1、1氧气呼吸器的分析与探讨徐 庄 矿 李正军内容提要：目前国产氧气呼吸器的定量供氧量、自动补给阀的开启压力、自动排气的开启压力及呼吸器的气密性，就其稳定性来看，与国外的氧气呼吸器还存在一定的差距。其主要原因是国产呼吸器的许多技术参数可以通过某些部件来调整，导致氧气呼吸器性能的不稳定。关键词：氧气呼吸器 稳定性 改进 目前，矿山救护使用的氧气呼吸器以 HAY6 氧气呼吸器为主。我国矿山救护队现阶段的氧气呼吸器正处于新旧更替阶段，由于国家对氧气呼吸器的配备没有统一标准和要求，所以各单位根据自身具体情况来装备氧气呼吸器。从氧气呼吸器的分类与型号来看，主要有正压氧气呼吸器和负压氧气呼吸器两大类。其中正压
2、氧气呼吸器主要型号有美国的Biopak240 型、德国的 BG4 型、及国产仿制或改进的正压氧气呼吸器；负压氧气呼吸器主要型号有 AHY6 型、AGH4 型、AGH2 型等；其它型号的呼吸器使用就比较少。目前我公司使用的四小时呼吸器以负压氧气呼吸器 AHY6 型为主；正压氧气呼吸器正在逐步推广之中，有 1998 年从美国进口的 Biopak240 型 10 台，1999 年购买的德国进口件组装的 BG4 型 11 台,2003 年从虹安公司购买 Biopak240 型 20 台。本人通过对 AHY6 型、AGH2 型(二小时)、Biopak240 型三种型号实际使用和维护保养，及对 BG4 型
3、的了解，在氧气呼吸器各种性能进行分析与研究，有了些粗浅的认识与大家一起探讨。1、我国主要的氧气呼吸器的状况我公司主要使用的氧气呼吸器有 AHY6 型、AGH2 型、Biopak240 型、BG4 型四种型号，从使用和维护保养情况来分析。AHY6 氧气呼吸器的具有重量轻、体积小、结构简单、维护保养方便等优点；但也存在定量供氧量、自动补给阀的开启压力、自动排气阀开启压力及呼吸器的气密性经常需要调整，各种性能的稳定性较差等缺点。而 AGH2 氧气呼吸器各种性能稳定性比 AHY6 氧气呼吸器还差，特别是自动排气阀的开启压力的稳定性更差。相对来说：Biopak240 和 BG4 型氧气呼吸器从使用情况来
4、看，定量供氧量、自动补给阀的开启压力、自动排气阀开启压力及呼吸器的气密性就比较好。但存在着体积大、重量重、维护清洗复杂等不利方面。2、氧气呼吸器稳定性分析在这里主要从氧气呼吸器普遍性的问题-定量供氧、自动排气阀、自动补给阀和气密性方面进行分析：22.1、氧气呼吸器的定量供氧量2.1.1、氧气呼吸器定量供氧的工作原理从本人了解的情况来看，不管是 AHY6 型、AGH4 型、 AGH2 型，美国的 Biopak240 型、德国的 BG4 型、虹安的 HAY240 型、抚顺的 HYZ4 型氧气呼吸器，还是电焊用、医用减压器，定量供氧都采用相同的原理-高压氧气通过一个根据进气压力大小能自动调节出气通道
5、的横截面的大小来达到恒定低压的输出，并通过定量孔达到定量供氧的目的。2.1.2、氧气呼吸器定量供氧量稳定性分析AHY6 型、AGH4 型、 AGH2 型氧气呼吸器的定量供氧量是可以的调节的，使用者通过对相关部件的调整，来调节减压器膛窒内的压力大小，实现对定量供氧量大小的调节，使定量供氧达到规定要求。由于部件调整后需要锁紧固定，其锁紧固定部件受到颠簸、撞击等影响时，其紧固效果的稳定性也受到一定的影响，造成固定部件的松动，最终导致氧气呼吸器定量供氧量稳定性的降低。另外，由于定量供氧量的可调，该部分部件的活动，必然磨擦难免产生微量的金属粉末，造成金属粉末对氧气定量通道的部分堵塞，因此，造成了氧气呼吸
