Dijelovi izolacijskog aparata
Sadržaj
U boci izolacijskog aparata je običan stlačeni zrak, ne kisik, pod tlakom do 300 bara. U masku ulazi pod tlakom od nekoliko milibara iznad okolnog. Između boce i maske su dva ventila koji spuštaju tlak, crijeva, manometar i zviždaljka. Ovo je pregled tog puta, dio po dio, i račun koliko zraka u boci stvarno ima.
Tri tlačna područja
Vatrogasni izolacijski aparat ima otvoreni krug. Izdahnuti zrak ne vraća se u sustav, nego kroz ventil izdaha izlazi u okolinu. Na putu od boce do lica zrak prolazi kroz tri tlačna područja.
| Područje | Tlak | Gdje |
|---|---|---|
| Visoki tlak | 200 ili 300 bara | boca, ventil boce, vod do manometra |
| Srednji tlak | oko 7 bara | crijevo od redukcijskog ventila do plućnog automata |
| Niski tlak | nekoliko milibara iznad okolnog | maska |
Dijelovi pod visokim tlakom ostaju na leđima. Crijevo koje ide preko ramena do maske nosi samo srednji tlak.
Boca
Boce su čelične ili kompozitne, s aluminijskom košuljicom omotanom ugljičnim vlaknima. Prazna čelična boca od 6 litara teži oko 8,5 kg, kompozitna od 6,8 litara oko 4 kg.
Količina zraka računa se množenjem obujma boce i tlaka, ali to vrijedi samo do oko 200 bara. Na 300 bara zrak se stlačuje slabije nego što taj račun predviđa, pa ga je u boci oko 10 % manje. Boca od 6,8 litara na 300 bara ne sadrži 2040 litara zraka, nego oko 1840.
Ventil boce pri uporabi se otvara do kraja. Neki ventili imaju osigurač koji, ako se ventil odlomi, ograniči istjecanje na oko 600 litara u minuti, pa boca ne poleti.
Bocu ne treba prazniti do kraja. U potpuno praznu bocu ulazi vlaga, a vlaga se u ventilima smrzava kad se zrak pri širenju naglo ohladi. Iz istog razloga zrak kojim se boce pune mora biti vrlo suh.
Redukcijski ventil
Redukcijski ventil spušta tlak iz boce na srednji tlak, obično oko 7 bara. U njemu su klip i opruga. Kad korisnik udahne, srednji tlak padne, opruga pomakne klip i zrak iz boce poteče. Kad tlak naraste, klip zatvori prolaz. To se ponavlja pri svakom udahu.
Na strani srednjeg tlaka nalazi se sigurnosni ventil. Ako redukcijski ventil zakaže i srednji tlak poraste, sigurnosni ventil ispušta višak. Ovisno o izvedbi otvara se na 11 do 14 bara. Korisnik i dalje može disati, ali aparat je neispravan i treba odmah izaći.
Iz redukcijskog ventila izlaze dva voda: visokotlačni do manometra i srednjetlačni do plućnog automata. Mnogi aparati imaju i drugi priključak srednjeg tlaka, na koji se može spojiti plućni automat druge osobe.
Plućni automat i nadtlak
Plućni automat daje zrak samo dok korisnik udiše. U njemu je membrana koja preko poluge otvara ventil. U starijoj izvedbi ventil otvara podtlak koji nastane pri udahu. Tlak u maski tada je pri svakom udahu niži od okolnog, pa kroz svaku pukotinu na rubu maske ulazi dim.
Današnji vatrogasni aparati su nadtlačni. Dodatna opruga pritišće membranu, pa se ventil zatvara tek kad je tlak u maski 1 do 4 milibara viši od okolnog. Ventil izdaha ima svoju oprugu i otvara se na nešto višem tlaku, jer bi inače zrak stalno istjecao. Ako maska negdje propušta, zrak izlazi van, a dim ne ulazi.
Nadtlak nije stalan protok, jer se ventil zatvara pri svakom izdahu. Ne zamjenjuje ni brtvljenje. Propisi ni uz nadtlak ne dopuštaju bradu ni zaliske na rubu maske, a zrak koji izađe kroz rub maske je zrak kojeg više nema u boci.
Plućni automat mora moći dati mnogo više zraka nego što korisnik u prosjeku troši, jer udah traje manje od polovice ciklusa disanja. Američki propis, na primjer, traži protok veći od 200 litara u minuti.
Maska
Maska pokriva oči, nos, usta i bradu. Na njoj su vizir, brtveni rub, naglavne trake, govorna membrana, ventil izdaha i priključak za plućni automat. Unutra je manja, unutarnja maska koja pokriva samo nos i usta.
