От историята на появата на дихателни маски и устройства
Ефективното гасене и спасяване на пожар в задимена сграда или помещение е невъзможно без респираторна защита на пожарникарите и спасяваните. За дълго време, като такова средство за защита, гъба, навлажнена с оцет или вода. Гъбата допринесе за охлаждането на горещия въздух от огъня и служи като филтър за продуктите от горенето. В същото време той беше безсилен срещу отровните газове, образувани по време на горенето, и изобщо не предпазваше очите, което го правеше безполезен дори за краткотрайна работа при пожар.
Търсенето на нови средства за защита на дихателните пътища доведе до създаването в Австро-Унгария на димна маска, състояща се от очила и респиратор. Пред външния отвор за навлизане на въздух в дихателните органи имало телена решетка, в която се поставяла гъба, навлажнена с оцет или вода. Тези устройства са широко използвани.
През 1876 г. инженер Б. Леба предложи да се комбинират полета, изработени от издръжлив материал, с калаена маска, очила и двоен респиратор. Респираторът беше направен от две хоризонтални тръби, пълни с редуващи се слоеве импрегнирана с глицерин памучна вата и парчета изгорени въглища. Близо до изхода на респиратора, до дихателните пътища на пожарникаря, имаше гъба, напоена с ароматен разтвор на оцет.
До средата на 19 век, с развитието на морското дело и по-специално на подводното корабостроене, в световната практика е натрупан значителен опит в производството на водолазно оборудване. Моряците използваха помпа под налягане и въздушни тръби, за да доставят въздух в водолазния шлем. Същият принцип беше използван в пожарния бизнес. Първото такова устройство от Бременската система, наречено "огнена маска", външно приличаше на водолазен шлем.
Товаизобретението беше много по-добро от димните маски. Работата с тях обаче не беше лесна. Теглото на тежка каска, ограниченото зрително поле на очилата на маската, незначителната дължина (около 11 м), опасността от повреда на въздушната тръба, самият въздух, нагрят от високата температура вътре в горящата сграда, не позволяват ефективни пожарогасителни функции.
За отстраняване на тези недостатъци инженерът Г. Клемент от Хамбург предлага дихателен апарат, в който се използва циркулацията на подавания въздух вътре в каската, което осигурява охлаждане на главата на пожарникаря. Основното предимство на устройството беше разделянето на въздушния маркуч на гърба на пожарникаря на два ръкава, събиращи се в мундщука на маската. Самите въздушни тръби бяха направени от материал, който не се спука при завоите. Осигурено е и звуково устройство, което издава сигнал при прегъване на маркуча или спиране на подаването на въздух.
В края на 19 век апаратът Magirus-1 с помпа под налягане се счита за най-модерният. В него стъклата за очила са заменени с едно стъкло, а вместо домофон е монтирана ръчна лампа. Много германски и белгийски пожарни бригади използваха апарата "Studa", при който за охлаждане на главата се използва въздух, подаван от помпа.
Маската на "Кьониг" - шофьор на пожарна от Алтън (Англия) - беше широко известна. Той използвал козина за надуване с въздух като помпа под налягане, а специален клапан служил за освобождаване на изходящия въздух. С помощта на тази маска беше осигурена комуникация с външната служба, тъй като и двете страни имаха говорни тръби, свързани към тръбата за подаване на въздух. Апаратът на Кьониг също включва спринклер, фиксиран в горната част на маската. Водата, създадена от спринклеразавесата позволи да се защити пожарникарят от излагане на високи температури и да се приближи до източника на огъня. Спринклерът се захранва от маркуча под налягане през специално разклонение, което има спирателен кран. Както отбелязват експертите, основният недостатък на маската Koenig е наличието на ръкав за подаване на въздух, който обвързва действията на пожарникар. Захранването с въздух обаче беше осигурено през цялото време на работа, което не беше така при други устройства.
Практиката обаче показа очевидната тромавост на устройствата с този дизайн и необходимостта от разработване на автономни устройства.
Още през 1853 г. професор Шван от Хамбург предлага дизайна на дихателен апарат със затворен цикъл. Състои се от два цилиндъра с кислород, сгъстен до 5 atm и един цилиндър с вар и сода, в който се регенерира издишаният въздух. Тази идея се оказва плодотворна и на нейна основа скоро се появява цяла серия от устройства, които се различават само по методите за възстановяване на издишания въздух (например англичанинът Алейс през 1879 г. използва само сода за тези цели). Новите апарати със затворен цикъл тежаха над 15 кг, което беше значителен недостатък при тяхното приложение.
В края на 19 век редица специалисти почти едновременно постигат значителни подобрения в дизайна на такива устройства и намаляват теглото им.
В един от първите подобни дизайни на системата Wanz, въздух или кислород, компресиран до 120 atm, се подава към каската на пожарникаря от стоманен цилиндър, носен зад гърба или зад колана. Вместимостта на балона беше 0,5 литра. Издишаният въздух обаче беше отстранен през дупка, покрита с платно, което не гарантираше херметичността на каската от продукти на горенето.