6、器定量供氧量的稳定性差。美国的 Biopak240 型、德国的 BG4 型正压氧气呼吸器，其定量供氧量是不允许使用者进行调整的，相对而言，其定量供氧量就比较稳定。2.2、氧气呼吸器自动补给阀2.2.1、氧气呼吸器自动补给阀工作原理自动补给阀是一个单向阀，由于开启方式不同工作原理也有所不同。AGH4、 AGH2型氧气呼吸器是在气囊产生一定负压时，在气囊壁下拉的作用下，采用杠杆原理来打开自动补给阀实现自动补给氧气的。AHY6 氧气呼吸器工作原理是当呼吸系统中的压力低于规定值时，隔膜封盖定量喷嘴，定量供氧量停止，减压器内的中压继续流出，工作窒内造成压力升高，使自动补给阀打开实现自动补给氧气。美国的
7、Biopak240 型、德国的 BG4 型正压氧气呼吸器是通过正压保证系统内的补偿弹簧来强制打开自动补给阀实现自动补给氧气。2.2.2、氧气呼吸器自动补给阀稳定性分析AGH4 型、 AGH2 型、AHY6 型氧气呼吸器自动补给阀开启压力值是可调的，以达到规定的自动补给阀开启压力值，并通过锁紧螺丝(螺母)固定；与定量供氧稳定性一样，对部件的调节与锁定所带来的负面作用，影响到自动补给阀开启压力的稳定性；同时，AGH4 型、 AGH2 型氧气呼吸器的杠杆刚性的不稳定，也是造成了氧气呼吸器自动补给阀开启压力的不稳定。美国的 Biopak240 型、德国的 BG4 型、虹安的 HAY240 型正压氧气呼
8、吸器的自动补给阀开启压力对使用者是不允许调整，因而稳定性就比较好。2.3、氧气呼吸器自动排气阀32.3.1、氧气呼吸器自动排气阀的工作原理不管是国产氧气呼吸器的排气阀，还是进口氧气呼吸器的排气阀，其工作原理基本相同，都是当气囊(或呼吸舱)内的气体压力达到一定值时，由气体推(拉)开单向阀，或由当气囊(或呼吸舱)膨胀到一定位置时，由固定装置顶开单向阀，向大气排出多余气体。2.3.2、氧气呼吸器自动排气阀稳定性分析同样道理，AGH4、 AGH2 型氧气呼吸器的排气阀的开启压力值是可调的，其可调部件及紧固效果的不足，导致氧气呼吸器自动排气阀开启压力值的稳定性差， AHY6 型氧气呼吸器(如)虽不可调，
9、但其排气的一端固定性差，也导致氧气呼吸器自动排气阀开启压力值的稳定性差。2.4、氧气呼吸器的气密性原理与稳定性分析2.4.1、氧气呼吸器的气密性原理氧气呼吸器与常用保证气密性的手段一样，都采用密封件紧固密封的技术手段。2.4.2、氧气呼吸器的气密性稳定性分析排除排气阀等不气密因素外，国产呼吸器的气密性不稳定的主要是许多低压密封件使用的是牛皮垫圈(如 AGH4、 AGH2 型)，时间稍长就可能干燥、老化，造成气密性下降。另外，目前许多氧气呼吸器橡胶密封件的保养较困难(设计原因)，不能及时进行涂润滑剂进行保养，容易造成橡胶密封圏老化，使之密封性能降低，并且更换密封圈也不方便。2.5、氧气呼吸器稳定
10、性的分析比较从目前我公司使用的 AHY6 型、AGH2 型、Biopak24 型、BG4 型四种型号的氧气呼吸器来看，不管是从美国购买的 Biopak24 型、还是从虹安公司购买的 Biopak24 型、BG4 型正压呼吸器，与 AHY6 型、AGH2 型负压氧气呼吸器相比较，负压氧气呼吸器的稳定性不如正压呼吸器的稳定性好。从我个人观点来看，主要是国产呼吸器设计了可调，造成了其性能的不稳定。当然设计时，可能与我国的实际科技水平及材料制造等方面的因素有关。实际上，由于呼吸器的长期使用和使用的氧气中存在着微量的杂质等原因，造成内存在一定的污垢，堵塞过滤网及氧气通道，因而，必须定期清洗或更换过滤网及
