氧氣充填泵附加安全裝置的研究淺析

王國慶

摘 要： 本文主要闡述了礦山救護(hù)隊使用的氧氣充填泵在使用過程中，附加一種安全裝置提升操作人員的安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞： 附加裝置;安全;準(zhǔn)確

【中圖分類號】U463.51 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）09-0247-01

礦山救護(hù)隊使用的氧氣充填泵主要用途，是將氧氣從大輸氣瓶中抽出并快速充填到小容積的氧氣瓶內(nèi)，可以使其壓力提高到30MPa。如果原有的保護(hù)裝置失靈或者人員誤操作的情況下可能將被充的小氧氣瓶損壞、爆炸，造成人員傷害和財產(chǎn)損失。下面將氧氣充填泵附加安全裝置的研究進(jìn)行一些淺析。

1 氧氣充填泵充氧暴露的安全隱患、不足之處及解決思路

目前礦山救護(hù)隊所使用儀器設(shè)備的氧氣瓶，都是由操作人員使用氧氣充填泵給氧氣瓶充氧，根據(jù)2016版《煤礦安全規(guī)程》第七百零九條規(guī)定，“進(jìn)入災(zāi)區(qū)的救護(hù)小隊隊員不得少于6人，進(jìn)入前必須檢查氧氣呼吸器，氧氣壓力不得低于18MPa，并按規(guī)定佩戴和使用”。也就是說礦山救護(hù)隊使用的氧氣瓶的壓力最低為18MPa，那么在充填氧氣過程中，若發(fā)生氧氣瓶爆炸很有可能造成傷人事故。例如：在一次給氧氣瓶充填氧氣過程中，操作人員心不在焉，導(dǎo)致小氧氣瓶的壓力超壓了很多，本來氧氣充填泵自帶的電接點壓力表應(yīng)該立即動作，使氧氣充填泵斷電、停止運(yùn)轉(zhuǎn)、終止繼續(xù)充氧，但是電節(jié)點壓力表因故障沒有動作，導(dǎo)致繼續(xù)充氧。當(dāng)操作人員觀察到這種情況時，已經(jīng)來不及手動觸停按鈕開關(guān)了，砰的一聲，小氧氣瓶的瓶頸處爆裂、瓶體射出，把三米以外的暖氣片撞了一個大坑后又經(jīng)過彈射擊碎充填室的玻璃，飛落到十多米外，這次非常慶幸的是沒有傷到人員，否則后果不堪設(shè)想。如果外加一個安全保護(hù)裝置，就可以避免此類事故的發(fā)生。

另外，在充填氧氣過程中，根據(jù)氣體守恒定律P1/（t1+273）=P2/（t2+273），氧氣瓶的溫度（t1）隨壓力（P1）的快速升高而升高;充填氧氣結(jié)束后，當(dāng)氧氣瓶的溫度（t2）逐漸降下來后，氧氣瓶的壓力（P2）也會隨之下降。

2 氧氣充填泵附加安全防爆、降溫裝置的研發(fā)

經(jīng)過多次研究，設(shè)計出防爆降溫一體箱，包括箱體和箱體蓋，箱體內(nèi)部設(shè)置有兩塊隔板，兩塊隔板將箱體內(nèi)部分隔成中間的防爆倉和兩側(cè)的防爆緩沖倉，箱體側(cè)壁上設(shè)置有應(yīng)急泄壓孔，應(yīng)急泄壓孔分布在箱體一面?zhèn)缺?、兩面?zhèn)缺诨蛉鎮(zhèn)缺谏?，防爆倉內(nèi)設(shè)置有噴霧裝置。氧氣瓶充氧過程中，當(dāng)發(fā)生氧氣瓶被高壓充爆時，高壓氣體可以從箱體側(cè)面泄掉一部分壓力，（箱體保留一面?zhèn)缺诓辉O(shè)置應(yīng)急泄壓孔，目的是當(dāng)操作人員進(jìn)行充氧操作時，站在不設(shè)置應(yīng)急泄壓孔的箱體一側(cè)，確保人身安全），通過中間防爆倉和兩側(cè)防爆緩沖倉提供雙重保險，確保人身安全，并采用噴霧裝置噴淋氧氣瓶降溫，大大提升了氧氣瓶充填壓力數(shù)值的準(zhǔn)確性。

