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目 录
第一章 医用气体的种类和用途 §1-1 医用气体的种类 §1-2 医用气体的性质和用途 §1-3 医院中使用医用气体的部门 第二章 医用气体系统简介 §2-1 医用气体系统的组成 §2-2 气源 §2-3 输气管路 §2-4 监控报警装置 第三章 医用气体系统的设计要求 §3-1 用户对医用气体系统提出的要求 §3-2《医院洁净手术部建筑技术规范》的有关规定 第四章 气站和真空站设计 §4-1 氧气站设计 §4-2 压缩空气站设计 §4-3 吸引站设计 §4-4 气体汇流排间设计 第五章 手术部医用气体管路设计 §5-1 管路布置 §5-2 管路计算 §5-3 管子壁厚计算 §5-3 管子尺寸的规格化 第六章 手术部管路系统安装 §6-1 安装准备工作 §6-2 安装步骤 第七章 手术部医用气体系统的调试 §7-1 医用气体系统调试执行的标准 §7-2调试前的准备工作 §7-3管路系统的耐压试验和气密试验 §7-4正压气体终端的输出流量、压力检查和管道压力损失测算 §7-5负压范围测定和吸引终端抽气速率试验 §7-6医用气体报警装置测试 §7-7接地电阻测量 §7-8管道洁净度检查 §7-9气体汇流排的检验 附录 一、氧气用于治疗 二、呼吸机的选择、使用和维护
§1 医用气体的种类 医用气体是指医疗方面使用的气体。有的直接用于治疗；有的用于麻醉；有的用来驱动医疗设备和工具；有的用于医学试验和细菌、胚胎培养等。常用的有氧气、氧化二氮、二氧化碳、氩气、氦气、氮气和压缩空气。 §2 医用气体的性质和用途 1 氧气（Oxygen） 氧气的分子式为O2。它是一种强烈的氧化剂和助燃剂。高浓度氧气遇到油脂会发生强烈的氧化反应，产生高温，甚至发生燃烧、爆炸，所以在《建筑设计防火规范》中被列为乙类火灾危险物质。 然而，氧气也是维持生命的最基本物质，医疗上用来给缺氧病人补充氧气。直接吸入高纯氧对人体有害，长期使用的氧气浓度一般不超过30～40%。普通病人通过湿化瓶吸氧；危重病人通过呼吸机吸氧。 氧气还用于高压仓治疗潜水病、煤气中毒以及用于药物雾化等。 2 一氧化二氮（Nitrous oxide） 一氧化二氮分子式为N2O。它是一种无色、好闻、有甜味的气体，人少量吸入后，面部肌肉会发生痉挛，出现笑的表情，故俗称笑气（laugh-gas）。 一氧化二氮常温下不活泼，无腐蚀性；但在加热时对铝、钢、铜合金等金属有氧化作用；在60℃以上对聚丙烯有腐蚀作用。 一氧化二氮在温度超过650℃时会分解成氮气和氧气，故有助燃作用。在高温下，压力超过15大气压时会引起油脂燃烧。 笑气微溶于水，易溶于丙酮、甲醇和乙醇，可被含有高氯的漂白粉液和纯碱等碱溶液中和、吸收。 人少量吸入笑气后，有麻醉止痛作用，但大量吸入会使人窒息。医疗上用笑气和氧气的混合气（混合比为：65% N2O + 35% O2）作麻醉剂，通过封闭方式或呼吸机给病人吸入。麻醉时要用准确的氧气、笑气流量计来监控两者的混合比，防止病人窒息。停吸时，必须给病人吸氧10多分钟，以防缺氧。 用笑气作麻醉剂具有诱导期短、镇痛效果好、苏醒快、对呼吸和肝、肾功能无不良影响的优点。但它对心肌略有抑制作用，肌松不完全，全麻效能弱。单用笑气作麻醉剂，仅适用于拔牙、骨折整复、脓肿切开、外科缝合、人工流产、无痛分娩等小手术。大手术时常要与巴比妥类药物、琥珀酰胆碱、鸦片制剂、环丙烷、乙醚等联合使用，以增强效果。 笑气还用作制冷剂、捡漏剂、奶油发泡剂、食品保护剂、助燃剂等。 3 二氧化碳（Carbon dioxide） 二氧化碳分子式为CO2，俗称碳酸气。它是一种无色、有酸味、毒性小的气体。常温下不活泼，能溶于水，溶解度为0．144g/100g水（25℃）。在20℃时，将二氧化碳加压到5．73×106 Pa即可变成无色液体，常压缩在钢瓶中储存。二氧化碳经加压（5．27×105Pa）、降温（-56.6℃以下）可制成干冰。干冰在1．013×105 Pa（大气压）、－78．5℃时可直接升华变成气体。液态二氧化碳减压迅速蒸发时，一部分气化吸热使另一部分骤冷变成雪状固体，将雪状固体压缩，成为冰状固体（干冰）。 空气中二氧化碳含量的安全界限为0.5%，超过3% 时会对身体有影响，超过7% 时将出现昏迷，超过20%会造成死亡。 医疗上二氧化碳用于腹腔和结肠充气，以便进行腹腔镜检查和纤维结肠镜检查。此外，它还用于试验室培养细菌（厌氧菌）。高压二氧化碳还可用于冷冻疗法，用来治疗白内障、血管病等。 二氧化碳是一种不可燃、不助燃、比空气重的气体（在标准状况下密度为1．977g/L，约是空气的1．5倍），可覆盖在物体表面，隔绝空气，故常用于灭火，用于二氧化碳保护焊（用于隔绝氧气）等。干冰可作致冷剂、杀菌混合气，并用于人工降雨。 4氩气（Argon） 氩气分子式为Ar。它是一种无色、无味、无毒的惰性气体。它不可燃、不助燃，也不与其他物质发生化学反应，因此可用于保护金属不被氧化。 氩气在高频高压作用下，被电离成氩气离子，这种氩气离子具有极好的导电性，可连续传递电流。而氩气本身在手术中可降低创面温度，减少损伤组织的氧化、炭化（冒烟、焦痂）。因此医疗上常用于高频 1
氩气也用于氩气保护焊、日光灯、集成电路制造等方面。 5氦气（helium） 氦气分子式为He。它也是一种无色、无味、无毒的惰性气体。它不可燃、不助燃，也不与其他物质发生化学反应，因此可用于保护金属不被氧化。医疗上常用于高频氦气刀等手术器械。 6 氮气（nitrogen） 氮气的分子式为N2。它是一种无色、无味、无毒、不燃烧的气体。常温下不活泼，不与一般金属发生化学反应。因此纯氮经常用于金属的防腐蚀，如充填灯泡、物品的防锈充气封存、保鲜、焊接保护、气体置换等。它还用于合成氨、制造硝酸、炸药、氮肥等，用途非常广泛。 医疗上用来驱动医疗设备和工具。 液氮常用于外科、口腔科、妇科、眼科的冷冻疗法，治疗血管瘤、皮肤癌、痤疮、痔疮、直肠癌、各种息肉、白内障、青光眼以及人工受精等。 7 压缩空气（air） 压缩空气用于为口腔手术器械、骨科器械、呼吸机等传递动力。 除以上7种常用气体外，还有一些特殊用途的医用气体： 8 医用疝气 该医用氙气主要应用于气体管CT机内，氙气通过吸收能量激发电离，其离子在电场中加速运动撞击金属板上产生X射线，由于人体组织对X线的吸收及透过率不同，因此通过计算机对X射线照射人体后的数据进行处理，就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图象。 9氪气 主要应用于医院激光源激发的辅助原料，使原来的激光光源强度加强，从而达到更利于临床医生对疾病进行准确诊断及治疗。 10氖气 主要应用于医院常用激光手术机的清洗置换气，具体要求据医院不同的激光手术机型而定。 11混合气 ▲N2+CO2或CO2+H2 主要用于医院无氧细菌培养，起到营养所要求培养细菌的目的，方便检测细菌的种类，达到鉴别细菌的要求，从而有利于临床诊断及治疗。 ▲5-10%CO2/Air 用于脑循环系统，目的促进与加快脑循环的血液循环的推进，维持脑循环的稳定。 ▲医用三元混合气体 主要用于细胞培养及胚胎培养，是医院生殖中心等部分常用的气体。 12血液测定辅助气 主要用于血液测定时对于血液成分的分离稳定进行保护，从而达到准确计算各成分的数量，如：红细胞、白细胞等。 13肺扩散气 主要用于肺部手术进行扩容目的，方便手术进行，同时也防止肺萎缩变小。 14消毒杀菌气体 15准分子激光气体 §3 废气、废液的排放及处理 1 废液 治疗中产生的液体废物有痰、脓血、腹水、清洗污水等，它们可由真空（vacuum）吸引系统收集、处理。 2 麻醉废气 一般是指病人在麻醉过程中呼出的混合废气。其主要成分为氧化二氮、二氧化碳、空气、安氟醚、七氟醚、异氟醚等醚类气体。 麻醉废气对医护人员有危害。同时废气中的低酸成分，对设备有腐蚀作用，所以病人呼出的麻醉废气 2 目前常用的处理方法是用活性炭吸收麻醉废气，然后烧掉。 §4 医院中使用医用气体的部门 医院中使用医用气体的部门主要有手术室、预麻室、恢复室、清创室、妇产科病房、ICU病房以及普 通病房等。这些用气单元经常使用的气体有：
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§2-1 医用气体系统的组成 医用气体系统是指向病人和医疗设备提供医用气体或抽排废气、废液的一整套装置。 常用的供气系统有氧气系统、笑气系统、二氧化碳系统、氩气系统、氦气系统、氮气系统、压缩空气系统等。常用的抽排系统有负压吸引系统、麻醉废气排放系统等。系统多少根据医院的需要决定。但氧气系统、压缩空气系统和负压吸引系统是必备的。 每个供气系统一般由气站、输气管路、监控报警装置和用气设备四部分组成。 以氧气系统为例：气站可由制氧机、氧气储罐、一级减压器等组成；输气管路由输气干线、二级稳压箱、表阀箱、楼层总管、支管、检修阀、分支管、流量调节阀、氧气终端等组成；监控报警装置由电接点压力表、报警装置、情报面盘等组成。用气设备为湿化瓶或呼吸机等。 负压吸引系统由吸引站、输气管路、监控报警装置和吸引设备四部分组成。吸引站由真空泵、真空罐、细菌过滤器、污物接受器、控制柜等组成；输气管路由吸引干线、表阀箱、楼层总管、支管、检修阀、分支管、流量调节阀、吸引终端等组成；吸引设备为负压吸引瓶；监控报警装置由电接点真空表、报警装置、情报面盘等组成。 麻醉废气排放有两种方式：真空泵抽气和引射抽气。引射抽气系统由废气排放终端、废气排放分支管、支管、废气排放总管等组成。 §2-2 气源 医院常用的气源有三类： 1制气设备 一般采用的制气设备有液化空气分离装置、分子筛变压吸附分离装置、膜渗透分离装置、空气压缩机等。 工业上制取氧气、氮气等气体一般采用液化空气分馏法。即先除去空气中的水分和二氧化碳，接着对空气进行压缩、降温使之液化，然后利用液氮（沸点-196℃）、液氧（沸点-183℃）、液氩（沸点-186℃）沸点的不同，进行分馏。当液化空气温度升高到超过-196℃时，低沸点的氮气就从液化空气中大量蒸发出来；当温度升高到超过-186℃时，氩气就从液化空气中大量蒸发出来；最后剩下的就主要是液氧了。当然这些气体都是不纯的，还要经过精馏、纯化、干燥才能得到我们需要的高纯度气体。 空气液化的方法有林德法和克劳德法。其基本方法是利用空气压缩时温度要升高、膨胀时温度要降低的热力学原理，对空气反复进行压缩-冷却-膨胀，使其温度逐渐降至-196℃以下，成为液态。 有的医院也采用分子筛变压吸附分离装置直接将空气中的氧气、氮气等成份分离出来。 双机组分子筛制氧系统 4
分子筛高纯氧提取设备
此外，分子筛的选择性还与气体分子的极性、不饱和度和极化率有关。例如3A分子筛只吸附水，不吸附二氧化碳等气体，可用于气体干燥。5A分子筛只吸附分子直径小的氧分子，不吸附分子直径大的氮分子， 5
分子筛的吸附能力与气体的温度和压力有关。压力高、温度低，吸附量大。反之，压力降低、温度升高，吸附能力就减小，原来多吸附的气体还会吐出来。因此，分子筛吸附是一个可逆的过程。 吸附过程中气体要放出热量，随着吸附的进行，分子筛温度逐渐升高，内容积逐渐减少，所以分子筛吸附到一定程度就吸不进去了，需要再生（加温或减压进行解吸）。因此分子筛变压吸附分离装置一般由两个吸附塔组成，轮流进行吸附和解吸。 医用氧气一般不采用水电解法生产，因为这种氧气纯度不高，含水量大。 压缩空气一般用空气压缩机生产。空气压缩机有活塞式、离心式、螺杆式等多种形式。按润滑形式分，还可分为有油润滑和无油润滑两类。医用压缩空气要求清洁无油，因此最好采用无油润滑的空气压缩机生产。但有油润滑的空气压缩机目前价格较低，在加装油水分离装置后，也可使用。 压缩空气站
用气量大的医院和无供气渠道的医院一般采用这类气源。这种气源一次性投资较大，管理、维修成本较高，但无停气之忧。如能保持连续生产，生产每m3气体的成本也不会高。 负压吸引系统的气源是负压吸引站。负压吸引站一般由水环真空泵、真空罐、汽水分离器、灭菌器、控制柜及管路、阀门等组成。负压吸引站工作时，通过真空泵抽气使真空罐的内压维持在-0.03～-0.07MPa之间，再由真空罐通过管路系统和负压吸引瓶抽吸污液。 负压吸引站 2液化气储罐加汽化器 液化气供应方便的地区，医院可采用这类气源。这种气源一次性投资较省，供气量可大可小，适应性 强。但要考虑足够的储备量（不少于3日），以防供应不及时。 6
自动切换气体汇流排 手动切换气体汇流排
