Izolacyjne maski gazowe z XIX - początku XX wieku. Część 1
Miejscem narodzin wielu odkryć są Chiny. Przypadek trucizn chemicznych nie jest wyjątkiem - du yao yan qiu, czyli "kula trującego dymu", jest wspomniana w traktacie "Wu jing zong-yao". Zachował się nawet przepis na jedną z pierwszych wojskowych chemikaliów:
Siarka - 15 lig (559 g)
Saletra - 1 jin 14 liang (1118 g)
Akonit - 5 liang (187 g)
Owoce Croton - 5 liang (187 g)
Henbane - 5 liangów (187 g)
Olej tungowy - 2,5 liang (93,5 g)
Olejki Xiao Yu - 2,5 liang (93,5 g)
Węgiel kruszony - 5 liangów (93,5 g)
Żywica czarna - 2,5 liang (93,5 g)
Proszek arsenowy - 2 liang (75 g)
Wosk żółty - 1 liang (37,5 g)
Włókna bambusowe - 1 liang 1 fen (37,9 g)
Błonnik sezamowy - 1 liang 1 fen (37,9 g)
Shkolyar SA w swojej pracy „Chińska artyleria przedogniowa” opisuje użycie środków chemicznych broń i konsekwencje: „...„kule trującego dymu” zostały wyrzucone z ognistych kul lub przyczepione do strzał dużych sztalugowych arkbalistów. Wdychanie trującego dymu do dróg oddechowych człowieka powodowało obfite krwawienie z nosa i ust. Niestety, w tekście traktatu, który do nas dotarł, giną wzmianki o innych niszczących właściwościach pocisku, ale oczywiście intensywny błysk prochu doprowadził do rozerwania pocisku pod ciśnieniem gazu i rozproszenia cząstek trującego zawartość kuli, która nie zdążyła się spalić. Dostając się na ludzką skórę, powodowały oparzenia i martwicę. Nie ulega wątpliwości, że głównym celem kulek, pomimo obecności w nich prochu, był właśnie efekt zatrucia. W konsekwencji były prototypem późniejszych pocisków chemicznych. Jak widać, człowiek nauczył się zabijać za pomocą chemii znacznie wcześniej, niż myślał o samoobronie. Pierwsze próbki systemów izolacyjnych pojawiły się dopiero w połowie XIX wieku, a jednym z nich był respirator Benjamina Lane'a z Massachusetts, wyposażony w wąż sprężonego powietrza. Lane uważał, że głównym celem swojego opatentowanego wynalazku jest możliwość wchodzenia do budynków i statków wypełnionych dymem, a także do kopalni, kanałów ściekowych i innych pomieszczeń, w których gromadziły się toksyczne gazy. Nieco później, w 1853 roku, belgijski Schwann stworzył regeneracyjną maskę oddechową, która na wiele lat stała się podstawową konstrukcją systemów izolacyjnych.
Regeneracyjna maska oddechowa Schwanna "Aerofor". Opis w tekście
Zasada działania jest następująca: powietrze z płuc przez ustnik 1 przechodzi przez zawór wydechowy 3 do węża wydechowego 4. W kolejnym kroku powietrze trafia do wkładu regeneracyjnego lub absorpcyjnego 7, który zawiera dwie komory z granulowanym wodorotlenkiem wapnia (Ca(OH)2nasączone sodą kaustyczną (NaOH). Dwutlenek węgla w wydychanym powietrzu przechodzi przez suche wkłady chłonne, łączy się z wodorotlenkiem wapnia zamieniając się w węglan, a zasady pełnią rolę pochłaniacza wilgoci i dodatkowego odczynnika z dwutlenkiem węgla. Tak oczyszczone powietrze jest dodatkowo zasilane tlenem z butli 8 przez zawór sterujący 10. Następnie powietrze gotowe do oddychania jest zasysane siłą płuc przez wąż 5, worek oddechowy 6 i zawór wdechowy 2. Użytkownik może w każdej chwili regulować ilość tlenu dostarczanego do mieszaniny oddechowej za pomocą zaworu. Tlen jest przechowywany w 7-litrowych butlach pod ciśnieniem 4-5 atmosfer. Izolacyjny respirator Schwanna, ważący 24 kg, umożliwiał przebywanie w atmosferze nieprzyjaznej do oddychania do 45 minut, co nawet jak na współczesne standardy jest dość dużo.
