетательный прибор «Оригинал-Кениг»

Наиболее простой шланговый противогаз (ШП) имеет маску и подсоединенный к ней шланг, второй конец которого находится на свежем воздухе. Такие противогазы могут защищать органы дыхания человека в атмосфере, содержащей вредные газы в больших концентрациях, а также при недостатке кислорода. Время действия этих средств защиты не ограничено.

Несмотря на относительную простоту устройства шланговых ап­паратов, легкость в их обслуживании и неограниченный срок дейс­твия в непригодной для дыхания среде, они не нашли широкого при­менения из-за присущих им некоторых недостатков:

- ограниченного радиуса действия, зависящего от длинны шланга;

- уязвимости шланга от случайных повреждений, особенно в условиях пожара;

- громоздкости всего устройства;

- недостаточной мобильности.

Стремление избежать существенных недостатков вышеописанных приборов и придать пожарному полную независимость, а отсюда и неограниченный радиус действия, привело к созданию таких прибо­ров, которые имели бы при себе запас сжатого воздуха, обеспечи­вающий определенную продолжительность действия.

Идея использования сжатого воздуха при работе в непригодной для дыхания среде впервые была предложена в 1871 году русским инженером А.Н.Ладыгиным, а уже через два года русский изобрета­тель мичман А.Хотинский сконструировал первый автономный аппарат, работающий на сжатом воздухе и представляющий собой эластичный, газонепроницаемый мешок, наполняемый воздухом под нормальным давлением. Однако он не нашел широкого применения, поскольку запас воздуха обеспечивал возможность работы в течение нескольких минут.

В дальнейшем, по мере развития техники получения сжатого воздуха, эластичные мешки были заменены большими баллонами, и время защитного действия аппаратов возросло до 30 мин. Появилась группа изолирующих аппаратов резервуарного типа с разомкнутым циклом дыхания.

Описание одного из первых аппаратов данного типа встречается в издании графа А.Д.Шереметева «Пожарная техника. Руководство для пожарных команд, обществ» " /СПб. 1904 г., стр. 165/:

рис. 3. 15. Аппарат с запасом сжатого воздуха для работы в задымленной среде

 

«…Аппарат, изображенный на рис. 3. 15, имел форму водолазного шлема, сделанного из асбестовой ткани и подбитой волокном, он плотно прилегал к плечам и покрывал собой голову пожарного. С задней стороны шлема крепился резервуар, в который специальным нагнетательным насосом накачивался воздух под давлением в 60 атмосфер в течение 15 секунд. Находящийся в верхней части резервуара рычаг регулировал равномерную подачу воздуха, который, проходя через соединительные трубки, попадал непосредственно в лицевую часть шлема. Время защитного действия составляло от получаса до двух часов. В передней части шлема находились два отверстия для глаз, в которые вставлялась слюда с защитной поперечной проволокой…».

Дальнейшее свое развитие дыхательные аппараты с использованием сжатого воздуха (ДАСВ) получили в виде дыхательного при­бора инженера Вассермана " Аудос" 1925 года (рис. 3.16), аппаратов на сжатом воздухе " Влада", " Ук­раина" 1960-1980 гг., аппаратов АСВ-2, ЛАНА (легочно-автоматический носимый аппарат) и др.

 

Рис. 3. 16. Дыхательный аппарат на сжатом воздухе инженера Вассермана «АУДОС»

В настоящее время дыхательные аппараты на сжатом воздухе составляют около 25% общего количества средств индивидуальной защиты орга­нов дыхания, применяемых в пожарной охране.

Разработаны и успешно применяются аппараты на сжатом воздухе АИР-317, АИР-300 СВ, ПТС «ПРОФИ», «Омега», АП- 2000 и другие.

Устройство изолирующих регенеративных аппаратов, которые заняли основное место в пожарной охране, основано на предохранении органов дыхания человека от вредных газов и непрерывном очищении воздуха от углекислоты, выделяющейся при дыхании. Прототипом всех современных кислородно-изолирующих противогазов (КИП) является дыхательный аппарат «Аэрофор» со сжатым кислородом, созданный в 1853 году в Бельгии в Льежском университете профессором Теодором Шванном (рис. 3. 17). Схема

его работы осталась неизменной до настоящего времени.

