Встроенная дыхательная система - Built-in breathing system

Водолазы ВМФ проверяют встроенные дыхательные маски в рекомпрессионной камере

А встроенная дыхательная система является источником дыхательный газ установлен в замкнутом пространстве, где может потребоваться альтернатива окружающему газу для лечения, экстренного использования или для минимизации опасности. Они находятся в водолазные камеры, гипербарическое лечение камеры и подводные лодки.

Камеры гипербарической обработки обычно используются для подачи обогащенного кислородом обрабатывающего газа, который, если его использовать в качестве атмосферы камеры, будет представлять собой неприемлемый пожароопасность.^[1]^[2] В этом случае выхлопной газ выводится за пределы камеры.^[1] В насыщение дайвинг камеры и поверхностная декомпрессия Камера применяется аналогично, но дополнительная функция - подача пригодного для дыхания газа в случае токсичного загрязнения атмосферы камеры.^[1] Эта функция не требует внешней вентиляции, но для подачи обогащенных кислородом газов обычно используется то же оборудование, поэтому они обычно выходят наружу.

На подводных лодках функция состоит в том, чтобы подавать пригодный для дыхания газ в аварийной ситуации, которая может быть загрязнением окружающей внутренней атмосферы или наводнением. В этом случае вентиляция во внутреннюю часть является приемлемым и, как правило, единственно возможным вариантом, так как снаружи обычно находится под более высоким давлением, чем внутри, и наружное вентилирование с помощью пассивных средств невозможно.

Функция

Маска BIBS, поддерживаемая ремнями, вид сбоку

BIBS с внешней вентиляцией

Это системы, используемые для подачи дыхательного газа по запросу в камеру, которая находится под давлением, превышающим давление окружающей среды за пределами камеры.^[1] Разница давлений между камерой и внешним давлением окружающей среды позволяет выпускать выдыхаемый газ во внешнюю среду, но поток должен контролироваться таким образом, чтобы через систему выходил только выдыхаемый газ, а не сливать содержимое камеры в улица. Это достигается за счет использования управляемого выпускного клапана, который открывается, когда небольшое избыточное давление относительно давления в камере на выпускной диафрагме перемещает клапанный механизм против пружины. Когда это избыточное давление рассеивается газом, выходящим через выхлопной шланг, пружина возвращает этот клапан в закрытое положение, перекрывая дальнейший поток и сохраняя атмосферу в камере. Отрицательный или нулевой перепад давления на выпускной диафрагме будет держать ее закрытой. Выхлопная диафрагма подвергается давлению камеры с одной стороны и давлению выдыхаемого газа в носовой маске с другой стороны.^{[нужна цитата ]} Подача газа для ингаляции осуществляется через клапан по запросу, который работает по тем же принципам, что и второй ступень клапана по запросу для обычных погружений. Как и любой другой дыхательный аппарат, мертвое пространство должно быть ограничено, чтобы свести к минимуму накопление углекислого газа в маске.

В некоторых случаях необходимо ограничить всасывание на выходе и регулятор обратного давления может потребоваться. Обычно это используется в системе насыщения. Использование для кислородной терапии и поверхностной декомпрессии кислородом обычно не требует регулятора противодавления.^[3] Когда BIBS с наружной вентиляцией используется при низком давлении в камере, может потребоваться вакуумная поддержка для снижения противодавления на выдохе для обеспечения приемлемого работа дыхания.^[1]

Оро-носовая маска может быть взаимозаменяемой для гигиенического использования разными людьми.^[3]

Некоторые модели рассчитаны на давление до 450 мВт.^[4]

Основное применение этого типа BIBS - это подача дыхательного газа с другим составом в атмосферу камеры для людей, находящихся в барокамере, в которой атмосфера камеры контролируется, и загрязнение газом BIBS будет проблемой.^[1] Это обычное явление при терапевтической декомпрессии и гипербарической оксигенотерапии, когда более высокое парциальное давление кислорода в камере представляет собой неприемлемую опасность возгорания и требует частой вентиляции камеры для поддержания парциального давления в допустимых пределах. дорого, но может использоваться в экстренных случаях.^[2] Также необходимо, чтобы газ BIBS не был загрязнен газом камеры, так как это может отрицательно повлиять на декомпрессию.^[1]