Reklama aparatu Lacourta, 1863 r. Źródło: hups.mil.gov.ua
Kolejnym był A. Lacourt, który w 1863 roku uzyskał patent na ulepszony aparat oddechowy, składający się z hermetycznego worka z gumową wyściółką. Zazwyczaj aparat oddechowy Lacura był używany przez strażaków, mocując go z tyłu za pomocą pasów z pasem biodrowym. Nie było regeneracji: powietrze było po prostu wpompowywane do worka i podawane przez ustnik do płuc. Nie było nawet zaworu. Po napełnieniu worka powietrzem ustnik po prostu zatkano korkiem. Jednak wynalazca nadal myślał o wygodzie i dołączył parę okularów, klips na nos i gwizdek, który wydaje dźwięk po przyciśnięciu do zestawu. W Nowym Jorku i Brooklynie strażacy przetestowali tę nowość i bardzo ją docenili.
W drugiej połowie XIX wieku firma Siebe Gorman Co, Ltd z Wielkiej Brytanii stała się jednym z prekursorów w dziedzinie izolujących masek gazowych. Tak więc jednym z najbardziej udanych był aparat Henry'ego Fleissa opracowany w latach 1870. XIX wieku, który miał już maskę wykonaną z gumowanej tkaniny, która zakrywała całą twarz. Uniwersalność konstrukcji Fleissa polegała na możliwości wykorzystania jej w nurkowaniu, a także w ratownictwie górniczym. Zestaw składał się z miedzianej butli tlenowej, adsorbentu dwutlenku węgla (wkład regeneracyjny) na bazie potażu żrącego oraz worka oddechowego. To urządzenie naprawdę zasłynęło po serii akcji ratunkowych w angielskich kopalniach w latach 1880-tych XIX wieku.
Nurkowy aparat oddechowy Fleis. Źródło: hups.mil.gov.ua. 1. Tylny worek oddechowy. 2. Wąż oddechowy. 3. Półmaska gumowa. 4. Ładunek. 5. Butla ze sprężonym tlenem
Schemat oddychania w aparacie Fleissa. Źródło: hups.mil.gov.ua. 1. Butla z tlenem. 2. Worek oddechowy. 3. Skrzynka absorbera. 4. Gumowa rurka. 5. Półmaska. 6. Rurka wydechowa. 7. Zawór wydechowy. 8. Zawór wdechowy. 9. Rurka wdechowa
Butla z tlenem była jednak niewielka, więc czas spędzony pod wodą ograniczono do 10-15 minut, a praca w zimnej wodzie była generalnie niemożliwa ze względu na brak nieprzemakalnego kombinezonu. Poprawili rozwój Flaysa w 1902 roku, kiedy wyposażyli go w automatyczny zawór dopływu tlenu i zainstalowali mocne butle z tlenem o mocy 150 kgf/cm2. Autor tego opracowania, Robert Davis, również dla wygody przeniósł aparat izolacyjny z pleców na klatkę piersiową użytkownika.
Aparat ratowniczy Davisa. Źródło: hups.mil.gov.ua
Nad ulepszeniem pracowali również Amerykanie Hall i Reid w 1907 roku, wyposażając wkład regeneracyjny w nadtlenek sodu, który jest zdolny nie tylko do pochłaniania dwutlenku węgla, ale także uwalniania tlenu. Prawdziwym ukoronowaniem technicznej kreatywności Roberta Davisa był aparat ratunkowy – aparat tlenowy modelu 1910, który pozwalał okrętom podwodnym opuścić statek w sytuacji awaryjnej.
