矿工下井必备用具!ZH30B型隔绝式化学氧自救器拆解及原理分析

矿工下井必备用具!ZH30B型隔绝式化学氧自救器拆解及原理分析

首页休闲益智地雷矿山更新时间:2024-04-29

在进入正题前,我们首先来回顾一下高中化学的相关问题

话说这可是高中化学碱金属那章的必考题目,也就是那时才知道。一般氧化还原反应,氧气通常都是被消耗的一方,由氧单质变成了氧化物。而却有那么一类神奇的氧化物,能够反其道而行之,能把化合物里的氧,还给“扔”出来。而上面的题目,也不是空穴来风不着边际,这确确实实存在于生产生活中,来源于实践。
记得有一次去煤矿参观,除了工作服、长筒靴、矿灯等一系列装备外,每个人都发了一个金属罐头样的东西,沉甸甸的挂在腰带上,必须得带。下井之前,有人在井口检查,没有带者,不得下井。问矿上工人此为何物?答曰自救器,问其如何自救,答曰事故时所用。问其可否打开一窥究竟,答曰不到万不得已不得私自开启。也就放弃了这个念头。
马克思主义哲学告诉我们说:实践是认识的来源,实践是认识发展的动力,实践是认识的目的,实践是检验认识真理性的唯一标准。
这不前几天在网上闲逛,无意间看到有这种金属罐头出售,价钱亲民,想着一直不知道这东西究竟是何种用途。于是买了一个,3天之后,快递大叔送货上门。所谓自救器,是井下人员在发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸等事故是,防止有害其它中毒或缺氧窒息的一种随身携带的呼吸保护器具。
我这个是ZH30B型隔绝式化学氧自救器,Z表示自救器,H表示化学生氧。30是代表防护时间为30分钟,B为设计序号。

自救器外观如图所示

收到的实物,上半部分是一个橡胶盖子,下面是很结实的金属罐,表面贴有标签

背面,一个腰带扣,用于挂在腰带上

侧面,贴有简易使用说明书,在正规矿山,会组织矿工进行培训考核,必须自救器必须会用才能上岗工作

拆掉橡皮套,可见自救器整体为金属构造

测量一下尺寸

准备开启,按说明书指示,开启扳手,在自救器顶部

观察扳手的结构,自救器是一次性使用的,打开过的自救器,绝不能再次使用,因此扳手上带有一个封条,如果要打开,封条就会损坏

用力向上扳动扳手,封条断开

两条锁口带自动分开了,话说这两条锁口带金属制成,压力十足,牢牢的将盖子固定锁死,毕竟井下环境恶劣,自救器必须结实可靠

用力向上拔掉盖子,里面似乎是抽真空的,密封型很好,开启的瞬间听到气压的声音,盖子和自救器罐体之间有橡胶密封条密封

拿掉盖子,露出内部结构,织物和橡胶结构的

小心将它们展开

整个自救器的结构基本都暴露出来了,从左至右,是垮带、呼吸软管、气囊、氧气再生罐

结构是这样的

呼吸软管端口,使用方法是用嘴咬住这里,然后用嘴呼吸。现在用橡胶塞塞着,避免内部同外界相通导致药品失效,话说这橡胶件做工极其粗糙,上面大概是为了防粘连,抹的类似滑石粉样的东西

用嘴呼吸的话,鼻子怎么办?别担心,自然有解决的方法,这是鼻夹,使用的时候,用这个夹子把鼻子夹起来,这样就不会从鼻子吸进去有毒气体了

安全阀,如果内部压力过大,这个阀门就会开启,排出多余的气体

垮带,这一套自救器好歹也2斤多重,总不能用嘴叼着吧,所以正确使用方法是挂脖子上,然后再跑路

氧气再生罐上焊了两个吊尔专门用来连接垮带

自救器还有一个特殊结构,氧烛,这是一种固态氧气发生器,一般是氯酸盐和金属粉末组成,燃烧的时候,会产生大量氧气(又是反其道而行之),用来在刚戴上自救器的时候供氧,有点像地雷的导火线,一拉就着

上半部分的气囊组件通过抱箍固定在氧气再生罐上

拧开抱箍,准备拆卸气囊组件

可见气囊组件不是一根管子,里面还有一根,是将呼出气体导入氧气再生罐的管道

看看再生罐的内部,网下面有一层石棉垫,保护生氧剂不会掉出来

继续拆呼气管

分开气囊组件和氧气再生罐

气囊接口,不知道为什么,呼气软管里面挂了一根弹簧,为了固定软管不脱落???

