医用制氧机空压机系统的工作原理和故障分析

医用制氧机空压机系统的工作原理和故障分析

胡海龙

杭州鼎岳空分设备有限公司  311400

摘要：随着社会经济发展速度不断加快，科技技术更为成熟。在制氧领域中，医用制氧机的应用范围逐步扩大，为使医用制氧机能够始终处于稳定可靠运行状态，还需要充分分析空压机系统工作原理，针对空压机系统故障问题，制定切实可行围护方案。本文就针对以上背景，首先提出医用制氧机概念，分析医用制氧机空压机系统工作原理。针对存在于医用制氧机空压机中的故障问题，制定供氧机系统故障维护对策。

关键词：医用制氧机；空压机系统；工作原理；故障分析

前言：在当前医疗卫生单位、医疗卫生机构救治过程中会使用到医用制氧气空压系统。制氧机是医院临床工作必不可缺的设施，供氧过程中主要是用液氧供氧、氧气瓶供氧及分子筛制氧机供氧。分子筛制氧机模块化结构、自动化程度更高，操作更为简便，需要在实际应用过程中分析医用制氧机空压机系统原理，分析导致空压机系统故障问题的原因，制定空压机系统运维对策。

1、医用制氧机概念

医用制氧机就是以变压吸附技术为基础，从空气中提取氧气的新型设施。医用制氧机主要使用分子筛物理吸附、解吸技术，在制氧机内装填分子筛。使用加压装置可以空气中的氮气，剩余未被吸收的氧气会被收集起来，经过净化后变成高纯度氧气。

压缩空气会经过空气纯化干燥及净化，通过切换阀进入到吸附塔中。在吸附塔内，氮气被分子筛吸附，氧气在吸附塔顶部被聚集后进入到氧气储罐中，通过去除异味、除尘过滤器以及除菌过滤器等方式获得合格的医用氧气[1]。医用制氧机的主要配件主要包括空气罐、空压机、冷干机、制氧主机以及氧气罐。

空压机系统的作用是确保分子筛能够始终保持正常运行状态，能够符合医院24小时长时间运行的特殊要求。相较于其他设备而言，空压机运行期间的适应性强，在制氧机空压机系统制取氧气过程中。

2、医用制氧机空压机系统工作原理

在空压机系统运行过程中可以将环境空气加压到分子筛吸附塔入口处，使分子筛始终处于正常运行状态[2]。相较于活塞空压机系统而言，螺旋式高压及运行期间的可靠性强、维护更为简单、适应性良好。制氧机空压机主要使用螺旋式空压机。

空压机系统包括吸气调节器、压缩机、压力储存器、管路等部分。空压机系统中的空气会通过吸气调节机的控制进入到压缩机中，空压机使用联动轴传动，并借助三相电动机的转动进入到空气压缩中。压缩空气能够通过气路传递到压力储存器，借助冷油器以及油过滤器等方式回流到压缩机腔中，发挥出润滑及冷却作用。压缩空气也会经过精油器分离到方式将油过滤，使用最小压力止回阀进入到空气储罐中。

在制氧环节，压缩机微控制装置属于连续工作模式，包括加载运行及空载运行状态[3]。在微控制装置上设置了两个压力点，产生的空气压力会通过传感器传感到微控制器中。传感器作用下，空气压力传输到微控制装置中。在设备中三个阀共同作用下，能够将机器调节阀连杆向右方向运动到设备底部，使进气口全部打开，空气大量进入到设备中。

在空压机空载运行环节，在设备运行时会停止供电。在三个阀门共同作用下。吸气调节装置连杆会向左移动，从而将进气口关闭，避免空气进入。在压力降低到下限0.3MPa的情况下,空压机在微控制器的控制下会进入到加载运行状态。最小压力止回阀的作用是隔离内外压,压差为0.03MPa。在加载运行过程中，在内压高于外压0.03MPa的情况下，需要将指挥阀打开，将压缩空气运输出去，使设备转入到空载运行状态。内压从上限值开始逐步下降，使设备转入到空压机运行状态，在压差低于0.03MPa的情况下，导致止回阀下降。