经常换气。采用汇流排同样要有不少于3日的储备量，以防供应不及时。不过，汇流排间的气瓶总数不得超过20瓶。 按GB50333-2002 《医院洁净手术部建筑技术规范》的要求，气体汇流排最好都采用两组气瓶自动切换的类型，以确保供气安全和连续供气。 §2-3 输气管路 气站将气源提供的气体进行除油、除水、过滤、减压之后，变成符合医用要求的气体，通过输气干线输送到手术部和病房所在的楼层，然后通过楼层总管、支管、分支管输送到各手术室和病房的气体终端。楼层医用气体管路一般由管道、管道连接件（简称管件）、阀门及二级稳压箱、表阀箱、气体终端设备（嵌 壁终端箱、吊塔、设备带）等设备组成。 1 管子与连接 供气管道的材料一般采用铜管或不锈钢管。这两种材料的耐腐蚀性较好，在医用气体中不会生成容易脱落的松锈或有害气体，因此不会污染医用气体。负压吸引管和废气排放管可以采用镀锌钢管和PVC管，价格比较便宜。 为便于生产和运输，管材都是裁成一定长度的（小管径的管子有卷材），称为定尺长度。为了制作符合图纸要求的管段和将各管段组装成符合图纸要求的管路，需要对管材进行裁切和拼接。管子的连接方式分为两大类：一类是不可拆连接，例如焊接、胶接等；另一类是可拆连接，例如即螺纹连接、活接头连接和法兰连接等。管子采用焊接连接有利于保证气密性。铜管与管件常采用承插式银钎焊连接。不锈钢管与管件常采用氩弧焊对焊连接。PVC管和管件常采用胶接或塑料焊接。需要拆卸的地方，例如管子与阀门的连接一般采用可拆连接，即螺纹连接、活接头连接或法兰连接。活接头连接有球面连接、卡套连接、平面连接等多种形式。 螺 纹 管 件 承插式焊接管件 8
管 道 法 兰 活 接 头
管道应适当分段，段与段之间采用可拆连接，以便安装和维修。例如负压吸引系统经常会发生使用不当引起的堵塞，需要逐段分解进行疏通，不采用活接头连接就很不方便。 2 阀门 医用气体管路上装的阀门按功能来分，可分为安全阀、减压阀（减压器）、切断阀、调节阀等种。 （1）.安全阀 安全阀一般安装在气罐、减压阀等处，以防止阀后的管路超压。安全阀的结构按工作原理分可分为弹簧式、杠杆式、脉冲式等种；按密封性分可分为封闭式和不封闭式两种；按开度分又可分为微启式和全启式两种。 带扳手的安全阀 封闭式安全阀 弹簧式安全阀
对于易燃、易爆、有毒的气体，应采用封闭式安全阀。安全阀为泄压而排出的气体应由专门的管道引至处理场所。医用气体中除压缩空气外，一般应采用这种形式的安全阀。安全阀排气管应引至楼外。 （2）.减压阀（减压器） 气源产生的气体压力比医院需要的最高使用压力高，就要在气站进行减压，使气站输出的气体压力等于或略高于最高使用压力。气站进行的减压常称为一级 减压。如果输送到楼层的气体压力比该楼层需要的压力高，则在楼层进气管处还要进行再次减压，称为二级减压。 气体减压采用减压器或减压阀。常用减压阀的工作原理是：阀门设有一手动压力调节弹簧。压力调节弹簧与低压腔（腔内压力为阀后压力）用薄膜（或波纹管或活塞）隔开，互不通气。主阀瓣则与薄膜联动。事先通过压力调节弹簧将主阀瓣调节到所需的开度（对应于所需的阀后压力），此时薄膜也同时产生相应 的变形。当阀后压力升高时，敏感元件——薄膜的变形就减少，主阀瓣跟随移动，使阀门的开度减小，通 9
先导式减压阀 减压稳压阀 减压阀内部结构 减压阀按结构形式和作用原理分，可分为薄膜式、弹簧薄膜式、波纹管式、活塞式、杠杆式等种。 气体减压后压力还应保持稳定，不能因阀前压力的波动或阀后流量的变化而发生太大的变化，否则气 体报警装置就会报警。因此，减压装置应有稳压功能。一种稳压的办法是：在阀的进口处安装卸荷机构，减少进口压力的波动；同时增大减压阀敏感元件的作用面积，提高反应灵敏度，从而使阀后压力的波动减 少。这样，一般可将出口压力的偏差控制在5% 以内。 用于楼层氧气、压缩空气系统减压、稳压的装置常称为“二级稳压箱”。箱内一般装有两个并联的减压器，一用一备，保证用气安全。此外，箱内还装有安全阀、压力表和切断阀等。 （3）.切断阀 切断阀用于切断管道内气体的通路。装在楼层气体总管上的总阀（在报警表阀箱内）、支管和分支管上（或嵌壁终端箱内）的维修阀均为切断阀。常用的切断阀有截止阀和球阀。它们与管道的连接形式有螺纹连接、法兰连接、活接头连接等形式。为便于维修和更换，一般不采用焊接连接。 球阀 截止阀
纯氧在管道内快速流动时，如急剧关闭阀门，由此引起的气体冲击、震荡极易引发火灾等危险。所以GB50316《工业金属管道设计规范》规定：“氧气管道不应使用快开、快闭型的阀门。阀内的垫片和填料不应采用易脱落碎屑、纤维的材料或可燃的材料制作。”所以，对于容易引起火灾危险的氧气、笑气管路不 应采用球阀。阀门的密封材料一般应采用聚四氟乙烯材料制作，或采用硬密封。 负压吸引系统的切断阀，除需要调节流量者外，一般应采用球阀。因为球阀不易为血块、纱布等杂物堵塞。 GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》的消防要求中规定：“洁净手术部内应设置能紧急切断集中供氧干管的装置”。装在报警表阀箱内的氧气总阀和专设的氧气防火切断阀即具有这种功能。 （4）.调节阀 减压阀可用来调节气体的压力。流量调节阀可用来调节气体的流量。 10
普通截止阀虽也有一定的调节功能，但不够精确、不够稳定。针形截止阀比较好些。 3 医用气体终端设备 医用气体终端一般是采用插拔式自封接头的形式。它由一个气体自封插座和一个气体插头组成。使用时，将空心的气体插头插进气体插座，顶开其中的活门，使管道中的气体能从插座和插头的内腔通过。一旦拔出气体插头，阀座中的弹性元件就将活门关闭，禁止气体通行。 医用气体终端 废气排放终端有时带有气体引射器，利用喷嘴中高速喷出的压缩空气建立负压区，吸引废气并与之混合，带动它一起经废气排放管排出。 一般每个手术室都装有两套医用气体终端。一套装在吊塔上，一套装在嵌壁终端箱内，一用一备。预麻室、苏醒室、ICU病房等房间的医用气体终端一般装在设备带上。如用户用的是吊塔，就装在吊塔上。 吊塔按用途分，可分为麻醉科吊塔、外科吊塔、内窥镜吊塔、显示器吊塔等种。按型式分，又可分为柱式、转臂式、电动升降式三类。其中转臂式又可分为单转臂式和双转臂式两种。电动升降式也可分为单转臂和双转臂两种。此外，按安置设备的平台数分，还可分为单平台和双平台两种。 吊塔的用途不同，上面安装的气体终端品种也不同。例如，麻醉科吊塔一般要装笑气、氧气、压缩空气、负压吸引和麻醉废气排放终端。因为这都与使用麻醉机有关。 11
手术室吊塔 吊塔上的气体插座 嵌壁终端箱的面板上装有各种气体终端及气体的电接点压力表和真空表。箱内则装有气体检修、调节阀。嵌壁终端箱应暗装。面板与墙面齐平并保证气密。面板底边的离地高度为1～1.2m。 医用设备带 12
设备带安装在病床头部的墙上，其底边离地高度为1.4m，比病床稍高。设备带上一般装有各种气体 终端、电源插座等。还可安装微光灯、呼叫按钮等装置。 §2-4 监控报警装置 在医用气体系统中，一般装有三级气体监控报警系统。它们的功能是向设备管理人员、医护人员即时提供医用气体系统的状态参数（压力、流量等），一旦参数超出正常范围，便发出声、光报警信号报警。 第一级为气站监控报警系统，安装在气站，用以监控气源、气体处理装置及存储设备的工况。它由安装在高、低压气体管道或气罐上的电接点压力表、安装在气体管道上的流量计、安装在控制箱（柜）内的 控制报警装置及报警线路组成。 气站工作时，管理人员可通过压力表、流量计随时检查气站设备的运行情况。一旦管道或气罐内的气 体超、欠压，控制箱（柜）上的红灯就亮，蜂鸣器（或电喇叭、电铃）就鸣叫，以提醒管理人员注意。 第二级为楼层监控报警系统，安装在用气的楼层，用以监控供气干管向该楼层供气的状况。它由安装在搂层气体报警装置表阀箱上的电接点压力表、安装在楼层气体总管上的流量计、安装在报警装置表阀箱 或护士站的控制报警装置及报警线路等组成。该楼层的医护、维修人员可通过压力表、流量计随时检查楼层气体总管内气体的状况。一旦管道内的气体超、欠压，控制报警装置上的红灯就亮，蜂鸣器（或电喇叭）就鸣叫，以提醒有关人员报警。
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情报面盘 第三级为手术室监控报警系统，安装在各手术室，用以监控气体系统向该手术室供气的状况。它由安装在嵌壁终端箱上的电接点压力表、安装在手术室情报面盘中的控制报警装置及报警线路等组成。 手术室的医护人员可通过压力表随时检查手术室的供气情况。一旦气体出现超、欠压，情报面盘上的红灯就亮，蜂鸣器（或电喇叭）就鸣叫，以提醒医护人员报警。 §2-5 用气设备 ㈠. 呼吸设备 1.氧气湿化瓶 氧气湿化瓶 负压吸引瓶 氧气湿化瓶的功用是：（1）.调节氧气的输出压力和流量；（2）.使氧气和空气按一定比例混合后供病人吸入；（3）.给氧气加湿，使病人感到舒服。 2.呼吸机 2.2呼吸机的分类、构造及选择 呼吸机已经成为常规医疗装备，被普遍应用于各临床科室的急救和重症监护病房中。 2.2.1呼吸机的分类 呼吸机一般分为以下3类： （1）. 定容型呼吸机：吸气转换成呼气是根据预调的潮气量而切换。 （2）. 定压型呼吸机：吸气转换成呼气是根据预调的压力峰值而切换。（与限压不同，限压是气道压力达到一定值后继续送气并不切换） （3）. 定时型呼吸机：吸气转换为呼气是通过时间参数（吸气时间）来确定。八十年代以来，出现了定时、限压、恒流式呼吸机。这种呼吸机保留了定时型及定容型能在气道阻力增加和肺顺应性下降时仍能保证通气量的特点，又具有由于压力峰值受限制而不容易造成气压伤的优点，吸气时间、呼气时间、吸呼比、 吸气平台的大小、氧浓度大小均可调节，同时还可提供IMV（间歇指令通气）、CPAP（气道持续正压通气）等通气方式，是目前最适合婴儿、新生儿、早产儿的呼吸机。 14
HVJ-800型呼吸机 RY-11B型麻醉机 【呼吸机型号举例】
呼吸机按呼吸频率分又可分为： 常频呼吸机(成人10～60次)； 高频呼吸机(成人＞60次)； 体外模肺。 常频呼吸机又包括正压呼吸机和负压呼吸机，而我们最常用的就是气道内正压呼吸机。 2.2.2呼吸机的构造 一个完善的呼吸机由供气装置、控制装置和病人气路三部分构成。 （1）.供气装置 由空气压缩机(提供高压空气)、氧气供给装置或氧气瓶(提供高压氧气)和空氧混合器组成。主要提供给病人吸入的氧浓度在21%～100%的高含氧气体。 （2）.控制装置 由计算机对设置参数及实测值进行智能化处理，通过控制器发出不同指令来控制各传感器、呼出阀、 吸气阀来满足病人呼吸的要求。 （3）.病人气路 由气体管道、湿化器、过滤器等组成。 ㈡. 麻醉设备 1. 麻醉呼吸机 2. 麻醉机从结构上讲由以下几部分组成：机架、外回路、呼吸机、监护系统。R 3. 15
4. 5. 麻醉机工作原理图 （1）.气体供给和控制回路系统q[H 16
㈢.使用二氧化碳的设备 1. 二氧化碳气腹机
20 2. 多功能冷冻治疗仪
多功能冷冻治疗仪适用于多种医学专科。它应用 Joule-Thompson 效应，即高压气体通过小孔后膨胀，大量吸收其周围热量，使探针头部及其周围组织急剧降温。踩下脚踏开关启动冷冻过程，大约 5 秒钟，达到最低温度，约 -80℃（华氏 -176度）。松开脚踏板，冷冻过程停止，并且自动启动解冻过程，冷冻探头在 5 秒钟内解冻，不需要电加热。多种多样的冷冻探针和探头广泛扩展了冷冻医学的应用。使用静脉的低温剥离方式，让门诊病人也能充分感受其独特的优势：无需第二个切口；低温引起的痉挛减少了再出血的风险；手术操作程序简单快捷。 【适应证】呼吸科：支气管狭窄，异物取出，肉芽组织，良性肿瘤，气管息肉；妇科：宫颈糜烂，慢性宫颈炎，宫颈息肉；耳鼻喉科：鼻炎、咽炎、鼻息肉、血管瘤，乳头状瘤；胸外科：术后止痛（肋间神经冷冻）；血管科：下肢静脉曲张（低温剥离）；直肠科：内痔（轻度或中度），急性肛裂，直肠出血；皮肤科：疣和湿疣等。 【特性】 ●各种型号和形状的冷冻探针和探头可广泛应用于不同的专科； ●可根据客户不同的需求设计所需的探针； ●每一种应用均有合适的冷冻探针或探头； ●大多数治疗不需要麻醉； ●术中及术后均无出血； ●建议使用笑气(N20) 作为冷冻剂； ●亦可使用二氧化碳气(C02) 作为冷冻剂，更换气体不需改动设备。 ●所有冷冻探针均可使用134°C 高温蒸汽消毒。 【技术数据】ERBOKRYO 输入电源 100 V / 120 V / 115 V / 230 V ± 10% ，50/60 Hz 冷冻剂 N20 或者 CO2 工作压力 40 - 60 bar 冷冻时气体消耗量 约. 35 g - 50 g/min 解冻时气体消耗量 约. 3 g 最大排气流量 40 - 60 1/min. 外观尺寸（含仪器车）B x H x T 327 x 960 x 400 mm 净重 13,2 kg 21 最大功耗 35 W 保护接地电阻 0,1 Ω
