潛水室
編輯潛水室是供人類使用的容器,它可能有一個入口,可以密封以保持內部壓力顯著高于環境壓力,一個加壓氣體系統來控制內部壓力,并為居住者提供呼吸氣體。潛水艙有兩個主要功能:
- 作為一種簡單形式的潛水船,用于在水下運輸潛水員并在深處提供臨時基地和檢索系統;
- 作為基于陸地、船舶或海上平臺的高壓艙或系統,人工再現海下的高壓條件。為飽和潛水和潛水員減壓等潛水相關應用以及高壓醫學等非潛水醫療應用提供高于正常大氣壓的內部壓力。
潛水室的基本類型
編輯潛水艙有兩種基本類型,根據產生和控制潛水艙壓力的方式來區分。
打開潛水鐘
歷史上較舊的開放式潛水室,稱為開放式潛水鐘或濕鐘,實際上是一個底部開放的隔間,其中包含自由水面上方的氣體空間,允許潛水員在水下呼吸。隔間可能足夠大以完全容納水面以上的潛水員,或者可能更小,僅容納頭部和肩部。內部氣壓等于自由水面的壓力,并隨深度而相應變化。開放式鐘罩的呼吸氣體供應可以是獨立的,或者更通常地,通過柔性軟管從地面供應,該軟管可以與其他軟管和電纜組合為鐘形臍帶管。開放式鐘也可能包含一個帶有潛水員臍帶的呼吸氣體分配面板,以便在離開鐘的遠足期間為潛水員提供呼吸氣體,高壓儲氣瓶中的車載應急氣體供應。這種潛水艙只能在水下使用,因為內部氣壓與水下深度成正比,只有升高或降低艙室才能調節壓力。
高壓室
可密封的潛水室、封閉鐘罩或干鐘罩是一種壓力容器,其艙口足夠大,可供人們進出,并提供壓縮呼吸氣體以提高內部氣壓。這種艙室為用戶提供氧氣供應,并且通常被稱為高壓艙,無論是在水下、水面還是在陸地上使用以產生水下壓力。但是,有些人使用術語潛水艙來指代那些在水下使用的艙室,而高壓艙則是指那些在水中使用的艙室。有兩個相關的術語反映了特定的用法,而不是技術上不同的類型:
- 減壓艙,水面供潛水員使用的高壓艙,以使他們的水面減壓停止
- 再壓艙,用于治療或預防減壓病的高壓艙。
在水下使用時,當潛水式高壓艙的艙口打開時,有兩種方法可以防止進水。艙口可以通向月池室,其內部壓力必須首先與月池室的壓力相等。更常見的是,艙口通向水下氣閘,在這種情況下,主室的壓力可以保持恒定,而氣閘壓力會發生變化。這種常見的設計稱為鎖定室,用于潛艇、潛水器和水下棲息地以及潛水室。另一種布置在可密封的高壓艙和開放式潛水鐘艙之間使用干氣閘(因此整個結構實際上是兩種潛水艙的混合物)。在水下使用時,所有類型的潛水艙都通過一根用于升高和降低的強力電纜和一根臍帶電纜連接到潛水支持船上,至少輸送壓縮的呼吸氣體、電力和通信,并且都需要附加或內置重物克服他們的浮力。使用電纜懸掛室達到的xxx深度約為1500m;除此之外,電纜變得難以管理。
相關設備
除潛水鐘和高壓艙外,相關的潛水設備包括以下:
- 水下棲息地:由在與潛水鐘和潛水室相同的原理下操作的隔間組成,但放置在海底的固定位置以供長期使用。
- 潛水器和潛艇的不同之處在于能夠依靠自己的動力移動。內部通常保持在表面壓力下,但一些例子包括氣閘和內部高壓艙。
- 還有其他具有大氣內部壓力的深潛設備,包括:
水下使用
編輯除了運送潛水員外,潛水室還攜帶工具和設備、用于緊急呼吸氣體供應的高壓儲氣瓶以及通信和應急設備。它在長時間潛水期間為休息、進餐、執行無法在水下完成的任務以及緊急情況提供臨時干燥的空氣環境。潛水室也可作為水面供應潛水作業的水下基地,潛水員的臍帶(空氣供應等)連接到潛水室而不是潛水支持船。