Udahnuti zrak najprije prolazi uz vizir, a tek onda kroz ventile ulazi u unutarnju masku. Tako se vizir ne magli. Unutarnja maska ujedno smanjuje prostor u kojem se izdahnuti zrak zadržava, pa korisnik ponovno udiše manje vlastitog ugljikova dioksida.
Vizir je od polikarbonata i toplinski je najslabiji dio aparata. U laboratorijskim ispitivanjima vanjska površina vizira dobila je sitne pukotine na oko 180 °C, mjehure na oko 200 °C i rupe na oko 270 °C. Kroz rupu nadtlak tjera zrak van i boca se brzo prazni. Pukotine ili mjehuri na viziru nakon požara znak su da je maska bila blizu te granice. Takva maska ne vraća se u uporabu.
Manometar i zviždaljka
Manometar pokazuje tlak u boci i jedini je pouzdan podatak o tome koliko je zraka ostalo. Kad tlak padne do određene granice, oglasi se zvučno upozorenje, najčešće zviždaljka.
Granica ovisi o normi. U većem dijelu Europe zviždaljka se oglasi na oko 55 bara, u britanskoj praksi više, tako da ostane zraka za desetak minuta, a u Sjevernoj Americi kad u boci ostane oko trećine sadržaja.
U boci od 6,8 litara 55 bara je oko 370 litara zraka, petina sadržaja, pri teškom radu manje od pet minuta. Tko krene van tek kad čuje zviždaljku, vraća se na pričuvi za nuždu.
Koliko zrak traje
Nazivno trajanje boce računa se s potrošnjom od 40 do 50 litara u minuti. Vatrogasci u radu troše znatno više. U mjerenju na petnaest profesionalnih vatrogasaca prosjek tijekom simuliranog gašenja bio je 82 litre u minuti, a u najtežem zadatku 102.
| Boca na 300 bara | Zraka u boci | 40 L/min | 80 L/min | 100 L/min |
|---|---|---|---|---|
| 6 L | oko 1620 L | 40 min | 20 min | 16 min |
| 6,8 L | oko 1840 L | 46 min | 23 min | 18 min |
| 9 L | oko 2430 L | 61 min | 30 min | 24 min |
To su minute do potpuno prazne boce, bez pričuve.
U jednom istraživanju vatrogasci su se u punoj opremi penjali stubama visoke zgrade. Na boci nazivnog trajanja 30 minuta prvo upozorenje oglasilo se nakon 8 minuta. U drugom su za isti zadatak pojedinci potrošili od 26 do 68 % boce. Zato svatko čita vlastiti manometar, a trajanje rada skupine određuje onaj tko troši najviše.
Povratak se planira prije ulaska. Jedno rašireno pravilo kaže da za povratak treba ostaviti dvostruko više zraka nego što je potrošeno u dolasku.
Aparat i sam umara. U mjerenjima je najveći primitak kisika s aparatom bio oko 15 % manji nego bez njega. Veći dio tog pada dolazi od disanja kroz plućni automat, a manji od tereta na leđima.
Provjera prije uporabe
Prije uporabe aparat se kratko provjeri. Koraci su svugdje isti, brojevi nisu.
- Pregled aparata, remenja i maske.
- Otvaranje ventila boce i očitanje tlaka.
- Provjera nepropusnosti: ventil boce se zatvori i prati se pada li tlak na manometru.
- Provjera upozorenja: zrak se polako ispušta dok se zviždaljka ne oglasi.
- Provjera brtvljenja maske na licu.
U srednjoj Europi boca obično mora imati najmanje 90 % nazivnog tlaka, a tlak u jednoj minuti smije pasti najviše 10 bara. Drugdje su granice drukčije. Vrijede upute proizvođača i propisi koji obvezuju postrojbu.
Nakon svake uporabe maska i plućni automat se čiste i dezinficiraju. Prije spremanja moraju biti potpuno suhi, jer se voda zaostala u automatu smrzava jednako kao vlaga iz boce.
Izvori
- Hessische Landesfeuerwehrschule, Aufbau und Funktion eines Pressluftatmers (2020.)
- vfdb-Richtlinie 08-40, prilog 2: održavanje i ispitivanje izolacijskih aparata
- Feuerwehr-Dienstvorschrift 7, Atemschutz
- 42 CFR Part 84, američki propis o odobravanju zaštitnih naprava za disanje
- Operational Guidance: Breathing Apparatus, Ujedinjeno Kraljevstvo (2014.)
- Luxfer, tehnički list kompozitne boce 6,8 L / 300 bara
- Holmér i Gavhed 2007, potrošnja zraka pri gašenju
- Williams-Bell i sur. 2010, potrošnja zraka u visokoj zgradi
- Williams-Bell i sur. 2010, potrošnja zraka u podzemnoj željeznici
- Eves i sur. 2005, utjecaj aparata na disanje i najveći napor
- NIST Technical Note 1785, toplinska otpornost vizira maske