正壓式消防空氣呼吸器（self-contained positive 壓強 air breathing apparatus for fire-fighting）,是一種自給開放式消防空氣呼吸器，主要作為消防救援人員在進行滅火救援行動時為防止吸入對人體有害的毒氣、煙霧、懸浮于空氣中的有害污染物或在缺氧環(huán)境中使用的一種個人呼吸防護裝備。
正壓式消防空氣呼吸器主要是由氣瓶總成、減壓器總成、全面罩總成、背托總成、快速充氣裝置（選裝）等部件構(gòu)成。正壓式消防空氣呼吸器具有自帶壓縮空氣源（氣瓶），利用面罩與佩戴者面部周邊緊密貼合，讓佩戴者的面部和呼吸器官與外界有毒空氣隔離，或者使佩戴者在缺氧環(huán)境中能夠正常呼吸。
正壓式消防空氣呼吸器因使用方便經(jīng)濟、適用范圍廣、呼吸阻力小、視野開闊等特點而被廣泛應(yīng)用于消防、石油化工、危化品、冶煉等行業(yè)或高層建筑、地下空間等場所進行滅火救援和救護工作。
發(fā)展歷史
19世紀(jì)30年代煤礦事故多發(fā)，造成了嚴(yán)重的財產(chǎn)損失和礦工傷亡。為保障礦工安全，以及為礦井事故救援提供技術(shù)保障，空氣呼吸器就應(yīng)運而生了。由于技術(shù)有限，當(dāng)時的空氣呼吸器為面罩內(nèi)的氣壓低于外界環(huán)境壓力的負(fù)壓式空氣呼吸器。
20世紀(jì)初到20世紀(jì)80年代，到了空氣呼吸器發(fā)展的成長階段。隨著空氣呼吸器技術(shù)的不斷發(fā)展，在20世紀(jì)40年代發(fā)明了自給正壓式空氣呼吸器。空氣呼吸器由負(fù)壓到正壓，是技術(shù)上的重大突破，使空氣呼吸器發(fā)生了革命性改變。在當(dāng)時，正壓式空氣呼吸器因安全性高、佩戴舒適、呼吸順暢等優(yōu)勢成為空氣呼吸器發(fā)展的主流方向。1975年，德國的德爾格（DRAGER）公司生產(chǎn)制造的PA80型空氣呼吸器因其自身優(yōu)勢，成為正壓式空氣呼吸器國際標(biāo)準(zhǔn)制定的標(biāo)桿。20世紀(jì)50年代，德國AUER公司的BD55型空氣呼吸器配置到市政消防領(lǐng)域。1988年，中國研制出了自己的第一代正壓式空氣呼吸器。80年代末，美國梅思安的產(chǎn)品進入中國。90年代中期，美國斯科特公司、法國巴固公司等國外公司產(chǎn)品相繼進入中國，推動了正壓式空氣呼吸器的迅速發(fā)展。
從20世紀(jì)80年代開始，是正壓式空氣呼吸器發(fā)展的成熟階段。這個階段正壓式空氣呼吸器的設(shè)計原理俞趨成熟，防老化、耐腐蝕、耐高溫以及防火、阻燃等材料廣泛應(yīng)用到正壓式空氣呼吸器，提高了安全性。高強度碳素纖維的應(yīng)用，使正壓式空氣呼吸器的氣瓶強度增強，同時將氣瓶的整體質(zhì)量降至鋼制氣瓶的三分之一左右，氣瓶的安全性能和攜帶便捷性得到更大提升。
工作原理
正壓式消防空氣呼吸器的工作原理是：瓶內(nèi)的高壓空氣通過瓶閥進入減壓裝置，經(jīng)過減壓后輸出0.6MPa0.9MPa的中壓氣體，中壓氣體經(jīng)過中壓導(dǎo)氣管進入面罩總成上的供氣閥，供氣閥向佩戴者提供一定流量的空氣。
佩戴者吸氣時，面罩內(nèi)形成負(fù)壓，同時在正壓彈簧的作用下，激勵相關(guān)組件動作，開啟供氣閥活門向佩戴者供氣。佩戴者呼氣時，呼氣閥打開，將呼出的氣體排出面罩。
結(jié)構(gòu)組成
正壓式消防空氣呼吸器主要是由氣瓶總成、減壓器總成、全面罩總成、背托總成、快速充氣裝置（選裝）等部件構(gòu)成。
氣瓶總成
氣瓶總成是用來貯存高壓壓縮空氣的部件。氣瓶采用全纏繞式碳纖維復(fù)合材料，并以玻璃鋼等高強度纖維在鋁合金內(nèi)膽外圍纏繞制成，額定儲氣壓力為30MPa。常見的氣瓶公稱容積劃分為：3L、4.7L、6.8L、8L、9L、12L。
氣瓶閥連接在氣瓶上，主要作用是控制氣瓶內(nèi)壓縮氣體的進出。氣瓶閥上裝有過壓保護膜片，一旦瓶內(nèi)壓力超過額定壓力的30%，過壓保護膜片就會爆破，達到氣瓶安全泄壓的目的，保證氣瓶使用安全。
減壓器總成