潛水鐘
相同原理的潛水鐘和開放式潛水室由于其簡單性在過去更為常見,因為它們不一定需要監測、控制和機械調節內部壓力。其次,由于鐘壁上的內部氣壓和外部水壓幾乎是平衡的,所以腔室不必像加壓潛水室(干鐘)那樣堅固。開口鐘內的空氣與空氣-水界面處的水處于相同壓力。這個壓力是恒定的,鐘罩上的壓力差可以高于外部壓力,達到鐘罩內空氣空間的高度。必須將濕式潛水鐘或開放式潛水艙緩慢升到水面,并帶有適合潛水剖面的減壓停留,以便乘員避免減壓病。這可能需要幾個小時,因此限制了它的使用。
潛水式高壓艙
被稱為封閉鐘罩或人員轉移艙的潛水高壓艙可以通過保持內部壓力并在支持船上的艙室中為潛水員減壓,或在壓力下將他們轉移到更寬敞的減壓艙或到飽和系統,在整個工作期間它們都處于壓力之下,工作班次在大約恒定的壓力下工作,并且在結束時只減壓一次。如果天氣或動態定位受損迫使支持船離開站臺,則無需水下減壓即可返xxx面的能力降低了潛水員的風險。基于壓力容器的潛水室建造成本更高,因為它必須承受高壓差。這些可能是用于飽和潛水的干鐘的爆破壓力,其中內部壓力與工作深度處的水壓相匹配,或者當腔室降低到海中并且內部壓力較小時的壓碎壓力比環境水壓,例如可用于潛艇救援。救援鐘是專門的潛水艙或潛水器,能夠在緊急情況下救出潛水員或潛水艙或水下棲息地的居民,并使其保持在所需的壓力下。它們具有用于水下進入的氣閘或與目標結構上的艙口形成水密密封,以實現人員的干轉移。對內部氣壓為一個大氣壓的潛艇或潛水器進行救援,需要能夠承受巨大的壓差以實現干轉移,并且具有返xxx面時無需采取減壓措施,可以繼續進行更快速的周轉的優點救援工作。
無水使用
編輯高壓艙也用于陸地和水上:
- 在環境壓力上升后或在干鐘壓力下轉移后,將通過剩余減壓從水下帶上的水面供應潛水員作為水面減壓。(減壓室)
- 訓練潛水員適應高壓條件和減壓程序,并測試他們在壓力下的表現。
- 治療潛水員的減壓病(再加壓艙)
- 在高壓氧治療中使用升高的氧分壓治療與潛水無關的疾病。
- 在飽和潛水生命支持系統中
- 在需要提高氣體壓力的科學研究中。
專為無水使用而設計的高壓艙不必抵抗破碎力,只需抵抗爆破力。那些用于醫療應用的通常只能在兩個或三個xxx大氣壓下運行,而那些用于潛水的應用可能會達到六個或更多大氣壓。可以由直升機吊起的輕型便攜式高壓艙被軍事或商業潛水操作員和救援服務用來運送一到兩名需要再壓縮治療的潛水員到合適的設施。
減壓室
減壓室或甲板減壓室是一種供人居住的壓力容器,用于水面供氣潛水,以允許潛水員在潛水結束時在水面而不是水下完成減壓停留。這消除了在寒冷或危險條件下在水下長時間減壓的許多風險。減壓艙可與封閉鐘一起使用,用于在彈跳潛水后、在壓力下轉移后進行減壓,或者潛水員可以在完成減壓之前浮出水面并按照嚴格的協議在艙內重新加壓,以xxx程度地減少在減壓病中出現減壓病癥狀的風險恢復壓力前允許的短暫時間。<ulclass="gallery">
- 兩名美國海軍水手在即將接受訓練的減壓艙內
- 一人室
- 基本甲板減壓室的控制面板
- 關閉門的基本甲板減壓室的醫療鎖
- 基本甲板減壓室的外觀
- 可移動減壓艙
- 潛水員在表面減壓期間呼吸氧氣
- 從控制面板操作腔室
高壓處理室
高壓治療室是一種高壓治療室,用于在高于當地大氣壓的壓力下進行醫學治療或投入使用。
高壓氧治療室
