• 救生舱/避难硐室供氧汇流排

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     品牌:百锐  型号:BNHL150-15   

    矿用救生舱,避难硐室供氧汇流排

    矿用救生舱气体汇流排

    避难硐室氧气供应自控系统  矿用救生舱气体汇流排

    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。

      我们先来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。

     

    避难硐室氧气供应自控系统  矿用救生舱气体供氧汇流排

      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。

    避难硐室氧气供应自控系统  矿用救生舱气体供氧汇流排

     

     

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