一种温度调节设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种温度调节设备(6)，用于调节呼吸供气系统(100)的主管路(1)中空气的温度，其特征在于，包括：冷却装置(61)，其设置在主管路(1)上，用于冷却空气；加热装置(62)，其设置在冷却装置(61)下游的主管路(1)上，用于加热空气，并且包括并联设置的两个加热器(621)；第一温度传感器(63)，其设置在冷却装置(61)上游的主管路(1)上，用于检测空气的初始温度；第二温度传感器(64)，其设置在加热装置(62)下游的主管路(1)上，用于检测空气的最终温度；温度控制器，其用于根据初始温度和最终温度控制冷却装置(61)和加热装置(62)的运行，并将最终温度调节成接近目标温度。

【技术实现步骤摘要】

本技术总体涉及防护装备，特别涉及一种用于呼吸供气系统的温度调节设备。
技术介绍
在生物安全实验室、化学实验室和某些医疗场所中可能存放一些有毒有害的危险物质，在这些场所中进行实验和操作的工作人员需要穿戴防护用具以便与这些危险物质保持隔离。例如，在四级生物安全水平(BSL-4)的实验室中，工作人员必须全身穿戴气密性的正压防护服，并通过连通至正压防护服内部的呼吸机进行呼吸。给防护服或呼吸机供气的装置可以是工作人员各自随身携带的储气瓶或集中供气的供气系统。集中的供气系统一般从外界大气收集空气，对所收集的空气进行一系列处理后再将其输送至防护服内。国际上，供呼吸用空气的质量标准一般采用欧洲标准EN12021，其中规定一氧化碳含量按体积计低于百万分之15，二氧化碳含量按体积计低于百万分之500，氧气含量按体积计在百分之20和百分之22之间。文章《BSL-4实验室的一体正压防护服与生命维持系统》(《医疗卫生装备》2005年第26卷第11期第31-32、46页)公开了一种给一体正压防护服供气的生命维持系统，包括主供气系统和备用供气系统。主供气系统包括空压机、空气冷冻干燥器、压缩空气储气罐、压缩空气油水分离器、过滤系统、分析控制系统、安全报警系统、加热器、冷却器、连接管道等。备用供气系统包括高压钢瓶组、气体汇流排和切换阀门等。这种生命维持系统依赖于现场工作人员进行实地操作和控制，不能远程监控系统的运行状况，也不能根据供气情况实现自动停机、排气或切换。另外，这种系统供送的气体压力波动较大。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种温度调节能力更强、能够在短时间内对大流量空气进行升温或降温的温度调节设备。为此，本技术提供一种温度调节设备，用于调节呼吸供气系统的主管路中空气的温度，其特征在于，包括：冷却装置，其设置在主管路上，用于冷却空气；加热装置，其设置在冷却装置下游的主管路上，用于加热空气，并且包括并联设置的两个加热器；第一温度传感器，其设置在冷却装置上游的主管路上，用于检测空气的初始温度；第二温度传感器，其设置在加热装置下游的主管路上，用于检测空气的最终温度；温度控制器，其用于根据初始温度和最终温度控制冷却装置和加热装置的运行，并将最终温度调节成接近目标温度。根据本技术的温度调节设备能够更加高效地控制大流量空气的温度，应对空气的瞬间压力变动，从而提高呼吸供气系统的输出空气温度的稳定性。根据本技术的一个优选实施例，冷却装置包括冷干机。通过选用冷干机作为冷却装置，可以使温度调节设备的制造成本降低，并能提供大流量空气的冷却能力。根据本技术的一个优选实施例，加热器包括电阻式加热器。电阻式加热器具有成本较低、操作方便、功率可调等优点。根据本技术的一个优选实施例，温度控制器被设定成，当第一温度传感器检测到的温度比目标温度低第一温度值以上时，关停冷却装置，当第一温度传感器检测到的温度比目标温度高第二温度值以上时，关停加热装置。通过如此设定温度控制器的控制方式，能够通过相对简单的算法程序实现稳定的温度控制，使输出空气的温度区间保持在小范围内。根据本技术的一个优选实施例，第一温度值为3摄氏度，第二温度值为5摄氏度。通过实验表明，这种温度值的设定更符合可利用的冷却装置和加热装置的运行能力，同时满足用气单元对温度稳定性的需要。根据本技术的一个优选实施例，温度控制器包括可编程的比例积分微分(PID)控制器。通过这种控制器能够方便地设定温度控制的程序，有利于节省设备的制造和维护成本。根据本技术的一个优选实施例，温度控制器能够将第二温度传感器测得的最终温度控制在18摄氏度和30摄氏度之间。这种温度区间被证明符合用气单元的一般用气情况，将温度控制器的调节范围设置在这种温度区间能够在满足温度调节需要的同时解决设备资源。根据本技术的一个优选实施例，主管路中的空气包括压缩空气。通过具备对压缩空气的温度调节能力，根据本技术的温度调节设备更能够适于呼吸供气系统的需要。根据本技术的一个优选实施例，在温度调节设备工作时，压缩空气的压力为1巴至10巴。通过具备对这种压缩空气的温度调节能力，温度调节设备更能够适应于一般的呼吸供气系统、特别是用于实验室的呼吸供气系统的应用需求。