 

 

Рис. 3. 17. Регенеративный респиратор Шванна со сжатым кислородом «Аэрофор»:

1. мундштук; 2- вдыхательный клапан; 3- выдыхательный клапан; 4- выдыхательный клапан; 5- вдыхательный клапан; 6- дыхательный мешок; 7- поглотительный патрон; 8- кислородные баллоны; 9- манометр высокого давления; 10- вентиль для регулирования подачи кислорода.

 

Через четверть века (1878 г.) аппарат замкнутого цикла дыхания (ребризер) был разработан офицером английского торгового флота Генри Флюсом.

В предложенной им конструкции автор возвращается к идее дыхательного мешка для выравнивания давления дыхательной смеси с давлением окружающей среды. Мешок соединялся с медным баллоном, наполненным сжатым кислородом (30 бар) и коробкой с поглотителем углекислого газа. Автоматического регулятора у аппарата не было, кислород постоянно выходил из баллона в мешок, а его подача регулировалась ручным клапаном.

Вдыхаемый из мешка кислород затем поступал в коробку с поглотителем, а оттуда в мешок и смешивался с новой порцией кислорода. Система была полностью замкнутой.

Респиратор является синтезом почти всех знаний по респираторостроению, имевшихся в годы его изобретения:

- круговая циркуляция воздуха, направляемая системой клапанов с включением дыхательного мешка в качестве буфера;

- регулирование подачи кислорода для постоянного обогащения циркулирующего воздуха;

- применение сухого зерненого поглотителя для очищения воздуха от углекислого газа;

- осуществление циркуляции воздуха силой легких;

- присоединение системы респиратора к органам дыхания мундштуком.

Регенеративные аппараты нашли широкое применение, прежде всего в горноспасательной службе. Респираторы Дрегера модификации 1904 - 1909, 1910 - 1911, 1923 - 1924 годов, " Вестфадия" (рис. 3.18) бы­ли самыми распространенными аппаратами почти на всех горноспаса­тельных станциях бывшего СССР.

Рис. 3. 18. Респираторы Дрегера и «Вестфадия»

 

В 1925 году был разработан и изготовлен советский респиратор ТП-1925 на Орлово-Еленовской станции горноспасательного оборудования, что дало толчок развитию советского противогазост­роения. Респиратор " ТП " модели 1929 года имел ряд преимуществ перед заграничными аналогами: вес меньше на 2.5 кг, количество соединительных частей уменьшилось на 8, редукционный клапан го­раздо проще по конструкции и ряд других преимуществ.

В пожарной охране регенеративные противогазы начали исполь­зовать в начале 30 годов. В основном это были аппараты зарубеж­ного производства " Аудос", «Дрегер", " Инхабад", " Магирус", одно­часового срока защитного действия.

В середине 30-х годов Всесоюзным трестом техники безопас­ности начинается разработка противогазов для защиты органов ды­хания на вредных производствах, в том числе и в пожарной охране. Тогда и начала складываться специальная служба в пожарном деле - газодымозащитная.

Первыми образцами изолирующих регенеративных противогазов, действующих на сжатом кислороде, были противогазы: КИП-1, КИП-2, КИП-3, КИП-4, защитного действия 1 час. Основные части этих про­тивогазов аналогичны, отличия лишь в конструктивном исполнении.

В конструкцию аппарата КИП-5 был внесен ряд изменений, по­вышающих его технические качества (рис. 3.19):

Рис. 3.19. Схема кислородно-изолирующего противогаза КИП-5:

1- маска; 2- гофрированные трубки; 3- нижняя соединительная коробка; 4- регенеративный патрон; 5- дыхательный мешок; 6- клапан избыточного давления; 7- баллон с кислородом; 8- вентиль; 9- комбинированный механизм подачи кислорода; 10- легочный автомат; 11- клапанная коробка.