Когда этот формат BIBS установлен, он также может использоваться для аварийной подачи газа для дыхания в случае загрязнения атмосферы камеры,^[1] хотя в таких случаях загрязнение выдыхаемым газом BIBS обычно не имеет значения.^{[нужна цитата ]}

BIBS с местной вентиляцией

Когда загрязнение внутренней атмосферы не имеет значения, и когда внешнее давление окружающей среды выше, чем в занятом пространстве, выдыхаемый газ просто сбрасывается во внутренний объем, не требуя специального регулирования потока, кроме простого обратного клапана. Механизм подачи и выпуска клапана BIBS для этого приложения такой же, как у регулятора второй ступени акваланга или дыхательного аппарата дыхательного аппарата, и их можно использовать для этой цели с небольшими изменениями или без них.^{[нужна цитата ]}

Приложения

Гипербарическая кислородная терапия

Традиционный тип барокамера для терапевтической рекомпрессии и гипербарической кислородной терапии представляет собой жесткую оболочку сосуд под давлением. Такие камеры могут работать при абсолютном давлении обычно около 6 бары (87 psi ), 600,000 Па или больше в особых случаях.^[2] Обычно ими управляют военно-морские силы, профессиональные дайвинг-организации, больницы и специализированные центры рекомпрессии. Они варьируются по размеру от полупортативных, рассчитанных на одного пациента, до комнат размером с комнату, в которых можно лечить восемь или более пациентов. Они могут быть рассчитаны на более низкое давление, если они не предназначены в первую очередь для лечения травм при нырянии.

Компрессионная камера для одного пострадавшего ныряльщика.

В более крупных многоместных камерах пациенты внутри камеры дышат через «кислородные колпаки» - гибкие прозрачные мягкие пластиковые колпаки с уплотнением вокруг шеи, похожим на космический костюм шлем - или плотно прилегающий кислородные маски, которые поставляют чистый кислород и могут быть предназначены для непосредственного выпуска выдыхаемого газа из камеры. Во время лечения пациенты большую часть времени дышат 100% кислородом, чтобы максимизировать эффективность лечения, но имеют периодические «воздушные паузы», во время которых они дышат воздухом камеры (21% кислорода), чтобы снизить риск кислородное отравление. Выдыхаемый газ для обработки должен быть удален из камеры, чтобы предотвратить скопление кислорода, которое может создать опасность пожара. Сопровождающие могут также иногда дышать кислородом, чтобы снизить риск декомпрессионная болезнь когда они покидают камеру. Давление внутри камеры увеличивается путем открытия клапанов, позволяющих воздуху под высоким давлением поступать из баллоны для хранения, которые заполняются воздушный компрессор. Содержание кислорода в воздухе камеры поддерживается между 19% и 23% для снижения риска возгорания (максимум 25% для ВМС США).^[2] Если в камере нет скруббера для удаления углекислого газа из газа камеры, камера должна иметь изобарную вентиляцию для удержания CO.₂ в допустимых пределах.^[2]

Лечебная рекомпрессия

Гипербарическая оксигенотерапия была разработана для лечения расстройства дайвинга вовлечение пузырьков газа в тканях, таких как декомпрессионная болезнь и газовая эмболия, и до сих пор считается окончательным лечением этих состояний. Рекомпрессия лечит декомпрессионную болезнь и газовую эмболию за счет повышения давления, что уменьшает размер пузырьков газа и улучшает транспортировку кровь к нижележащим тканям. Удаление инертного компонента дыхательного газа путем вдыхания кислорода обеспечивает более сильный градиент концентрации для удаления растворенного инертного газа, все еще находящегося в тканях, и еще больше ускоряет сокращение пузырьков за счет растворения газа обратно в кровь. После устранения пузырьков давление постепенно снижается до атмосферного. Повышенное парциальное давление кислорода в крови может также способствовать восстановлению тканей, испытывающих недостаток кислорода в крови после закупорки.