供电电源与地之间的绝缘电压 1,5 KV 应用部分与地之间的绝缘电压 1,5 KV 对地漏电流 < 0,1 mA 4 高频氩气刀 高频氩气刀是近几年来在临床应用的新一代高频电刀。其工作原理是利用高频电刀提供的高频、高压电流，再利用氩气的特性达到一种完善的临床效果。
一体化电脑氩气刀 氩气保护下的高频电刀切割 当氩气刀的高频高压输出电极输出切割电流时，氩气从电极根部的喷孔喷出，在电极周围形成氩气隔离层，将电极周围的氧气与电极隔离开来，从而减少了工作时和周围氧气的接触以及氧化反应，降低了大量产热的程度。由于氧化反应极产热的减少，电极的温度较低，所以在切割时冒烟少，组织烫伤坏死层浅。另外，由于氧化反应少，电能转换成无效热能的量减少，使电极输出的高频电能集中于切割、提高了切割的速度，增强了对高阻抗组织（如脂肪、肌腱等）的切割效果，从而形成了氩气覆盖的高频电切割。 氩气电弧束喷射凝血 当氩气刀的高频高压输出电极输出凝血电流时，氩气从电极根部的喷孔喷出，在电极和出血创面之间形成氩气流柱，在高频高压电的作用下，产生大量的氩气离子。这些氩气离子，可以将电极输出的凝血电流持续传递到出血创面。由于电极和出血创面之间充满氩离子，所以凝血因子以电弧的形式大量传递到出血创面，产生很好的止血效果。而单纯高频电刀的血凝由于电极和出血创面之间充满成分较杂的空气，电离比较困难，因此电极和出血创面之间空气离子浓度较低，导电性差，凝血电流以电弧形式传递到出血创面的凝血电弧数量较少，凝血效果较差。加电弧氩气后，凝血电弧数量成倍增加，所以无论对点状出血或大面积出血，氩气刀都具有非常好的止血效果。 特点 与一般高频电刀相比，高频氩气刀具有止血快、失血少、无氧化和焦痂等优点，因而它成为高频电刀的更新换代产品。
22 第三章 医用气体系统的设计要求 §3-1 用户对医用气体系统提出的要求 （1）.GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》； （2）.YY/T0186《医用中心吸引系统通用技术条件》； （3）.YY/T0187《医用中心供氧系统通用技术条件》； （4）.JGJ49《综合医院建筑设计规范》； （5）.YFB001《军队医院洁净手术部建筑技术规范》； （6）.YFB004《军队医院洁净护理单元建筑技术标准》等。 当然，这只是一般要求，用户在合同中提出的特殊要求我们也要在设计中实现。 此外，我们还要执行下列法规和技术标准，这是确保产品质量和安全的需要。 （1）. 373号国务院令《特种设备安全检察条例》； （2）.劳部发［1996］140号《压力管道安全管理与监察规定》； （3）.GB50316《工业金属管道设计规范》； （4）.GB50029-2003《压缩空气站设计规范》； （5）.GB50030-1991《氧气站设计规范》； （6）.GB50235《工业金属管道工程施工及验收规范》； （7）.GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》； （8）.GB/T18033《无缝铜水管和铜气管》； （9）.GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》； （10）.GB/T3091《低压流体输送用焊接钢管》； （11）.GB/T 10002.1《给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》； （12）.JG/T3031.1～3031.8《建筑用铜管管件》； （13）.GB3289《水、煤气管管件》； （14）.GB3733.1～3765《卡套式管接头》； （15）.GB10002.2《给水用硬聚氯乙烯管件》； （16）.GB12459《钢制对焊无缝管件》； （17）.GB5625～5653《扩口式管接头》； （18）.GB/T15530.3《铜合金板式平焊法兰》； （19）.HB5535～5551《球面型管路连接件》； （20）.HGJ45《突面板式平焊钢制管法兰》（管道压力≤0.6MPa时）； （21）.HGJ46《突面带颈平焊钢制管法兰》（管道压力≤1.6MPa时）； （22）.GB/T15185-1994《铁制和铜制球阀》； （23）.GB/T12243-1989《弹簧直接载荷式安全阀》； （24）.JB/T7747-1995《针形截止阀》； （25）.CB/T3832-1999《铜管钎焊技术要求》； （26）.GB/T10046-2000《银钎料》等。 §3-2《医院洁净手术部建筑技术规范》的有关规定 国家标准《医院洁净手术部建筑技术规范》中有关医用气体系统的规定有： 1 使用要求 （1）.气体终端处的流量和压力要符合表3-1的规定。 （2）.气体终端气量应充足、压力稳定、流量可调。气体应有3日储备量。 （3）.手术室气体终端装置有两种形式：吊塔和嵌壁式终端箱。一用一备。 （4）.气体终端采用插拔式自封快速接头。 23 气体终端处的流量和压力 表3-1
（5）.嵌壁终端箱面盘应与墙面齐平合缝，内部应密封。高度恰当。 2 安全性要求 （1）.气源双路供气，自动切换。手术部气体应专线供气，并确保不断气。 （2）.有压力指示和超、欠压报警装置。有安全阀。 （3）.各手术室有气体切断阀。楼层氧气有防火切断阀。 （4）.不同气体的终端插头、插座不能互换。插座上要有明显不同的标志。 （5）.正压气体管道采用耐腐蚀、使用中不产生松锈的材料。管道须经过除锈清洗、脱脂处理才可安装。施工中要防止焊渣等异物进入管内。 （6）.限制气体流速不大于10m/s。金属管道、减压切换装置要接地，消除静电。 （7）.医用气体管道要防腐蚀、防受热、防通电。医用气体管道与燃气管道、蒸 汽管道、腐蚀介质管道、电线要保持间距，并采取隔离措施，并且不能与它们共用管井（也不能用空调管井）。管道与支架要绝缘，防静电腐蚀。 3 维护性要求 （1）. 各手术室有气体切断阀；楼层各气体总管有切断阀。 （2）. 各气体管道上要作标记，以志区别。 （3）. 阀门应设置在检修口附近。 （4）. 需要检修的成品、仪表等与管道的连接应为可拆连接。需要定期校验的 仪表、设备，其接管处应有检修阀，以便封闭管口。 4经济性要求 （1）.在满足使用要求和安全性的前提下，尽量采用价格较低的材料。 （2）.管径不宜过大，余量要适度。管径可根据流量适当分级。 （3）.管路布置应尽力减少管路长度，少拐弯。
24 第四章 医用气体站设计 §4-1 气站位置的选择
中心气站一般包括氧气站、压缩空气站和吸引站。因为氧气、压缩空气和负压吸引不仅手术部需要，医院的其他病房、其他科室也需要，因此气站的供气能力要强。这些气站的设备一般体积较大、重量较重、且有噪声、振动、防火、防爆等问题，因此常采用集中建站、集中管理、集中供气的方式。 《氧气站设计规范》规定： （1）.有噪声和振动机组的氧气站有关建筑，对有噪声、振动防护要求的其他建筑之间的防护间距应按现行的国家标准《工业企业总平面设计规范》的规定执行。 （2）.氧气站等乙类生产建筑物与民用建筑之间的防火间距不应小于25m；与重要公共建筑之间的防火间距不应小于50m。 （3）.氧气站应设在可燃气体源或烟尘散发源全年风频率最小的下风侧。 （4）.制氧站房、灌氧站房或压氧站房、液氧气化站房宜布置成独立建筑物。 （5）.当氧气实瓶的储量小于或等于1700个时，制氧站房或液氧气化站房和灌氧站可布置在同一建筑物内，但彼此应采用耐火极限不低于1.5h的非燃烧体隔墙隔开以及通过走道和丙级防火门相通。 （6）.当氧气实瓶的储量超过1700个时，应当将制氧站房或液氧气化站房和灌氧站布置在两座独立的建筑物内。 （7）.输氧量不超过60m3/h的氧气汇流排间可设在不低于三级耐火等级的用户厂房内靠外墙处，并采用高度为2.5m、耐火极限不低于1.5h的墙和丙级防火门，与厂房的其他部分隔开。 （8）. 输氧量超过60m3/h的氧气汇流排间宜布置成独立建筑物。当与其他用户厂房毗连建造时，其毗连的厂房的耐火等级不应低于二级，并应采用耐火极限不低于1.5h的无门、窗、洞的墙与该厂房隔开。 《医用中心供氧系统通用技术条件》规定： （1）.容积大于500L的液氧罐应放在室外。室外液氧罐周围5m范围内不得有通往低处（如地下室、地穴、地井、地沟等）的开口。 （2）.室外液氧罐与办公室、病房、公共场所及繁华道路的距离应大于7.5m。 （3）.室外液氧罐周围6m内不允许堆放可燃物和易燃物，不允许有明火。否则要用高度不低于2.4m的隔墙隔开。 （4）.如液氧罐放在室内，应设专用房间。 《压缩空气站设计规范》规定： （1）.靠近用气负荷中心。 （2）.压缩空气站与有噪声、振动防护要求场所的间距应符合国家现行有关标准的规定。 （3）.避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体以及粉尘等有害物的场所，并位于上述场所全年风向最小频率的下风侧。 （4）.装有活塞空气压缩机或离心空气压缩机，或单机额定排气量大于20m3/min螺杆空气压缩机的压缩空气站宜为独立建筑物。 （5）.压缩空气站与其他建筑物毗连或设在其内时，宜用墙隔开，空气压缩机宜靠外墙布置。 （6）.设在多层建筑内的压缩空气站宜布置在底层。 一般来讲，对于那些设备体积大、重量重、工作时噪音和振动水平超过标准的气站不应布置在楼上。因为这样会给设备的吊装运输、楼板的加固、隔音减振以及将来设备的维修和更新带来极大的困难。只有重量和体积小、便于搬运的低噪音设备才宜于放置在楼上。 手术部专用气站一般包括笑气站、氩气站、二氧化碳气站、氮气站等。它们的气源设备一般是气体汇流排。考虑到这些气站主要是为手术部服务的，设备轻小，便于搬运，安全问题易于解决，所以一般布置在靠近手术部的非洁净区或设备层等处，以缩短送气距离，减少压力损失。 汇流排间应靠外墙布置，这样比较容易解决采光和通风问题。为更换气瓶，汇流排间与电梯（一层为门）之间应有无障碍的运输通道。 §4-2 医用气体站设计的一般要求 25 （1）.医用气站工作期间应保证连续、足量供气。供气质量和供气压力应符合使用要求。 （2）.储存医用气体或液化气体的气源，应有不少于3日的储备量。 （3）.气瓶、储气（液）罐、制气装置等关键设备应分为两组，两组间可进行手动和自动切换，以保证连
（4）.为调节用气量与产气量之间的不平衡，宜采用中压或高压储气罐。 （5）.气源系统应安装超压排放安全阀。安全阀的开启压力应比系统最高工作压力高0.02MPa，回座压力 应比系统最高工作压力低0.05MPa。安全阀泄压管出口应设置在室外的安全地点。 （6）.气源系统至少应在输出部分设置超、欠压报警装置。当系统压力过高或过低时，该装置应能发出声光报警信号。要求在55dB（A）的噪音环境下，在1.5m范围内应能听到报警声和看到红色光信号。 （7）.气源系统的金属管道、切换装置、减压器出口等都要静电接地。其接地电阻不应大于100Ω。 注：GB50030-1991《氧气站设计规范》规定氧气系统不应大于10Ω； YY/T0186《医用中心吸引系统通用技术条件》规定吸引系统不应大于10Ω。 （8）.电控柜的绝缘电阻不应小于2Ω。 （9）.当采用需要排水的泵和设备时，地面必须有排水沟或排水管。 （10）.室内噪音不应高于80dB（A）；室外噪音不应高于60dB（A）。 （11）.站房应有良好的通风和采光。 （12）.站内若有较重的设备，要考虑设备安装、维修时的起吊、搬运问题。 （13）.站房内设备的布置应紧凑合理、便于操作和维修。主要设备之间的净距宜为1.5m；设备与墙壁之间的净距宜为1m。设备双排布置时，两排之间的净距宜为2m。 §4-3有关理化知识 1 气体的标准状态 在选择气体设备时常要用到排气量、吸气量等参数，而这些参数中气体的体积一般是以标准立方米（Nm3）为单位的。所谓标准立方米是指在标准状态下1立方米气体的体积。而气体的标准状态是指气体的绝对压力为1标准大气压、温度为0℃的状态。但也有国家将气体的标准状态定义为绝对压力0.1Mpa、温度15.6℃的状态，例如美国和德国。因此在谈到气体的标准状态时要注意。 2 浓度 气体中所含杂质的浓度有两种表示法： （1）.质量浓度表示法：每立方米气体中所含杂质的质量数，即mg/m3 。 （2）.体积浓度表示法：一百万体积的气体中所含杂质的体积数，即ppm 。 大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度（ppm）。而按我国规定，特别是环保部门，则要求气体浓度以质量浓度的单位（如：mg/m3）表示，我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位（如：mg/m3）表示。 这两种单位的换算关系为： N = 式中： N —— 杂质的质量浓度，mg/m3； n —— 杂质的体积浓度，ppm； M —— 杂质的分子量； T —— 混合气的温度，℃； P —— 混合气体的绝对压力，Pa。 如果湿度很大时，例如在100%相对湿度下，还需另外一项。 3 露点和湿度 当水与干燥空气接触时，水就会逐渐蒸发混合到干燥空气中去，因此湿空气可以看作是干空气与水蒸气的混合物。湿空气中水蒸汽分压越高，说明水蒸气的含量越高。但在一定温度、一定压力下，一定体积的干空气中只能容纳一定数量的水蒸汽。湿空气中水蒸气含量最高的状态称为饱和状态。此时湿空气中的水蒸汽分压近似等于该温度和压力下水的饱和蒸汽压。饱和湿空气稍一受压或温度略有降低都会有冷凝水 26 析出。 离开后冷却器的空气通常是完全饱和的。分离器内有冷凝水就说明了这一点。因此空气温度有任何的降低，就会产生冷凝水。
