气体设备厂家为你解说避难酮室供氧系统

    江苏方华流体阀门设备有限公司有各种工业用高中压气瓶阀门、 调压阀组、管道减压器;流体设备,气体阀门,高压软管,消防用空气呼吸瓶阀、调压器、报警哨、高中压软管;低温绝热瓶用截止阀、调压器、安全阀;气体自动切换箱、集中供气装置、高精度气体混配器、回火防止器、气体终端箱、自动点火装置、火焰割炬、气瓶检测成套设备等系列产品。

   救生舱内氧气供应是一个至关重要的环节,缺乏氧气,将造成受困人员窒息而死。许多矿难导致的生命死亡,70%以上都是因为缺乏氧气所致。救生舱是生命存活的希望所在,因此,如何提供可靠的氧气供应,是决定救生舱是否应用成功的关键。

  救生舱内氧气来源不外乎以下几种方式:
  (1)液态氧
  (2)化学生氧
  (3)制氧机
  (4)高压氧气瓶供气。

  江苏方华流体阀门设备有限公司为您分析一下哪种方式最可靠且最实用。
 
  液态氧在中大型医院里普通使用,是一种不错的氧源,液态氧汽化成气态氧,一般可放大800倍,因此,如果不考虑其它因素,液态氧作为一种高效氧源是很不错的选择。但液态氧有一个特点,就是缓慢汽化,如果汽化的氧气不尽快释放出去,将会使储气罐压力升高甚至导致爆炸,一瓶40L的液态氧(通过采用杜瓦瓶存放),差不多在1-2个月的时间内就可以挥发完毕。因此,对于使用时间长达6年的救生舱,显然液态氧不是最佳选择。
 
  化学生氧是一种通过化学方式产生氧气的途径,一般采用超氧化钾或超氧化纳作为基础材料。它与水起反应,将产生大量的氧气。化学生氧在航天领域有所应用,但在救生舱领域,由于化学生氧将产生大量的热量,且反应过程难以控制,因此目前很少有救生舱厂家采用这种供氧方式。但作为应急手段,这种生氧方式也是可以使用的,比如市场上有一种“氧烛”,就是化学生氧的真实应用,可以在救生舱内备用一些,以救急使用。
 
  制氧机目前在家庭及医院里已有广泛应用,它可以产生出93%以上纯度的氧气,符合医疗应用要求。它主要利用分子筛分离空气中的氧气,生成纯度较高的氧气。在救生舱这种密闭环境中,制氧机显然并不适用,它无法获得大量待分离的空气,而且相对耗电,因此对于供电紧张的救生舱而言,并不实用。
 
  高压氧气瓶供氧,是目前大部分救生舱普通使用的一种供氧方式,它采用高压氧气瓶供气,在气瓶阀门关闭的情况下,不会明显泄露,但如果阀门开启,则会有缓慢的泄露。因此,常时间存放的氧气瓶,一定要旋紧阀门,防止缓慢泄露。它的最大缺点是占用体积较大,存氧量有限,搬运较为困难。

  从上面介绍可以看出,救生舱供氧,最可靠的方式还是高压气瓶供气。目前国内高压气瓶有15L、40L、60L、70L等几种规格,理论上讲,高压氧气瓶的压力为15Mpa,事实上,由于氧气灌装设备的原因,一般只能充到13Mpa左右。在释放氧气时,并不能将氧气全部释放干净,而是还留有部分余压,一般可按1Mpa计算,因此,一瓶氧气,真正有效的压力只有12Mpa左右,这是我们计算用氧量的理论依据。

  对于如何持续向舱内供应氧气,许多救生舱企业都有自己的解决办法,比较多的办法是手动释放氧气。即操作者通过氧气浓度传感器观察舱内氧气浓度变化,当浓度低于某一值时,人工手动启动气瓶放氧,当氧浓度升高到另一高值时,再关闭气瓶,如此反复,实现手动供氧。市场上另有一种办法是,使用者按指导手册大致计算每人的耗氧量,然后在汇流排(将多个气瓶连接在一起的管件就叫汇流排)末端安装一个氧气流量调节器,手动调节流量大小,以持续释放氧气。应当讲,这两种方案是目前国内普遍采用的方案,不耗任何电能,即可实现供氧。