高壓氧治療室用于治療患者,包括潛水員,他們的病情可能會通過高壓氧治療得到改善。一些疾病和傷害會在細胞或組織水平上發生,并且可能會持續存在。在循環系統問題、不愈合傷口和中風等情況下,足夠的氧氣無法到達受損區域,身體的愈合過程無法正常運作。高壓氧療法通過血清中的溶解氧增加氧氣的運輸,并且在血紅蛋白受損(例如一氧化碳中毒)或溶液中的額外氧氣可以通過組織擴散通過阻塞血液供應的栓塞(如減壓病)時最有效.如果患者在艙內因嚴重并發癥或受傷需要其他治療,則能夠容納一名以上患者(多人)和一名內部護理人員的高壓艙具有治療減壓病(DCS)的優勢,但在大多數情況下,單人艙可以成功用于治療減壓病。與不適合治療DCS的軟室相比,剛性室能夠進行更大的再壓縮深度。
再壓縮室
再壓艙是一種高壓治療艙,用于治療患有某些潛水疾病(例如減壓病)的潛水員。治療由主治醫師(醫療潛水官)下令,通常遵循標準高壓治療方案之一,例如美國海軍治療表5或表6。當使用高壓氧時,通常通過內置呼吸系統(BIBS)進行管理,從而減少過量氧氣對室內氣體的污染。
壓力測試
如果減壓病的診斷被認為有問題,潛水官員可能會下令進行壓力測試。這通常包括再壓縮到60英尺(18m)長達20分鐘。如果潛水員注意到癥狀有顯著改善,或者服務員可以檢測到身體檢查的變化,則遵循治療表。
代表性治療表
美國海軍表6包括在患者吸氧時壓縮到60英尺(18m)的深度。潛水員隨后在氧氣中減壓至30英尺(9.1m),然后慢慢恢復到表面壓力。此表通常需要4小時45分鐘。它可能會進一步擴展。它是2型減壓病最常見的治療方法。美國海軍表5與上述表6類似,但持續時間較短。它可用于主訴不太嚴重(1型減壓病)的潛水員。美國海軍表9包括在患者吸氧時壓縮至45英尺(14m),然后減壓至表面壓力。該表可用于低壓單座高壓艙,或作為多座艙的后續處理。
飽和潛水生命支持系統
地面上的高壓環境由一組相連的壓力室組成,用于飽和潛水,以便在項目期間或數天至數周(視情況而定)內為處于壓力下的潛水員提供住所。乘員僅在其值班結束時減壓至表面壓力一次。這通常在減壓室中完成,減壓室是飽和系統的一部分。通過xxx限度地減少減壓次數并以非常保守的速度減壓,可以顯著降低減壓病的風險。飽和系統通常包括由生活室、轉運室和潛水減壓室組成的綜合體,在商業潛水和軍用潛水中通常稱為潛水鐘、PTC(人員轉運艙)或SDC(潛水減壓室).該系統可以永久安裝在船舶或海洋平臺上,但通常能夠在船舶之間轉移。該系統由控制室進行管理,在該控制室中監測和控制深度、腔室氣氛和其他系統參數。潛水鐘用于將潛水員從系統轉移到工作現場。通常,它使用一個可拆卸的夾子與系統配合,并通過一個線槽空間與系統隔開,潛水員通過該線槽空間與鐘形交換。鐘通過一個大型、多部分的臍帶供給呼吸氣體、電力、通信和熱水。該鐘還配有外部安裝的呼吸氣瓶,以供緊急使用。潛水員使用地面提供的臍帶式潛水設備從鐘上操作。可提供高壓救生艇、高壓逃生艙或救援艙,用于從飽和系統緊急撤離飽和潛水員。如果平臺因火災或下沉而面臨直接風險,則可以使用此功能,以使乘員遠離直接危險。高壓救生艇自給自足,可在海上航行數日。
在壓力下轉移
將人員從一個高壓系統轉移到另一個高壓系統的過程稱為壓力轉移(TUP)。這用于將人員從便攜式再加壓艙轉移到多人艙進行治療,以及在飽和生命支持系統和人員轉移艙(封閉鐘形)之間轉移,以便往返于工地,以及將飽和潛水員疏散到高壓救生艇上.
