醫(yī)用空氣加壓氧艙加壓系統(tǒng)噪聲的控制

吳建軍，張健

(濟南軍區(qū)總醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，山東 濟南 250031)

醫(yī)用空氣加壓氧艙加壓系統(tǒng)噪聲的控制

吳建軍，張健

(濟南軍區(qū)總醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，山東 濟南 250031)

我院的醫(yī)用空氣加壓氧艙在加壓過程中，產(chǎn)生的噪聲大于國標(biāo)規(guī)定。我們針對噪聲產(chǎn)生的原因，對加壓系統(tǒng)進行改造，在加壓閥與艙體之間增加一個過濾器，獲得了顯著的降噪效果。

醫(yī)用空氣加壓氧艙；加壓系統(tǒng)；噪聲；過濾器

1 醫(yī)用空氣加壓氧艙內(nèi)的噪聲

醫(yī)用空氣加壓氧艙（簡稱氧艙）內(nèi)的噪聲主要來源于空調(diào)系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)。經(jīng)過多年改造，空調(diào)系統(tǒng)的噪聲已經(jīng)可以降到很低的數(shù)值，加壓系統(tǒng)的噪聲控制卻只限于對艙內(nèi)出氣口消聲器的改進，大量在用氧艙的加壓噪聲達不到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

在高壓氧治療過程中，氧艙內(nèi)不斷的加壓、減壓和使用各種電動、氣動設(shè)備，產(chǎn)生了很大的噪聲。由于氧艙內(nèi)的噪聲源數(shù)量多、功率大，噪聲控制比較困難，國家標(biāo)準(zhǔn)對氧艙內(nèi)噪聲指標(biāo)的要求比較寬松，規(guī)定“艙內(nèi)供氣時的噪聲應(yīng)不大于65dB(A)”,“艙內(nèi)僅空調(diào)工作時的噪聲應(yīng)不大于60dB(A)”。即使這樣，許多在用氧艙的噪聲值還是不能達標(biāo)，有的氧艙僅艙內(nèi)供氣時的噪聲就超出了80dB(A)。

醫(yī)院是患者尋求治療和休養(yǎng)的地方，醫(yī)院病房屬于噪聲敏感建筑物的A類房間，夜間噪聲不得超過30 dB(A)，白天噪聲不得超過40dB(A)。對照此限值可知，氧艙內(nèi)的噪聲達到65dB(A)是過于嘈雜的，如果超過80dB(A),治療環(huán)境會非常惡劣。過高的噪聲會導(dǎo)致患者情緒煩躁，給治療帶來不利影響；過高的噪聲還會影響艙外的醫(yī)技人員與艙內(nèi)患者的對話交流；影響醫(yī)技人員對艙內(nèi)患者狀況的觀察與治療指導(dǎo)；影響艙內(nèi)播放音樂和電視節(jié)目的效果。因此積極尋找降低噪聲的方法十分必要。

我們通過分析加壓閥產(chǎn)生的噪聲對氧艙的影響，對加壓系統(tǒng)進行改造，取得了顯著的降噪效果。

2 加壓過程中加壓閥產(chǎn)生的噪聲

我們在操艙過程中發(fā)現(xiàn)，加壓系統(tǒng)中的噪聲除了與氧艙內(nèi)出氣口的消聲器有關(guān)之外，還與加壓閥有關(guān)。加壓閥用來調(diào)節(jié)加壓系統(tǒng)的加壓速率，國標(biāo)規(guī)定“多人艙的治療艙和手術(shù)搶救艙的升降壓速率在0.004～0.02MPa/min范圍內(nèi)可調(diào)，過渡艙升降壓速率在0.008～0.08MPa/min范圍內(nèi)可調(diào)”,最大速率達到最小速率的10倍，因此要求加壓閥具有很大的動態(tài)范圍。實際工作中，高速率僅用于特殊情況下的快速加壓，很少使用，而接近下限的低速率則是用于普通治療的常規(guī)加壓，幾乎全部高壓氧治療都是使用這種低速率完成的。使用接近下限的低速率，加壓閥的開度小于10%，通常只有0.2%～3%。這時閥芯與閥座之間僅打開了很小的縫隙。大量加壓氣流通過這個縫隙時，造成閥芯和閥座劇烈振動，該振動通過管路傳遞給艙體，引起艙體振動噪聲；大量加壓氣流通過這個縫隙后形成強烈的渦流，該渦流既引起管路振動噪聲又增強了流動氣體的噪聲，使艙內(nèi)出氣口的噪聲增大。

3 加壓系統(tǒng)的降噪措施

針對加壓閥產(chǎn)生噪聲的原因，對加壓系統(tǒng)進行下述改造，取得了顯著的降噪效果。

3.1 在加壓閥后加裝過濾器

通常過濾器安裝在加壓閥之前的管路上，加壓閥后不再安裝過濾器（如圖1）。過濾器在凈化氣流的同時，還具有消聲作用和減弱渦流的作用，在加壓閥后增加過濾器（如圖2），可以有效地阻擋加壓閥上產(chǎn)生的氣流噪聲，并將閥芯縫隙產(chǎn)生的渦流整理成層流，使后邊管路中的氣流擾動減弱，噪聲減小。

