呼吸道防护装备，从防护原理上来说分为过滤式和隔绝式2大类。
　　本刊以前介绍的是以炭-纸（活性炭-过滤纸）为基础的过滤式呼吸道防护装备。下面将介绍隔绝式呼吸道防护装置。
　　隔绝式呼吸道防护装备主要用于高浓度、高有毒性气体环境中，由于体积大、质量大，又可称为重型防护装备。目前，这类装备在军、警用领域日益受到重视。在2002年4月美国国防部给国会的年度报告和著名的英国《简氏核生化防护装备年鉴》（2000-2001年）中都对其进行了介绍。美国9·11之后处理炭疽病毒和韩日世界杯所用的防护装备就是这类重型防护装备。
　　
　　▲在使用中的比奥帕克240型正压氧气呼吸器
　　
　　美国比奥马林公司是美国诺伊特罗尼克公司的３个子公司之一，于1960年在美国宾夕法尼亚州成立，现位于美国费城，主要生产比奥帕克（Biopak）系列自给式闭路呼吸器。
　　该公司初期受美国太空署雇佣开发登月计划中的呼吸器，登月计划完成后，公司将其应用于氧气呼吸器的设计生产中。第１台被认可的是比奥帕克30型正压氧气呼吸器，可使用30分钟；1970年，研制了比奥帕克60型1小时正压氧气呼吸器（图1）；1978年受加拿大矿山救护队的委托，开始研制4小时的正压氧气呼吸器，经过6年时间完成了比奥帕克240型正压氧气呼吸器的开发工作（图2）。
　　
　　何谓正压式氧气呼吸器
　　
　　正压式氧气呼吸器属于隔绝式呼吸器的范畴，是一种自给式闭路呼吸器。那么，什么是正压式？什么是自给式？闭路又是什么意思呢？所谓正压式，是指在呼吸过程中，面罩内压力始终比外界环境压力稍高。而不带送风装置的普通过滤式防毒面具在吸气时面罩内压力比外界环境压力稍低，属负压型。正压式氧气呼吸器在呼吸的整个循环过程中，面罩内始终处于正压状态，因而即使面罩有轻微泄漏，也只能是面罩内的气体向外泄漏，而不是外界的染毒气体向面罩内渗入，具有比负压式氧气呼吸器高得多的安全性。所谓自给式，又称携气式，是指人员呼吸所用的洁净气体（氧气）由呼吸器本身提供，而与外界染毒环境无关，因而自给式呼吸器可在有毒有害气体成份复杂不明、浓度较高和缺氧的环境里使用。闭路是与开路相对而言，是指人员呼出的气体不排入周围大气环境中，而是经滤除二氧化碳、补充氧气后在呼吸器内循环，以连续地进行吸气、呼气循环，整个呼吸过程与外界大气完全隔绝。
　　因此，根据防护原理，正压式氧气呼吸器可用于防护已知或未知毒剂（有害物质），适用于毒剂（有害气体）体积浓度大于1%的高浓度高危险环境、含有大量CO气体及缺氧（O2浓度低于17%）环境，对各种毒剂和有害物质具备“全谱防护”的能力，是一种军民兼用的呼吸道防护装具。 下面，我们来了解比奥帕克240型4小时呼吸器的结构组成和工作原理。
　　
　　结构组成
　　
　　比奥帕克240型正压式氧气呼吸器由大眼窗或全脸式面罩、供气系统、报警系统和背具4部分组成，具体包括以下主要部件。
　　氧气瓶
　　氧气瓶材料为铝合金内胆缠绕碳纤维。在20MPa压力下氧气瓶内装有596L100%医用级氧气。
　　减压器
　　氧气瓶中的高压氧通过减压器降低到1.8MPa。
　　手动补给阀
　　仅限在紧急情况下使用。当呼吸器系统出现故障或使用者得不到足够的呼吸气体时，手动操作该阀，可使氧气直接进入呼吸舱内。