減壓器總成主要由減壓器、手輪、壓力表、報警器、中壓安全閥、中壓導(dǎo)氣管和他救接插件組成。減壓器總成安裝在背托總成上，采用螺紋方式，通過手輪擰緊連接到氣瓶閥。減壓器組件的作用是將氣瓶內(nèi)壓縮空氣減壓后，輸出0.7MPa的中壓氣體，再經(jīng)過中壓導(dǎo)氣管輸送至供氣閥以供人員呼吸的裝置。
當(dāng)減壓器由于異常情況導(dǎo)致中壓升高時，中壓安全閥會自動開啟泄壓，確保中壓導(dǎo)氣管和供氣閥保持安全狀態(tài)。中壓導(dǎo)氣管上有一個快速插頭，可以快速將供氣閥與減壓器相連接。必要時，將他救接頭連接到中壓導(dǎo)氣管上，只需要另加一套供氣閥面罩總成，就可以實現(xiàn)兩人同時使用同一個氣瓶，實現(xiàn)緊急救助的目的。
壓力表用于顯示氣瓶內(nèi)的壓力情況，具有夜光顯示功能，以便于佩戴人員在光線較弱的環(huán)境下觀察瓶內(nèi)壓力。報警器采用前置氣動報警方式，使用時掛于左胸前。當(dāng)氣瓶內(nèi)壓力下降至（5.50.5）MPa時，報警器發(fā)出聲音報警，提示當(dāng)前瓶內(nèi)壓縮空氣已不足。
全面罩總成
全面罩總成是用來罩住面部，阻止有毒有害氣體進入人體的呼吸系統(tǒng)。目前最常見的是供氣閥與面罩一體化設(shè)計，無需進行供氣閥與面罩連接操作。氣源切換開關(guān)可以讓佩戴者實現(xiàn)環(huán)境空氣與瓶內(nèi)氣體自由切換使用，達到快速操作、節(jié)約用氣的目的。
面窗采用全視野球面設(shè)計，讓佩戴者上下左右視野都能達到最佳。面罩外表層經(jīng)過高強度硬化處理，具有強的耐磨性。面罩內(nèi)表層采用納米防霧技術(shù)，佩戴人員呼吸時不會結(jié)霧而影響視線。供氣閥面罩總成采用網(wǎng)狀頭帶佩戴的方式，佩戴舒適穩(wěn)固，收緊操作簡便。
壓力平視顯示裝置安裝在供氣閥上，它是由接收顯示裝置與監(jiān)測發(fā)射模組組成的一種氣壓狀態(tài)提示裝置。佩戴人員不需低頭查看壓力表就可以直觀了解瓶內(nèi)壓力的狀況，減少佩戴人員低頭查看壓力表的頻次，避免分散佩戴人員注意力而造成危險。 接收顯示裝置主要是通過3個不同顏色和狀態(tài)的氣壓指示燈來指示瓶內(nèi)壓力。
氣瓶壓力值對應(yīng)接收顯示裝置的狀態(tài)：
背托總成
背托總成的作用是安裝和支撐氣瓶總成和減壓器總成，可以使人員更好地佩戴整套裝具。背托總成主要是由背具、背具帶、帶扣、腰墊以及固定氣瓶的瓶帶組成。
快速充氣裝置
快速充氣裝置是由三通接插件、高壓管、快速充氣接頭三部分組成，與減壓器直接相連。快速充氣裝置是一種可以快速給氣瓶充氣的裝置，使用者不需要將氣瓶拆下來就可以直接給氣瓶充氣，這樣可以縮短應(yīng)急響應(yīng)時間，提高滅火救援效率。一般來講，快速充氣裝置屬于選裝裝置。
特點
正壓式消防空氣呼吸器是應(yīng)用最為廣泛的呼吸防護器具，與其它呼吸保護器具相比，正壓式消防呼吸器在適用范圍、日常使用、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟性和維護保養(yǎng)等方面具有一定優(yōu)勢，但在供氣時長方面存在一定的短板，其特點為：
應(yīng)用領(lǐng)域
滅火救援
燃燒產(chǎn)生的火災(zāi)煙氣是導(dǎo)致人員死亡的直接原因之一，因此在火災(zāi)環(huán)境中做好個人的呼吸防護尤為重要。正壓式消防空氣呼吸器最常見的應(yīng)用就是作為消防救援人員在進行滅火過程中的一種呼吸防護器具，它可以有效防止因火災(zāi)產(chǎn)生的濃煙、有毒有害氣體或顆粒對消防救援人員造成傷害，保障安全有效地滅火。在深井、洞穴、地下空間等缺氧環(huán)境中救援以及處置運輸危化品車輛泄露、化工裝置泄露事故時，消防救援人員也會用到正壓式消防空氣呼吸器。
石油化工
