闭路呼吸器。 循环呼吸器
循环呼吸器（闭环装置）
顾名思义，这些设备的工作原理是使用呼出气体。
正如我们从 呼吸器文章的第一部分，在呼吸的过程中，人体从呼吸混合气中吸收约4%的氧气，并释放出4%的二氧化碳。 这意味着为了重复使用呼吸混合物，您需要从中提取 CO2 并添加 O2。
为了从呼吸混合物中提取 CO2，ZC 设备使用两种类型的吸收器。 再生和钙质。
再生吸收器除了直接吸收 CO2 外，还会在运行过程中释放氧气。
这似乎很好，但是，正如他们在一个笑话中所说，其中存在细微差别。 而且并不孤单。
化学反应取决于外部条件，几乎不可能影响释放的氧气量。 如果在 1 ata 的压力下使用 YES，那么这没有什么问题，但是在呼吸混合物中过量氧气含量导致的外部压力超过 XNUMX 的情况下，可能会出现问题，我在 关于YES的文章第三部分.
同样在再生物质中，石棉被用作活性物质烧结的补救措施，因为在化学反应过程中：
4KO2 + 2CO2→2K2CO3 + 3O2
产生热量。
好吧，潜水员的额外奖励是：当呼吸回路充满水时，会发生以下反应：
H2O + KO2 = KOH + O2。
这个反应进行得非常剧烈，伴随着气泡、嘶嘶声和泡沫。
或许，您不需要向任何人解释如果苛性碱进入肺部会发生什么？
使用再生吸收器时还有一些不愉快的时刻。
正是由于这些原因，再生的使用正在下降。 例如，紧急情况部实际上放弃了再生设备。 军方仍在使用它，但这更多是由于缺乏现代DA的资金。
石灰清除剂在运行过程中吸收 CO2 而不排放氧气。 KhP-I（一种化学石灰吸收剂）的吸收反应如下所示：
Ca (OH) 2 + CO2 → CaCO3 + H2O
此外，吸收物质实际上不与水反应。 也就是说，当呼吸回路充满水时，就不会发生什么可怕的事情。
问题仍然存在：向混合物中添加氧气和（对于水下 DA）使呼吸回路中的压力与外部压力平衡。
最简单的装置，封闭式氧气循环呼吸器：
当气瓶阀 (10) 打开时，氧气通过减压器 (11) 流向肺需求阀 (7) 和手动旁路 (12)。
在吸入过程中，氧气通过肺部调节需求阀进入吸入袋 (6) 和吸入软管，通过止回阀 (3) 进入阀箱，并通过吸嘴 (1) 进入潜水员的肺部。
呼气时，氧气和二氧化碳的混合物通过止回阀（4）和呼气管进入装有吸收器（5）的罐中，在那里被净化掉二氧化碳，然后落回呼吸袋（ 6).
阀箱有一个特殊的阀 (2)，可让您关闭混合物进入咬嘴（以及水进入呼吸回路）的流动。 这是为了防止潜水员需要关闭电路（取下咬嘴）。
为了控制气缸中的氧气压力，压力表 (13) 连接到减压器。
当呼吸袋中的氧气被消耗掉时，缺氧会在下一次呼吸时使用肺需求阀或手动旁路进行补充。 浮出水面时，呼吸袋中多余的混合物通过蚀刻阀 (8) 排入水中。
由于呼吸实际上是用纯氧气进行的，因此氧气循环呼吸器潜水深度的限制因素是氧气的分压。
大多数KIP-8型的绝缘防毒面具都是按照这个方案工作的。
ASCR
ASCR（主动半封闭循环呼吸器）是一种具有活性气体供应的半封闭装置。
该装置的操作方案与氧气装置相同，不同之处在于通过喷嘴（7）加入连续供气回路，UAN（氧氮混合物）作为氧气含量更高的呼吸混合物比在空气中。
通过该回路，呼吸混合气从气缸中持续供应，多余的混合气通过蚀刻阀 (8) 排出。 应当理解，呼吸回路中的氧气含量将始终低于其在气瓶中所含混合物中的含量。
此类设备的安全浸入深度约为 40m。
还应注意的是，使用 ASCR 时的减压计算复杂且不精确，因为实际上无法计算呼吸回路中的氧气含量。
预应力SCR
PSCR（被动半封闭循环呼吸器）是一种具有被动供气的半封闭装置。
这是它的样子：
以及它的工作计划：
呼气时，气体从阀箱 (1) 进入由内 (3) 和外 (2) 两部分组成的吸气袋，通过呼气软管 (5)。 气体通过止回阀 (6) 进入内袋。