高壓運輸
編輯歷史
編輯自1860年左右開始使用實驗??壓縮室。1904年,潛艇工程師Siebe和Gorman與生理學家LeonardHill一起設計了一種裝置,讓潛水員可以進入深水密閉艙室,然后將艙室(仍然加壓)升起并帶上船。然后逐漸降低腔室壓力。這種預防措施使潛水員能夠在更深的深度安全工作更長的時間,而不會患上減壓病。1906年,希爾和另一位英國科學家M格林伍德在Siebe和Gorman建造的壓力室中將自己置于高壓環境中,以研究其影響。他們的結論是,只要減壓足夠緩慢,一個成年人可以安全地承受七個大氣壓。CEHeinke及其公司于1913年建造了一個用于治療患有減壓病的潛水員的再加壓艙,并于1914年運送到西澳大利亞的布魯姆,并于1915年成功用于治療一名潛水員。該艙現在位于布魯姆歷史博物館。
潛水室結構和布局
編輯高壓潛水艙的構造和布局取決于其預期用途,但大多數艙室都有幾個共同的特征。將有一個帶有腔室加壓和減壓系統的壓力容器、通道布置、監測和控制系統、觀察口,通常還有一個用于供應替代呼吸氣體的內置呼吸系統。壓力容器是主要的結構部件,包括主室的外殼,如果有的話,前室外殼和醫療或儲藏室的外殼。可能存在前室或入口鎖,以便在主室處于壓力下時為人員提供進入主室的通道。可能存在醫療或存儲鎖,以便在壓力下為小物品提供進入主腔的通道。小體積允許快速和經濟地轉移小物品,因為與前室相比,氣體損失的體積相對較小。檢修門或艙口通常向內鉸接并通過壓差保持關閉,但它也可能被卡住以在低壓下獲得更好的密封。在通向前室、主室、醫療或存儲鎖的兩端以及連接多個室的任何線槽處有一個門或艙口。封閉鐘在底部有一個類似的艙口,用于水下使用,并且可能有一個側艙口,用于在壓力下轉移到飽和系統,或者可以為此目的使用底部艙口。醫用鎖的外門不尋常之處在于它向外打開并且不會被內部壓力保持關閉,因此它需要一個安全聯鎖系統,以使鎖在受壓時無法打開。視口一般提供給操作人員以視覺監控居住者,并可用于手信號作為一種輔助的緊急通信方法。可以通過在視口外安裝燈來提供室內照明。家具通常是為了居住者的舒適而提供的。通常有座位和/或床位設施。飽和系統還為居住者提供桌子和衛生設施。內部壓力系統包括一個主氣室和備用氣室供氣,以及控制它以對主氣室和輔助氣室進行加壓和減壓的閥門和管道,以及一個用于防止增壓超過設計xxx工作壓力的泄壓閥。閥門通常在內部和外部重復,并貼上標簽以避免混淆。在緊急情況下,通常可以從內部操作多人室。監測設備將根據艙室的用途而有所不同,但將包括用于供應氣體的壓力表,以及用于所有人員占用隔間內部壓力的精確校準壓力表。操作員和居住者之間還將有一個語音通信系統。這通常是在外面一鍵通,從里面不斷地傳輸,這樣操作員就可以更好地監控乘員的狀況。也可能有一個備用通信系統。消防設備是必要的,因為室內火災對居住者極為危險。可以使用專為高壓環境制造的無毒滅火器,也可以使用加壓內部噴水系統。水桶通常作為附加設備提供。飽和系統的生命支持系統可能相當復雜,因為居住者必須在幾天到幾周內持續承受壓力。