石油化工生產(chǎn)具有其特殊性，很多原料、產(chǎn)品都具有易燃易爆和有毒有害的特點，同時生產(chǎn)裝置設(shè)備及管線眾多，大部分工段會涉及到高溫、高壓和深冷，發(fā)生物質(zhì)泄露和火災(zāi)的風(fēng)險比較大。在石油化工生產(chǎn)中，正壓式消防空氣呼吸器主要是在有毒有害氣體突發(fā)泄漏事故后，應(yīng)急人員佩戴進行處理、消除事故隱患和緊急救護逃生過程中保障人員的安全和健康所使用的個人防護用品。
船舶消防
船舶一旦發(fā)生火災(zāi)，船上人員的生命財產(chǎn)安全將受到嚴(yán)重威脅。正壓式消防空氣呼吸器是船舶消防設(shè)備的重要組成部分，是SOLAS公約強制船舶必須配備的設(shè)備，它在船舶發(fā)生火災(zāi)時進行救人、探查火源以及滅火行動中發(fā)揮著重要的作用。它能有效防止缺氧窒息、濃煙及有害氣體對人體的侵害，保證船舶滅火和救人順利進行。
糧食熏蒸
糧食熏蒸是糧食保管工作中的一項殺蟲作業(yè)，且具有一定的計劃性。在害蟲感染達到一定的程度時，在密封條件下，在糧食中投埋一定量的磷化鋁、磷化鈣等藥品，這些藥品吸收糧食中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就會釋放磷化氫，磷化氫是劇毒氣體，從而達到殺蟲的效果。磷化氫主要由呼吸道進入人體，當(dāng)人在500ml/立方米濃度的毒氣中半小時就會致命，因此在糧食熏蒸作業(yè)中，需要用到正壓式消防空氣呼吸器以防止吸取有毒氣體，為廣大糧食熏蒸作業(yè)人員提供最大限度的安全防護。
發(fā)展趨勢
正壓式消防空氣呼吸器的發(fā)展趨勢應(yīng)基于最大限度保證佩戴者的安全，這也是未來正壓式消防空氣呼吸器技術(shù)性能發(fā)展的重要支撐。基于信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，空氣呼吸器變得更加智能和先進，使其從單一功能進階到集通訊、顯示、快充、他救于一體的生命保障系統(tǒng)。
延長有效使用時間
正壓式空氣呼吸器的有效使用時間直接影響佩戴者執(zhí)行任務(wù)的效率和安全。延長正壓式消防空氣呼吸器的有效使用時間將會極大地提高其效能，幫助佩戴者更好地執(zhí)行任務(wù)，又能提供更好的安全保障。不論通過增加氣瓶容積、還是提高氣瓶壓力，或者增設(shè)監(jiān)測外界環(huán)境裝置的切換開關(guān)來延長有效使用時間都存在弊端。如何延長有效使用時間，又能保障攜帶和使用方便，同時又要兼顧可靠性和經(jīng)濟性是一個值得研究和探索的課題，意義也十分重大。
提高使用安全性
正壓式消防呼吸器雖然具備聲響低壓報警功能和配備壓力顯示裝置，但在一些復(fù)雜環(huán)境中，佩戴者可能聽不見報警聲和觀察不到壓力顯示裝置，導(dǎo)致其無法掌握氣瓶壓力狀態(tài)而無法保障有足夠的空氣撤離。因此，正壓式消防空氣呼吸器的功能方面增加監(jiān)控功能是未來關(guān)注的方向。通過監(jiān)控功能，可以跟蹤佩戴者使用正壓式消防空氣呼吸器的情況，包括氣瓶壓力、佩戴者的運動及呼吸狀態(tài)、剩余的有效使用時間以及佩戴者實時位置跟蹤等。同時，為彌補低壓報警裝置和壓力顯示裝置的不足，可以增加壓力抬頭可視功能。利用HUD，將環(huán)境溫度、氣瓶實時壓力、剩余有效使用時間等數(shù)據(jù)顯示于面罩內(nèi)，避免佩戴者注意力被干擾而無法及時注意正壓式消防空氣呼吸器的狀態(tài)。
提高智能化程度
基于人工智能技術(shù)的發(fā)展，未來正壓式消防空氣呼吸器將發(fā)展成智能化的空氣呼吸系統(tǒng)，可以實現(xiàn)壓力顯示、氣瓶狀態(tài)、剩余有效使用時間、環(huán)境溫度等信息。同時可以接收撤退等指示命令信息，以及具有跌倒聲光報警、求救報警、環(huán)境溫度報警、實時定位、身份自動讀取等功能。并且所有監(jiān)控數(shù)據(jù)自動保存和實時無線傳送到外部顯示器，外部人員就能及時掌握佩戴者及內(nèi)部環(huán)境狀態(tài)，為作出指示命令提供參考。
注意事項
正壓式消防空氣呼吸器主要使用在缺氧和有毒有害氣體的環(huán)境中，佩戴者需要了解使用注意事項才能真正發(fā)揮其作用和保障使用過程中的安全。
參考資料 >