吸气开始后，阀门（7）关闭，内袋（5）的气体经放气阀（10）排入水中，外袋（6）的气体经滤毒罐排出吸收器 (4)、吸入软管 (2) 和阀箱 (1) 被送入潜水员的肺部。 由于外袋的容积小于潜水员肺部的容积，可折叠的吸气袋打开供气阀 (8)。 并且在吸气结束时，气体通过连接到减压器中压室的供气软管（9）从气瓶供应到肺部。
与具有恒定供应量的设备相比，这种 DA 操作方案允许更准确地控制呼吸回路中的氧气含量，尽管它会少于来自气瓶的混合物中的氧气含量。 此外，使用这种类型的 DA 时的减压计算将非常接近 OT 的算法。
由于能够通过绝缘供应软管将所需气体连接到设备，PSCR 循环呼吸器实际上对使用深度没有限制（当然在合理范围内）。
呼吸袋（防肺）。 排气阀和用于连接供气软管的配件是可见的。
在这里，我想指出，在所有使用 DC 设备的减压潜水中，潜水员都会携带气体供应，以便如果循环呼吸器出现故障，潜水员可以上升，使用 OT 从预定潜水的任何点观察所有减压程序呼吸模式。 这种股票被称为“救助”。
因此，在使用 PSCR 时，循环呼吸器的工作气体同时是一种应急气体。 由于没有电子元件、机械强度高以及切换到开放循环时易于重新计算减压，此类设备非常受洞穴潜水员的喜爱。
欧共体
嗯，最后一种，最“先进”的设备类型：ECCR（电子闭环循环呼吸器）——一种带电子控制的闭环设备。
在操作中，该设备使用 2 种气体：氧气和“稀释剂”（diluent）。
稀释剂的配方适合在最大计划潜水深度下呼吸。 当您呼气时，气体通过止回阀 (4) 和呼气软管流入带有吸收器 (5) 的罐中。 通过罐，气体从 CO2 中纯化出来。 在罐的出口处，有 3 个氧传感器，用于测量混合物中的氧分压 (PPO2)。
根据传感器的读数，电子单元 (21) 通过电磁阀 (22) 从气瓶 (14) 注入氧气，使 PPO2 达到潜水员设定的值。
三个传感器用于更准确的测量，因为传感器本身不是很可靠。
系统以计算差异最小的两个读数的算术平均值为基础，忽略第三个读数。 此外，从二氧化碳中纯化并富含氧气的气体进入呼吸袋，吸入后通过软管到达阀箱和潜水员的肺部。
压力通过连接到稀释气瓶 (7) 调节器的中间压力端口的肺调节需求阀 (9) 来平衡。
从工作方案中可以看出，混合液只有在上升时才会排出，即浸入100米，呼吸袋的容积为6升时，昂贵的稀释剂的消耗量仅为~60升！
使用开放式呼吸循环进行相同潜水的潜水员会吸入数千升气体。
我是否需要写出 ECCR 是最经济（就气体消耗而言）的设备？
然而，氧传感器的设计复杂、使用寿命短和成本高，使得该设备的使用并不像乍一看那样经济。
MCCR.
还有另一种类型的 MCCR（手动闭环循环呼吸器）——一种电子控制的闭环装置。
这是一种简化版的 ECCR 设备。
它去除了控制电子设备，而不是电磁阀，氧气通过校准喷嘴不断供应到电路，但其数量不足以维持潜水员的生命。
因此，在操作过程中，呼吸混合物中的氧气含量缓慢下降，潜水员必须手动使用旁通阀 (17) 向混合物中添加氧气，并使用 1 个传感器控制其含量。
好吧，让我告诉你一些关于我们海军使用的设备。
IDA-59M
它看起来像这样：
作为 ISP-100（潜水艇绝缘设备）的一部分，该设备设计用于从沉没的潜艇中脱离最深达 60 米的深度。
在标准配置中，该设备使用 2 个氧气瓶和 KAGS。 吸收剂是一种再生物质 O3。 带有 KAGS（稀释剂）的气瓶通过减速器和肺控制需求阀连接到呼吸回路，就像在传统的氧合器中一样，但氧气是通过喷嘴持续供应的，就像在 ASCR 中一样。
然而，由于隔离的还原器，氧气只能供应到 55-65 米的深度。
一般情况下，IDA-59M 的作业深度可达 170 米。 为此，一个氦气瓶通过 DGB-1 配件连接到它，为超过 100 米深度的回路提供纯氦气。
IDA-71
专为深度达 40 m 的轻型潜水作业而设计。
根据相同的方案，它以封闭式氧气罐（高达 20 m）或深度超过 20 m 的形式工作，使用设备中包含 UAN 40/60（40% 氧气）的气瓶。
