醫用壓縮空氣管路系統的設計與安裝

　　醫用壓縮空氣(Basin air)管路系統的設計與安裝陳躍龍，李洪宇，羅毅（第一軍醫大學南方醫院，廣東廣州510515）〔摘要〕本文介紹(Introduce)了醫用壓縮空氣集中供給系統和分散系統的優缺點。分析和解決了系統的設計與安裝的一系列問題(Emerson)，如系統的安全、空氣的流量、流速、質量的要求，以及減少管道內氣流壓力損失（loss)的措施。并介紹了管道的試驗(test)、測試方法。
　　〔關鍵詞(KEY)〕醫用壓縮(compression)空氣壓力損失（loss)管路系統設計醫用壓縮空氣主要用于牙科診療設備、高壓氧艙、呼吸機、手術吊塔等設備。精心設計壓縮空氣分配系統非常重要。只有良好的壓縮空氣分配系統，才能向上述醫用設備提供潔凈的足夠流量(單位:立方米每秒)和壓力的壓縮空氣，以及節省動力等。目前醫院壓縮空氣的分配系統主要有兩種，即集中供給系統和分散系統。
　　1集中供給系統由中心壓縮空氣站主管道(Conduit)送出的壓縮空氣經各分支管道送到各使用單位。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合，使兩個轉子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。有空氣加壓治療艙的醫院，中心壓縮空氣站一般由高壓氧治療科的壓縮空氣系統兼顧。
　　集中供給系統(system)有如下優缺點（1）節省空氣壓縮機數量，減少了噪聲源，改善了醫療環境（2）可以隨時供給壓縮空氣，同時由于空氣壓縮機集中，減少了人力，也便于管理（3）空氣管道長，系統中的空氣流速將降低，其壓力(pressure)降加大（4）管道材料及安裝費用較高。
　　2分散系統(system)分散系統是各用戶單位根據自己的設備需要，各自設置壓縮空氣供給系統。
　　分散系統有如下優缺點（1）壓縮空氣就在用氣點附近提供，所以管線較短，減少了壓力(pressure)損失（2）氣源獨立。當調節或維修該系統時，對整個醫院用氣沒有影響（3）管道材料及安裝費用較低（4）對于整個醫院而言，空壓機數量增多，導致噪聲源增加，不利于醫療環境，同時也不便于管理。
　　3管路的設計(design)與安裝(installation)無論是設置(Settings)集中供給系統，還是設置分散系統，都應考慮最大化減少空氣在管道內的壓力損失，也就是說應考慮減低管道的阻力管道系統應設置空氣過濾器，以提供潔凈的壓縮空氣管道系統應設置集水器，以免水分銹蝕氣動設備管道系統還應設置安全閥、減壓器、壓力表等。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備。空氣壓縮機與水泵構造類似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序。
　　3.1管子的材料(Material)、管子的選用及安裝維修管子的種類很多，其材料可以是碳(C)鋼、不銹鋼、銅、鋁及其合金等。用以輸送壓縮空氣的管子最好是用不銹鋼或有色金屬材料制成的，但由于資源和造價上的種種原因，基本上都采用碳素鋼制成的無縫鋼管。
　　綜合醫療設備信息選用管子既要滿足額定工作壓力下強度上安全要求，同時也要滿足一定流量的要求以及考慮（consider)未來的擴展，除此之外還應考慮到管內氣流的速率，以限制氣流的動力噪聲(noise)過高的流速也會使濕空氣繞過排水器進入使用設備。昆山空壓機保養是回轉式連續氣流壓縮機，在其中高速旋轉的葉片使通過它的氣體加速，從而將速度能轉化為壓力。這種轉化部分發生在旋轉葉片上，部分發生在固定的擴壓器或回流器擋板上。
　　管路系統中管徑、流量與流速存在以下關系：V―管道的體積流量，m W―管內平均流速，m/s.
　　主管路中的空氣(Basin air)流速不應超過6m/s而在不超過15m的支管路中，允許流速增至15m/s.