11、部件。可调式的呼吸器使用者在其达不到要求时，就进行调整使其达到规定要求，不进行清洗（大部分使用者技术上也达不到这水平，有的使用了 10 多年没有清洗不过一次） 。由于，经常要进行调节，还给使用者的造成一定错觉可调式减压器的稳定性差。而事实上，也非如此，我使用的 AHY6 型氧气呼吸器就能做到定量供氧稳定，其原因是，当我的呼吸器性能稍不稳定就进行清洗，能够保证 23 年的性能稳定。而不可调式减压器同样4也存在性能不合格的情况，当不合格时，使用者只能更换部件，使其呼吸器具有一定时期的稳定。不可式呼吸器迫使使用者当定量供氧量达不到要求时进行强制更换，交于专业人员进行清洗和校验。3、氧气呼吸器构造分析
12、3.1、安全性分析在氧气呼吸器性能都比较稳定的前提下，安全性的比较主要对正压氧气呼吸器与负压氧气呼吸器进行比较。负压呼吸器在使用者吸气时，呼吸系统内产生负压，当流量达不到要求时，必须产生的负压达到一定值（一般在-20 毫米水柱即-20 百帕左右）时，自动补给阀才能开启补给氧气，因此，环境中的有毒有害气体就有可能进入呼吸器的呼吸系统，若呼吸系统稍有不气密，这就非常危险的。正压呼吸器的呼吸系统中始终保持正压，当系统内由于吸气压力降低时，有补偿弹簧进行压力补偿，当系统内的压力低于某一值（一般在+5 毫米水柱即+5 百帕）时，自动补给阀就能开启补给氧气，使呼吸系统内的压力升高，保证呼吸系统内的压力始终
13、是正值，若呼吸系统稍有不气密时，只能是呼吸器呼吸系统内的气体向环境中泄漏，而环境中的有毒有害气体不会进入呼吸器呼吸系统。另外，由于正压呼吸器可以配备面罩（全面罩或半面罩） ，减少了鼻夹脱落的危险，增加了安全性。总的来说，正压呼吸器的安全性比负压呼吸器的好。因此，我的理想氧气呼吸器必须是正压呼吸器。3.2、供氧系统目前所有的主要呼吸器的供氧系统由定量供氧、自动补给供氧、手动补给供氧三路组成。3.1、定量供氧量定量供氧量是由减压器输出的中压通过定量孔达到定量供氧的目的。减压器是氧气呼吸器的重要组成部分，是一种把高压氧气减压后，输出一个稳定的中压，输出压力基本不受高压端氧气压力大小的影响，输出的中压
14、供定量孔、自动补给阀的供氧，其输出中压的稳定性影响到其它机构的工作。根据减压器按进气方式及输出压力受输入压力的影响不同，可分为正作用式和反作用式减压器。3.2.1、反作用式减压器的特点反作用式减压器因其结构相对简单，目前使用比较广泛。AHY6 型氧气呼吸器以及医用减压器、电焊用减压器等等均采用反作用式减压器。其特点是随着气瓶内的压力的下5降，输出的中压反而略微增高，即定量供氧量略微增大；反之，减小。3.2.2、正作用活塞式减压器的特点正活正作用式减压器其结构较复杂；其特点是随着气瓶内的压力的下降，输出的中压略微减小，即定量供氧量略微减小；反之，减增大。3.2.3、反作用式与正作用式减压器的比较
15、分析反作用式减压器是随着氧气瓶压力的降低，其输出的中压反而稍有增高，即定量供氧量也随之稍微增大；正作用式减压器是随着氧气瓶压力的降低，其输出的中压随之稍有降低，即定量供氧量也随之稍微减小。对矿山救护队的指战员来讲，氧气就是生命。在情况不明、条件十分复杂危险的环境中，有时在灾区抢险救灾工作时，不确定因素较多，特别是氧气呼吸器中的最后一部分氧气可能是在出灾区后留在气瓶中，也有可能最后一部分氧气是用来保命的(被堵在灾区待救时) ，十分珍贵的。若在工作时，定量供氧量不够需求时，有自动补给阀的供氧，能够保证使用者有足够的氧气呼吸。因此，我认为正作用式减压器优于反作用式减压器。3.3、自动补给供氧氧气呼吸
