一種智能送風(fēng)輔助呼吸式防毒面具研制

薛博水 陳德凱

摘要：工作人員在變電場所進(jìn)行應(yīng)急檢修時，使用的防毒面罩存在呼吸不暢通問題，使其內(nèi)部容易起霧，影響工作人員的視線，降低了配戴面罩情況下的工作效率，因此研究一種智能送風(fēng)輔助呼吸式防毒面具。設(shè)計(jì)防毒口罩結(jié)構(gòu)形態(tài)，裝入排風(fēng)馬達(dá)與控制電路板，調(diào)節(jié)排風(fēng)量智能送風(fēng)輔助呼吸，完成面具設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：以實(shí)際應(yīng)急搶修工作為測試環(huán)境，分別對持續(xù)半小時和一小時工作狀態(tài)下的防毒面具進(jìn)行測試，本文設(shè)計(jì)的面罩均沒有發(fā)現(xiàn)起霧問題，能夠在工作人員的身體健康前提下，提高配戴面罩情況下的工作效率。

關(guān)鍵詞：智能送風(fēng);輔助呼吸;防毒面具;

中圖分類號：TS941.731.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

電力防毒面具是一種專門隔離外界有毒物質(zhì)的呼吸裝置，被廣泛用于在主配網(wǎng)變電站和開閉所中，進(jìn)行SF6設(shè)備的維護(hù)檢修和消防應(yīng)急工作，主要在電力檢修和應(yīng)急工作中，保護(hù)工作人員的呼吸器官和裸露皮膚不受侵害，阻斷外界有毒氣體和顆粒粉的傳播。電力防毒面具包括多個組成部分：面罩主要是保護(hù)眼睛及面部皮膚免受傷害，濾芯單元可以過濾設(shè)備維護(hù)和檢修時，空氣中可能存在的化學(xué)物質(zhì)，如氟化氫和二氧化硫等酸性氣體，以及ALF3和CuF2等顆粒粉末。

但現(xiàn)階段電網(wǎng)運(yùn)維所使用的防毒面具存在下面幾個問題：一方面防毒面具通過濾芯單元吸入空氣比較費(fèi)勁，導(dǎo)致呼吸不暢、氣悶等情況，嚴(yán)重者可能會導(dǎo)致運(yùn)行人員在作業(yè)過程中缺氧。另一方面普通防毒面具面罩主體和呼吸口罩相互獨(dú)立且密閉，在活動時容易在面罩內(nèi)部起霧，影響檢修視線。因此本文進(jìn)行一種新型的防毒面具研制，通過智能送風(fēng)裝置輔助呼吸，保證工作人員的生命安全，提高戴面罩情況下的工作效率。

1一種智能送風(fēng)輔助呼吸式防毒面具研制方法

1.1設(shè)計(jì)防毒口罩結(jié)構(gòu)形態(tài)

為減少防毒面罩的起霧問題，保證工作人員在進(jìn)行設(shè)備維修時，能夠具備暢通的呼吸狀態(tài)，對智能送風(fēng)輔助呼吸式防毒面具的結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)固定系統(tǒng)將面罩主要分為兩個部分，一是頭部防護(hù)結(jié)構(gòu)，需要與面罩的主體結(jié)構(gòu)相連，在耳朵位置對應(yīng)留出孔洞，保留工作人員的聽力效果。二是面中防護(hù)部分，主要是對眼睛的鼻子以及裸露皮膚進(jìn)行保護(hù)，根據(jù)大多數(shù)工作人員的臉型設(shè)計(jì)整體連接鎖扣，方便進(jìn)行頭部和面部尺寸的調(diào)節(jié)。其中連接部分選擇較輕材質(zhì)，防止長時間工作引起的頭部壓痛等問題。

1.2裝入排風(fēng)馬達(dá)與防毒濾芯

在完成整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，在其中裝入排風(fēng)馬達(dá)和防毒濾芯，直接對馬達(dá)的電路板程序進(jìn)行編寫，使其能夠在定量的電源管理下，直接通過按鈕調(diào)節(jié)排風(fēng)量，達(dá)到控制指示燈的指令輸出，完成干凈空氣的調(diào)節(jié)輸送。排風(fēng)馬達(dá)直接選擇國產(chǎn)5BLD40型號裝置，在設(shè)定好的間隔周期內(nèi)進(jìn)行風(fēng)向調(diào)節(jié)，保證在面罩起霧階段完成消除效果。在配備的排風(fēng)馬達(dá)中包含兩個通路管，呈現(xiàn)出Y字形態(tài)，能夠在內(nèi)部氣道中引導(dǎo)氣流吸入，當(dāng)眼睛窗口周圍存集水汽時進(jìn)行吹掃，使其具備阻水功能。