　　管路系統(system)中應安裝空氣過濾器、安全閥、減壓閥、閥門、壓力表等。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合，使兩個轉子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。重要部位應安裝兩個安全閥，以防某一個安全閥失效而引起事故。
　　管路無論是初始安裝還是拆換維護修理，其工作內容包括管子的表面清理、管架敷設、管路的自動熱補償、閥門的研磨修理、安全閥及壓力表的檢定、管路的試壓與氣密性試驗以及管路油漆(paint)、涂色等。
　　3.2減少管道內氣流的壓力(pressure)損失的措施為了減小壓力損失，可采取下列三項措施（1）縮短空氣的實際有效行程，即布置管道應走捷徑，管道越短越好（2）減少氣流受阻產生的摩擦力（3）減低空氣在系統中的流速。
　　管徑小或管路長均可增大摩擦力。當建立一個管道系統時，其管路孔徑要求應比實際需要稍大。采用25mm的管子，其費用比采用12.5mm的管子增加50 左右，然而在壓力(pressure)相等的情況下，壓縮空氣輸送(delivery)量可增加到4倍。
　　在新病房設計中，壓縮空氣主管道相對于電路(Circuits)、水管等其它管道應獲得優先布置，以保證盡可能短而且直的管路。主管道的費用(expense)通常占整個安裝材料費相當大的比例，用細一些的管道雖然省錢，但較大的壓力損失帶來高運行成本(cost)，實際上是以小失大。
　　為了能滿足用氣點最大的用氣量，且不導致明顯壓力損失，系統的所有彎管路應有足夠的半徑。這里所謂明顯壓力降是一個經驗值，可采用每300m管道損失壓力5 左右，但最遠管道壓力損失不應超過對于用氣點相對遠且用氣量大的地方，可以設置(Settings)一個大小合適的儲氣容器，這樣系統中的空氣流速及其壓力降也將降低同時利用這個儲氣容器向用氣點輸送壓縮空氣，會使管路系統中的壓縮空氣流量增加。
　　3.3管路坡度及設置集水器自空壓機引出的所有空壓主管道系統均應有不少于1 的坡度，即每3m長傾斜30mm.同時在管路系統的低處應設置集水器，使管路中的水分匯聚并排出(discharge)。所有出氣點均應從管路頂端接出，這樣有助于減少進入設備及壓縮空氣中的水分。
　　埋在安裝的管道(Conduit)也要有坡度，并且在低點設置排水器和井位。當管道受溫度變化影響時，例如由室內通到外面另一建筑(building)物時，溫度會降低，這種情況下，應在進入另一建筑物的室內處加裝集水器，以除去冷凝下來的水分。為避免凍結，暴露在寒冷天氣中的管道應加裝隔溫層。
　　4管路的試驗、吹除及氣密性測試對中低壓管路，水壓試驗壓力(pressure)等于設計壓力的1.25倍，對于高壓管路水壓試驗按設計壓力的1.5倍進行。水壓試驗時，應根據不同工藝階段不同壓力分系統(system)進行，不能進行水壓試驗的儀表、設備等應用盲板隔開。灌水時應將最高處的放空閥(Air valve)打開，使系統內的氣體排盡壓力應緩慢升至試驗壓力，停壓10分鐘，然后詳細檢查焊縫、法蘭及閥門密封的嚴密性。合格后應將系統內的水排盡。
　　管道的吹除也應按系統分段進行，不允許吹除的管件、設備如過濾器等應拆除。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件，空壓機轉1000個小時或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區，則更換時間間隔要縮短。濾清器維修時必須停機，檢查壓縮機所有部件，排除壓縮機所有故障。吹除時將貼上白布的板置于吹洗處檢查，其上無鐵銹、贓物時，認為吹除合格。
　　以1.05倍的設計壓力進行氣密性試驗，試驗以空氣或惰性氣體進行。將壓力緩緩升至試驗壓力后，用涂刷肥皂水方法檢查，無泄漏(leakage)則認為合格。此后將壓力緩升到管道系統的最高工作壓力，過若干小時進行泄漏試驗。
　　泄漏率按下列公式計算式中A―每小時平均泄漏百分率， ―試驗開始時壓力，M Pa―試驗結束時壓力，M Pa―試驗開始時環境溫度，K ―試驗結束時環境溫度，K　t―試驗時間， h（小時）。
　　醫療設備信息綜合型火焰光度計直流穩壓電路的改進王學文（水口山礦務局職工醫院檢驗科，湖南常寧）HG 3型火焰光度計的直流穩壓電路使用較多的分立元件，電路較復雜，穩定性(The stability of)不夠理想。筆者用兩片T L431配合少量阻容元件對HG 3型火焰光度計直流穩壓電路進行改進獲得成功，圖1是改進后的電路原理圖，圖2是TL431管腳功能圖。
　　改進型電路原理圖TL431是一片性價比很高的精密(precise)可調三端直流穩壓集成電路，它以優異的性能與低廉的價格廣泛應用于各種直流穩壓電路中其主要技術參數為溫度系數50μV/℃（硅三極管的PN結溫度系數為100mA ，穩壓效果極佳。
　　HG 3型火焰光度計直流放大器的工作(gōng zuò)電流一般不超過10mA（±12V供電）。圖1電路設計(design)輸出(Output)電流為20mA左右，完全能夠勝任HG 3型火焰光度計放大器的供電需要。
　　改進后的直流穩壓電路的穩定性和可靠性大增，零點漂移基本上看不出。
　　改進時，取出原直流穩壓電路板，拆去板上除件，并將TL431焊在合適位置，另外， R及亦裝在合適的地方并連上導線引至原電路輸出端子上，改進即告完成，微調2W1、2W2使輸出±12V即可使用
　　附圖2 TL431引腳功能圖新材料、新器件層出不窮，檢驗設備由設計定型到生產出廠到經營銷售到實驗室應用一般要歷時數年。有一個時間差問題，而這期間許多新技術及新的高性價比的元器件(Components)已普及應用。另外，設計人員的知識局限性對設備設計的不完善性影響也是存在的。所以，檢驗人員或設備維修人員完全有可能和必要充分利用這種時間差，用自己所學知識對一些常規設備的局部電路進行適當地技術改造，使其增添新的功能和性能更趨完善是大有前途的，也是很實在、很有意義的。
　　泄漏率應滿足下表要求試驗部位試驗壓力（MPa）泄漏率（/ h）與貯氣缸相連的供氣管路該管道系統最高工作(gōng zuò)壓力非與貯氣缸相連的供氣管路該管道系統最高工作壓力〔參考文獻〕且大文。醫用高壓氧工程與技術[ M].成都：成都科技大學出版社， 1992.
　　醫療(Medical treatment)設備信息研究與革新