绝对湿度——1m3湿空气中所含的水蒸气重量。 相对湿度（φ）——在一定总压下，湿空气中水蒸气的分压（ Ps）与同温度下水的饱和蒸汽压（Pb）之比。即φ= Ps / Pb 。 当Ps=0时，φ=0称为干空气；当Ps = Pb时，φ=1称为饱和空气。 相对湿度与湿空气中水蒸气的分压及同温度下水的饱和蒸汽压有关，也可以说与湿空气的总压（P）及温度（t）有关。水的饱和蒸汽压是温度的函数。温度越低，水的饱和蒸汽压也越低。尽管湿空气中水蒸气的含量（分压 Ps）不变，随着湿空气温度的降低，饱和蒸汽压（Pb）也逐渐降低，最后可使相对湿度上升到φ=1，即达到饱和状态，甚至析出冷凝水。 露点就是湿空气在水蒸气分压力不变的情况下被冷却到饱和状态时的温度。湿空气压力不变，露点温度越低则说明气体的湿度越低。 湿含量（χ）——湿空气中水蒸气质量与干空气质量之比。 当湿空气达到饱和状态时，有 Pb = Pχ/（Ms/Mg +χ）； 式中： Ms 、Mg ——分别为水蒸气和干空气的分子量。Ms/Mg = 0.662 。 P —— 湿空气的绝对压力，Pa。 测得露点温度后，可从饱和蒸汽表中查得此露点温度所对应的饱和蒸汽压Pb，然后可利用上式算出空气的湿含量χ。 如要求标准状态空气的含水率不大于60mg/m3，即χ≤ 0.0000464。 当湿空气绝对压力为1大气压（P =101325 Pa）时，由上式可算得： Pb = 101325×0.0000464/（0.662+0.0000464）= 7.1 Pa 从饱和蒸汽表中查得此饱和蒸汽压Pb所对应的露点温度约为 –37℃左右。 当湿空气绝对压力为9大气压（P =911925 Pa）时，由上式可算得： Pb = 911925×0.0000464/（0.662+0.0000464）= 63.9 Pa 从饱和蒸汽表中查得此饱和蒸汽压Pb所对应的露点温度约为 –25℃左右。 §4-4氧气站设计 1 设计标准 （1）.《特种设备安全检察条例》 （2）.GB50030-91《氧气站设计规范》 （3）.YY/T0187《医用中心供氧系统通用技术条件》 （4）.GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》 2 制氧站设计的特殊要求 （1）.氧气站设计容量的确定应考虑当地海拔高度的影响。 （2）.空分设备的台数宜按大容量、少机组、同型号的原则确定。 （3）.氧气站可不设置备用的空分设备，但应考虑空气压缩机、氧气压缩机等回转机组的备用。也可在手术部等处配应急的氧气汇流排。 （4）.氧气压缩机超过2台时，宜布置在单独的房间内，且不宜与其他房间直接相通。 （5）.贮气罐宜布置在室外。当贮气罐确需布置在室内时，宜设置在单独的房间内。 （7）.氧气压缩机间、净化间、贮气罐间均应设安全出口。 （8）.氧气站的气体放散管应引至室外安全处，放散管口宜高出地面4.5m以上。 3 空气分离制氧设备 空分设备是以空气为原料，用深度冷冻法液化空气，并用低温精馏法将其分离为氮气和氧气的成套设备。 27 工业用氧流程采用中压活塞式膨胀机深度冷冻循环，分子筛常温吸附，双级精馏。 医疗用氧专用成套设备流程采用效率较高的透平膨胀机深度冷冻循环，液氧泵取代氧压机提高了氧气纯度，达到国家医用氧标准。这类设备的工艺流程见〔图4-1〕所示。
【工作原理】 变压吸附制氧机是采用5A沸石分子筛为吸附剂。5A沸石分子筛的晶体是笼型结构，有非常发达的 晶穴。在晶穴中具有非常强的阳离子和氧负离子，构成了极性极强的极性分子筛，而氧和氮是非极性分子， 当氧氮通过5A极性分子筛时，在极性分子作用下，氧氮产生了诱导偶极，而氧氮的诱导偶极和5A沸石分子筛的极性偶极作用产生一种诱导力，而容易极化的氮产生的诱导力远远大于氧产生的诱导力，因此5A分子筛对氮的吸附容量大于对氧的吸附容量，所以氮被5A沸石分子筛优先吸附而富集于分子筛的固相中，氧富集于非固相中，这就是氧的产品气。5A分子筛还具有加压时对氮的吸附容量增加，减压时吸附容量减少的特性。因此，可采用对5A沸石分子筛加压时吸附氮，减压时，氮从5A分子筛中解吸出来的方法来实现变压吸附制氧。 【工艺流程图】 〔图4-1〕医用氧专用成套设备工艺流程 〔图4-2〕分子筛空气分离设备原理图 28 【典型产品的规格型号及技术指标】
3 液氧站设计的特殊要求 （1）.确定液氧罐数量及有效容积时应考虑： ①. 不少于3日的储备量； ②. 液氧槽车的容量； ③. 运输成本和储罐折旧； ④. 运输距离和供应周期。 （2）.液氧罐宜放置在室外。室外的液氧罐必须有遮阳、防雨设施。 （3）.当液氧的总贮存量不应超过10m3时，液氧罐允许布置在室内。液氧罐宜设置在单独的房间内，但加注、放液、排气管的管口应在室外。气体放散管和液氧等排放管应引至室外安全处，放散管口宜高出地面4.5m或以上。 （4）.放有液氧罐的房间不允许有可燃、易燃流体管道和裸露电线穿过。 （5）.室内应通风良好，氧气浓度应小于23%。 （6）.放有液氧罐的房间应设安全出口。 §4-5压缩空气站设计 1 压缩空气站的基本组成 医用压缩空气站一般由无油空气压缩机、气罐、过滤器、干燥器、管道、阀门和控制报警系统等部分组成。当采用有油空气压缩机时，为防止气罐发生爆炸，应使进入气罐的压缩空气含油量降至1mg/m3以 29 下。为此，在空气压缩机和气罐之间应加装油水分离器。
单储气罐系统 1.1空气压缩机 常用的空气压缩机按工作原理分，可分为三种基本类型： 往复式、回转式和 离心式。 空气压缩机按配套情况又可分为裸机和整机。按冷却方式可分为风冷型和水冷型。按润滑方式可分为喷油型和无油型。 往复式空压机 往复式空压机是变容式压缩机。这种压缩机将封闭在一个密闭空间内的空气逐次压缩（缩小其体积）从而提高其气压。往复式空压机以汽缸内的一个活塞作为压缩位移的原件来完成以上的压缩过程。 当压缩过程仅靠活塞的一侧来完成时，该往复式称为单作用空压机，如果靠活塞的二头来完成时称为双作用。往复式空压机在每一个气缸上有许多弹簧式阀门，只有当阀门两侧的压差达到一定值后阀门才会 打开。 当气缸内的压力略低于进气压力时，进气阀门打开，当气缸内的压力略高于排气压力时排气阀门打开。 如果压缩过程由一个汽缸或一组单级的汽缸完成时，该空压机称为单级空压机。许多实际使用工况要超过单级空压机的能力。压缩比大小（排气/进气压力）会引起排气温度过热或其他设计上的问题。 30 许多功率超过75Kw的往复式空压机被设计为多级机组，压缩过程由双级或多级组成，级级之间一般
往复式空压机有喷油和无油两种，具有压力和气量的广泛选择余地。 回转式空气压缩机 回转式空压机是变容式压缩机，最普通的回转式空压机是单级喷油螺杆式空压机，这种压缩机在机腔内有两个转子，通过转子来压缩空气，内部没有阀门。这种空压机一般为油冷（冷却介质是空气或水），这种油起到了密封的作用。 由于冷却在空压机内部进行，因此部件不会有很高的温度，因此，回转式空压机是连续工作制可设计成风冷或水冷机组。 由于结构简单易损件少，回旋式螺杆空压机很容易维护，操作，并具有安装灵活的特点。回转式空压机可安装在任何能支撑重量的地面。两级喷油回转式螺杆空压机在主机部件里带有两对转子，压缩过程由第一级和第二级串接压缩完成。两级回转式空压机具有结构简单和灵活性以及高效率的特点，两级回转式螺杆式空压机可是风冷和水冷以及全封装式。 无油回转式螺杆空压机使用特别设计的主机无需喷油就可进行压缩，从而产生无油压缩空气。无油回旋螺杆式空压机有风冷和水冷两种，并具有和喷油一样的灵活性。如你所看到的，回转式螺杆空压机有风冷、水冷、喷油、无油、单级和两级、在压力、气量、结构上有广泛的适用性。 离心式空气压缩机 离心式空压机是一动力型空压机，他通过旋转的涡轮完成能量的转换，转子通过改变空气的动能和压力来实现以上的转换。由静止的扩压器降低空气的流速来实现动能向压力的变换。 离心式空压机是无油空压机，运动齿轮的润滑油由轴密封和空气隔离。 离心式是连续工况式压缩机，移动件很少，特别适用于大气量无油的要求。 离心式空压机是水冷式的，典型机组包括后冷却器和所有的控制装置。 2设计标准 （1）.《特种设备安全检察条例》 （2）.GB50029-2003《压缩空气站设计规范》； （3）.GB50333-2002《医院洁净手术部建筑技术规范》； （4）.GB50073《洁净厂房设计规范》 （5）.GB50316《工业金属管道设计规范》 （6）.ISO7396-1《医用气体管道系统——第1部分：医用压缩气体和真空管路》 3压缩空气站设计的特殊要求 （1）.气站输出的压缩空气应符合下述质量指标： ①.所含固体颗粒物的最大尺寸应不大于0.01μm； ②.总含油量（液态、气态、油雾的总和）不大于0.003ppm（检测时空气压力为大气压）； ③.含水率不大于60mg/m3（检测时空气压力为大气压）； ④.无油雾及其它异味； ⑤.气体压力应稳定。 （2）.为了减少或消除压力波动，一般应设储气罐。储气罐容积不应小于空气压缩机每分钟最大流量的10～15%。 （3）.为保持气体的清洁度，冷干机、过滤器以后的设备、管路内壁应采用不生锈材料制作。 （4）.控制系统至少应具备下述功能： ①.当设计有备用空气压缩机时，应保证值班空气压缩机出故障时，备用机能及时投入使用。 ②.当空气压缩机的数量在两台以上时，应根据用气量大小设定开机顺序。既保证足量供气，又考虑经济性。 ③.空气压缩机排气温度高于设定的最高温度（应比冷干机的最高进气温度至少低5℃以上）时，应报警并自动停机。 ④.冷干机蒸发温度过低应报警并自动停机。 ⑤.空气压缩机排气压力过高应报警。 31 ⑥.压缩空气站输出端应设超、欠压报警。
⑧.过滤器压差大应报警。 ⑨.系统至少应装有下列监控仪表： 1）.后冷却器排气温度表； 2）.冷干机进气温度表； 3）.冷干机排气温度表； 4）.冷干机蒸发温度表； 5）.空气压缩机排气压力表； 6）.缓冲罐压力表； 7）.储气罐压力表； 8）.判断冷干机压差的仪表； 9）.判断过滤器压差的仪表； 10）.压缩空气站输出流量表。 11）.压缩空气站压缩空气输出压力表； （5）.压缩空气站输出端应设取样阀，以便检测气体质量。 （6）.系统各部分应便于装拆维修。 （7）.排污排水系统的设计应尽可能考虑油污对环境的影响。 4 设计要点 4.1 空气压缩机的选择 空气压缩机的形式和型号应根据设计要求来确定，如使用压力、最大用气量、安装环境、经济性等等。 医用压缩空气站最好采用无油空气压缩机。如受经济能力限制，也可采用有油的空气压缩机，但要配相应的除油装置。 选择空气压缩机时应考虑的因素有： ①.气体的质量指标。ISO8573规定的无油标准是1ppm以下。人们常常以为无油机排出来的气体是不含油的，所以无油机的后处理中是没有高效除油器的。实际上无油机排出来的气体不可能不含油，因为空气中本身就含有油份。而有油机排出的气体经过高效除油过滤器除油后，气体含油量只有0.001ppm（百万分之0.001），而无油机是0.09 ppm，比有油机高7倍。这个数据是美国一个研究压缩机的专家做实验比较出来的。有油螺杆压缩机排气含油量大约是1～5ppm，无油螺杆压缩机排气含油量取决于进气的含油量，通常在0.2～1ppm之间。 ②.风险程度。例如万一有油螺杆压缩机的油气分离器被被击穿后，是否会导致严重的后果？不过，油气分离器被击穿的事故是很少发生的，再说有油机的后处理设备中都装有除油设备，即使击穿了还有这一道屏障，当然油份含量会增加大一些。此外，还应考虑经过2-3级过滤后所造成的能量损失（约1.5bar的压损）等。 ③.经济承受能力。 ④.决策人的喜好。 选择空气压缩机时应注意：空气压缩机的排气量是指单位时间内空气压缩机排出的标准状态的空气的体积。即必须将压缩空气的体积换算成标准状态的空气体积。 4.2 冷干机的选择 冷干机应根据气体的流量和要达到的露点温度来选择。露点温度与气体的湿度（含水率）直接有关。 一般冷干机样本给出的压力露点最低为3℃左右。国外对冷干机的压力露点定为5℃-10℃（湿空气介质），而不是2℃或是3℃，更不像有的厂家所说的1.7℃。这是因为要使压缩空气温度降至3℃，蒸发器的表面温度必须低于3℃，并且蒸发放出的冷量与压缩空气放出的热量必须达到一个动态的平衡点。而热量（冷量）在介质、流量一定的情况下只跟温差成正比，那么要把压缩空气的温度降至3℃，经过计算：蒸发器表面温度须低于0℃（当然这里还有蒸发器的面积、传热效率、蒸发器的温度递度等问题要考虑）而当蒸发器表面温度低于0℃后将会出现冰堵。由此可见。国外对冷干机的压力露点定为5℃-10℃（湿空气介质），是有道理的。 32 §4-6吸引站设计
