正压氧气呼吸器安全性能的分析与探讨

1、正压氧气呼吸器安全性能的分析与探讨矿山救护队是处理矿井火灾、瓦斯、煤尘、水和顶板等灾害事故的专 业队伍，在井下事故处理过程中，面临着烟雾、窒息性、有毒有害气 体等恶劣环境， 而氧气呼吸器就成为救护指战员进入灾区的必要装备， 它被视为救护指战员的救命器。氧气呼吸器主要分为正压呼吸器和负压呼吸器。现阶段，我国使用的氧气呼吸顺主要是负压呼吸器，型号主要有ahy-6型、agh-4型和agh-2 等。而正压呼吸器主要有美国的 biopak-240型、德国的bg4型、抚顺 的hyz4型、虹安公司组装的biopak-240型以及抚顺安全仪器厂用ahy-6 型负压呼吸器改装的pb4型正压呼吸器。1 正、负压氧

2、气呼吸器原理的分析与比较 所谓正压、负压是相对于外界环境大气压而言的，是指氧气呼吸器整 个闭路循环系统在人员吸气时，其系统内的气体压力大于外界大气时 为正压，小于外界大气压时为负压。但无论是正压还是负压呼吸器， 其基本原理都大致相同，都有一个供氧系统和一个封闭的呼吸循环系 统。氧气呼吸器由高压氧气瓶经减压器减压后，通过定量孔供氧至储 气囊，再由吸气软管与人的呼吸系统相连。人体呼出二氧化碳气体经 呼气软管，进入二氧化碳吸收剂容器，过滤二氧化碳后的气体再进入 储气囊循环利用。当系统内气体不足，压力降低到一定值时，自动补 给阀打开向系统内供氧。 紧急情况下，可用手动补给阀向系统内供氧。 系统内多余的

3、气体则由排气阀排出。气路循环系统如图 1 所示。图 1 正、负压氧气呼吸气气路循环系统 尽管正压与负压氧气呼吸器在原理方面基本相似，但正压氧气呼吸器 究竟是如何保持始终是正压的呢？首先从负压产生的原因分析。负压 呼吸器在供氧状态下，气囊在内部气体与外界压力的作用下，处于均 衡状态，呼吸器系统内的压力和外界气压一样。由于定量供氧连续均 衡地向系统内供氧，而人体呼吸是有频率的、间断的，并且在不同状 态下，消耗的氧气也不相同，人体每次的吸气量必然大于那一时刻的 定量供氧量。一旦人员吸气，系统内的气体必然减少，在定量供氧量 还未来得及供氧的情况下，系统内的气体压力必然小于外界大气压， 即系统处于负压状

4、态。对于正压氧气呼吸器来说，关键是要始终保持正压。系统内产生正压 的原理在于它的呼吸舱膜片（或气囊壁）上有一个加载弹簧，它保证 了整个呼吸循环系统的呼吸气、 吸气过程中始终保持正压。 这是因为， 正压呼吸器定量向呼吸舱 （或气囊） 供氧，呼吸舱膨胀压缩加载弹簧， 加载弹簧在呼吸舱上产生反作用力。当呼吸舱处于平衡状态时，系统 内的气压就等于弹簧力加上外界大气压，那么系统内的气压必然大于 外界大气压。当人员吸气时，呼吸舱内气体减少，弹簧反弹，其压缩 量减少，弹力降低，但系统内的气压仍然大于外界大气压。当系统内 正压小于某一值时，自动补气阀则打开供气，保持系统内正压始终在 某一范围。在呼气时，人体不

5、消耗氧气，系统内的气压仍是大于外界大气压。2 正压氧气呼吸器安全性能的分析（1）正压呼吸器的呼吸循环系统始终是一个正压工作系统，可以避免 外界大气污染物渗透进入面罩，即使系统接头不严密或者出现破损漏 气，外界有害气体也不会渗入到系统内，只能是系统内的气体往外泄 漏露，从而可以避免佩戴者吸入有毒有害的气体而中毒。而负压呼吸 器若出现漏气情况，则有毒有害气体容易渗入到系统内，从而导致佩 戴者中毒。这也正是正压呼吸器优越于负压呼吸器最主要的原因。（2）正压呼吸器的面罩明显优于负压呼吸器的口具和鼻夹。首先，安 全性高，这点也是最主要的。在灾区救灾时，工作环境恶劣，队员常 常出现碰撞、拌倒现象，导致口具

