根据大型复合低压舱特点完善操作规程设计

张东辉，许永华，王忠明，是文辉，董 翔，赵红艳，李建瑛，李佳佳，马 娜，石勇峰

根据大型复合低压舱特点完善操作规程设计

张东辉，许永华，王忠明，是文辉，董 翔，赵红艳，李建瑛，李佳佳，马 娜，石勇峰

目的：根据大型复合低压舱的特点，制定出切合实际、可操作性强的操作规程，确保大型复合低压舱能够长期安全稳定运行。方法：通过手动和自动控制，试运行具有低压、低温、高温、干燥和紫外线消毒功能的大型复合低压舱，实现单项功能和组合功能，探究其运行特点，找寻最佳方案，完善操作规程。结果：（1）完善了大型复合低压舱模拟高寒环境功能的操作规程；（2）完善了大型复合低压舱模拟低压环境时，多舱联合使用及备用泵使用的操作规程；（3）完善了大型复合低压舱5大功能组合模拟复合自然环境的操作规程；（4）完善了大型复合低压舱真空泵使用和保养的操作规程。结论：根据大型复合低压舱特点，完善了操作规程，使实验舱各项功能的实现更加科学、更加安全稳定。

低压舱；温度；缺氧；紫外线；操作规程

0 引言

我院研制的大型复合低压舱能模拟从地面到10 000m高的某一海拔高度环境，还能模拟出高温、低温、干热、强紫外线辐射等环境。该舱环境控制系统的各个子系统可独立控制，也可以联合控制，可模拟出10余种复合环境，满足在多因素复合环境条件下的实验研究要求[1]，从而可以模拟西北高原高寒、沙漠戈壁特殊自然环境条件，用于基础研究、医学治疗及高原生理学、高原运动训练和高原设备试验[2]。该设备现已投入试运行。经过5次试运行（最短14d，最长115 d），对设备运行特点了解得较为充分，进一步完善了操作规程，为确保大型复合低压舱能够长期安全稳定运行打下了坚实基础。

1 大型复合低压舱特点及规程设计

1.1 水质差，将影响低压舱模拟高寒环境的功能实现

我院大型多功能低压舱实现模拟高寒功能的制冷散热用水采用循环水。水泵将从循环水池中抽出的水送入高寒环境制冷机组，经高寒环境制冷机后带有热量的水进入水汽热量交换装置，利用排向外界的冷气对从制冷机组流出的水进行初步降温；经初步降温的水直接流入冷却塔进行第二次降温，然后流回循环水池（如图1所示）。由于冷却塔位于室外，泥沙杂物易溶于水中，少量树叶草棒也随冷却塔中的水进入蓄水池，使水质易变差。含有泥沙等杂物的水极易堵塞制冷设备的热交换系统和水汽热量交换装置，导致水流不畅，制冷设备压缩机产生的热量不能被有效降低，压缩机无法启动而不能实现模拟高寒的功能。为此，针对水质问题，在操作规程中增加了以下内容。

1.1.1 使用实验舱高寒功能时增添的操作规程

每个月需把水放掉，洗净蓄水池淤泥，重新放自来水。在冷却塔底部加装可过滤泥沙的海绵垫，每2～3周清洗或更换1次。

1.1.2 保护高寒环境制冷机组的操作规程

为了减少水质对制冷机组的影响，在循环系统中安装了3个手阀（如图1所示）。使用实验舱高寒功能时，关闭图1中的1#手阀，打开2#手阀和3#手阀（打开3#手阀使真空泵保持正常运行状态，这时高寒舱内空气流动带走实验产生的废气，保持舱内空气浓度始终处于动态稳定，从而更加真实模拟自然环境），使水流经制冷机组；平时不使用实验舱高寒功能时，关闭图1中的2#手阀，打开1#手阀和3#手阀，使水不经过制冷机组，而是由水泵从循环水池直接将水抽到冷却塔，对制冷机组起到一定的保护作用[3]。

图1 水循环示意图（箭头为水流方向）

每次制冷功能使用完毕后，关闭图1中的1#手阀和3#手阀，打开2#手阀，加大流过制冷机组和水汽热量交换装置的水流量，尽可能地带走沉积物，延长制冷机组和水汽热量交换装置的使用寿命。长期使用实验舱高寒功能时，每个月清洗1次。制冷装置前端过滤网，每2周清理1次。

1.2 实现模拟低压环境的功能时，可多舱联合使用

我院大型复合低压舱包括高温舱、过渡舱、低温舱，3个舱构成1个整体实验舱（如图2所示）。实现模拟低压环境的功能时可单独使用高温舱、过渡舱、低温舱，也可高温舱与过渡舱、低温舱与过渡舱联合使用，还可高温舱、过渡舱、低温舱3舱联合使用。根据这个特点，经过多次实践，我们优化了操作规程，使实验舱模拟低压环境更加安全稳定[4-7]。