医用吸引站一般由污物收集罐、真空罐、真空泵、汽水分离器、电磁阀、灭菌消毒装置、电控柜及管路系统等组成。医院吸引系统不仅吸入液体，还会吸入各种气体。有的气体如氧气等接触润滑油后会发生化学反应，以至引起事故。所以医用吸引站一般不选用内腔有润滑油的旋板泵和活塞泵，通常使用的是水环真空泵。 吸 引 站 1、排污阀 2、加水阀 3、止回阀 4、射流真空泵5、真空电磁阀 6、球阀 7、真空罐 8、负压控制柜 吸引站的原理图 2 设计标准 （1）.《特种设备安全检察条例》； （2）.GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》； （3）.YY/T0186《医用中心吸引系统通用技术条件》。 3 吸引站设计的特殊要求 （1）.吸引站的吸气能力应大于所需的最大流量。 （2）.真空泵应有自动、手动二种启动方式。应有备用真空泵。当值班的真空泵发生故障时，备用泵应能自动启动，保证吸引系统正常工作。 （3）.真空罐的设计和制造应符合《特种设备安全检察条例》和GB150《钢制压力容器》的有关规定。 （4） .吸引站吸入部分应有超、欠压报警装置。当负压高于0.019MPa（140mmHg）或低于0.073 MPa（550mmHg）时，应发出声、光报警信号。 （5）.系统应装有灭菌过滤器。排气口排出的空气中，细菌数量不得超过500个/m3。 33 （6）.中心吸引站内噪音不超过80dB(A),室外不超过60 dB(A)。
（8）.系统小时增压率 ≯ 1.2%（负压到达0.07 MPa）。 （9）.吸引管道应可靠接地，接地电阻应小于10Ω。 （10）.电控柜的绝缘电阻值不小于2MΩ。 §4-7 气体汇流排间设计 1 设计标准 （1）.《特种设备安全检察条例》 （2）.GB50030-91《氧气站设计规范》 （3）.YY/T0187《医用中心供氧系统通用技术条件》 （4）.GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》 2 汇流排间设计的特殊要求 （1）.氧气、笑气汇流排间应与其他气站严密隔开，防止氧气、笑气飘逸进其他气站。 （2）.汇流排间应通风良好。汇流排间的气体放散管应引至室外安全处，放散管口应高出地面至少4.5m。 （3）.氧气、笑气汇流排间室内的氧气、笑气浓度小于23%。 （4）.汇流排间及控制间的室温应为10～38℃。 （5）.每个汇流排间的气瓶总数不得超过20瓶。 （6）.氧气、笑气汇流排间的电气设备（灯、开关、排风扇等）应采用防爆型的。 （7）.汇流排间一般应配220V交流电源。 （8）.两支汇流管应分别接地。 （9）.室内、室外地面若有高差，应有斜坡过度，以便气瓶的运输。 （10）.室内通道的净宽度由气瓶运输方式确定，宜为1.5m。 （11）.汇流排间应设安全出口。 （12）.汇流排间应有防止瓶倒的措施。 3 压缩气体汇流排瓶数计算 最好按每天更换一次气瓶的情况来计算汇流排的总瓶数。3天备用的实瓶和空瓶最好存放在专设的气瓶库中。气站每个房间的气瓶总数不得超过20瓶。 假设： （1）.钢瓶内容积 V = 40 L； （2）.压缩气体的充气压力 P = 12.5 MPa（表压）= 12.6 MPa（绝对压力） （3）.汇流排自动切换压力 P1= 1MPa（表压）= 1.1MPa （绝对压力）； （4）.不考虑管路的容积； （5）.气体体积变化时温度不变。 计算公式 V1=（ V P/ P1）- V V0= V1P1/ P0 式中： V1—— 压力为P1的可用气体容积（L）； P0—— 标准大气压，绝对压力近似为 0.1 MPa； V0—— 压力为标准大气压的可用气体容积（L）。 计算 V1= 40×12.6/1.1-40 = 418.18 L ； V0= 418.18×1.1/0.1 = 4600 L。 笑气和二氧化碳通常是以液化状态储存于钢瓶中的，其存储压力为其饱和蒸汽压。笑气在-20℃时的饱和蒸汽压为1834kPa ；0℃时为3171kPa；20℃时为5168kPa。当温度为-88.33℃、压力为101.325kPa时，液体密度为1281.5kg/m3。当充装系数≤0.5Kg/L时，40升钢瓶最多可装20 Kg液态笑气。二氧化碳在20℃时的饱和蒸汽压为5．73×106 Pa；在31.3℃时的饱和蒸汽压为72.9大气压。 34 每张床位每天需用的气瓶数
[注]：当采用以压缩空气为动力的呼吸机时。
将20 Kg液态笑气折合成标准状态的气体为V2= 20/1.978 = 10.111（m3） = 10111（L）。 V1= V2×P0/P1-40 =10111×0.1/1.1-40 = 879.18（L） ； V0= 879.18×1.1/0.1 = 9671（L）。 §4-8 麻醉废气排放系统设计 医院手术室每天进行大量全麻手术，手术过程大量剩余麻醉气体排到手术室内，因此对麻醉师、外科医生及护士的健康造成不同程度的损害。前几年曾使用吸附式一次性排污装置，效果并不理想，且价格较贵。手术室有负压吸引终端，这给麻醉剩余气体的排出提供了良好的条件。麻醉剩余气体真空排出装置 的设计技术要求是：排气系统不能产生低于－50pa的负压，并应有缓冲呼吸峰值，降低动态阻力的功能。整个系统设计成开放式系统，它由两部分组成：收集系统和排放系统。收集系统是该系统的核心部件，主要功能是把废气收集起来。其中设有容积为2升的废气收集器，它有缓冲呼吸峰值，降低动态内阻的作用。在放空管口上装有一流量调节器，并有负压U型指示器，能方便调节收集器负压状态，保证了患者安全。排放系统包括吸引终端、负压调节器，负压瓶、负压表等。用负压吸引管把收集系统和排放系统联接起来，调节负压调节开关，使收集系统处于低于5mmH2O水柱的负压状态。 麻醉机气体循环系统内的气体压力大于0.2Mpa时，即需要向外排出废气。
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§5-1管路布置 洁净手术部用的医用气体应通过专用管路从气站单独引入。从气站来的输气管路进入大楼后，与布置在气体管井中的供气干管相连接。供气干管在各用气楼层都设有气体出口，出口处装有楼层气体总阀。 楼层气体总管在管井处与供气干管的楼层气体总阀相连接。气体总管上装有二级稳压箱和气体报警装置的表阀箱。表阀箱内装有气体总管的切断阀。 分支管是直接进入手术室和其它用气单元的管道。它的一端连接吊塔、嵌壁终端箱或设备带上的气体终端，另一端连接气体支管或气体总管。分支管上装有各手术室的检修阀和气体调节阀。 支管是总管与分支管之间的连接管道。当用气单元较多且不分布在同一条走廊的两侧时，总管以后的管路就要分为两条支路或多条支路，通过支管将气体分配给该支路的各分支管。如用气单元很少，且在同一条走廊的两侧，就不一定需要支管，而由总管直接将气体分配给各分支管。各支管上装有该支路的检修阀。 一般气体总管和支管都敷设在走廊的吊顶上并贴近吊顶。这样便于安装和维修，且维修时不会影响到手术室。 医用气体管路布置应注意之点： （1）.气体应尽可能通过最短的路径到达每个气体终端，以减少压力损失； （2）.应使总管到达最远一个气体终端的管路总长最短，以降低管路系统的总阻力损失； （3）.管道应尽量走直线，少拐弯，且不应挡门、窗； （4）.管道应便于装拆、检漏和维修； （5）.吸引管道应坡向总管方向且坡度不应小于3‰。吸引管道应尽量避免上拱下弯或向总管方向爬高，否则应在管道的下转折点处设小型集污罐； （6）.连接真空表的测压管应从吸引管道的上方引出，以免液体进入真空表； （7）.医用气体管道与燃气管、燃油管、发热管道、腐蚀性气体管道的距离应大于1.5 m，且要采取隔离措施； （8）.医用气体管道与电线管道的平行距离应大于0.5 m ，交错距离应大于0.3 m。如无法保证，应考虑采取绝缘防护措施； 36 a）.一根管子上的任何突出部位（管件、阀门的轮廓）至另一根管子或其突出部或其隔热层外壁的净距不宜小于25mm。 b）.裸管的管壁与管壁间的净距不宜小于50mm； c）.管道在热（冷）位移后，隔热层外壁不应相碰； d）.支架上U形螺栓的螺母之间应有合理的扳手空间； （10）.各支管上都应安装检修阀，防止某支路检修时影响其它支路的使用； （11）.各单元的分支管都应安装检修阀，防止某单元管路检修时影响其它单元的使用； （12）.各气体终端前应有流量调节阀，以便均匀分配和控制各气体终端处的最大流量。 §5-2 管路计算 在已知气体流量Q、管道长度L和气体压力P的情况下，如何确定各段管道的内径d ？这是管路计算的目的。 1 确定管道内径的方法 管道内径是根据流体的流量、性质、流速和管道允许的压力损失等因素确定的。 确定管道内径的方法有两种： Ⅰ. 根据需要的流量Q 和凭经验选取的平均流速V，按（5-1）式算出各段管道的内径d ，然后验算管路的压力损失ΔP是否小于或等于允许的压力损失〔ΔP〕。 d = 〔4Q/（πV）〕0.5 ---------------------（5-1） 美国实用管道工程设计准则规定：氧气、二氧化碳及压缩空气管路单位长度的压力损失不超过 230Pa/m；氮气管路的压力损失不超过460Pa/m；负压吸引管路的压力损失不超过110Pa/m. YY/T 0187《医用中心供氧系统通用技术条件》规定：在使用流量条件下，最远管道压力损失不应超过10%。 YBF001《军队医院洁净手术部建筑技术规范》规定： 表5-1
Ⅱ.根据需要的流量Q 和允许的压力损失〔ΔP〕，按下式算出管道的内径d ，然后按（5-2）式验算管道内气体的平均流速V是否小于或等于允许的最大流速〔V〕。 V = 4Q/（πd2） ---------------------------（5-2） 一般工业气体管道控制的流速和GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》规定的管道内气体的最大流速为： 管道内气体允许的最大流速（m/s） 表5-2
YBF001《军队医院洁净手术部建筑技术规范》规定的管道内气体的最大流速为： 管道内最大控制流速〔V〕 表5-3
37 2
管路是一种由管子、管件、阀门等连接而成的、用于输送流体或松散固体物质的管状设备。 流体在管道内流动时，由于同管壁发生摩擦和流体本身的内部摩擦，会产生压力损失。这种压力损失称为沿程阻力损失或摩擦阻力损失。 流体经过弯头、三通、变径管、阀门等构件时，流动状态会发生急剧改变，即出现转向、加速、撞击、旋涡、变形等情况，这同样会造成压力损失。这种压力损失称为局部损失。 如果管路不在同一水平面上，则管路爬高时，流体压强的一部分要用于克服重力。这种压力损失称为位置损失。 管路出口流速大于进口时，流体的一部分压力能要转化为动能，这种压力损失称为出口速度损失。 对于短管，局部损失和出口速度损失之和大于沿程阻力损失的5%，计算时不能忽略。而对于长管，即长距离的输送管路，由于局部损失和出口速度损失所占的比例很小，一般可忽略不计。 管路的形态一般可分两类：简单管路和复杂管路。 复杂管路又可分为四种：（1）串联管路；（2）并联管路；（3）枝状管路；（4）环状管路。 简单管路是无分支的等直径管路。 简单管路的沿程阻力损失可用下式计算： ΔP1= λγ（l/d）（V2/2g） 式中： V —— 管子内流体的平均流速； λ—— 摩擦阻力系数； γ—— 气体重度； l —— 管子长度； g —— 重力加速度。 若将管件、阀门等都看作是具有一定长度（li）的管子，将局部损失折算成沿程阻力损失，则可得局部损失的另一种计算形式： ΔP2= λγ（Σli/d）（V2/2g） 在忽略位置损失和出口速度损失的情况下，简单管路的总压力损失ΔP为： 38