不斷監測室內氣體的氧氣含量,并在必要時添加新鮮氧氣以保持標稱值。如果是空氣,腔室氣體可以簡單地排放和沖洗,但氦氣混合物價格昂貴,并且在很長一段時間內需要非常大的體積,因此飽和系統的腔室氣體通過二氧化碳洗滌器和其他過濾器進行循環利用去除異味和多余的水分。可用于治療的多處室通常包含一個內置呼吸系統(BIBS),用于供應不同于加壓氣體的呼吸氣體,而封閉的鐘罩包含一個類似的系統,用于向潛水員的臍帶供應氣體。帶有BIBS的分庭通常會有一個氧氣監測器。如果室內氣體受到污染,BIBS還可用作緊急呼吸氣體供應。需要用于清洗和清除廢物的衛生系統。由于壓力梯度,排放很簡單,但必須加以控制以避免不希望的腔室壓力損失或波動。餐飲一般是在外面準備好食物和飲料,然后通過儲物鎖將其轉移到房間內,這也用于轉移用過的器皿、衣物和其他用品。非便攜式室通常由鋼制成,因為它便宜、堅固且耐火。便攜式腔室由鋼、鋁合金和纖維增強復合材料制成。在某些情況下,復合材料結構在減壓時是柔性的。
手術
編輯詳細信息將根據應用程序而有所不同。描述了獨立腔室的通用序列。商業潛水減壓艙的操作員一般稱為艙室操作員,飽和系統的操作員稱為生命支持技術員(LST)。
- 將對系統進行使用前檢查,以確保其運行安全。
- 預定的居住者將被檢查并授權壓縮,并將進入房間。
- 壓力門將關閉,與乘員建立通信,并開始加壓。
- 操作員將xxx和控制加壓速率并xxx乘員的狀況。
- 加壓后,操作員將監測壓力、運行時間、腔室氣體以及(如果適用)獨立的呼吸氣體供應。腔室氣體質量可以通過二氧化碳洗滌器系統、過濾器和空調系統以及根據需要添加氧氣來控制,或者通過添加新鮮壓縮空氣同時釋放一些腔室空氣的定期通風來控制。
- 當開始減壓時,操作員將通知居住者并將艙內氣體釋放到大氣中,或者如果需要回收,則使用掃氣泵。控制減壓速率以遵循在公差范圍內的指定減壓計劃。
- 如果乘員遇到由壓力變化引起的問題,例如耳朵或鼻竇擠壓,或減壓病癥狀,則可能會中斷壓縮和減壓。
- 當減壓完成時,腔室壓力與環境壓力相等,門可以打開。居住者可能會離開,并且通常會檢查是否存在不良影響。
- 腔室將根據需要接受術后服務,以便為下一次操作或存儲做好準備(如適用)。
工作壓力
根據腔室的應用,使用大范圍的工作壓力。高壓氧治療通常在不超過18msw的壓力或2.8bar的xxx內部壓力下進行。減壓室的深度通常與潛水員在計劃操作中遇到的深度相似。使用空氣作為腔室氣氛的腔室的額定深度通常在50到90msw范圍內,并且腔室、封閉鐘罩和飽和系統的其他組件必須至少額定為計劃的操作深度。美國海軍制定了深度達480msw(1600fsw)的氦氧混合氣飽和減壓計劃。實驗室可能被評定為更深的深度。已經進行了701msw(2300fsw)的實驗性潛水,因此至少有一個艙室被評為至少這個深度。
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