值得注意的是，该装置包含的不是一个，而是两个带有吸收器的罐：一个带有传统的 HP-I，第二个带有再生。
好吧，为了不起来两次，我会告诉你替代设计是的，用于在水下呼吸。
正如我在本文第一部分所写，人类需要氧气才能发挥作用。 每分钟需要大约 1 升的体积。 从水中获取氧气有两种方法。
1.提取溶解在水中的氧气。 即鱼中的一种鳃。
因此，有 4 到 9 毫克的氧气溶解在水（海）中。 很容易计算出，为了获得所需的 1 升重 1,43 克，我们需要从 200 升水中完全提取氧气。 而且你需要在1分钟内完成！
立即想象泵的大小及其电源。
现在 - 我们要通过什么泵？
事实上，实际上有一种硅胶膜能够“过滤”水中的氧气。 仅这种膜确保过滤一升氧气的面积约为 100 平方米。 米！ 而这些都是理想的条件。
事实上，一切都比这更可悲。
现在将上述内容与此相关联：
随着 Triton 氧气呼吸器的发展，您可以在水下自由呼吸。 本发明在潜水设备领域不需要笨重的气瓶，因此非常符合人体工程学。
调节器包括一个塑料咬嘴，您只需咬住即可。 面罩两侧的两个翅膀充当了海洋动物的高效鳃。 它们鳞片状的质地隐藏着小孔，水通过这些小孔被吸入呼吸器。 机翼内的腔室将氧气分离并将液体释放回 - 从而让您在水下舒适地呼吸。
以下是 Triton 工作原理的一些具体细节。
- 由于比水分子还小的小孔形式的过滤器，它可以在水下提取氧气。
- 得益于一个非常微型但非常强大的压缩机，它可以压缩氧气并将其储存在一个罐中。
“呼吸器的微型压缩机由下一代微型电池供电，比当今的电池小 30 倍——充电速度比它们快 1000 倍。
调节器包括一个塑料咬嘴，您只需咬住即可。 面罩两侧的两个翅膀充当了海洋动物的高效鳃。 它们鳞片状的质地隐藏着小孔，水通过这些小孔被吸入呼吸器。 机翼内的腔室将氧气分离并将液体释放回 - 从而让您在水下舒适地呼吸。
以下是 Triton 工作原理的一些具体细节。
- 由于比水分子还小的小孔形式的过滤器，它可以在水下提取氧气。
- 得益于一个非常微型但非常强大的压缩机，它可以压缩氧气并将其储存在一个罐中。
“呼吸器的微型压缩机由下一代微型电池供电，比当今的电池小 30 倍——充电速度比它们快 1000 倍。
如果有人怀疑，那么这里 现场 “开发商”。
赞赏？
我也在这里。
但是国内的发展（不知道叫什么）—— 水族呼吸器.
记住上述再生设备的外观和设备，并尝试想象它们在该设备内部的组件。
注意开发商公司的地址。 关于他们在斯科尔科沃 (Skolkovo) 的工作，您只需要了解这些。 纳米技术。
2.水解。 即通过将水分解为氧气和氢气来获得氧气。
反应如下：
2H2O + 能量 → 2H2 + O2。
将蒸馏 (!) 水加入反应器中，在电流的作用下，阴极释放 H2，阳极释放 O2。 理论上，您可以为这样的安装设想一个或多或少的紧凑型电源。
比如在理想条件下，要获得2升的氧气，就需要1块容量为18650的电池，另外就是安装本身有一定的体积和重量。 嗯，地球水库中的水在化学成分上与蒸馏相去甚远。
你可以争辩说你可以使用普通水，包括咸海水？
是的，这是可能的，只是为了将电解过程中获得的氧气用于呼吸，您必须提供一个系统来清除各种杂质。 并且杂质不是很好——例如氯。
另外，不可能充分利用氧气，我们回忆肺部气体交换的过程，是的。 在这里，我们要么提高了水解装置的生产率，要么 bо大多数氧气将被呼出到水中，如在开放式循环或呼吸循环中，如在循环呼吸器中。 具有吸收体、呼吸袋等属性。 这将适用于获取氧气的“过滤”装置。
也就是说，所有这些复杂的方案都只用一个氧气瓶代替了我们。 在目前的技术水平上，气球完全获胜。
事实上，实际上使用了上述获得氧气的方案。 水解装置 - 在核潜艇和膜装置 - 用于额外富含氧气的空气。 实际上，膜设备可以生产含氧量高达 60% 的混合物。
关于这个，我也许会完成对呼吸器的描述。
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