ΔP = ΔP1+ΔP2 =λγ（L/d）（V2/2g）--------------------（5-3） 式中，计算长度L = l+ Σli 。 楼层医用气体管路中的气体经过减压后压力变化不大，可视为不可压缩流体。故气体重度γ可看作是常数。 摩擦阻力系数λ与管内的流动状态有关，即与雷诺数Re有关： 当Re＜2320时，管内流动状态为层流，λ= 64/Re； 当3000＜Re＜105 时，对于光滑管紊流，λ=0.3164/Re0.25 --------------（5-4） 当3000＜Re＜106 时，对于光滑管紊流，λ= 0.0056+ （0.5/ Re0.32）； 全部光滑管紊流区：1/λ0.5 = 2lg（Re*λ0.5）-0.8 。 Re = ρυd/η = γυd/（gη） --------------（5-5） 此外，摩擦阻力系数λ还与管子内表面的相对粗糙度有关。医用气体管道一般采用拉制铜管或不锈钢管制造，管子内部比较光洁，表面粗糙度较小，可视为光滑管。但由于管道直径较小，管道中弯头、三通等管件又多，故管内流动状态一般为紊流。 2.2 串联管路的压力损失计算 串联管路是由若干段管径不同的管子串联而成的。 各段管子均可视为一个简单管路，因而可用（5-3）式来计算每段管子的压力损失： ΔPi= λiγ（Li/di）（Vi2/2g） 式中：管段序号i = 1，2，3，…。 将（5-2）式代入（5-3）式，可得： ΔPi= KiQ2 --------------------（5-6） 式中：各段管子的压力损失参数Ki= 8λiγLi/（π2gdi5）。 串联管路的特点是： （1）.串联管路的总压力损失是各段管子压力损失之和。即： ΔP = ΣΔPi = ΣKiQ2 （2）.串联管路各段管子的横截面面积可以不同，但各横截面的流量Q是相同的。 因此，上式可写成： ΔP = KQ2 -----------------------------------------（5-7） 式中：总压力损失参数 K 是各段管子压力损失参数Ki之和。即 K =ΣKi 2.3 并联管路的压力损失计算 并联管路是由两条以上的支路并联而成的。各支路可以是简单管路或串联管路。 并联管路的特点是： （1）.各支路在汇合处的流体压强相同，即各支路的压力损失相同并等于总的压力损失。 ΔP = KQ2 = Ki Qi2 ---------------------------------------（5-8） 式中：支路序号i = 1，2，3，…。 因此，任何两条支路的流量与它们的压力损失参数Ki的平方根成反比。如： Q1/Q2 =（ K2 / K1）0.5 并且可由（5-8）式求得各支路的流量： Qi =Q（ K/ Ki）0.5 ---------------------------------------（5-9） 39
（2）. 并联管路的总流量Q等于各支路流量Qi之和。即： Q = ΣQi 因为 Q = （ΔP/ K）0.5；Qi = （ΔP/ Ki）0.5，故有： K -0.5= Σ Ki -0.5 ---------------------------------------（5-10） 由此可见，对于并联管路只要计算出任意一条支路的压力损失即可知道总的压力损失。 2.4 枝状管路的压力损失计算 枝状管路是在干管上分出若干支管的管路。 医用气体管路属于枝状管路。总管在向各用气单元供气的过程中不断分流，形成杉树状结构或柳树状结构的管路。这种枝状管路可以看作是由简单管路和并联管路多次组合构成的串联管路。 由于串联管路的总压力损失是各段管子压力损失之和；并联管路的压力损失与任一支路压力损失相同。故有ΔP2 =ΔP1 +ΔP4 ；ΔP3 =ΔP5 +ΔP4 +ΔP1 ；总压力损失ΔP = ΔP1 + ΔP4 + ΔP5 + ΔP6 。 又因ΔP2 = K2Q22；ΔP1 +ΔP4 = K1Q12+ K4Q12=（K1+K4）Q12。要使 Q1 = Q2，必须使K2 =（K1+K4），如管段L1和L2的结构、尺寸均相同，要使K2＞K1，就只有将管段L2上的节流阀开度减小，以增大阻力。当然，也可在管段L2上加装节流元件或减小管段L2的管径。 由此可见： （1）.只要算出从总管进口至最远一个终端这一条管线的压力损失，就可知道整个枝状管路的压力损失。这条管线的计算长度（L = L1+ L4+ L5+ L6 ）称为最大计算长度Lmax。 （2）.要使各分支管出口处（终端）气体压力相同、流量相同，就要在每个分支管上设置节流阀。 3 根据流量和允许的压力损失计算管道内径 医用气体管路在最大计算长度Lmax上的压力损失若控制在0.05Mpa以下，每米管长的压力损失若控制在230Pa/m以下，则管路的最大计算长度可达到217m。负压吸引管路的最大负压损失若控制在0.005Mpa以下，每米管长的负压损失若控制在23Pa/m以下，则管路的最大计算长度也可达到217m。大多数医用气体管路的最大计算长度Lmax不会超过217m。 设每米管长的压力损失Pi 是个常数，则整个管路的压力损失ΔP = Pi Lmax。 组成最大计算长度Lmax的管线是由一段段简单管路串联而成的。对其中的任何一段管路，都有： 40 由此式可得： Pi = 8λiγQi2/（π2gdi5） -------------------------（5-11） 式中： Pi —— 每米管长的压力损失（Kgf/m2/m） Qi—— 该段管子内气体的流量（m3/s）； λi —— 摩擦阻力系数； γ—— 气体重度（Kgf/m3）； d —— 管子内径（m）； g —— 重力加速度（=9.80665m/s2）。 正如前述，医用气体管路可按光滑管紊流状态来计算摩擦阻力系数。流量较大时，同时用流速不大于10m/s 这一条件来放大管径。 对于医用气体管路，一般可按（5-4）式来计算摩擦阻力系数。考虑可能发生的计算误差，将计算出的λ值放大1.15 倍。 当取Pi = 230 Pa/m ，λ = 0.3164/Re0.25，温度为35℃时，由（5-4）、（5-5）、（5-11）式可导出管道内径的估算公式： d ≈ k Q00.37/ P 0.21 --------------------（5-12） k = 3.01η0.05γ00.16 式中： Q0 —— 0℃时一大气压气体的流量（ι/min）； P —— 计算截面上气体的绝对压力（MPa）； η —— 气体在35℃时的动力黏度（Kgf·s/m2）； γ0 —— 0℃时一大气压气体的重度（Kgf/m3）。 对一种确定的气体，η和γ0都是常数，故k是一个仅与气体种类有关的常数。 医用气体的k值 表5-5
对于负压吸引系统，将最大负压损失控制在0.005 Mpa以内，并取 Pi = 23Pa/m，λ= 0.3164/Re0.25，温度为35℃。则可得： d ≈ 4.88η0.05γ00.16 Q00.37/ P 0.21 --------------（5-13） k = 4.88η0.05γ00.16 = 2.633。 利用公式（5-12）和（5-13）可算出各种气体在不同压力和流量下所需的管子内径。 §5-3 管子壁厚计算 医用气体一般在常温下工作，管子设计壁厚t 按下式计算： t = tS + C1 + C2 + C3 式中： tS —— 计算厚度（mm）。它是管子承受内压所需的壁厚。 C1 —— 管材壁厚负偏差（mm）； C2 —— 腐蚀裕量（mm）； C3 —— 工艺减薄量（mm）。 41 1 医用气体是低压气体，一般tS/D ＜1/6，此时tS的计算公式为： tS = PD/（2［σ］φ+0.8P） -----------------（5-14） 式中： P —— 设计压力（MPa）； D —— 管子外径（mm）； ［σ］—— 管材在设计温度下的许用应力（MPa）； φ —— 焊缝系数。 设计压力一般应取安全阀的排放压力。安全阀的排放压力取为管内气体最高工作压力的1.25倍。 医用气体管道材料的许用应力为： 管道材料在常温下的许用应力 表5-6
焊缝系数：无缝管φ= 1 ；直缝焊接管φ= 0.8 ；螺旋缝焊接管φ= 0.6。 压力不高并采用无缝管时，（5-14）式可简化为： t0 = PD/（2［σ］） -----------------（5-15） 2 管材的壁厚负偏差 无缝管材的壁厚负偏差C1 表5-7
3 腐蚀裕量 介质对管子材料的腐蚀速度＜0.05mm/年（包括大气腐蚀）时， 单面腐蚀（例如外表面涂油漆时）：C2 = 1.5 mm； 双面腐蚀：C2 = 2～2.5 mm； 不锈钢： C2 = 0； 4 工艺减薄量 （1）.当管子的弯曲半径R符合下表规定并R＞3.5D时，可不考虑弯曲工艺减薄量。即光管的C3 = 0。 管子的弯曲半径 表5-8
DN —— 公称直径 42 5 管子承受外压所需的壁厚 根据Bresse-Bryan公式，当管长远大于管子外径，波形数取n = 2时，管子的失稳临界外压： Pcr= 2.19E（T/2R0）3 -----------（21） 式中： E —— 材料的弹性模量（MPa）； T —— 管壁的有效厚度（名义厚度扣除厚度C1、C2、C3），（mm）； R0—— 管子的外半径（mm）。 取失稳安全系数m = 3时，管子的外压P应满足：P ≤Pcr/3 的要求。 由此可得负压吸引管的最小壁厚计算公式： T =ψD 式中： ψ≈（1.37P/E）0.33； D —— 管子的外径（mm）。 当取管子的外压P = 0.1Mpa，温度为20℃时， 系数ψ 表12
由上表可知，估算时可取ψ = 0.011，即（22）式可简化为： T =0.011D -----------（22） 式中： D —— 管子的外径（mm）。
§5-3 管子尺寸的规格化 计算出所需的管子内径d和设计壁厚t后，应将它们调整为市场供应的管子规格。需要用管件连接的管子，其直径还要调整到公称直径系列中来： 管子、管件、阀门的公称直径系列 表5-9
管 螺 纹 尺 寸 （mm） 表5-10
用螺纹密封的管螺纹（GB7306）必须考虑锥度对螺纹深度的影响。其锥度为1：16。 43
§6-1 安装准备工作 1 人员组织 1.1 施工由项目经理负责组织实施。 1.2 施工人员的人数、工种和资质应与施工的内容相匹配。 1.3操作人员应经培训并持有相应工种的上岗证。 1.4 焊工应持有相应级别的资格证书。 1.5 施工现场应配施工技术人员和质量保证人员。 2 材料、成品的准备 2.1 对管道材料的要求 （1）.管道材料应符合下列材料标准： GB/T18033《无缝铜水管和铜气管》； GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》； GB/T3091《低压流体输送用焊接钢管》； GB/T 10002.1《给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》等。 其中，铜管材料牌号为TP2。铜管的材料状态：外径≤16时为软态（M），其余规格为半硬态（Y2）。 （2）.管材应有质量保证书。 （3）.输送正压气体的铜管和不锈钢管必须脱脂处理。 （4）.镀锌钢管和硬聚氯乙烯管应进行气密性检查：管内充0.2MPa的压缩空气，置于水中保压5min，不允许有任何泄漏。检查后，管道内部必须清洗干净并吹干。 （5）.管材表面不允许有深度超过管壁厚度负偏差的机械损伤和严重锈蚀现象。 （6）.清洗、脱脂后的管材两端必须密封包扎，并禁止存放在有油污的场所。 2.2 对阀门的要求 （1）.氧气和笑气管道一般采用截止阀。其他气体管道可以采用球阀。 （2）.阀门材质一般为铜或不锈钢，吸引管道的阀门可以采用普通钢制造。 （3）.采购的阀门应有产品合格证。 （4）.阀门应进行气密性检查：试验压力为最高工作压力（吸引管路的阀门为0.2MPa）。试验介质为无油压缩空气或氮气。10分钟内不降压，不渗漏为合格。可用无油的中性肥皂水检漏。 （5）.用于正压气体管路的阀门应脱脂处理。 （6）.用于吸引和废气排放系统的阀门，内部必须清洗干净并吹干。 （7）.清洗、脱脂后的阀门必须密封包装，防止再次被污染。 2.3 对管道连接件的要求 （1）.管道连接件应符合下列标准： JG/T3031.1～3031.8《建筑用铜管管件》； GB3289《水、煤气管管件》； GB3733.1～3765《卡套式管接头》； GB10002.2《给水用硬聚氯乙烯管件》； GB12459《钢制对焊无缝管件》； GB5625～5653《扩口式管接头》； GB/T15530.3《铜合金板式平焊法兰》； HB5535～5551《球面型管路连接件》； HGJ45《突面板式平焊钢制管法兰》（管道压力≤0.6MPa时）； HGJ46《突面带颈平焊钢制管法兰》（管道压力≤1.6MPa时）等。 （2）.管道连接件应有产品合格证或质量保证书。 （3）.管接头应进行气密性检查：试验压力为最高工作压力（吸引管路的管接头为0.2MPa）。试验介质为无油压缩空气或氮气。10分钟内不降压，不渗漏为合格。可用无油的中性肥皂水检漏。 44