Респираторът Holtzgauer беше шапка с форма на фуния, носена на главата. Въздух в капакасе подава през слой гъба, поставен върху респиратора. На страничната му стена имаше цилиндрична издатина - тубулис, завършваща с прибираща се клапа. Вентилът се състоеше от тънка метална пластина и капачка с много малки дупки. На входа клапата плътно притиска отвора на тубулиса и го затваря. При излизане тънка метална пластина се движеше и въздухът излизаше през малки дупки.
Друго конструктивно решение за автономен дихателен апарат е създаването от професор Г. Гертнерт от Виена през 1895 г. на дихателната торба Pneumotor, вътре в която има цилиндър с кислород, компресиран до 100 atm, и кутия с алкали. При работа с такова устройство дихателната торба се напълва с кислород и се отвежда през тръбата до дихателните органи, а вътрешната повърхност на торбата се насища с алкали.
А. Майер и Е. Пилар разработиха подобни устройства. Тежаха около 8 кг, което осигуряваше широкото им разпространение.
През 1896 г. Р. Ритер, Г. Гертнерт и Т. Бенд от Виена създават апарат, в който същият кислород се използва за извършване на противопожарни и спасителни работи. От същата година пожарните бригади на Базел започват да използват новото дихателно устройство R. Horner, състоящо се от 5-литров цилиндър, пълен със сгъстен кислород, маска за лице и свързващ ръкав. В горната част на цилиндъра имаше редуцир на налягането, който осигуряваше подаване на кислород към маската при налягане 0,3-0,4 атм. Извеждането на респираторни продукти навън се извършва с помощта на специален клапан. Използвайки устройството, пожарникарите могат да бъдат в дима до 10 минути. Дихателният апарат на Хорнър тежеше 12 кг.
През 1899 г. Firemaster Gire от Берлин създава апарат, състоящ се от дихателна торба, фиксирана на гърдите, и цилиндър скислород, свързан към торбата. Възстановяването на издишания въздух се извършва в специално устройство, съдържащо вар. Беше фиксиран на гърба на пожарникар. Дизайнът на устройството се оказва успешен и през 1901 г. компанията Dräger от Любек, специализирана в производството на дихателни апарати, започва масовото си производство.
През следващите години апаратът претърпя значителни промени. Модифицираният апарат осигуряваше автономна работа в продължение на 30 минути. Апаратът включваше кислородна бутилка, патрон за почистване на калий и гумена торбичка с тръба.
Специален клас дихателни апарати се състоят от устройства, в които кислородът се получава директно в апарата в резултат на химични реакции. Приоритет при създаването принадлежи на професора от Виенското техническо училище Бамбергер и д-р Бек. През 1904 г. те създават апарат, чийто принцип на действие се основава на взаимодействието на калиев и натриев оксид с водна пара. Това освобождава кислород и полученият каустик поташ или натрий се използва за абсорбиране на въглероден диоксид.
През 1894 г. немският учен К. Линде е първият, който получава течен въздух в индустриален мащаб. Това постижение беше сред първите, оценени от специалистите, участващи в разработването на дихателни апарати. G. Sues и V. Novitsky от Острава разработиха апарат, състоящ се от контейнер за 5 литра течен (или 4 хиляди литра газообразен) въздух, дихателна торба, поставена зад раменете, и маска за лице с маркуч.
Новите устройства се различаваха от известните по това, че топлината се абсорбира при изпаряването на течния въздух, което от своя страна предпазва от високи температури в зоната на пожара. Първоначално масовото им използване беше възпрепятствано от малък брой инсталации за получаванетечен въздух.
Парижкият професор Л. Клауд вместо течен въздух използва течен кислород в дихателните апарати. Последният се вманиачил по метална туба, носена от пожарникар. Комплектът от дихателни апарати включваше специално устройство, с помощта на което компресираният кислород се превръщаше в течност. Това допринесе за широкото използване на това устройство.
Наличието на манометър отличава димната маска на системата Girsberg (Германия) от другите. Маската на Гирсберг е от автономен тип, при който издишаният въздух се почиства от въглероден диоксид в специален контейнер, разположен зад гърба на пожарникаря, след което се разрежда с кислород и се вдишва отново.
В началото на 20-ти век дихателният апарат Neipert става известен. Съдържаше запечатана капачка и тръба с предпазен клапан, два свързани помежду си цилиндъра със сгъстен кислород (до 120 atm). Ресурсът на един цилиндър беше достатъчен за 35 минути. Работа, и още един, резервен, за 15 минути. Във вътрешността на капачката се подава кислород при налягане от 3 atm.
Разработването на самостоятелни (изолиращи) дихателни апарати впоследствие потвърди ефективността на тази област за осигуряване на безопасността на пожарникарите при гасене на пожари и провеждане на спасителни операции.