W Rosji trwały też prace nad izolacją aparatów oddechowych – np. kadet marynarki wojennej flota A. Khotinsky w 1873 roku zaproponował aparat do samodzielnej pracy nurka z zamkniętym cyklem oddechowym. Kombinezon został wykonany z podwójnej lekkiej tkaniny, dodatkowo podklejonej gumą, co umożliwiło pracę w dość zimnej wodzie. Na twarz nakładano półmaskę wykonaną z miedzi ze szklanym przyłbicą, a za oddychanie odpowiadały butle z tlenem i powietrzem. Chotinsky dostarczył również system oczyszczania wydychanego powietrza z dwutlenku węgla dzięki wkładowi z „solą sodową”. Jednak we flocie krajowej nie było miejsca na rozwój kadego.
Respirator górniczy Draeger 1904-1909: a - Aparat z ustnikiem Draeger (widok z boku); b - Aparat hełmowy Draeger (widok z przodu). Źródło: hups.mil.gov.ua
Od 1909 r. niemiecka firma Dräger wkracza na czoło Europy jako twórca i dostawca izolujących masek oddechowych i masek gazowych. W ratowaniu górników i pracowników kopalń urządzenia tej firmy stały się tak popularne, że pojawiła się nawet profesjonalna nazwa ratowników „drägerman”. To właśnie produkty firmy Dräger Imperium Rosyjskie, a później ZSRR, aktywnie kupowały i wykorzystywały we własnym górnictwie. Wizytówką stał się respirator kopalniany Draegera z lat 1904-1909, który istniał w wersji ustnikowej i hełmowej. W rzeczywistości była to głęboko zmodernizowana aparatura systemu Schwanna z oddzielnie przechowywanymi wkładami regeneracyjnymi z sodą kaustyczną i bliźniaczymi zbiornikami tlenu. Ogólnie rzecz biorąc, produkty Dräger (podobnie jak podobne urządzenia niemieckiej "Westfalii") nie były czymś niezwykłym - przemyślana kampania reklamowa i sztuczki marketingowe odegrały ogromną rolę w rozpowszechnieniu. Co dziwne, rosyjski inżynier, specjalista w dziedzinie bezpieczeństwa pożarowego przedsiębiorstw górniczych, Dmitrij Gawriłowicz Lewicki, odegrał decydującą rolę w późniejszej modernizacji aparatu Dregera.
Dmitrij Gawriłowicz Lewicki (1873-1935). Źródło: en.wikipedia.org
Straszliwe konsekwencje wybuchu metanu i pyłu węglowego w kopalni Makaryevsky w kopalniach węgla kamiennego Rykovsky 18 czerwca 1908 r. skłoniły go do opracowania nowego aparatu izolacyjnego. Wtedy zginęło 274 górników, a 47 zostało ciężko rannych. Dmitrij Lewicki osobiście brał udział w akcji ratunkowej, wyprowadził kilka osób ze zmiany, a nawet zatruł się tlenkiem węgla.
Trumny ze zmarłymi 18 czerwca 1908 r. w kopalni nr 4-bis kopalni Makaryevsky w kopalniach węgla Rykovsky i kondukt pogrzebowy. Źródło: infodon.org.ua
Pracownicy arteli ratowniczych kopalni Rykovsky. Źródło: infodon.org.ua
W projekcie zaproponowanym przez inżyniera po tej tragedii zaproponowano usunięcie dwutlenku węgla poprzez zamrożenie ciekłym powietrzem. W tym celu wydychane powietrze przepuszczano przez pięciolitrowy zbiornik z płynną zawartością, a dwutlenek węgla osadzał się na dnie. Była to wówczas najbardziej zaawansowana konstrukcja, pozwalająca na pracę w warunkach awaryjnych do 2,5 godziny, a jednocześnie wyróżniała się stosunkowo niewielką masą. Aparatura Levitsky'ego została przetestowana, ale autor nie mógł uzyskać na nią patentu, z czego skorzystali niemieccy inżynierowie, wprowadzając pomysły inżyniera do swoich aparatów izolacyjnych. O pracy Levitsky'ego dowiedzieli się po jego artykule w jednym z branżowych czasopism, w którym krytykuje istniejące urządzenia i opisuje swój pomysł ciekłym powietrzem. W historia rozwój rosyjskiego inżyniera został uwzględniony jako tlenowy „rewitalizujący” aparat „Makeevka”.