（5）.用于吸引和废气排放系统的管件，内部必须清洗干净并吹干。 （6）.清洗、脱脂后的管件必须密封包装，防止再次被污染。 2.4 对成品的要求 （1）.按领料单从仓库领出配套成品。产品应附有检验合格证（或质量保证书）。按装箱单核对配套件，应齐全。检查各部件外观，应完好无损。 （2）.按领料单领出做支架用的角钢、做装饰罩用的彩钢板、管子、连接件等。 检查管子、管件、彩钢板外观，应无压坑、划伤、变形等情况。 （3）.按领料单领出消耗材料。电焊条、银钎料的品种、规格和数量应符合焊接工艺规程的要求。 （4）.检查成品内部的导管、阀门、管件内腔有无污垢、杂物。如有，则必须重新清洗、脱脂、吹干。弯曲的管子应用干燥的无油压缩空气或氮气吹扫，以清除内腔的灰尘和杂物。 （5）.检验：在管子、管件、阀门内腔塞入白绸布，并牵引它穿过管子（阀门），绸布上应无污渍。管子和成品表面可用滤纸或白绸布檫拭，应无污渍。 （6）.成品检查合格后，所有管口均应重新用清洁的绸布或多层聚乙烯薄膜密封。 3 工具和施工设备的准备 3.1 工具和施工设备应配套齐全。 管道施工常用的工具和设备有： （1）.交流电焊机； （2）.氩弧焊机； （3）.砂轮切割机； （4）.氧气、溶解乙炔、氩气瓶； （5）.干燥的无油压缩空气或氮气瓶； （6）.冲击钻、手电钻； （7）.气焊、塑料焊、电焊、氩弧焊工具； （8）.手动弯管器； （9）.板牙架、管钳等常用管道工工具； （10）.电动或气动打磨工具； （11）.钳工工具； （12）.常用测量工具； （13）.试压、吹扫专用设备等。 3.2 施工设备和工具必须保养完好，功能正常。不允许带病、带伤作业。 3.3 用电设备和工具的电绝缘性能应良好。电线、电缆的绝缘层应完好，无老化现象。 3.4 计量器具如卡尺、卷尺、压力表、真空表等应刻度准确、校验合格。 4 施工技术文件的配套 施工和验收所需的技术文件主要有以下一些： （1）.装饰平面图； （2）.装饰吊顶图； （3）.医用气体系统设计说明； （4）.医用气体管道系统图； （5）.医用气体管道平面图； （6）.管道与终端设备、阀门典型连接图； （7）.GB50235《工业金属管道工程施工及验收规范》； （8）.GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》； （9）.GB50316《工业金属管道设计规范》； （10）.GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》； （11）.YY/T0186《医用中心吸引系统通用技术条件》； （12）.YY/T0187《医用中心供氧系统通用技术条件》； 45 （14）.工艺规程、调试大纲、作业指导书； （15）.技术文件更改单等。 §6-2 安装步骤 医用气体系统的安装步骤大致如下： （1）.成品定位、安装； （2）.勘测管路安装路线并确定管路的安装位置； （3）.设计、制作、安装管道支架； （4）.管路安装（包括管道制作，管子、管件、阀门的连接和固定）； （5）.管路系统的清理和吹扫 （6）.阶段性检验； （7）.系统调试和气体置换。 1 成品的定位和安装 医用气体报警装置的安装按QT-3292-1《医用气体报警装置安装作业指导书》的要求进行。 嵌壁终端箱的安装按QT-3292-2《嵌壁终端箱安装作业指导书》的要求进行。 二级稳压箱的安装按QT-3292-3《二级稳压箱安装作业指导书》的要求进行。 2 确定管路安装位置 2.1 管道布置及走向见《医用气体管道系统图》和《医用气体管道平面图》。不过还应根据现场的土建情况和其他系统的布置情况作调整。 2.2 气体管道的安装位置（安装高度和离墙的距离）在现场勘察后确定。确定安装位置时要考虑§5-1节提出的医用气体管路布置应注意之点。 3设计、制作、安装管道支架 （1）.医用气体管道应单独做支、吊架。支、吊架间距不应大于表6-1的数值： 管道支、吊架间距 表6-1
（2）.根据现场情况确定支、吊架的形式。然后根据管道的数量、重量、间距及支、吊架的间距，设计、制作管道支、吊架。 （3）.根据载荷大小，管道支架可以设计成倒L形的或三角形的；管道吊架可以设计成倒T字形的或倒п字形的。管道支、吊架各构件采用焊接或螺栓连接的方式组装在一起。 （4）.支、吊架的管道支承面上应钻出U形螺栓的安装孔。孔的大小和间距按U形螺栓的规格和管子中心距确定。 （5）.支、吊架的金属表面应喷涂红丹防锈底漆和灰色面漆（磁漆）。 （6）.管道支、吊架可用膨胀螺栓和吊紧螺栓固定墙上和顶板上，也可焊接在墙和顶棚的钢骨架上。用螺栓固定时，支、吊架的安装面应事先钻出螺栓孔。 （7）.直管道支、吊架的安装应保证管道轴线成一直线。 4管路安装 4.1 管道的排列顺序及各段管道的材料和规格见《医用气体管道系统图》、《医用气体管道平面图》。粗管道应在支架的里侧，氧气管应在外侧。 4.2 管道一般用U形螺栓固定在管道支、吊架上。小管道也可支承在大管道上。在金属管道与U形螺栓和支、吊架之间必须衬垫3～5mm厚的弹性绝缘材料（聚氯乙烯板或绝缘橡胶板）。管子不应卡得过紧，以使其在热胀冷缩时可以自由移动。 4.3 管子的弯曲半径不应小于3.5倍管外径。氧气、笑气管的弯曲半径不应小于5倍管外径，且不允许采用有褶皱的弯头。 4.4. 管道穿过楼板或墙壁时，必须加套管。套管内的管段不应有焊缝和接头。管子与套管的间隙应用不燃烧的软质材料填满。 4.5 正压气体管道贴近热管道（温度超过40℃）时，应采取隔热措施。管道上方有电线、电缆时，管 46 4.6 管道上应设置试压、吹扫所需的临时接口。 4.7 管子与管子、管子与阀门的连接方式 （1）.铜管通过管接头相互连接时，铜管与管接头之间的连接一般采用承插式银基钎焊连接。连接件应采用符合GB/T 18033标准的建筑用铜管管件。钎料应符合GB/T 10046《银钎料》标准的规定。 （2）.不锈钢管通过管接头相互连接时，不锈钢管与管接头之间的连接一般采用氩弧焊对焊连接或管螺纹连接。氩弧焊焊丝采用H0Cr18Ni9。连接件采用不锈钢制对焊无缝管件，不锈钢制水、煤气管螺纹管件。 （3）.镀锌钢管的连接一般采用管螺纹连接和法兰连接。连接件采用水、煤气管螺纹管件和钢制管法兰。 （4）.吸引管道的总管与支管、支管与分支管的连接应为法兰连接或活接头连接。 （5）.硬聚氯乙烯（PVC-U）管一般采用承插胶接连接或热风焊连接。连接件采用硬聚氯乙烯管件。 （6）.管子与阀门的连接方式见《管道与终端设备、阀门典型连接图》。吸引总管与公称直径大于DN50的球阀一般采用法兰连接。 4.8 管道连接的注意事项 （1）硬聚氯乙烯（PVC-U）管进行热风焊时，焊枪口喷出压力为50～100kPa、温度为200～240℃的加热空气，将管子、管件、焊条同时加热，使焊条软化并与管子、管件相互熔合，填满焊缝。加热温度低，易造成不完全熔合；加热温度过高易烧焦塑料。焊接速度一般为0.1～0.25 m/min，不能过快，以焊缝两边有浆状挤出为止。焊接应在室温大于5℃的场所进行。 （2）.硬聚氯乙烯（PVC-U）管采用胶接连接时，胶合面必须清洁，无油污、灰尘和水分。管子插入承口时，要尽量往里插紧。胶粘剂用量要适当，少了不能充分胶合，多了固化缓慢。胶粘后，一般需经24小时才会完全固化，在此期间，不要移动管子。 （3）.不论金属还是非金属焊接都应按相应的焊接工艺规程进行。 焊后应进行目视检查，焊缝不允许有气孔、缩孔、裂纹、夹渣、凹坑、虚焊、漏焊、过烧等缺 陷。检查不合格允许补焊，但不超过3次。 （4）.公称直径D＜50mm的金属管，对焊缝间距不宜小于50mm。公称直径D≥50 mm的管子，对焊缝间距不宜小于100mm。不宜在焊缝及其边缘开孔接管。焊缝距弯管的起弯点不宜小于100mm。 （5）.管子的焊缝不能进入套管中，也不能处在管架的范围内。 （6）.正压气体管道（废气排放管除外）的管螺纹连接处应采用聚四氟乙烯胶带作密封材料。 （7）.法兰应根据管道的材料、规格、最高工作压力以及法兰的形式和尺寸来选用。 a）.铜管采用铜法兰；普通钢管采用Q235-A制作的钢法兰；不锈钢管采用不锈钢法兰。螺栓、螺母的材料为Q235-A。 b）.吸引管道应选用JB919《焊接钢法兰》或JB920《焊接松套钢法兰》或公称工作压力不小于1MPa的凹凸面管法兰。 c）.密封垫片用厚度为0.8～3mm的工业橡胶板或低中压石棉橡胶板制作。 4.9 管道连接处，特别是可拆连接处应有良好的导电性，否则应用搭铁线或铜片连通。 4.10 进入手术室的金属气体管道必须接地，接地电阻不应大于4Ω。其他部位的金属气体管道及二级稳压箱出口处也应静电接地，接地电阻不应大于100Ω。氧气、吸引管道的接地电阻不应大于10Ω。 4.11 不同系统的管道应有明显不同的识别标志（例如涂色圈），以便区分。管道需要装拆、检修、维护的地方必须有识别标志。每个支、吊架附近也要有识别标志。色圈的颜色按表6-2。 管道色圈的颜色 表6-2
5 管路系统的清理和吹扫 5.1 清理 （1）.将安装现场的垃圾、废料清理干净。设备、材料摆放整齐。 （2）.将管道、成品表面擦洗干净。嵌壁终端箱、气体报警箱、二级稳压箱等箱体内部也要清理干净。 5.2 吹扫 47
（2）.气源可以是医院的中心气站、气体汇流排或气瓶。气量要备足。 （3）.用气体插头或专用工具将各系统所有的气体终端打开。所有控制阀都打开，并开至最大。管道上的气流死角（如连接压力表的测压管）亦应拆开通大气。 （4）.用高压软管将管道系统的吹扫口与气源连接在一起。气源与吹扫口之间的管路上应装有截止阀、气滤（滤网孔径不大于25μm）、流量计、减压阀和压力表等监控设备。 （5）.吹扫时，管道内气体的流速不应小于20 m/s （通过流量和管道内径计算）。 （6）.连续吹扫8小时。在气流出口处迎面放上白纸，检查气体的清洁度。白纸上没有灰尘、污渍、水分为合格。 （7）.吹扫后，应将拆开的管接头重新连接好，并关闭所有气体终端。 6 管路系统的阶段性检查 （1）.各种成品应有产品合格证。材料应有质量证明文件。 （2）.实际使用的管道材料和规格应符合图纸要求或高于图纸要求。 （3）.已完成工序中须作试验和检验的项目应有完整的检验记录并检验合格。 （4）.系统应安装完整、正确。连接应规范可靠。除楼层总管与供气阀门（或供气管）不连接外，其他管路、阀门和成品都应安装完毕。管道、成品的安装应符合第3章各条的规定。特别是：有流向指示的阀门不能装反；二级稳压箱、嵌壁终端箱、气体报警箱等成品的气体进出管不能接错；箱体应安装规范、牢靠。 （5）.管子、管件表面应无超过规定的机械损伤和严重的锈蚀，不允许有明显的压扁。 （6）.吊塔及嵌壁终端箱上的气体插座品种和数量应符合图纸要求。 （7）.将各种气体插头一一插入各使用终端。气体插头的插拔应灵活；插头与插座的结合应气密；同种插头应有互换性；不同气种的插头与插座应不能误插。 §6-3 管路系统的调试 （1）.按《医用气体系统调试大纲》进行各项试验和检查。 （2）.调试完成后，拆去试压表阀组件，封闭各工艺接口（吹扫口、试压进气口等），将各系统的总管与气站的供气管路接通（供气阀门关好）。 §6-4 气体置换 管路系统最终检验合格后，交付使用前应进行各正压气体系统（废气排放系统除外）的气体置换。 （1）.置换用的气体是医院中心气站、手术部专用气站供给的各系统的医用气体。 （2）.将系统内的所有控制阀都打开，并开至最大。 （3）.打开供气管路的阀门。从楼层气体总管进口处开始，由近及远，依次用气体插头将气体终端打开，将管道上的气流死角（如连接压力表的测压管）打开。 （4）.全部气体终端打开后，再从楼层气体总管进口处开始，由近及远，依次用气体浓度计检测终端处流出的气体纯度，合格后将终端关闭，直至全部终端都流出合格的气体为止。 （5）.如不用气体浓度计，也可通过计算换气量来测算气体浓度。一般用于置换的各系统的医用气体用量不应小于该系统管道总容积的3倍。