6、、鼻夹脱落，造成人员中毒伤亡。 同时，队员在灾区受高温影响容易产生头晕现象，这种头晕轻则影响 工作效率，重则因头晕吐掉口具、掉下鼻夹，高浓度的灾害气体就会 被吸入到体内，造成人员中毒伤亡。另外在灾区抬伤员时，伤员容易 失手打掉队员的口具和鼻夹，造成队员中毒伤亡。而正压呼吸器的面 罩则避免了脱落口具和鼻夹的现象，即使面罩出现松动漏气，也是面 罩内的气体往外泻，人员不会因此而中毒。其次，佩戴也非常舒适。 我们习惯于用鼻子呼吸，但佩戴负压呼吸器，必须用鼻夹夹住鼻子， 用嘴呼吸，既不习惯也不舒服。另外，正压呼吸器可以在灾区通话， 能够非常方便、清楚、有效地进行交流。在灾区侦察或工作都需要相 互联系，佩

7、戴负压呼吸器只能用打点、 打手势或写字的方式进行联系， 严禁通过口具讲话，否则会吸入灾区有害气体而中毒。（3）正压呼吸器具有声光报警系统。在灾区工作时，必须保留5mpa的氧气以备返回途中使用。佩戴负压呼吸器必须经常观察压力表，任 何一个队员发现自己的压力到了规定值时，必须打点提示，以便指挥 员指挥退出灾区，但当遇到火灾事故，烟雾大、能见度低、防烟眼镜 片气较多时，队员很难观察清楚压力表，指挥员只能凭经验决定退出 灾区时间。而正压呼吸器具有声光报警系统，当氧气瓶内压力降到额 定值的25%左右时，报警器以92db的声强鸣响约1min,当报警器鸣 响时，以提醒佩戴者本呼吸器最多还有 1h的作用时间。

8、这样救护指挥 员可以决定何时该退出灾区。（4）正压呼吸器具有较高的稳定性,而稳定性取决于其自身结构。负 压呼吸器的定量供氧、自动补给阀、自动排气阀都是可以调整的,调 好之后用紧固件锁死。 一旦仪器受到震动、 碰撞,紧固件松动, 流量、 补气和排气都会受到影响,致使仪器不合格。而正压呼吸器的定量供 氧、自动补给阀、自动排气阀都是厂家调整好固定起来的,使用者是 不能调整的。另一方面,负压呼吸器的接头连接处或用丝口紧固,或 用绳子扎接,很容易漏气。而正压呼吸器的所有接头连接处均有卡子 卡紧,用螺栓紧固,不易漏气。这样就保证了正压呼吸器的流量、补 气、排气和气密性等性能的稳定。（ 5）正压呼吸器比较容

9、易维护保养。无论是进口、组装、还是仿制的 正压呼吸器, 其构造设计科学, 所用塑料、橡胶、钢材等材料质量高。再加上较高的工艺技术，使得整套仪器故障率较低，既节省了时间，也增加了队员在灾区处理事故时的安全系数。在日常保养中，负压呼 吸器零部件容易老化，损坏率较高，导致呼吸器故障率较高。而且一 周检查一次，一次至少检查 5 项内容。同时，负压呼吸器的气囊外露， 很容易破损。而正压呼吸器的呼吸舱为硬质橡胶结构，不易破损。而 且在一般情况下，正压呼吸器每月才需检查一次，主要检查气密性和 流量，非常方便。3 问题探讨（1）在灾区受高温影响，佩戴面罩时，队员面部的汗水不易蒸发，常 感觉面部膨胀难受。同时，

10、由于佩戴初期，保明片防雾性能欠缺，导 致人员视线受阻，观察不清。是否考虑研制出带发话器的半面罩，在 无烟雾时佩戴，既感觉面部舒适，又能看得清楚，也可在全面罩上安 装上刷雾器，同时生产多规格的面罩，适用于不同脸型的人。（2）进口或组装的正压呼吸器是根据欧美人体型设计的，体积和重量 相对我们来说都偏大，在救灾中非常不便。建议从氧气瓶、呼吸舱和 清净罐上考虑，减少其体积或重量，或者从材料选择方面考虑，使用 安全性能高、质地轻的材料。还应该加强对 co2 吸收剂的研制，选择 量少但效果好的 co2 吸收剂。在流量方面，也可以调小一些，从而减 少氧气瓶的体积。总之，要从全方位减小其体积和重量。（3）应加强研制穿雾透明装置。在处理火灾事故时，烟雾弥漫，严重 时，伸手不