　　
　　图１　比奥帕克60型正压氧气呼吸器
　　图２　比奥帕克240型正压氧气呼吸器
　　
　　报警器
　　当氧气瓶内氧气存量只剩下额定贮气量的25%（5±1MPa）时，报警器以92dB的声强鸣响45～60s，提醒使用者还剩约1小时的氧气可供使用。
　　呼吸舱
　　是核心部件，为呼吸气体提供了一个贮气室，包括流量限制阀、膜片、自动补给阀、排气阀和清净罐。
　　流量限制阀使氧气以1.7L/min（是人们在静止状态所需氧气的4～6倍）的恒定流量流入呼吸舱（这一恒定流量是指用来补充人体消耗掉的氧气所需的“混合”氧气的量），而不需要自动补给阀供应额外的氧气。
　　膜片是呼吸器操作的关键。吸气和呼气所引起的呼吸舱容积变化是通过它的运动来实现的。这一膜片有异于其他自给闭路式呼吸器，它调节混合呼吸气体，是使用者需要时提供额外呼吸气体的机构。
　　自动补给阀在耗氧量超过1.7L/min的“重等劳动强度”后，根据需要输送尽可能多的氧气。当膜片被推到呼吸舱的顶部时，将启动自动补给阀进行快速加氧。当流量限制阀失效时，自动补给阀可自动成为“备用阀”。
　　
　　图３　比奥帕克240型正压氧气呼吸器原理图，图中箭头表示气体流动的方向
　　图４　比奥帕克240型正压氧气呼吸器结构图
　　
　　排气阀将多余的气体排掉，以防止产生过压。
　　清净罐又称吸收剂罐，当呼吸混合气体流经吸收剂罐时，人体代谢产生的副产品——二氧化碳通过化学作用从呼吸混合气体中被除去，以防对人体造成伤害。
　　冷却罐
　　冷却介质为无毒的“兰冰”，在环境温度为25℃时可使用4小时。
　　面罩
　　由硅橡胶制成，设置有可减小死腔的口鼻罩和单向呼吸阀，防止浅呼吸时二氧化碳的积聚。面罩有一个通话膜，以辅助通信。它具有较宽的密封面，可适合大部分人的脸型。
　　除了配有雾刷器的大眼窗面罩外，其他的比奥帕克240型均配有保明片，以防止镜片在使用中起雾。
　　
　　工作原理
　　
　　使用比奥帕克240型４小时呼吸器时，打开气瓶开关，氧气被连续地供给到呼吸舱。当使用者吸气时，呼吸气体从呼吸舱流入冷却罐内，气体在冷却罐内被冷却，然后通过吸气软管进入面罩。当使用者呼气时，呼出气体经呼气软管，再通过清净罐将呼出气体中的二氧化碳吸收掉，然后进入呼吸舱，完成一个呼吸循环。使用过程中，反复循环，直至使用结束或氧气耗尽。
　　如果使用者还需要额外的氧气，膜片将驱使自动补给阀自动地供应额外的氧气。如果使用者呼出的气体使呼吸膜片完全膨胀，多余的气体将通过排气阀流出呼吸舱。将压缩弹簧加载在膜片上，使得呼吸舱保持比外界环境稍高的正压状态。
　　比奥帕克240型呼吸器每次使用后，或氧气瓶需要充气时，必须更换吸收剂，吸收剂只能使用一次！等到吸收剂已经变色时，它早已失去了充分清除二氧化碳的能力。
　　
　　应用现状
　　
　　比奥帕克240型呼吸器已通过了美国许多权威机构的认证。1984年一定型，美国军方就看到了该产品在许多领域的应用前景，包括在销毁贮备多年的化学战剂中的应用，在进行了大量野外试验后，验证了该产品的实用性和可靠性，被选为在有毒环境中进行人员保护的长效呼吸器。
　　该产品现已生产了2万多台，广泛应用于美国、加拿大、中国、苏联、日本等国家。◆
　　（编辑／何　懿）