Urządzenie "rewitalizujące" tlen Levitsky "Makeevka". Źródło: hups.mil.gov.ua
W 1961 roku ulica Bulvarnaya w Doniecku została przemianowana na D.G. Lewickiego i wzniósł tam tablicę pamiątkową.
Siarka - 15 lig (559 g)
Saletra - 1 jin 14 liang (1118 g)
Akonit - 5 liang (187 g)
Owoce Croton - 5 liang (187 g)
Henbane - 5 liangów (187 g)
Olej tungowy - 2,5 liang (93,5 g)
Olejki Xiao Yu - 2,5 liang (93,5 g)
Węgiel kruszony - 5 liangów (93,5 g)
Żywica czarna - 2,5 liang (93,5 g)
Proszek arsenowy - 2 liang (75 g)
Wosk żółty - 1 liang (37,5 g)
Włókna bambusowe - 1 liang 1 fen (37,9 g)
Błonnik sezamowy - 1 liang 1 fen (37,9 g)
Shkolyar SA w swojej pracy „Chińska artyleria przedogniowa” opisuje użycie środków chemicznych broń i konsekwencje: „...„kule trującego dymu” zostały wyrzucone z ognistych kul lub przyczepione do strzał dużych sztalugowych arkbalistów. Wdychanie trującego dymu do dróg oddechowych człowieka powodowało obfite krwawienie z nosa i ust. Niestety, w tekście traktatu, który do nas dotarł, giną wzmianki o innych niszczących właściwościach pocisku, ale oczywiście intensywny błysk prochu doprowadził do rozerwania pocisku pod ciśnieniem gazu i rozproszenia cząstek trującego zawartość kuli, która nie zdążyła się spalić. Dostając się na ludzką skórę, powodowały oparzenia i martwicę. Nie ulega wątpliwości, że głównym celem kulek, pomimo obecności w nich prochu, był właśnie efekt zatrucia. W konsekwencji były prototypem późniejszych pocisków chemicznych. Jak widać, człowiek nauczył się zabijać za pomocą chemii znacznie wcześniej, niż myślał o samoobronie. Pierwsze próbki systemów izolacyjnych pojawiły się dopiero w połowie XIX wieku, a jednym z nich był respirator Benjamina Lane'a z Massachusetts, wyposażony w wąż sprężonego powietrza. Lane uważał, że głównym celem swojego opatentowanego wynalazku jest możliwość wchodzenia do budynków i statków wypełnionych dymem, a także do kopalni, kanałów ściekowych i innych pomieszczeń, w których gromadziły się toksyczne gazy. Nieco później, w 1853 roku, belgijski Schwann stworzył regeneracyjną maskę oddechową, która na wiele lat stała się podstawową konstrukcją systemów izolacyjnych.
Regeneracyjna maska oddechowa Schwanna "Aerofor". Opis w tekście
Zasada działania jest następująca: powietrze z płuc przez ustnik 1 przechodzi przez zawór wydechowy 3 do węża wydechowego 4. W kolejnym kroku powietrze trafia do wkładu regeneracyjnego lub absorpcyjnego 7, który zawiera dwie komory z granulowanym wodorotlenkiem wapnia (Ca(OH)2nasączone sodą kaustyczną (NaOH). Dwutlenek węgla w wydychanym powietrzu przechodzi przez suche wkłady chłonne, łączy się z wodorotlenkiem wapnia zamieniając się w węglan, a zasady pełnią rolę pochłaniacza wilgoci i dodatkowego odczynnika z dwutlenkiem węgla. Tak oczyszczone powietrze jest dodatkowo zasilane tlenem z butli 8 przez zawór sterujący 10. Następnie powietrze gotowe do oddychania jest zasysane siłą płuc przez wąż 5, worek oddechowy 6 i zawór wdechowy 2. Użytkownik może w każdej chwili regulować ilość tlenu dostarczanego do mieszaniny oddechowej za pomocą zaworu. Tlen jest przechowywany w 7-litrowych butlach pod ciśnieniem 4-5 atmosfer. Izolacyjny respirator Schwanna, ważący 24 kg, umożliwiał przebywanie w atmosferze nieprzyjaznej do oddychania do 45 minut, co nawet jak na współczesne standardy jest dość dużo.
