醫(yī)用壓縮空氣供氣系統(tǒng)設(shè)計與氣體質(zhì)量控制
時間:發(fā)布日期:2020-09-02 21:29:58 點擊次數(shù):2585
一、 醫(yī)用壓縮空氣的用途 醫(yī)用壓縮空氣與醫(yī)用氧氣、吸引一樣,是現(xiàn)代化醫(yī)院集中供氣系統(tǒng)的重要組成部分,其主要用途為: 1、作為重癥監(jiān)護室、搶救室呼吸機的動力。
2、為病人,特別是重癥病人提供氧氣/空氣混合氣體。
3、作為手術(shù)室氣動工具的動力。
4、作為牙科氣動工具的動力。
5、作為供應(yīng)室某些設(shè)備的動力。
6、作為理療及康復(fù)治療設(shè)備的動力。
通常,對于規(guī)模為 500―1000 床位的較大型醫(yī)院,選用三臺(或兩臺)供氣量為1.5―2.0m3/min無油空壓機,即可滿足大約 40 張監(jiān)護病床、20 張手術(shù)床、10 張牙科椅的用氣需要。
二、 醫(yī)用壓縮空氣的特殊要求 與普通工業(yè)用壓縮空氣不同,醫(yī)用壓縮空氣屬特殊用途的壓縮空氣,事關(guān)病人生命安全,必須符合醫(yī)用壓縮空氣有關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準要求。
我國目前尚未制訂醫(yī)用壓縮空氣質(zhì)量標(biāo)準,通常參照英美發(fā)達國家標(biāo)準,英國醫(yī)用氣體標(biāo)準(HTM2022)有關(guān)壓縮空氣質(zhì)量的規(guī)定摘錄如下: (2.8 從氣瓶和液體源提供的醫(yī)用氣體遵守歐洲藥典(Ph Eur)的相關(guān)章節(jié)。
目前歐洲藥典還沒有醫(yī)用空氣產(chǎn)生場所和 PSA 系統(tǒng)的規(guī)定,表 1 是醫(yī)用氣體的質(zhì)量規(guī)定。
2.9 新歐洲藥典對醫(yī)用空氣的介紹將從 1998 年生效,隨之醫(yī)用空氣需遵循這個新規(guī)定。
歐洲藥典也規(guī)定了需要采用的合法協(xié)議。
2.10 管路醫(yī)用壓縮空氣的質(zhì)量,特定容量,干燥和雜質(zhì)濃度應(yīng)符合表 1 中最大濃度需要的要求,是基于 BS EN 132:1991 呼吸氣體標(biāo)準的。
第 15 章 “確認和證明”給出測試過程的 說明。
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注:同樣數(shù)值適用于其它醫(yī)用氣體;參考歐洲藥典的相關(guān)章節(jié);
對于牙科用的壓縮空氣應(yīng)參考相關(guān)的補充規(guī)定。
氣味
2.11可測量的帶氣味微粒物質(zhì)的極限大約為0.3mg/m3.