圖1 改造前的空氣加壓系統(tǒng)

圖2 改造后的空氣加壓系統(tǒng)

過濾器是阻抗元件，可以增大管路系統(tǒng)的壓降，從而降低加壓閥上的壓降，這樣，在常規(guī)治療過程中加壓閥的開度增大，由原來的0.2%～3%增加到10%～60%，加壓閥產(chǎn)生的的噪聲相應(yīng)也被減小。

過濾器裝在加壓閥后也有利于氣流凈化。國標(biāo)要求過濾器后的管路要采用不銹鋼材質(zhì)，原因是不銹鋼管路不產(chǎn)生銹塵，過濾器前的銹塵被過濾后，可以保證進入艙內(nèi)的氣體是潔凈的。如果過濾器只裝在加壓閥前，由于許多加壓閥不是不銹鋼材質(zhì)，還會產(chǎn)生銹塵。

3.2 在加壓閥后的過濾器上并聯(lián)截止閥

加壓閥后安裝過濾器，減小了加壓閥的壓降，也減小了加壓閥的動態(tài)范圍，使加壓速率達不到原設(shè)計的0.02MPa/min,不能滿足特殊情況下快速加壓的要求。因此在加壓閥后的過濾器上并聯(lián)一只截止閥，當(dāng)需要快速加壓時打開該閥，加壓系統(tǒng)恢復(fù)到原設(shè)計狀態(tài)。由于這種特殊情況非常少見，這時的噪聲指標(biāo)不作為主要考慮因素。

3.3 加壓管路采用不銹鋼管路

不銹鋼管路產(chǎn)生和傳導(dǎo)噪聲的能力低于碳鋼管路，對于采用碳鋼管路的氧艙，改用不銹鋼管路既有利于凈化氣流，也有利于降低噪聲。

3.4 加壓管路與艙體之間加裝隔振接頭

管路系統(tǒng)裝有減壓閥、調(diào)節(jié)閥，并通過儲氣罐與壓縮機連接，這些設(shè)備、元件和管路產(chǎn)生的振動，會通過剛性管路傳導(dǎo)給氧艙。例如在關(guān)閉氣源僅操作電動加壓閥時的機械振動，可以使艙內(nèi)噪聲由39 dB(A)增加到63 dB(A)。在管路和艙體之間安裝隔振接頭，可以減弱這類振動引起的噪聲。

4 艙內(nèi)噪聲測量

⑴ 被測氧艙的相關(guān)數(shù)據(jù) ① 形式：二艙四門；② 長度：8.4m；③ 內(nèi)徑：2800mm；④ 容積：47.3m3。

⑵ 測量儀表 ① 噪聲計：TES-1350A；② 鋼卷尺；③ 溫度表；④ 壓力表。

⑶ 測量方法 儲氣罐儲氣壓力1.0MPa，減壓閥調(diào)整壓力0.5MPa。

噪聲計置于治療艙內(nèi)距離地面1m,且距離出氣口1m處。關(guān)閉艙門及遞物筒門，調(diào)整加壓閥，使艙內(nèi)升壓速率為0.01MPa/min，在艙壓由0.02MPa升至0.03MPa的過程中，從觀察窗觀察噪聲計的讀數(shù)。

5 結(jié)論

按照上述方法對改造前后的加壓系統(tǒng)進行測量，結(jié)果見表1。

表1 氧艙加壓系統(tǒng)改造前后測量結(jié)果

表中數(shù)據(jù)表明，加壓閥后安裝過濾器，使氧艙內(nèi)噪聲下降了16.8dB(A)，降噪效果達到了預(yù)期目標(biāo)，改善了治療環(huán)境。當(dāng)遇到特殊情況需要快速加壓時，打開與過濾器并聯(lián)的截止閥，可以恢復(fù)加壓系統(tǒng)原有的加壓速率。

[1] GB/T12130-2005,醫(yī)用空氣加壓氧艙[S].

[2] GB22337-2008,社會生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 孟慶剛,等.高壓氧艙內(nèi)噪音指標(biāo)淺談[J].上海生物醫(yī)學(xué)工程雜志, 1999, 20(1):62.

[4] 且大文.醫(yī)用高壓氧工程與技術(shù)[M].成都:成都科技大學(xué)出版社,1992.

[5] 劉影.高壓氧艙改造[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2008,23(10):83-84.

[6] 洪宗輝,等.環(huán)境噪聲控制工程[M].北京:高等教育出版社,2002.

Control of Noise for the Pressurization System in Medical Hyperbaric Oxygen Chamber

WU Jian-jun,ZHANG Jian
(Medical Engineering Department,General Hospital of Jinan Military Region, Jinan Shandong 250031,China)

Noise of medical hyperbaric oxygen chamber in our hospital is greater than the national standard.In view of the cause of noise,we reconstructed the compression system by adding a filter between compression valve and the chamber,thus the noise was remarkably decreased.

medical hyperbaric oxygen chamber;compression system;noise;filter.

R459.6；TH49

B

1674-1633(2010)01-0091-02

2009-05-17

作者郵箱：w_j_j@126.com