安全阀,可见是与呼气软管联通的,要排,也是排废气出去,节约氧气

呼吸口,橡胶结构,内部有一个塑料支架,避免被咬瘪了

这是“人机接口”部分

鼻夹,弹性挺大,做工粗糙,想必夹个这东西舒服不了,但是为了逃命这也不算什么了,对于我这样鼻粘膜脆弱爱出血的鼻子,还是不试了

氧气再生罐是套筒结构,中央是呼气管,呼吸时呼出的气体从中央进入罐底,和超氧化钾发生反应,产生氧气从罐口出来进入气囊,从呼气管看下去,隐约可见淡黄色的超氧化钾

下面继续拆解氧烛

氧烛的固定螺丝被胶封的死死的,费了半天劲将固定螺丝拧下来。结果发现氧烛似乎是从盖板下方安装的,这样根本无法拔出氧烛,拆解失败。

原来想拆开氧气再生罐把超氧化钾倒出来看看,结果发现这个罐子压封后还打了胶。想无损拆开是不可能了,况且,超氧化钾是具有极强氧化性的危险化学品。在家切割比较危险,所以就不拆了

拆到这里,内部结构基本清楚了,该看看这东西怎么用了

伟大的无产阶级革命导师马克思指出:
从实践到认识,再从认识到实践,实现了人们认识具体事物的辩证运动过程。人们对事物的认识过程,由于主客观条件的限制,总是要经历在实践的基础上有感性认识到理性认识,在由理性认识到实践,多次反复才能完成。
通过拆解,对自救器的工作更进一步得到深化
下面说说自救器的工作原理:
自救器的工作原理,主要核心是超氧化钾氧气再生剂
超氧化钾和人体呼出的水蒸汽以及二氧化碳反应,生成氧气供人呼吸
主要就是这么两个化学方程式:
4KO2 2CO2==2K2CO3 3O2
2KO2 2H2O==2KOH O2 H2O2

具体过程如下:
呼出气体经过呼气软管,单向阀,进入呼气管,送至氧气再生罐底部,在此向上遇到超氧化钾。反应生成大量氧气,送至气囊,吸气时,气囊中氧气通过单向阀,进入呼吸软管,进口被吸入。估计这个自救器里面大约有1Kg左右超氧化钾,如果完全和二氧化碳反应,计算得到338g左右氧气,按1.43g/L算是236.4L左右。人的耗氧量,根据高矮胖瘦基础代谢率不同而不同,如果假设潮气量500ml,呼吸20次/分,大概能坚持24分。这是理论计算,要知道潮气量500ml,并不是这500ml都参加气*换。更何况如果安静下来,耗氧量会进一步减少。因此,按这个计算,30分钟使用时间是没问题的。

当然,鉴于这东西的用途,一旦启用了,肯定没什么好事,还是永远不要用到它为好。

最后是FAQ
Q:大家一定好奇,化学生成的氧气究竟什么味?
A:没味,氧气嘛,能有什么味,不过,这些橡胶管路什么的,倒是有一股难闻的气味
Q:最后怎么处理超氧化钾?
A:超氧化钾是危险品,最后找了安全的地方旷置,等它大部分自行分解后水洗解决
Q:性价比如何?
A:如能救人一命,岂能用商品价格衡量。可以作为防灾用品储一个在家,遇到火灾逃生绝对有用。


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作者:2n3055

本文来源:数码之家

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