图2 实验舱布局图

1.2．1 三舱单独使用的操作规程

（1）高温舱：打开图2中的1#与2#真空泵间的手动阀，使用1#和2#真空泵，SV5、SV6电磁阀开放，其余电磁阀关闭。

（2）低温舱：打开1#与2#真空泵间的手动阀，使用1#和2#真空泵，SV4、SV7电磁阀开放，其余电磁阀关闭。

（3）过渡舱：使用3#与4#真空泵。SV3、SV8电磁阀开放，其余电磁阀关闭。

1.2．2 三舱联合使用的操作规程

（1）高温舱与过渡舱联用：①先降低高温舱压力，然后当过渡舱降至相同压力时，高温舱使用1#和2#真空泵，打开1#与2#真空泵间的手动阀，SV5、SV6电磁阀开放；过渡舱使用3#与4#真空，SV3、SV8电磁阀开放。②高温舱与过渡舱同时降低压力时，使用1#和2#真空泵，打开1#与2#真空泵间的手动阀，SV5、SV6电磁阀开放。

（2）低温舱与过渡舱联用：①首先降低低温舱压力，然后待过渡舱降至相同压力时，低温舱使用1#和2#真空泵，打开1#与2#真空泵间的手动阀，SV4、SV7电磁阀开放；过渡舱使用3#与4#真空，SV3、SV8电磁阀开放。②低温舱与过渡舱同时降低压力时，使用1#和2#真空泵，打开1#与2#真空泵间的手动阀，SV4、SV7电磁阀开放。

（3）高温舱、低温舱、过渡舱联用：使用1#和2#真空泵，打开1#与2#真空泵间的手动阀，SV5、SV6或SV4、SV7电磁阀开放。

1.2．3 使用备用泵的操作规程

如果1#、2#真空泵在运行中有1台发生故障，3#、4#真空泵可作为备用泵使用。由于1#、2#真空泵功率为22 kW，3#、4#真空泵功率为11 kW，故只有在紧急情况下才使用备用泵方案。

紧急情况一：高温舱减压时，如果1#真空泵发生故障，3#真空泵替代1#真空泵，与2#真空泵联用，打开SV2、SV5、SV6电磁阀，其余电磁阀关闭；如果2#真空泵发生故障，则首先关闭1#与2#真空泵间的手动阀门，3#真空泵替代2#真空泵，与1#真空泵联用，打开SV2、SV5、SV6电磁阀，其余电磁阀关闭。

紧急情况二：低温舱减压时，如果1#真空泵发生故障，则首先关闭1#与2#真空泵间的手动阀门，4#真空泵替代1#真空泵，与2#真空泵联用，打开SV1、SV4、SV7电磁阀，其余电磁阀关闭；如果2#真空泵发生故障，4#真空泵替代2#真空泵，与1#真空泵联用，打开SV1、SV4、SV7电磁阀，其余电磁阀关闭。

1.3 低压、低温、高温、干燥、紫外线5大功能组合可以模拟复合的自然环境

模拟复合的自然环境是我院大型复合低压舱的主要特点（见表1）。

表1 大型复合低压舱各实验舱功能一览表

经过反复操作和不断总结，增加了以下操作规程：

（1）凡涉及低压与低温、高温、干燥相组合的环境模拟，要先使低温、高温、干燥达到预定值后，再开低压设备。如果在实现以上功能的同时开低压设备，无论通风量大小，均会带走部分温度和湿度，导致实现复合环境的时间长，甚至难以达到预定值。

（2）凡涉及紫外线的环境组合，要开启真空泵，加大通风量。因为紫外线会产生臭氧，可以通过加大通风量，减少臭氧含量。

（3）高温实验和低温实验不能同时操作，易造成舱体变形过大，影响实验舱的使用寿命。

1.4 真空泵是低压舱的心脏，保护真空泵就可延长实验舱的使用寿命

大型复合低压舱有4台真空泵，2台为22 kW，2台为11 kW，均位于地下室（如图3所示）。由于其体积和质量较大，多在地下室封顶前吊装至地下室。一旦真空泵出现故障，只能维修，难以更换。更重要的是真空泵是低压舱的心脏，所以维护真空泵的正常运行，是保证舱内低压功能及辅助功能安全稳定实现的基础。为此，在设计上增添了以下操作规程。

