Dijelovi izolacionog aparata
Sadržaj
U boci izolacionog aparata je običan komprimirani zrak, ne kisik, pod pritiskom do 300 bara. U masku ulazi pod pritiskom od nekoliko milibara iznad okolnog. Između boce i maske su dva ventila koji spuštaju pritisak, crijeva, manometar i zviždaljka. Ovo je pregled tog puta, dio po dio, i račun koliko zraka u boci zaista ima.
Tri područja pritiska
Vatrogasni izolacioni aparat ima otvoreni krug. Izdahnuti zrak ne vraća se u sistem, nego kroz ventil izdaha izlazi u okolinu. Na putu od boce do lica zrak prolazi kroz tri područja pritiska.
| Područje | Pritisak | Gdje |
|---|---|---|
| Visoki pritisak | 200 ili 300 bara | boca, ventil boce, vod do manometra |
| Srednji pritisak | oko 7 bara | crijevo od redukcionog ventila do plućnog automata |
| Niski pritisak | nekoliko milibara iznad okolnog | maska |
Dijelovi pod visokim pritiskom ostaju na leđima. Crijevo koje ide preko ramena do maske nosi samo srednji pritisak.
Boca
Boce su čelične ili kompozitne, s aluminijskom košuljicom omotanom karbonskim 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 zapremine boce i pritiska, ali to vrijedi samo do oko 200 bara. Na 300 bara zrak se sabija 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 se pri upotrebi otvara do kraja. Neki ventili imaju osigurač koji, ako se ventil odlomi, ograniči isticanje 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.
Redukcioni ventil
Redukcioni ventil spušta pritisak iz boce na srednji pritisak, obično oko 7 bara. U njemu su klip i opruga. Kad korisnik udahne, srednji pritisak padne, opruga pomjeri klip i zrak iz boce poteče. Kad pritisak naraste, klip zatvori prolaz. To se ponavlja pri svakom udahu.
Na strani srednjeg pritiska nalazi se sigurnosni ventil. Ako redukcioni ventil zakaže i srednji pritisak poraste, sigurnosni ventil ispušta višak. Zavisno od izvedbe otvara se na 11 do 14 bara. Korisnik i dalje može disati, ali aparat je neispravan i treba odmah izaći.
Iz redukcionog ventila izlaze dva voda: vod visokog pritiska do manometra i crijevo srednjeg pritiska do plućnog automata. Mnogi aparati imaju i drugi priključak srednjeg pritiska, na koji se može spojiti plućni automat druge osobe.
Plućni automat i natpritisak
Plućni automat daje zrak samo dok korisnik udiše. U njemu je membrana koja preko poluge otvara ventil. U starijoj izvedbi ventil otvara potpritisak koji nastane pri udahu. Pritisak u maski tada je pri svakom udahu niži od okolnog, pa kroz svaku pukotinu na rubu maske ulazi dim.
Današnji vatrogasni aparati rade s natpritiskom. Dodatna opruga pritišće membranu, pa se ventil zatvara tek kad je pritisak u maski 1 do 4 milibara viši od okolnog. Ventil izdaha ima svoju oprugu i otvara se na nešto višem pritisku, jer bi inače zrak stalno isticao. Ako maska negdje propušta, zrak izlazi van, a dim ne ulazi.
Natpritisak nije stalan protok, jer se ventil zatvara pri svakom izdahu. Ne zamjenjuje ni zaptivanje. Propisi ni uz natpritisak ne dopuštaju bradu ni zulufe 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 polovine 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, zaptivni rub, naglavne trake, govorna membrana, ventil izdaha i priključak za plućni automat. Unutra je manja, unutrašnja maska koja pokriva samo nos i usta.
Udahnuti zrak najprije prolazi uz vizir, a tek onda kroz ventile ulazi u unutrašnju masku. Tako se vizir ne magli. Unutrašnja maska ujedno smanjuje prostor u kojem se izdahnuti zrak zadržava, pa korisnik ponovo udiše manje vlastitog ugljen-dioksida.
Vizir je od polikarbonata i toplotno 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 natpritisak 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 upotrebu.
Manometar i zviždaljka
Manometar pokazuje pritisak u boci i jedini je pouzdan podatak o tome koliko je zraka ostalo. Kad pritisak padne do određene granice, oglasi se zvučno upozorenje, najčešće zviždaljka.
Granica zavisi od norme. U većem dijelu Evrope 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. Ko krene van tek kad čuje zviždaljku, vraća se na rezervi 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 tokom simuliranog gašenja bio je 82 litra 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 rezerve.
U jednom istraživanju vatrogasci su se u punoj opremi penjali stepenicama 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 svako čita vlastiti manometar, a trajanje rada grupe određuje onaj ko 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 unos 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 upotrebe
Prije upotrebe aparat se kratko provjeri. Koraci su svugdje isti, brojevi nisu.
- Pregled aparata, remenja i maske.
- Otvaranje ventila boce i očitavanje pritiska.
- Provjera nepropusnosti: ventil boce se zatvori i prati se pada li pritisak na manometru.
- Provjera upozorenja: zrak se polako ispušta dok se zviždaljka ne oglasi.
- Provjera zaptivanja maske na licu.
U srednjoj Evropi boca obično mora imati najmanje 90 % nazivnog pritiska, a pritisak u jednoj minuti smije pasti najviše 10 bara. Drugdje su granice drugačije. Vrijede uputstva proizvođača i propisi koji obavezuju jedinicu.
Nakon svake upotrebe maska i plućni automat se čiste i dezinfikuju. 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 izolacionih 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 sar. 2010, potrošnja zraka u visokoj zgradi
- Williams-Bell i sar. 2010, potrošnja zraka u podzemnoj željeznici
- Eves i sar. 2005, uticaj aparata na disanje i najveći napor
- NIST Technical Note 1785, toplotna otpornost vizira maske