防毒濾芯設(shè)計(jì)主要分為兩個結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)上下套環(huán)模式，上層為裝填層，主要是過濾有毒氣體，下層是濾煙層，主要過濾有害溶膠分子。上下兩層的過濾材料裝填方式不同，在裝填層中采用層裝模式，直接將有毒物質(zhì)吸附在材料表面，濾煙層采用徑流方式，橫截面不變的前提下進(jìn)行軸向流動。

1.3調(diào)節(jié)排風(fēng)量智能送風(fēng)輔助呼吸

自動調(diào)節(jié)裝置是智能送風(fēng)的主要功能部件，一般在配戴嘴的周邊設(shè)置水汽采集膜，在水汽達(dá)到設(shè)置定量時可以觸發(fā)排風(fēng)馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)氣體輸送通路的快速連接。在輸送風(fēng)量過程中要注意減少損失，對產(chǎn)生水汽的嘴巴位置和鼻子位置要安裝隔離膜布，使其在呼吸過程中能緩解水汽壓力，防止配戴一瞬間的面罩起霧問題出現(xiàn)。

排風(fēng)馬達(dá)可自動將過濾后的空氣主動送入防毒面具的面罩和口罩中，并且可以智能調(diào)節(jié)送入防毒面具內(nèi)的送風(fēng)量，保障運(yùn)行人員在設(shè)備檢修環(huán)境下的高效工作，以及呼吸器官和面部皮膚的安全。至此本文在設(shè)計(jì)防毒口罩結(jié)構(gòu)形態(tài)，裝入排風(fēng)馬達(dá)與控制電路板，調(diào)節(jié)排風(fēng)量智能送風(fēng)輔助呼吸，完成智能送風(fēng)輔助呼吸式防毒面具設(shè)計(jì)。

2 實(shí)驗(yàn)測試

為驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的防毒面具具有實(shí)際應(yīng)用效果，能夠在進(jìn)行維修和檢修工作時，減少起霧程度，采用實(shí)驗(yàn)測試的方面進(jìn)行論證。以某省變電站實(shí)際運(yùn)行的測試環(huán)境，選取故障的電力設(shè)備作為測試樣本，將其維修過程中產(chǎn)生的有害氣體進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，上傳至MATLAB測試平臺中。針對故障設(shè)備進(jìn)行檢修操作，選擇兩組工作人員進(jìn)行對比，一組配戴本文設(shè)計(jì)的面罩，另一組配戴傳統(tǒng)面罩。

為減少測試環(huán)節(jié)，此次選擇的兩組面具，均具備同等的有害物質(zhì)隔離效果，分別讓工作人員配戴兩組面具，進(jìn)行設(shè)備維修，設(shè)置維修時間分別為半小時和一小時，對比兩種工作狀態(tài)下的面具起霧情況，結(jié)果如下圖1與圖2所示。

根據(jù)圖中內(nèi)容所示，在兩種工作時間下，本文設(shè)計(jì)的面罩均沒有發(fā)生起霧問題，與原始面罩拍攝圖片基本一致。而傳統(tǒng)面罩在兩個階段均會產(chǎn)生霧氣，其中一小時狀態(tài)下霧氣基本布滿面罩，影響工作人員的工作狀態(tài)。綜合結(jié)果可知：本次設(shè)計(jì)的面罩能夠在長時間的工作下，保持清晰干凈的可視條件，有效地解決了起霧問題，具有實(shí)際應(yīng)用效果。

3結(jié)束語

本文為有效的加快電網(wǎng)企業(yè)裝備智能化進(jìn)度，促進(jìn)變電站的運(yùn)維檢修工作效率，設(shè)計(jì)一種新的智能輔助呼吸式防毒面具。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在變電站實(shí)際維修工作的使用過程中，能夠有效控制起霧程度，可以在全行業(yè)范圍內(nèi)進(jìn)行推廣。但由于本人時間有限，僅能在一個方面進(jìn)行測試，所得結(jié)論具有一定偏差性，后續(xù)研究中會針對不足之處，加以改進(jìn)，為特殊環(huán)境下工作和行業(yè)提供安全保障。

參考文獻(xiàn)

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