Reklama aparatu Lacourta, 1863 r. Źródło: hups.mil.gov.ua
Kolejnym był A. Lacourt, który w 1863 roku uzyskał patent na ulepszony aparat oddechowy, składający się z hermetycznego worka z gumową wyściółką. Zazwyczaj aparat oddechowy Lacura był używany przez strażaków, mocując go z tyłu za pomocą pasów z pasem biodrowym. Nie było regeneracji: powietrze było po prostu wpompowywane do worka i podawane przez ustnik do płuc. Nie było nawet zaworu. Po napełnieniu worka powietrzem ustnik po prostu zatkano korkiem. Jednak wynalazca nadal myślał o wygodzie i dołączył parę okularów, klips na nos i gwizdek, który wydaje dźwięk po przyciśnięciu do zestawu. W Nowym Jorku i Brooklynie strażacy przetestowali tę nowość i bardzo ją docenili.
W drugiej połowie XIX wieku firma Siebe Gorman Co, Ltd z Wielkiej Brytanii stała się jednym z prekursorów w dziedzinie izolujących masek gazowych. Tak więc jednym z najbardziej udanych był aparat Henry'ego Fleissa opracowany w latach 1870. XIX wieku, który miał już maskę wykonaną z gumowanej tkaniny, która zakrywała całą twarz. Uniwersalność konstrukcji Fleissa polegała na możliwości wykorzystania jej w nurkowaniu, a także w ratownictwie górniczym. Zestaw składał się z miedzianej butli tlenowej, adsorbentu dwutlenku węgla (wkład regeneracyjny) na bazie potażu żrącego oraz worka oddechowego. To urządzenie naprawdę zasłynęło po serii akcji ratunkowych w angielskich kopalniach w latach 1880-tych XIX wieku.
Nurkowy aparat oddechowy Fleis. Źródło: hups.mil.gov.ua. 1. Tylny worek oddechowy. 2. Wąż oddechowy. 3. Półmaska gumowa. 4. Ładunek. 5. Butla ze sprężonym tlenem
Schemat oddychania w aparacie Fleissa. Źródło: hups.mil.gov.ua. 1. Butla z tlenem. 2. Worek oddechowy. 3. Skrzynka absorbera. 4. Gumowa rurka. 5. Półmaska. 6. Rurka wydechowa. 7. Zawór wydechowy. 8. Zawór wdechowy. 9. Rurka wdechowa
Butla z tlenem była jednak niewielka, więc czas spędzony pod wodą ograniczono do 10-15 minut, a praca w zimnej wodzie była generalnie niemożliwa ze względu na brak nieprzemakalnego kombinezonu. Poprawili rozwój Flaysa w 1902 roku, kiedy wyposażyli go w automatyczny zawór dopływu tlenu i zainstalowali mocne butle z tlenem o mocy 150 kgf/cm2. Autor tego opracowania, Robert Davis, również dla wygody przeniósł aparat izolacyjny z pleców na klatkę piersiową użytkownika.
Aparat ratowniczy Davisa. Źródło: hups.mil.gov.ua
Nad ulepszeniem pracowali również Amerykanie Hall i Reid w 1907 roku, wyposażając wkład regeneracyjny w nadtlenek sodu, który jest zdolny nie tylko do pochłaniania dwutlenku węgla, ale także uwalniania tlenu. Prawdziwym ukoronowaniem technicznej kreatywności Roberta Davisa był aparat ratunkowy – aparat tlenowy modelu 1910, który pozwalał okrętom podwodnym opuścić statek w sytuacji awaryjnej.
W Rosji trwały też prace nad izolacją aparatów oddechowych – np. kadet marynarki wojennej flota A. Khotinsky w 1873 roku zaproponował aparat do samodzielnej pracy nurka z zamkniętym cyklem oddechowym. Kombinezon został wykonany z podwójnej lekkiej tkaniny, dodatkowo podklejonej gumą, co umożliwiło pracę w dość zimnej wodzie. Na twarz nakładano półmaskę wykonaną z miedzi ze szklanym przyłbicą, a za oddychanie odpowiadały butle z tlenem i powietrzem. Chotinsky dostarczył również system oczyszczania wydychanego powietrza z dwutlenku węgla dzięki wkładowi z „solą sodową”. Jednak we flocie krajowej nie było miejsca na rozwój kadego.