16、器的自动补给阀的实际上是一个单向阀，由于打开单向阀的方法不同，工作原理也有所不同。氧气呼吸器 AGH4 型和 AGH2 型是在气囊产生一定负压时，在气囊壁下拉的作用下，采用杠杆原理打开自动补给阀来实现自动补给的。HYZ4 型与 AHY6 型呼吸器工作原理是一样，当呼吸系统内的压力低于规定值时，隔膜（或呼吸仓膜片）盖住喷嘴，喷嘴被封闭后，定量供氧停止，减压器内的低压氧继续流出，工作室内造成压力升高，使自动补给阀门被打开实现自动补给。Biopak240 型、BG4 型正压氧气呼吸器，通过保证系统内正压的大弹簧来强制打开自动补给阀来实现自动补给的。从结构方面分析，我认为 AHY6 型呼吸器的自动补给
17、阀比较合理。一是它的内藏式，整个自动补给阀全部在分配器内，使用过后，清洗仪器时该部分只需外部擦拭净污物即可，不会受到仪器清洗的影响；二是该自动补给阀的启闭只与呼吸系统的压力有关，与其它部件没直接联系，因而出现故障时便于排查。3.4、手动补给供氧绝大多数氧气呼吸器（如 AGH4 型、AHY6 型、Biopak240 型、BG4 型、HYZ4 型）手动补给阀原理、形式基本相同，就是用手打开单向阀，使高压氧气直接进入气囊或呼吸舱。因此，我的理想呼吸器也采用此形式。3.5、储气装置目前氧气呼吸器根据其储气装置的不同可分为呼吸舱氧气呼吸器和气囊式式氧气呼吸6器两种。3.5. 1、气囊式储气装置的特点气囊
18、式储气装置是利用气囊皮质的柔软性，根据气囊内的气体压力大小，使气囊体积可以伸缩，以达到储气和供气的功能；气囊式储气装置普遍使用于正压和负压氧气呼吸器。其特点是重量轻、结构简单、造价低、形状多样，适应性强。3.5.2、呼吸舱式储气装置的特点呼吸舱式储气装置是利用呼吸舱内则的折皱右伸缩橡胶的柔软性，根据呼吸舱内的气体压力大小，使呼吸舱体积可以伸缩，以达到储气和供气的功能；呼吸舱式储气装置常见于正氧气呼吸器。其特点储气装置稳固性好、强度大，但结构复杂、呼吸器外壳利用率低，造成呼吸器体积大、重量重。3.5.3、储气装置的分析比较气囊式储气装置与呼吸舱式储气装置比较，我认为气囊式储气装置比较适合矿山救护
19、队的实际，只要把气囊式储气装置进行改进，使其具有呼吸舱式储气装置的稳固性好的特点，那么，这样的气囊式储气装置将大大地优于呼吸舱式储气装置。3.6、冷却系统目前，氧气呼吸器的冷却系统均采用冷却原件进行冷却，根据冷却原件的不同，其构造也不同。冷却原件目前采用的主要是普通冰块与化学兰冰；普通冰块在不打开呼吸器的闭路循环系统时，就可直接装入冷却器，冷却器是双层封闭设置，二层之间由呼吸气流通过，通过冰块的熔化吸热降低吸气温度。而化学兰冰的则是不同，在打开冷却器时，同时，把呼吸器闭路循环系统也打开了，这样，把一个已经检查完好的呼吸器闭路循环系统也打开了吸气端有一个封闭的因此，我的理想呼吸器必须是正压呼吸器。5、附件5.1、重量及外形尺寸5.2、及背负系统背负舒适、5.3、面罩、5.4、音响、报警显示系统6、使用维护方便、检验、维护、维修7、建议、改进我希望我国的呼吸器生产厂商，博采众长，取长补短，设计生产出适合我国国情和7人体特征的氧气呼吸器。以上只是本人的一些不成熟的个人观点，有不足之处，请评委批评指正。