圖1為立體組合圖、圖2為俯視圖，其中各部件名稱為：1是防爆倉，2是緩沖倉，3是微型水泵，4是連接水管，5是三通轉(zhuǎn)換閥，6是降溫噴霧頭，7是連接氧氣充填泵卡槽，8是連接氧氣瓶銅管孔洞，9是防爆倉水箱放水孔，10是泄壓孔。

當(dāng)氧氣充填泵操作人員啟動氧氣充填泵時，防爆降溫一體箱內(nèi)的水泵3同時自動啟動，將三通轉(zhuǎn)換閥門扭向泄壓水管5，泄壓水管5出水，噴霧頭6不出水;待安裝好氧氣瓶后，將三通轉(zhuǎn)換閥門扭向噴霧水管4，此時噴霧頭6噴淋氧氣瓶降溫，噴霧冷卻水自然下落到防爆倉1內(nèi)，蓋好箱體蓋，操作人員可以進(jìn)行氧氣充填工作。當(dāng)氧氣瓶被充填到規(guī)定數(shù)值后，停止充填氧氣，打開箱體蓋，將三通轉(zhuǎn)換閥門扭向泄壓水管5，停止噴霧，按照氧氣充填泵操作步驟，卸下被充填氧氣瓶，完成一次氧氣充填過程。如果有多個被充填氧氣瓶，可按上述操作步驟重復(fù)操作，逐一進(jìn)行充填氧氣工作。

氧氣瓶充填過程中采用噴霧降溫措施控制溫度在40℃以下，同樣將氧氣瓶充到19MPa，則使用前檢查時氣溫為25℃，壓力為18.1MPa以上，符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)18MPa。

為了保證氧氣瓶充氧過程防爆降溫一體箱使用安全及延長使用壽命，防爆倉底部設(shè)置有泄水孔，泄水孔與箱體底部外的放水管連通，放水管上安裝有泄水閥門。

3 使用氧氣充填泵附加安全裝置注意事項

氧氣充填泵必須由專人操作，充填工必須遵守有關(guān)操作規(guī)程。并做到：

（1）氧氣充填泵在20Mpa壓力時，應(yīng)不漏油.不漏氣.不漏水.無雜音。

（2）容積為40L的氧氣瓶不得少于5個，其壓力應(yīng)在10Mpa以上?？掌亢蛯嵠繎?yīng)分別存放，并標(biāo)明充填日期。

（3）氧氣瓶應(yīng)做到輕拿輕放，距離暖氣片和高溫點的距離在2米以上。

（4）新購進(jìn)或經(jīng)水壓試驗后的氧氣瓶充填前必須稀釋2-3次后，方可進(jìn)行充填。

（5）充填泵房應(yīng)安裝防爆燈具，嚴(yán)禁存放易燃.易爆物品。

（6）泵房必須保持通風(fēng)良好.衛(wèi)生清潔。

（7）若長時間不使用或在冬季充填氧氣瓶時，將防爆箱內(nèi)的冷卻水放空，并切斷水泵的電源。

（8）連接好小氧氣瓶充填氧氣之前，必須蓋好防爆箱體蓋。

4 結(jié)束語

綜上所述，在創(chuàng)新革新的新時代下，雖然氧氣充填泵附加安全裝置在使用過程中，安全方面起到了明顯的提升作用，但是操作人員的規(guī)范操作和設(shè)備日常的維護(hù)保養(yǎng)更是安全的重中之重。

參考文獻(xiàn)

[1] 《礦山救護(hù)規(guī)程》AQ1008-2007 [J].6.4.1.

[2] 《煤礦安全規(guī)程》2016版 [J].七百零九條.