附图说明本技术的上述和其它特征和优点将通过以下参照附图对本技术实施例的详细说明中得到显现，其中：图1示出根据本技术一实施例的呼吸供气系统的总体示意图；图2示出根据图1实施例的呼吸供气系统的其中一个过滤装置的局部示意图；图3示出根据图1实施例的呼吸供气系统的气体监控设备的局部示意图；图4示出根据图1实施例的呼吸供气系统的温度调节设备的局部示意图；图5示出根据图1实施例的呼吸供气系统的备用气体切换设备的局部示意图。在这些附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。具体实施方式参见图1，其示出根据本技术一实施例的呼吸供气系统100的总体示意图。如图所示，呼吸供气系统100整体呈串并联结合式布局，系统的各个设备均沿主管路1布置。主管路1具有与外界大气连通以输入空气的输入端11和与用气单元(未示出)例如正压防护服连通以输出空气的输出端12。主管路1在输入端11附近分支成第一支管路1a和第二支管路1b，它们分别具有第一输入端11a和第二输入端11b，并且在气体切换设备4上游合并至主管路1。在第一支管路1a上依次布置有第一进气装置2a和第一预处理设备3a，在第二支管路1b上依次布置有第二进气装置2b和第二预处理设备3b，它们与第一进气装置2a和第一预处理设备3a结构相同。换言之，根据本技术的呼吸供气系统100包括并联的两组进气装置和预处理设备。在这两组进气装置和预处理设备下游，所述主管路1上还依次布置有气体监控设备4、二级储气罐5、温度调节设备6、备用气体切换设备7。应理解，根据本技术的呼吸供气系统100的各个部分的布置顺序并不局限于此，其它可能的布置形式和布置顺序也是可以想到的。根据本技术的第一进气装置2a布置在主管路1的输入端11a，用于从外界大气吸入新鲜空气，然后将空气压缩以供储存和进一步处理。在本实施例中，第一进气装置2a包括空气压缩机，例如螺杆式空气压缩机。第一进气装置2a的运行功率对用气单元如正压防护服的同时使用数量以及防护服内的空气压力和用气量有直接影响。在本实施例中，第一进气装置2a的运行功率应能够同时满足6套正压防护服的使用要求，例如系统的输出气压为6巴。另外，第一进气装置2a能保证正压防护服的入口压力为5巴，并能保证正压防护服内的压力相对于应用场所如生物安全实验室内的气压为正压，例如为5毫巴。为此，第一进气装置2a输出的供气压力可以为10巴。第一进气装置2a的供气量应能保证所供应的空气在经过呼吸供气系统100的各部分损耗之后到达各防护服内的供气量满足下列条件：1)满足一个正常成年人的呼吸需求；2)满足人体散热需求，这使得防护服内的换气次数通常不小于20次每小时；3)保证在防护服破损的情况下，气流的流向为由内向外流出。例如，每件正压防护服内的供气量可以达到0.5立方米每分钟。为此，第一进气装置2a的供气量应不少于3立方米每分钟。在本实施例中，第二进气装置2b的结构与第一进气装置2a完全相同。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度调节设备(6)，用于调节呼吸供气系统(100)的主管路(1)中空气的温度，其特征在于，包括：冷却装置(61)，其设置在所述主管路(1)上，用于冷却所述空气；加热装置(62)，其设置在所述冷却装置(61)下游的所述主管路(1)上，用于加热所述空气，并且包括并联设置的两个加热器(621)；第一温度传感器(63)，其设置在所述冷却装置(61)上游的所述主管路(1)上，用于检测所述空气的初始温度；第二温度传感器(64)，其设置在所述加热装置(62)下游的所述主管路(1)上，用于检测所述空气的最终温度；温度控制器，其用于根据所述初始温度和所述最终温度控制所述冷却装置(61)和所述加热装置(62)的运行，并将所述最终温度调节成接近目标温度。

【技术特征摘要】
1.一种温度调节设备(6)，用于调节呼吸供气系统(100)的主管路(1)中空气的温度，其特征在于，包括：冷却装置(61)，其设置在所述主管路(1)上，用于冷却所述空气；加热装置(62)，其设置在所述冷却装置(61)下游的所述主管路(1)上，用于加热所述空气，并且包括并联设置的两个加热器(621)；第一温度传感器(63)，其设置在所述冷却装置(61)上游的所述主管路(1)上，用于检测所述空气的初始温度；第二温度传感器(64)，其设置在所述加热装置(62)下游的所述主管路(1)上，用于检测所述空气的最终温度；温度控制器，其用于根据所述初始温度和所述最终温度控制所述冷却装置(61)和所述加热装置(62)的运行，并将所述最终温度调节成接近目标温度。2.根据权利要求1所述的温度调节设备(6)，其特征在于，所述冷却装置(61)包括冷干机。3.根据权利要求2所述的温度调节设备(6)，其特征在于，所述加热器(621)包括电阻式加热器。4.根据权利要求1至3中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：綦光，任鹏波，
申请(专利权)人：北京易安华美科学技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11