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动力送风过滤式呼吸器的概念、分类及关键指标

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1 概念


动力送风过滤式呼吸器(Powered air-purifying respirator,缩写为PAPR)是靠电动风机克服呼吸器部件阻力的一类过滤式呼吸防护装备。由于PAPR能够有效改善使用者的舒适度、增强防护可靠性、提高工作效率,该类产品在众多工业生产、公共安全等领域得到广泛的应用,国内对各类PAPR产品的应用需求日益扩大,相关企业也对PAPR产品研发报以极大热情。


PAPR与自吸过滤式呼吸器相比,1)增加了以电为动力的送风装置,降低使用者的呼吸负荷以改善其舒适度,更加适合较高劳动强度的作业需求;2)在较高的送风量条件下,可使呼吸器面罩内维持正压的呼吸环境,能够有效阻止吸气过程中外部污染空气漏入面罩,提高了防护的可靠性;3)可以使用不需要和脸部紧密密合的松配合面罩(如开放式面罩和送气头罩),进而提高了呼吸器与人员的适配性和使用的舒适性。4)可以将呼吸、眼、面及头部防护结合在一起,以实现综合性职业安全防护需求。


这类产品虽然具有较好的推广应用价值,但由于技术集成度较高,导致使用及维护成本高,很大程度上制约了使用单位为作业人员选用该类产品的积极性和热情。此外,与自吸过滤式呼吸器一样,该产品不适用于氧气浓度低于19%或化学物质危险性较高的IDLH环境(立即威胁生命和健康),应按照GB /T18664-2002《呼吸防护用品的选择、使用及维护》的要求正确选用。


我国的PAPR标准GB30864-2014《呼吸防护 动力送风过滤式呼吸器》于2015年6月1日实施。该强制性标准规定了防护颗粒物和有毒有害气体或蒸气的动力送风过滤式呼吸器的分类、标记、技术要求、测试方法和标识,产品可使用密合型面罩或松配合面罩/头罩,送风量可从低到高(从负压到正压),但不包括用于燃烧、爆炸和缺氧环境及逃生用的呼吸器,特殊行业用PAPR标准可以在此基础上根据自身的特点来建立各自的行业标准。


2 分类


PAPR产品种类较多。通常按照面罩类型PAPR可分为密合型面罩、开放型面罩与送气头罩三类。密合型面罩包括半面罩或全面罩,开放型面罩和送风头罩两类又可称为松配合型面罩;任何开放型面罩或送气头罩还可以含头盔,以提供头面部抗机械冲击危害。按照送风效应(即呼吸器面罩内压力模式)可分为正压式和负压式。PAPR分类见表1。过滤元件的分类则参照GB 2890-2009的分类方法,分为颗粒物防护类、单一或多重气体/蒸气防护类、兼顾气体和颗粒物的综合防护类。


表1 PAPR的分类和标记


3 关键技术指标


3.1 送风量


PAPR产品的防护能力与使用者口鼻部空气环境是否为“正压”密切相关,而正压与否与使用者的实际呼吸量,即劳动强度直接相关。未来的ISO呼吸器标准也正在尝试将防护能力与劳动强度挂钩,考虑到这一发展趋势以及综合成本因素,GB30864-2014标准将送风效应归纳为辅助送风(即“负压”模式)和强制送风(即“正压”模式)两种模式。辅助送风着重改善使用者的呼吸负荷,较适于低强度作业使用,强制送风着重降低使用者的呼吸负荷并同时提升防护的可靠性,较适合中等及以上作业使用。


GB30864-2014标准中规定:使用密合型面罩的正压式PAPR的最小送风量应不低于95L/min, 使用密合型面罩的负压式PAPR的最小送风量应不低于45L/min;使用开放型面罩或送气头罩的PAPR的最小送风量应不低于120L/min。


3.2 防护时间


防护时间是指在规定测试条件下,从测试介质开始通入过滤元件,至测试介质透过浓度达到限定值时的时间。与自吸过滤式呼吸器相比,PAPR产品的设计送风量要求导致过滤元件防护时间测试条件的变化,这表明任何配套用于PAPR的过滤元件其防护性能都应根据PAPR的有效气流量或初始实际送风量进行重新评估。


PAPR产品的设计特性主要是在保证一定防护性能的前提下,改善佩戴者的舒适度,提高工作效率。故该类产品所用的过滤元件,在同等条件下的防护时间一般较普通空气过滤式产品的防护时间要短。另外,标准中规定的防护时间要求只是实验室规定测试条件下获得的过滤元件防护容量,并不代表实际使用条件下实际获得的防护时间。随过滤元件实际使用条件的不同,可能的防护时间会与本标准确定的试验条件下的防护时间不同,可能会长一些,也可能会短一些。

 

——摘自《第二十届海峡两岸及香港、澳门地区职业安全健康学术研讨会论文集》

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