一種車載單人洗消間的設(shè)計研究

吳文娟，牛 福，任旭東，崔向東，譚樹林，高振海

0 引言

當(dāng)前，各種新發(fā)突發(fā)傳染病發(fā)病態(tài)勢嚴(yán)峻，傳播速度快，西藏地區(qū)由于地處西南高原邊境，傳染病防控難度更大。洗消是遏制傳染病傳播的有效途徑之一[1-5]。人員從傳染區(qū)域撤出時，首先對其進(jìn)行清洗消毒可避免自身被傳染，同時也避免疾病進(jìn)一步傳播[6-9]。本文針對應(yīng)急突發(fā)傳染病現(xiàn)場洗消需求，研制一種車載單人洗消間，為傳染病發(fā)生時的處置提供一種機動快速的洗消作業(yè)平臺。

1 功能指標(biāo)要求

1.1 功能定位

提供一種現(xiàn)場可快速展開、安全的洗消作業(yè)平臺，用于應(yīng)急突發(fā)傳染病現(xiàn)場對人員進(jìn)行清洗消毒，防止污染進(jìn)一步擴散，提高應(yīng)急保障水平。

單人洗消間主要由洗消設(shè)備和功效保障設(shè)備設(shè)施組成，主要功能有：（1）提供穩(wěn)定的低壓加熱洗消水；（2）污水污物收集。

1.2 主要技術(shù)指標(biāo)

（1）能對1名人員進(jìn)行洗消作業(yè)，每小時可通過人員不小于12名（5 min/人）。

（2）洗消水溫：水源溫度～50℃可調(diào)。

（3）工作溫度：-25～46℃。

2 單人洗消間外形設(shè)計

單人洗消間設(shè)置在西藏疾控隊伍裝備油電保障車上。油電保障車采用2102G越野底盤改裝，整車分為2個部分，前部為單人洗消間，采用大板式車廂，內(nèi)部配備洗消設(shè)備設(shè)施,可供人員完成洗消作業(yè)；后部安裝靜音發(fā)電機組和儲油箱。

洗消間外形尺寸（長×寬×高）為1 400 mm×2 460 mm×2 000 mm，左側(cè)壁設(shè)置洗消機維修門，右側(cè)壁設(shè)置出入門，如圖1～2所示。

圖1 洗消間外形圖（右視圖）

3 單人洗消間內(nèi)部布局設(shè)計

圖2洗消間外形圖（左視圖）

如圖3所示，洗消間主要由供水加熱系統(tǒng)、均混系統(tǒng)、污水收集系統(tǒng)和其他功效保障設(shè)備設(shè)施構(gòu)成。供水加熱系統(tǒng)由送水管路、儲水囊、洗消機、洗消管路等組成；均混系統(tǒng)由均混灌和藥液罐組成；污水收集系統(tǒng)由地漏、排污管道和污水囊組成；功效保障系統(tǒng)主要由暖風(fēng)機、換氣扇、照明燈、滅菌燈等構(gòu)成。

3.1 內(nèi)部布局優(yōu)化設(shè)計

洗消間由大板將其分成2個隔間，左部用于安裝洗消機，右部用于人員更衣和洗消。由于空間的限制，設(shè)計研制了1臺車載單人型立式洗消機，安裝在左部隔間，并在左側(cè)壁設(shè)置維修門。右部隔間用軟簾將其分為更衣區(qū)和洗消區(qū)。更衣區(qū)設(shè)置衣帽鉤和座箱，座箱底部為暖風(fēng)出口，為整個洗消間提供暖風(fēng)，保證低氣溫條件下洗消作業(yè)的正常進(jìn)行，為人員提供溫暖舒適的洗消環(huán)境。洗消區(qū)后壁安裝均混器、藥液罐、洗消管路、淋浴噴頭、毛巾架和置物架。洗消管路分為2路：一路是清水，一路是與洗消藥液均混之后的洗消水，設(shè)置控制閥自由切換。洗消區(qū)地面鋪設(shè)防滑墊，頂部安裝帶逃生窗的換氣扇。

3.2 供水加熱系統(tǒng)

供水加熱系統(tǒng)由送水管路、儲水囊、洗消機、洗消管路等組成。依據(jù)功能定位和空間限制，市面上的洗消機由于個頭較大而無法使用，因此特為該洗消間設(shè)計研制了一臺小型的立式洗消機[10]（如圖4所示），由4個部分組成：供水系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和安全保護系統(tǒng)。

供水系統(tǒng)由水泵電動機、壓力開關(guān)等組成，通電后產(chǎn)生離心力，水泵自吸水進(jìn)入螺旋加熱管加熱。加熱系統(tǒng)可提供水源溫度至50℃的洗消水，加熱方式為不銹鋼螺旋加熱。風(fēng)機/油泵驅(qū)動電動機為雙出軸輸出，一端接風(fēng)機，另一端接油泵，燃油與空氣按一定比例霧化后，在燃燒室由電極點燃，燃燒的火焰及氣流繞經(jīng)螺旋管，從而使得管中的水被加熱?？刂葡到y(tǒng)由電源開關(guān)、加熱開關(guān)、溫度設(shè)定開關(guān)、電控箱等組成，控制系統(tǒng)控制點火、噴油，保持水溫在設(shè)定范圍，水溫控制精度可達(dá)到±2℃。安全保護系統(tǒng)由傳感器、壓力開關(guān)、漏電保護器等組成，當(dāng)系統(tǒng)缺水、水溫超出設(shè)定的溫度范圍或油箱內(nèi)柴油降至警戒油位時，系統(tǒng)會發(fā)出停止加熱信號，以免發(fā)生危險。