3、医用制氧机空压机故障问题及应对措施

3.1加载到上限故障

3.1.1故障现象

空压机系统压力值上升不到上限0.74MPa，始终处于空压状态，空气罐的压力较低。

3.1.2故障分析

首先做好制氧机的排查工作，发现氧气浓度与氧气输出情况良好，制氧功能没有问题[4]。在关掉制氧机后无故障，空气罐压力也上升，说明压缩空气供应不足问题与制氧机故障无关。更换压缩机进气口的空气滤芯，发现空压机加载到上限的故障问题依然没有得到解决，说明滤芯无故障。

最后判断故障问题是由于压缩机自身的空气供应不足引起，与吸气调节装置存在密切关联。通过脱机检查方式，发现由于吸引器调节阀空气入口没有完全打开，电磁阀向下的动作不彻底，没有完全关闭A气路，导致吸气调节阀的连杆不能够向右移动。将电磁阀经过彻底清理后，故障能够被彻底清除。

3.1.3脱机检查

在压缩机运行状态下，检查机器调节器工作情况并不安全，需要提出脱机检查方式。由空气储罐代替压力关提供高气压，由24V直流电源代替微控制装置。更加安全便捷的检查仪器调节装置故障原因。

3.2空压机温度升高

3.2.1故障现象

空压机压缩温度较高，超过90℃。

3.2.2故障分析

室内空调运行状态时，需要检查空压机系统是否存在漏油问题、油路是否完整。如果油管破裂，应当及时更换。在油路正常的情况下还需要检查油过滤器与油冷却器

[5]。在发现有冷却器过脏的情况，需要进行及时清理。夏天可以打开压缩机一侧的机门，将压缩机运行期间的温度控制在4℃以下，进一步延长油管使用寿命。

3.3空压机放气

3.3.1故障现象

在空压机运行到加载状态时，可以加载到上限时的0.74MPa，但伴随有放气现象。

3.3.2故障分析

按照脱机检查方式，发现空压机系统运行过程中存在放气现象。通过细致检查电磁阀以放气阀运行状态，发现放气阀处漏气，放气阀的内部密封圈出现损坏。在更换密封圈后，故障被排除，故障不影响压缩机的正常工作，但会导致加载时间过长、最终引发空压系统损耗过大问题。

4、医用制氧机空压机系统维护

4.1加强空压系统管理力度

转变空压系统运维理念，落实管理模式。在空压系统管理过程中需要正确认知并理解各部件应为重要意义，针对空压系统中各部件管理运行期间的安全性、使用效率、运行时长、形状态等情况，制定专项管理对策。在日常运营工作中将空压系统管理与医疗救治水平紧密结合在一起。采用合理方式降低部件损失率，控制部件后期维修及保养成本，确保空压系统能够充分发挥出应有积极作用。

通过构建智能化系统方式增强空压系统运维管理效果，通过对各部件运维技术进行放心，掌握各部件运行情况，及时发现并解决部件运行期间存在的各类问题。着重关注空压系统备品备件资产的配备工作，避免由于非计划停机或大修对医疗救治造成不利影响。

4.2制定空压系统管理责任机制

在空压系统管理过程中，还需要着重优化空压系统管理责任制，要求空压系统管理工作应当严格遵循定岗、定机、专人专用等原则，不断完善空压系统管理机制。

做好空压系统主动维修工作，借助档案内的空压系统修理记录、交接班记录以及维修保养记录，优化空压系统维修流程，将空压系统运行故障风险控制在源头。建立起严格的空压系统日常保养机制，依照空压系统保养使用说明书制定保养计划。

总结：总而言之，空压机系统是医用制氧机的重要组成部分，为根本上提升应用质量及应用效果，需要着重分析存在于空压机运行之间的故障问题，做好故障运维工作，进一步延长制氧机空压系统运行寿命。

参考文献：

[1]刘方波.医用制氧机的使用及维护[J].医疗装备,2019,32(06):141-142.

[2]郭荣春.医用制氧机空压机系统的工作原理和故障探讨[J].现代制造技术与装备,2018(05):97-98.

[3]斯迪克·阿卜力孜,李文玉.浅谈医用制氧机的使用与其维护[J].现代医学与健康研究电子杂志,2017,1(06):191.

[4]李向明.医用制氧机空压机系统工作原理及故障分析[J].中国设备工程,2017(01):104-105.

[5]林新,李丹丹.医用制氧机空压机系统工作原理与常见故障分析[J].医疗卫生装备,2016,37(02):155-156.