2.12一些人造橡膠材料,有一種與眾不同的氣味,尤其在剛開始用時,如軟管。
經(jīng)過大量的實驗,代理商可掌握氣味微量出現(xiàn),并且沒有有毒化學(xué)氣味。
顯然,氣味不應(yīng)是令人作嘔的。
濕氣
2.13同樣可以看出,那些人造橡膠材料把微量的濕氣釋放到氣流里。
在測試最初濕氣總量很小,到后來稍微超過0.095mg/l。
在測試最初,濕氣細微的升高要持續(xù)幾個月。
大量實驗顯示這種細微升高沒有影響,可以減少工作氣體的凈化或是系統(tǒng)的使用。
2.14醫(yī)用壓縮系統(tǒng)里應(yīng)裝有細菌過濾器,減少孢子和易對病人有攻擊性的傳染材料的輸送。
2.15如果材料是濕的,微生物能夠滲進細菌過濾器。
因此,對細菌過濾器用的醫(yī)用氣體的干燥度在測試點,應(yīng)定期的進行檢查(至少每三個月),使用第15章規(guī)定的測試設(shè)備。
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美國醫(yī)用氣體標(biāo)準(NFPA99)、醫(yī)用氣體國際標(biāo)準(ISO7396-1)與英國醫(yī)用氣體標(biāo)準(HTM2022)基本相同。
通常壓縮空氣系統(tǒng)有四種污染源,即油份、水份、塵埃、異味。
必須按醫(yī)用氣體標(biāo)準要求,嚴格控制上述四種污染源。
1、 控制氣源油份,必須采用完全無油空壓機,通常輸出壓縮空氣含油量不得超過0.03ppm,另外必須設(shè)置AA級超高效除油過濾器,達到最低殘留油份含量僅僅只有0.001ppm,以確保醫(yī)用儀器不受污染,同時避免對病人身體健康的影響。
而通常工業(yè)用空壓機不能保證無油,其含油量達5ppm,使用兩年后,有的甚至達到10ppm以上,嚴重影響病人健康,甚至造成醫(yī)療事故。
2、 控制氣源水份,壓縮空氣系統(tǒng)必須安裝干燥機。
一般空氣中的水份皆呈氣態(tài),不易被察覺其存在,但經(jīng)空壓機壓縮及管路冷卻后,則會凝結(jié)成液態(tài)水滴,例如:在大氣溫度30℃,相對濕度75%情況下,一臺排氣量1.5m3/min、工作壓力為0.7Mpa的空壓機,連續(xù)運轉(zhuǎn)24小時,壓縮空氣中可凝結(jié)出50升水份。
如不除去這些水份,可引起各種使用壓縮空氣的醫(yī)療儀器(包括體外循環(huán)機、呼吸機、手術(shù)氣具、牙科氣具等貴重醫(yī)療儀器)管路附件銹蝕,系統(tǒng)故障,對醫(yī)院造成重大經(jīng)濟損失,重者危及病人生命。
3、為控制氣源塵埃,壓縮空氣系統(tǒng)必須安裝AR/AAR級主管路過濾器,濾除1微米以上的固體顆粒,避免固體顆粒對醫(yī)療儀器及病人的影響。
4、為控制氣源異味,壓縮空氣系統(tǒng)必須安裝ACS級活性碳過濾器,氣體經(jīng)活性碳滲透處理,完全吸附碳氫化合物等氣體異味,達到完全無臭、無味之高質(zhì)量空氣。
上述四種污染源,控制氣源水份容易被人們忽略,但危害極大。
當(dāng)采用水潤滑無油螺桿式空壓機時,氣源水份控制問題更值得重視。
三、 壓縮空氣的飽和含濕量、露點及冷凝析出水量
空氣中所含水汽的量稱為空氣濕度,空氣濕度達到最大值的濕空氣稱為飽和濕空氣,此時的含濕量稱飽和含濕量。
空氣壓縮或冷卻時,飽和含濕量下降,空氣中的水份容易析出,開始有水份析出的溫度稱為露點。
露點表征空氣含水量,露點低,空氣含水量少,空氣壓縮或冷卻時,冷凝析出水量減少。
四、 壓縮空氣除水器、干燥器
為了控制壓縮空氣水份,醫(yī)用壓縮空氣系統(tǒng)必須安裝除水器以及各種干燥器,包括氣水分離器、冷凍干燥器、無熱再生干燥器、加熱再生干燥器、微熱再生干燥器等。
1、氣水分離器。
通過改變氣流方向和速度,從氣體中分離出水以及塵埃。
通常是一臺小型容器,有檔板式、離心式兩種類型,析出的水以及塵埃沉淀在容器底部,由排污閥排放。
氣水分離器安裝在空壓機后,只能用來對壓縮空氣進行初步除水。
2、冷凍干燥器。