Неотложная помощь при декомпрессионная болезнь следует графику, указанному в таблицах лечения. В большинстве процедур давление восстанавливается до 2,8 бар (41 фунт / кв. Дюйм) абсолютного давления, что эквивалентно 18 м (60 футов) воды, в течение 4,5–5,5 часов, при этом пострадавший дышит чистым кислородом, но периодически делает перерывы на воздухе для снижения кислородного отравления. В серьезных случаях, возникших в результате очень глубоких погружений, для лечения может потребоваться камера, способная выдерживать максимальное давление 8 бар (120 фунтов на квадратный дюйм), что эквивалентно 70 м (230 футов) воды, и возможность подачи воды. гелиокс и найтрокс как дыхательный газ.^[5]

Декомпрессия поверхности

Дайверы, дышащие кислородом в камере после погружения на 240 футов (73 м)

Декомпрессия на поверхности - это процедура, при которой часть или все обязательные этапы декомпрессии выполняются в декомпрессионной камере, а не в воде.^[6] Это сокращает время, которое дайвер проводит в воде, подверженной опасностям окружающей среды, таким как холодная вода или течения, что повышает безопасность дайвера. Декомпрессия в камере более контролируемая, в более комфортных условиях, и кислород можно использовать при более высоком парциальном давлении, поскольку нет риска утопления и меньшего риска судорог, вызванных кислородным отравлением. Еще одно оперативное преимущество состоит в том, что после того, как водолазы оказываются в камере, новые водолазы могут быть доставлены с панели для подводного плавания, и операции могут продолжаться с меньшей задержкой.^[7]

Типичная процедура поверхностной декомпрессии описана в Руководстве по дайвингу ВМС США. Если не требуется 40-футовая остановка в воде, дайвер сразу выходит на поверхность. В противном случае вся необходимая декомпрессия до остановки на 40 футов (12 м) включительно будет выполнена в воде. Затем ныряльщик всплывает на поверхность и в камере нагнетается давление до 50 футов (15 футов) в течение 5 минут после того, как он оставил в воде глубину 40 футов. Если этот «поверхностный интервал» от 40 футов в воде до 50 футов воды в камере превышает 5 минут, взимается штраф, поскольку это указывает на более высокий риск развития симптомов ДКБ, поэтому требуется более длительная декомпрессия.^[7]

В случае, если водолаз успешно подвергается повторной компрессии в пределах номинального интервала, он будет декомпрессирован в соответствии с графиком, указанным в таблицах воздушной декомпрессии для поверхностной декомпрессии, предпочтительно кислородом, который используется от 50 fsw (15 msw), парциальное давление 2,5 бар. Продолжительность остановки 50 fsw составляет 15 минут для таблиц Revision 6. Затем в камере происходит декомпрессия до 40 fsw (12 msw) для следующей стадии до 4 периодов по 30 минут каждый на кислороде. Остановка также может быть сделана на 30 мс (9 мс) для дальнейших периодов на кислороде согласно расписанию. Воздушные паузы продолжительностью 5 минут делаются в конце каждых 30 минут дыхания кислородом.^[7]

Системы насыщения аварийным газом

Во время декомпрессии от насыщения будет достигнуто давление, при котором дальнейшее повышение концентрации кислорода вызовет неприемлемую опасность пожара, в то время как поддержание его на приемлемом уровне для риска возгорания будет неэффективным для декомпрессии. Подача BIBS дыхательного газа с более высоким содержанием кислорода, чем в атмосфере камеры, может решить эту проблему. Если атмосфера в насыщенной среде обитания загрязнена, жители могут использовать имеющиеся маски BIBS во время чрезвычайной ситуации и получать незагрязненный дыхательный газ до тех пор, пока проблема не будет решена.^[1]

Подводное аварийное газоснабжение

Подводные системы BIBS предназначены для обеспечения экипажа воздухом качества для дайвинга или дыхательным газом найтрокс в ситуации аварийного покидания, когда внутреннее пространство может быть частично или полностью затоплено, а давление может быть значительно выше атмосферного.^[8]^[9]

Подающий газ подается из хранилища высокого давления с давлением, автоматически компенсируемым по глубине, и распределяется по резервуару в места, где при необходимости могут быть подключены дыхательные блоки.^[8]^[10]^[9]