單人洗消機的主要性能參數(shù)為：（1）產(chǎn)品外形尺寸（長×寬×高）：663 mm×463 mm×1 052 mm；（2）加熱形式：燃油鍋爐加熱；（3）鍋爐燃燒功率：50 kW；（4）電源：AC220 V/50 Hz；（5）水溫：水源溫度～50℃（可調(diào)）。

圖3 洗消間內(nèi)部布局圖

圖4 單人型立式洗消機結(jié)構(gòu)圖

3.3 均混系統(tǒng)

洗消需要將清水和用于消毒的洗消液按照一定比例進(jìn)行混合后對人員進(jìn)行清洗消毒。本洗消間設(shè)置了均混系統(tǒng)，包括1臺均混罐和1個洗消藥液罐。洗消藥液罐用于存放洗消藥液，均混罐用于向清水管路中連續(xù)按比例注入洗消藥液，最終產(chǎn)生洗消水。

均混罐和洗消藥液罐均設(shè)置在洗消間的后壁，安裝在供水管路上，并且位于洗消機熱水出口之后，保證洗消水不經(jīng)過洗消機加熱，避免具有一定酸堿度的洗消水腐蝕或損壞洗消機內(nèi)的加熱管路。均混罐依靠經(jīng)過的水流作為運行動力，均混罐下部有1根長的吸入管放置于洗消藥液罐中，水驅(qū)動均混罐運行，按照需要的比例將洗消液從藥液罐中吸入并注入到清水中。在均混罐內(nèi)，洗消液和清水充分混合，水壓將經(jīng)過稀釋和混合的洗消水送到下游管路。

均混罐的基本性能參數(shù)為:（1）注入比例調(diào)節(jié)范圍：0．2%～2%；（2）運行時水流量范圍：10 L/h～2．5 m3/h，運行水壓：0．3～6 bar。

3.4 污水收集系統(tǒng)

洗消污水不允許隨意排放，必須集中收集后再做處理。污水收集系統(tǒng)主要由排污管道和污水袋組成。洗消間內(nèi)設(shè)置1個地漏，并保證車輛位于平整地面時，經(jīng)過調(diào)平，地漏位于車廂最低點，洗消污水經(jīng)過地漏流入排污管道，在排污管道出口連接污水袋。洗消污水最終收集在污水袋中，由專業(yè)部門進(jìn)行處理。

污水袋采用PVC涂層布加工成型，是一種封閉式軟體水袋。每個污水袋設(shè)有1個進(jìn)水口、1個出水口和1個自閉式排氣閥。每個進(jìn)、出水口均帶有開關(guān)，可單獨使用，也可并聯(lián)使用。連接方式均采用快速接頭。

3.5 功效保障系統(tǒng)

3.5.1 暖風(fēng)系統(tǒng)

因洗消作業(yè)可能在冬季或氣溫較低時進(jìn)行，因此應(yīng)為本洗消間設(shè)置供暖系統(tǒng)，保證洗消作業(yè)的舒適性。根據(jù)艙體保溫性能、作業(yè)空間等因素，選用一臺7 kW柴油暖風(fēng)機，安裝于艙體外部右前端，暖風(fēng)出口位于洗消間更衣區(qū)的座箱底部，從而滿足了低溫時洗消作業(yè)對環(huán)境溫度的要求。

3.5.2 照明及通風(fēng)換氣系統(tǒng)

考慮到夜間作業(yè)需求，洗消間前部設(shè)置了自動升降式桅桿照明燈，滿足夜間作業(yè)空間照明。洗消間內(nèi)還設(shè)置了紫外線滅菌燈，用于洗消作業(yè)完畢后對洗消間內(nèi)部進(jìn)行消毒滅菌?？紤]到人員在洗消間內(nèi)部進(jìn)行洗消作業(yè)時的通風(fēng)換氣需求，在洗消間的頂部設(shè)置了1個帶逃生窗的換氣扇，為人員提供一個舒適的洗消作業(yè)環(huán)境。

4 結(jié)論

車載單人洗消間通過布局優(yōu)化設(shè)計和人機功效學(xué)設(shè)計，在有限的空間內(nèi)構(gòu)建了較為合理的洗消作業(yè)環(huán)境和功效保障環(huán)境。設(shè)計研制了適合該洗消間使用的小型立式洗消機，達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求的同時，為洗消作業(yè)節(jié)省了更多的空間，提高了洗消作業(yè)的舒適性。

車載單人洗消間的研制解決了野外條件下，急性突發(fā)傳染病現(xiàn)場衛(wèi)生防疫人員的清潔消毒問題。實踐表明，該洗消間采用均混技術(shù)，可提供穩(wěn)定的洗消熱水，操作使用方便，環(huán)境適應(yīng)性強，形成了突發(fā)急性傳染病現(xiàn)場人員洗消保障能力。

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