  但仔细分析,这种手动调节方式又存在不少问题。比如上面第一种方式,由于氧气排出气瓶并不是均匀分布,而比较多的情况是产生一个气团,该气团如果正好笼罩在氧气传感器上,则氧气传感器将作出错误的显示,事实上,靠人手动调节,永远存在比较大的偏差,这种方式最大的弊病,就是供氧不均匀,放氧或多或少,造成对氧气的浪费供应。再看上面第二种办法,从理论上讲应当是对的,可以实现较为精确的供氧,但对于深陷恐惧之中的矿工而言,能否准确计算,能否心态平稳地调节,能否不手忙脚乱进行这种精密设备的操作,还是一个问题。而且,矿工的活动情况不同,耗氧量有很大的不同,矿工能否根据不同的情况进行计算和设置,也是一个有待考虑的问题。

  我公司采用自动控制技术进行精确供氧,就是为了解决以上手动操作的弊端与不足。我们的基本考虑点是:矿工逃进救生舱,紧张焦灼情绪可想而知。在这种面临生死考验的时候,没有人能够镇定自若的。我们采用全自动控制技术,就是要减轻矿工的操作流程,帮助他们实现自动供氧,他们只要能够打开氧气瓶阀门(这在手动操作中也是必不可少的环节),其它的一切均由控制系统自动完成。  

  我们的控制系统依下列的思路实现自动控制,即氧气传感器时刻监测舱内氧气浓度变化,当浓度低于某一设定值时(如18%),控制板自动指挥电磁阀打开,向舱内充氧;当氧气浓度超过一定值时(如23%),控制板自动指挥电磁阀关闭,停止向舱内供氧。这样周而复始,自动将氧气浓度限制在18-23%之间。在这个过程中,不需要任何人员参与,而是由控制系统自动指挥完成。当然,为防止自控系统出现故障,或电能耗尽无法启用自控系统,我们在管路上设置了手动调节装置,即当自动系统失效后,操作者可以立即启动手动装置进行氧气释放,确保氧气供应能够连续进行,这样将极大地提高系统的可靠性及安全性。此外,为防止氧气排放时形成不均匀气团影响传感器的读数,我们在汇流管末端加装了阻尼消音装置,使气流缓慢释放,从而确保氧气与舱内空气均匀混合,使传感器尽可能准确地读取到舱内氧气的平均浓度,这样也使控制系统可做出更精确的判断和动作。

  目前,国内已经有多家救生舱生产企业使用了这套自动控制系统,实践证明,该系统工作稳定可靠,控制精准,反响良好。通过实际测试,我们也获得了另一个重要参数,即呆在救生舱的人体,平均耗氧量为0.35-0.4/min,这是一个比较合理的耗氧量,救生舱建设标准中定义的人体耗氧量为0.5L/min,比我们实际测下来的偏高,一方面证明我们自控系统确实节省氧气用量,另一方面也通过实践获得了可靠的计算参数,这为众多救生舱企业计算用氧量提供了参考。

  下面,我们提供了氧气用量的计算方法,供同行参考。有两个重要参数上面已经提到,一是一个气瓶的有效压力值为120KG,另一个就是舱内人体的耗氧量按0.4L/min计算。
  
  假定我们选用60L的氧气瓶,救生舱人数为12人。按有效压力120公斤计算,根据p1v1=p2v2公式,一瓶氧气可释放出60*120=7200L=7.2立方米氧气(舱内压力基本接近大气压,即1公斤压力)。我们按每人每分钟0.4L耗氧量计算,则12人每分钟的耗氧量为12*0.4=4.8L,则每小时的耗氧量为4.8*60=288L,则120小时的全部耗氧量为120*288=34560L=34.56立方米。由于每瓶氧气可以释放出7.2立方米的氧气,则34.45立方米共需要气瓶34.56/7.2=4.8瓶,考虑到舱体泄露情况,我们按1.2的安全系数设计,则总共需要氧气瓶数为为4.8*1.2=5.76瓶,取整即为6瓶。

  此处给出了救生舱氧气用量计算方法,大家可按上述计算公式,计算自己所生产的救生舱所需要的氧气瓶数。为方便起见,此处再给出氧气瓶的不同规格,供同仁们参考(此值取自上海高压容器有限公司的产品数据):70L氧气瓶,高度154cm,直径26.7cm;60L氧气瓶,高度137cm,直径26.7cm;40L的氧气瓶,高度133cm,直径21.9cm。

 

 

 


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