图3 地上舱体部分与地下机组部分布局图

1.4.1 实验前，计算实验舱最小通风量

每次实验前，计算动物数量与最小通风量。以大鼠为例，通过大量实验数据推导出以下公式：y= 8.055e0.012x，其中y为通气量，x为实验大鼠数量。通过科学地计算通风量，从而达到既不增大真空泵运行功率，不加大真空泵的负荷，又能延长真空泵的使用寿命的目的。

1.4.2 加强日常维护保养，防止真空泵震动

真空泵在运行过程中如产生震动，将会出现偏斜，真空泵轴承将被磨损。所以，在使用真空泵前要紧固真空泵周边4个受力点的紧固螺母，启动后检查是否有震动；在使用过程中每2周要紧固1次，同时每日要记录真空泵是否有震动。

2 结果分析

结合大型复合低压舱的特点设计完善的操作规程，达到以下效果：

（1）完善了大型复合低压舱模拟高寒功能的操作规程，从水质这个源头着手，使制冷机组可以随时开启使用，保证了实验舱模拟高寒功能的实现。

（2）完善了大型复合低压舱模拟低压环境多舱联合使用和备用泵使用的操作规程，实现了实验舱模拟低压环境的安全性和稳定性。

（3）完善了大型复合低压舱5大功能组合模拟

（►►►►）（◄◄◄◄）复合自然环境的操作规程，使模拟复合自然环境的功能得以实现，同时节约了能源，排除了实验中的干扰因素，延长了实验舱的使用寿命。

（4）完善了大型复合低压舱真空泵的使用和保养操作规程，通过科学计算通风量和加强日常维护保养，延长了真空泵的使用寿命。

3 结语

根据大型复合低压舱特点，完善了操作规程，实验舱模拟高原、高寒、高热、高紫外线等独立或复合环境功能更加科学、更加安全稳定，为在舱内完成多样化的医学科学实验和西北部队平、战条件下的卫勤保障研究任务提供了保障[8]。

[1]许永华，张东辉，王忠明，等．大型低压低氧干热高紫外线复合低压舱的研制[J]．医疗卫生装备，2011，32（11）：33-35．

[2]许永华，张琼，曹金军，等．创建大型复合低压舱扩大医学实验平台种类[J]．中国比较医学杂志，2012，22（7）：60-63.

[3]GB/T 50274—1998 制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范[S].

[4]GB 150—1998 钢制压力容器[S].

[5]HG 20583—1998 钢制化工容器结构设计规定[S].

[6]GB/T 1236—2000 工业通风机用空气动力性能实验方法[S].

[7]JB 2421—1989 电工电子产品基本环境实验规程总则[S].

[8]施雪伟，朱剑，王毅，等.卫生装备高原适应性训练性能分析[J].医疗卫生装备，2010，31（6）：89-90.

（收稿：2013-02-28 修回：2013-05-10）

Operating procedure design based on features of large com posite hypobaric chamber

ZHANG Dong-hui1,XU Yong-hua1,WANG Zhong-ming1,SHIWen-hui1,DONG Xiang1, ZHAO Hong-yan1,LIJian-ying1,LIJia-jia1,MA Na1,SHIYong-feng2
(1.UrumqiGeneral Hospital of Lanzhou Military Area Command,Urumqi830000,China; 2.Tuha Oilfield Hospital,Urumqi830002,China)

Objective To design practical and operable operating procedure to ensure the stability and persistence of the large composite hypobaric chamber.Methods Trials with manual and automatic control were performed to explore the realization and combination of the functions of the chamber,including low pressure,low temperature,high temperature, drying and ultraviolet disinfection.Then the features were studied to determine the optimal scheme for operating procedure.Results The operation procedures of the large composite hypobaric chamber were completed for simulating severe cold condition,combing multi chambers,applying standby pump when low-pressure condition simulated, simulating complex natural environment by mixing five functions,as well as for utilizing and maintaining vacuum pump. Conclusion The operating procedures of the large composite hypobaric chamber are improved to implement all the functions stably and safely.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（7）：37-39，82]

hypobaric chamber;temperature;hypoxia;ultraviolet;operating procedure

R318.6；R197.39

A

1003-8868（2014）07-0037-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.07.037

总后卫生部“十一五”重大专项课题（08Z004）

张东辉（1969—），男，硕士，主管技师，主要从事实验设备操作与管理方面的研究工作，E－mail：582613863@qq.com。

830000乌鲁木齐，兰州军区乌鲁木齐总医院（张东辉，许永华，王忠明，是文辉，董 翔，赵红艳，李建瑛，李佳佳，马 娜）；830002乌鲁木齐，吐哈油田医院（石勇峰）

许永华，E-mail：xyh821023@sina.com