 

- применение 2-х дыхательных шлангов (в место 1-го в КИП-3) обеспечило не по переменное движение вдыхаемого и выдыха­емого воздуха, а постоянный односторонний поток воздуха. Это обстоятельство дало возможность смонтировать клапанную коробку на лицевой части и тем самым исключить дыхательные шланги из вредного пространства;

- применение безрычажного редукционного клапана с байпасом высокого давления повысила надежность пользования аппаратом при случайном выходе из строя основного вида подачи кислорода.

Одновременно выпускались противогазы Кузьменко и Ковшова с 3-4-х часовым сроком защитного действия: РКК-1, РКК-2 (рис. 3.20).

Рис. 3. 20. Схема регенеративного изолирующего противогаза РКК-2:

1- слюнособирательница; 2- загубник; 3- выдыхательный шланг; 4- вдыхательный шланг; 5- носовой зажим; 6- трубка высокого давления к манометру; 7- редукционный клапан для подачи кислорода; 8- плечевой ремень; 9- нижняя крышка противогаза; 10- выдыхательный клапан; 11- регенеративный патрон; 12- манометр; 13- штуцер к дыхательному мешку; 14- влагосборник; 15- кислородный баллон; 16- вдыхательный клапан; 17- присоединение редуктора к дыхательному мешку; 18- избыточный клапан; 19- дыхательный мешок; 20- перо (рычаг) легочного автомата; 21- кислородопровод к редуктору; 22- присоединение аварийного клапана; 23- запорный вентиль; 24- распределительный тройник; 25- кнопка аварийного клапана; 26- кислородопровод к аварийному клапану; 27- кислородопровод к манометру.

 

В подразделениях газодымозащитной службы пожарной охраны наибольшее распространение получили КИП-5, КИП-7, КИП-8, РКК-2, Урал-1, Урал-2М, Урал-6М, Луганск-2, Р-12, РВЛ-1, Р-30.

В настоящее время вводится в эксплуатацию регенеративный противогаз Урал-10.

Все перечисленные кислородные изолирующие противогазы (за исключением Луганск-2, у которого отсутствует постоянная подача кислорода) имеют три вида подачи кислорода (постоянную, до­полнительную или легочно-автоматическую и аварийную), т.е. сконструированы по общей принципиальной схеме (рис. 3. 21).

 

Рис. 3. 21. Принципиальная схема, обобщающая все группы кислородно-изолирующих противогазов:

1- клапанная коробка; 2- влагосборник; 3, 4- дыхательные шланги; 5, 6- дыхательные клапаны; 7- регенеративный патрон; 8- холодильник; 9- дыхательный мешок; 10- избыточный клапан; 11- манометр; 12- байпас; 13- устройство для основной подачи кислорода; 14- опорное устройство; 15- баллончик.

 

Недостатками регенеративных противогазов (типа КИП-8) являются:

- неудовлетворительный микроклимат:

* влажность газовой смеси ≥ 100%;

* температура + 50◦ С;

* СО₂ ≤ 1%;

* О₂ ≤ 80%;

- опасно применение при отрицательных температурах окружающей среды;

- опасно применение при возможных контактах с маслами и нефтепродуктами;

- высокие эксплуатационные расходы на приобретение ХП-И и О₂;

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. XV Граограман, Огненная Смерть
2. Боевые виды спорта, мечи, огнестрельное оружие и арбалеты
3. В химии полимеров и технике.
4. ВЕЛИКИЕ ОТКРЫТИЯ В ХИМИИ В ХХ ВЕКЕ
5. Вместимость корпуса огнетушителя не менее 5 литров.
6. Генератор огнетушащего аэрозоля СОТ-2М
7. Генераторы огнетушащего аэрозоля АСТ
8. Глава пятая. Совсем немного любви.
9. Еще немного о трансакционном анализе
10. Идея человеческой предыстории
11. Князь огненной стихии Оромасис, поддерживающий равновесие земных эволюции с помощью четырех Космических Сил
12. Концепции и принципы эволюционной химии и самоорганизации эволюционных химических систем