利用冷凍機將壓縮空氣中的水份冷卻至飽和點,冷凝水析出并自動排放。
冷凍干燥器穩(wěn)定可靠、不耗氣、壓力損失小,但壓縮空氣露點只能達到4℃。
冷凍干燥器可用來對醫(yī)用壓縮空氣進行前置干燥,或用于要求不高的醫(yī)用壓縮空氣除濕。
3、再生干燥器。
在低溫或高壓下,水被吸附劑吸附;在高溫或低壓下,水從吸附劑解吸,同時吸附劑再生。
再生干燥器采用雙塔,一塔吸附、另塔解吸。
再生干燥器按預(yù)定工藝流程、通過氣控或電控執(zhí)行元件工作,按再生方式不同,可分無熱再生干燥器、加熱再生干燥器、微熱再生干燥器。
三種再生干燥器的綜合比較見附表。
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再生干燥器可以滿足醫(yī)用壓縮空氣對水份的特殊要求,保證壓縮空氣露點溫度達到-40~-60℃以下。
三種再生干燥器中,微熱再生干燥器綜合了無熱再生、加熱再生兩種干燥器的優(yōu)點,無熱再生干燥器再生耗氣大,排氣燥聲是個較難解決的問題。
五、 壓縮空氣露點測量
準確測量、嚴格控制醫(yī)用壓縮空氣水份含量、保證醫(yī)用壓縮空氣質(zhì)量,是減少氣動醫(yī)療工具及氣動醫(yī)療儀器損壞、確保病人治療安全的最重要措施之一。
而嚴格控制醫(yī)用壓縮空氣水份含量的前提是準確測量水份含量,按不同原理,微量水測量方法有四種:電解法、露點法、電容法、晶體振蕩法等,其中露點法應(yīng)用最普遍,靈敏度1~0.1/10-6 ,但儀器價格昂貴。
六、 壓縮空氣站房設(shè)計
壓縮空氣站房設(shè)計,要保證提供安全可信賴的醫(yī)療氣體及有效率的操作和使用。
在正常狀態(tài)和單一故障狀態(tài)下,供給系統(tǒng)不能造成供給的中斷。
由一套主要供給,一套輔助供給和一套備用供給組成。
壓縮空氣的站房建設(shè)可根據(jù)醫(yī)院的具體情況略有不同,但應(yīng)包括一下幾個部分。
1、空壓機
形式:風(fēng)冷,箱式低噪聲無油旋齒壓縮機
1.1 技術(shù)參數(shù)
型號:
排氣量:
最高工作壓力:
冷卻方式: 風(fēng)冷
電機功率:
噪音: 小于 63 dB(A)
1.2基準工況
進氣壓力(絕對壓力):
進氣溫度: 20 ℃
相對濕度: 0%
1.3機組參數(shù)
重量 尺寸(L×W×H)
1.4電動機
形式: 鼠籠式
參數(shù): 30Kw/380V/3相/50Hz
絕緣等級: F級
防護等級: IP55
1.6電腦控制及調(diào)節(jié)系統(tǒng):
空氣壓縮機配備有電腦控制,調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng),功能如下:
維修指示
—空氣過濾器
—油過濾器
—油使用時間
—傳感器故障
壓縮機安全 – 報警指示
—出口空氣溫度過高
—油溫過高
—油壓過低
壓縮機安全-故障停機指示:
—出口空氣溫度過高
—油溫過高
—油壓過低
—電機過載
—緊急停機
計時器:
—總運行時間
—總加載時間
數(shù)字顯示:
—供氣壓力
—空氣過濾器壓差
—主機進口空氣壓力
—出口空氣壓力
—油壓
—供氣溫度
—油溫
壓縮機狀態(tài)顯示:
—電源接通
—自動運行
—壓縮機加載
—壓縮機 當(dāng)?shù)?遙控 開關(guān)
—壓縮機 卸載
—壓縮機 最大工作壓力
壓縮機控制:
—起動/停止
—加載/卸載
—重新設(shè)定
2、微熱再生吸咐式干燥機 品牌:
型號:
處理量: m3/min m3/min
工作壓力: 0.6-1.6 Mpa 0.6-1.6 Mpa
工作溫度: ≤45 ℃ ≤45 ℃
環(huán)境溫度: 2~40 ℃ 2~40 ℃
壓力露點: -40 ℃ -40 ℃
電源: 220V/1Ph/50Hz 220V/1Ph/50Hz
額定功率:
重量:
空氣接口管徑:
外形尺寸:(L*W*H)
3、儲氣罐主要技術(shù)參數(shù)
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