Respirator górniczy Draeger 1904-1909: a - Aparat z ustnikiem Draeger (widok z boku); b - Aparat hełmowy Draeger (widok z przodu). Źródło: hups.mil.gov.ua
Od 1909 r. niemiecka firma Dräger wkracza na czoło Europy jako twórca i dostawca izolujących masek oddechowych i masek gazowych. W ratowaniu górników i pracowników kopalń urządzenia tej firmy stały się tak popularne, że pojawiła się nawet profesjonalna nazwa ratowników „drägerman”. To właśnie produkty firmy Dräger Imperium Rosyjskie, a później ZSRR, aktywnie kupowały i wykorzystywały we własnym górnictwie. Wizytówką stał się respirator kopalniany Draegera z lat 1904-1909, który istniał w wersji ustnikowej i hełmowej. W rzeczywistości była to głęboko zmodernizowana aparatura systemu Schwanna z oddzielnie przechowywanymi wkładami regeneracyjnymi z sodą kaustyczną i bliźniaczymi zbiornikami tlenu. Ogólnie rzecz biorąc, produkty Dräger (podobnie jak podobne urządzenia niemieckiej "Westfalii") nie były czymś niezwykłym - przemyślana kampania reklamowa i sztuczki marketingowe odegrały ogromną rolę w rozpowszechnieniu. Co dziwne, rosyjski inżynier, specjalista w dziedzinie bezpieczeństwa pożarowego przedsiębiorstw górniczych, Dmitrij Gawriłowicz Lewicki, odegrał decydującą rolę w późniejszej modernizacji aparatu Dregera.
Dmitrij Gawriłowicz Lewicki (1873-1935). Źródło: en.wikipedia.org
Straszliwe konsekwencje wybuchu metanu i pyłu węglowego w kopalni Makaryevsky w kopalniach węgla kamiennego Rykovsky 18 czerwca 1908 r. skłoniły go do opracowania nowego aparatu izolacyjnego. Wtedy zginęło 274 górników, a 47 zostało ciężko rannych. Dmitrij Lewicki osobiście brał udział w akcji ratunkowej, wyprowadził kilka osób ze zmiany, a nawet zatruł się tlenkiem węgla.
Trumny ze zmarłymi 18 czerwca 1908 r. w kopalni nr 4-bis kopalni Makaryevsky w kopalniach węgla Rykovsky i kondukt pogrzebowy. Źródło: infodon.org.ua
Pracownicy arteli ratowniczych kopalni Rykovsky. Źródło: infodon.org.ua
W projekcie zaproponowanym przez inżyniera po tej tragedii zaproponowano usunięcie dwutlenku węgla poprzez zamrożenie ciekłym powietrzem. W tym celu wydychane powietrze przepuszczano przez pięciolitrowy zbiornik z płynną zawartością, a dwutlenek węgla osadzał się na dnie. Była to wówczas najbardziej zaawansowana konstrukcja, pozwalająca na pracę w warunkach awaryjnych do 2,5 godziny, a jednocześnie wyróżniała się stosunkowo niewielką masą. Aparatura Levitsky'ego została przetestowana, ale autor nie mógł uzyskać na nią patentu, z czego skorzystali niemieccy inżynierowie, wprowadzając pomysły inżyniera do swoich aparatów izolacyjnych. O pracy Levitsky'ego dowiedzieli się po jego artykule w jednym z branżowych czasopism, w którym krytykuje istniejące urządzenia i opisuje swój pomysł ciekłym powietrzem. W historia rozwój rosyjskiego inżyniera został uwzględniony jako tlenowy „rewitalizujący” aparat „Makeevka”.
Urządzenie "rewitalizujące" tlen Levitsky "Makeevka". Źródło: hups.mil.gov.ua
W 1961 roku ulica Bulvarnaya w Doniecku została przemianowana na D.G. Lewickiego i wzniósł tam tablicę pamiątkową.
informacja