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§7-1 医用气体系统调试执行的标准 医用气体系统调试按下列标准中的有关规定进行： （1）.GB50333 《医院洁净手术部建筑技术规范》； （2）.YY/T 0186 《医用中心吸引系统通用技术条件》； （3）.YY/T 0187 《医用中心供氧系统通用技术条件》。 除标准中允许分段进行的测试项目外，其他总体检测和试验项目应安排在系统安装完成后进行。 §7-2 调试前的准备工作 1 主要测试设备和工具 调试前应准备下列设备和工具： （1）.流量计（1.6MPa，量程≥250 L/min）； （2）.玻璃转子流量计（0.6MPa，量程≥80 L/min）； （3）.流量调节阀或带流量计的湿化器； （4）.1级精度、量程为1.6MPa的压力表； （5）.1级精度真空表； （6）试压表阀组件（见图7-1）； （7）.干燥的无油压缩空气或氮气瓶； （8）.带橡胶瓶塞的大玻璃瓶组（总容量≥40 L）； （9）.真空泵站不能用时应配真空泵等。 2 系统状态检查 调试前应确认： （1）.各种成品应有产品合格证。材料应有质量证明文件。 （2）.已完成工序中须作试验和检验的项目应有检验合格记录。 （3）.管道材料和规格应符合图纸要求或高于图纸要求。 （4）.系统应安装完整、连接应规范可靠。例如导管穿墙或穿过地板时应敷设在套管内（但管子的焊缝和接头不允许进入套管内）；管道支承间距应符合有关标准的规定。 （5）.管道应无超过规定的机械损伤和严重的锈蚀，不允许有明显的压扁。 （6）.管道与燃气管、腐蚀性气体管的间距应大于1.5 m且有隔离措施；与电线管道的平行距离应大于0.5m，交叉距离应大于0.3m，否则应做绝缘防护。 （7）.各系统的金属总管和支管、二级稳压箱的出口处、进入手术室的金属管道、气体汇流排等都应静电接地。 （8）.嵌壁终端箱应暗装，但面盘应与墙面齐平。其底边离地高度为1～1.2m。 （9）.吊塔及嵌壁终端箱上的气体插座品种和数量应符合图纸要求。 （10）.将各种气体插头及氧气湿化器插头一一插入各使用终端。气体插头的插拔应灵活性；插头与插座的结合应气密；同种插头应有互换性；不同气种的插头与插座应不能误插。 3 辅助安装工作 3.1 使楼层气体总管与供气管道脱开，堵住气体总管进口。 3.2 在楼层气体总管进口处接入图7-1所示的试压表阀组件。表阀组件中有两个气体截止阀：一个截止阀（进气阀）通过管接头、软管与气源（压缩气瓶）相连接；另一个截止阀（放气阀）通大气。截止阀的 公称工作压力应不小于15MPa。压力表量程为0～1.6MPa，精度等级不低于1.5级。
49 3.3 试验前，安全管理人员应对气源、管路、成品及各连接点进行一次仔细的检查，确认无安全隐患后方准进行试验。试验时，无关人员应离开试验现场。参加试验的人员应采取必要的防护措施，如穿防护服、戴安全帽、戴护目镜等。 §7-3 管路系统的耐压试验和气密试验 1 耐压试验 1.1 正压气体管路必须做耐压试验，但可以分段进行。 1.2 耐压试验用无油压缩空气或氮气作工作介质。试验压力见表1。 耐压试验和气密试验压力 表7-1
1.3 试验方法 试验采用逐级升压的方式进行。首先关闭管路的放气阀，然后缓缓打开进气阀，使管路升压。压力每上升20%都要关一次进气阀，以便观察管路有无异常情况，如无异常则进行下一级升压。当压力上升到规定的试验压力时，关闭进气阀 进行保压。如5分钟内压力不下降，则微微开启放气阀，使压力缓缓降至工作压力，并立即关闭放气阀进行保压检查。 1.4 检验：在保压状态下对管路进行外观检查，如管路无破裂、变形、漏气等现象，则认为合格。 2 正压气体管路的气密试验 2.1 正压气体管路应在耐压试验合格后方可进行气密试验。 . 2.2 气密试验用无油压缩空气或氮气作工作介质。试验压力见表7-1。 2.3 按第§7-2节3.2条完成准备工作。 2.4 试验方法 关闭管路的放气阀，徐徐打开进气阀，使管路内气体的压力稳步上升。当压力上升至试验压力的30%和60%时，应进行外观检查。如未发现异常，则继续升压。当压力达到规定的试验压力时，立即关闭进气阀，进行保压。 2.5 检验 （1）.用木棰轻轻敲击管道各焊接接头和连接处。用中性肥皂水检查各焊缝和接头密封面，应无漏气现象。 （2）.保压24小时，记录压力下降的数值。并按下式计算泄漏率A： A=100（1—P2T1/P1 T2）/ t 式中： 50 P1、P2 ——分别为试验开始和结束时管道内气体的压力（绝对压力，MPa）； T1、T2 ——分别为试验开始和结束时管道内气体的温度（绝对温度，°K）； t ——试验时间，h。 氧气、笑气、氩气、二氧化碳的合格标准为 A≤0.5%； 压缩空气和氮气的合格标准为 A≤1%。 3 吸引管路的气密性检查 在吸引系统管路内充入0.2 MPa的压缩空气或氮气，保压10分钟。用中性肥皂水检查各焊缝和接头密封面，应无漏气现象。 4 吸引系统负压气密性试验 启动真空泵，将吸引系统抽至0.07MPa负压，保持24h，其泄漏增压率按下式计算： A=100〔1-（P2T1/P1T2）〕/t 式中： A —— 平均每小时增压率，%； P1 —— 试验开始时负压，MPa； P2 —— 试验结束时负压，MPa； T1 —— 试验开始时的绝对温度，°K； T2 —— 试验结束时的绝对温度，°K； T —— 试验时间，h。 合格标准为A≤1.8 %。 §7-4 正压气体终端的输出流量、压力检查和管道压力损失测算 各气体系统应分别进行气体终端的输出流量、压力检查和管道压力损失测算。 1 试验条件 （1）.试验介质可为干燥的无油压缩空气或氮气，气源可以是气瓶组或中心气站，但必须保证医用气体报警箱处气体的压力符合表7-2的规定。 医用气体报警箱处的气体压力 表7-2
（2）.手术室、恢复室和ICU病房气体终端打开的数量N为： N = n×η 式中： n —— 床位数（个）； η —— 气体终端同时打开率（%），见表7-3。 气体终端同时打开率η（%） 表7-3
说明：正常情况下按每床使用一个终端计算。如合同中另有规定，则应按合同规定的数量打开。其他病房和治疗室终端打开20%（至少5处），测试氧气系统时每个终端输出流量调节至5L/min。 （3）.打开的气体终端上应安装流量调节阀或带流量计的湿化器。 2 流量检查 用流量计检查每个终端输出的气体流量，全部终端都应能调节至表7-4规定的数值。 3 压力检查 在本节第1条的状态下，用外接压力表检查距楼层总管进口最远处病房终端和手术室终端的输出压力，应在表7-4规定的压力范围内。 51
4 压力损失测算 在本节第1条的状态下，记录医用气体报警箱压力表所显示的压力和管道末端的压力，并按下式计算管道的压力损失： Δp=100×（Psj-Psi）/ Psi 式中： Δp —— 管道压力损失，%； Psj —— 医用气体报警箱压力表所显示的压力，MPa； Psi —— 管道末端压力，MPa。 只检查同一系统距离最长的一段管道的压力损失。压力损失Δp≤10% 为合格。 §7-5 负压范围测定和吸引终端抽气速率试验 1 负压范围测定 开启真空泵，当容器达到负压值0.07MPa时，将普通病房终端接头打开20%，手术室终端接头打开100%（也可模拟此状态），在最远病区的终端接头处用1级精度标准真空表测量负压值，所测负压值应在-0.02MPa～-0.07 MPa范围内。 2 吸引终端抽气速率试验 将普通病房吸引终端打开20%，手术室吸引终端打开100%（也可模拟状态）。负压值保持在0.04～0.05MPa（300～400mmHg）之间。用一根管子将一端插入吸引插座，另一端通入瓶子；从瓶盖内引出一软管，试验时将软管另一端插入水中1min，用量杯测量瓶子中的水容积，按下式计算抽气速率： B=V/t 式中： B —— 抽气速率，L/min； V —— 吸入瓶内的水容积，L； T —— 试验时间，min。 抽气速率B≥30 L/min为合格。 §7-6 医用气体报警装置测试 1. 关闭气源，缓慢放出气体管道中的气体，在欠压报警装置发出声、光信号一瞬间，记下管道压力值。重复3次。按下式计算报警装置相对误差： β=100×│Pb-P0│/P0 式中： β—— 报警装置相对误差，% Pb —— 实际报警压力值，MPa； P0 —— 预置报警压力值，MPa。 报警装置相对误差β≤3 %为合格。 2. 开启真空泵机组，将负压值调到 0.019MPa以上或0.073MPa以下，这时报警装置应发出声光报警信号。 3. 用听觉及视觉检查声光报警信号。在55dB（A）的噪声环境下，在距医用气体报警箱1.5m处应能听到报警声。报警灯应为红灯，报警时红灯亮。 4. 检查医用气体报警装置的本质安全型电路技术认定证明文件，安装和设计应符合文件要求。 §7-7 接地电阻测量 任选三处，用接地欧姆表检查气体管道的接地电阻。进入手术室的金属管道接地电阻不应大于4Ω； 氧气和吸引管道的接地电阻不应大于10Ω；其他金属管道的接地电阻不应大于100Ω。 §7-8 管道洁净度检查 使白绸布平面垂直于终端吹出的气流方向，将终端气体流量调至最大，吹气1min，白绸布上应无污物、 52
§7-9 气体汇流排的检验 1 氧气浓度检验 氧气汇流排间在使用过程中，应用精度不小于3%的氧浓度检测仪，测房间四角和中心共5点的氧气浓度，取其算术平均值。氧气浓度应小于23% 2 室内温度检查 用温度计测量气瓶间的室温。室温应在10～38℃之间。 3 瓶数核对 检查汇流排气瓶组数及气瓶总数。气瓶总数不应超过20瓶。 4 过滤器检查 检查过滤器元件合格证，其标明的滤孔直径（或按规格号换算出的滤孔直径）应小于25μ。 5 自动切换性能试验 降低气源压力，当压力降到切换压力值时，应能自动切换到另一组气瓶供气。检查出口输出压力，应符合表7-2的规定。切换性能反复试验4次。无自动切换性能的不作此项检查。 6 绝缘电阻试验 利用量限0~500MΩ、试验电压500V、精度不低于1级的兆欧表，测量电控柜内各线路对设备壳体的绝缘电阻，其值不应小于2 MΩ。 7 安全阀性能试验 关闭用气楼层的气体总阀。调高汇流排控制柜内的减压器压力，当管道压力上升到Pk值时安全阀应开启。继续调高减压器压力，直至管道内压力不再升高，记录压力值。回调减压器，并徐徐放出管中的气体。当管道内压力降至Ph值时，安全阀应回座。安全阀开启压力Pk应为管道系统最高工作压力的1.1～1.25倍。安全阀排放时，管道内压力不应大于管道系统最高工作压力的1.25倍。安全阀回座压力Ph应小于管道系统最高工作压力。
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一、氧气用于治疗 氧气进入人体的途径主要是通过呼吸。常压下，当空气中的氧气浓度超过40％时，人就有可能发生氧中毒。吸入氧浓度在40％～60％时，人会感觉胸骨后不适、轻咳，进而感觉胸闷、胸骨后有烧灼感、呼吸困难、咳嗽加剧。严重时可发生肺水肿，甚至出现呼吸窘迫综合征。吸入氧浓度达到80％以上时，人会表现出面部肌肉抽动、面色苍白、眩晕、心动过速、虚脱，继而全身强直性抽搐、昏迷、呼吸衰竭，最终死亡。长期处于氧气分压为60千帕至100千帕（相当于吸入氧浓度40％左右）的条件下会发生眼损害，严重者失明。 【给氧疗法】 （1）.对出现血流障碍的病人采用无控制性给氧，吸氧浓度较高（＞40%）。例如：治疗心力衰竭、单纯肺水肿、肺血管痉挛、肺心病、肺梗塞、休克等。 （2）.对伴有气体交换障碍的病人采用控制性给氧，吸低浓度氧（≤24%）。例如：治疗肺不张、支气管痉挛、喉头水肿、慢性支气管炎、肺气肿急性发作等。 （3）.对血质异常的病人，如贫血、各种中毒引起的呼吸困难要用给氧疗法。 （4）.其他需采用给氧疗法的情况还有：颅脑外伤、胸部及其他严重多发性创伤引起的急性呼吸困难、肠胃胀气及肠梗阻、全麻病人呼吸停止、循环骤停等。 ［给氧方法］ （1）.无控制性给氧 给氧方法有：①.鼻导管法；②.鼻塞法；③.口罩法；④.面罩法等。 （2）.控制性给氧 给氧方法有：①.对流式面罩；②.储氧袋面罩吸氧法等。 半开放式面具供氧，氧气流量为3～4 L/min；严重缺氧时为7～8 L/min。密闭式面罩供氧，氧气流量为2～4 L/min。紧急供氧时，流量可达10～15 L/min。 （3）.机械呼吸器给氧法 （4）.氧帐给氧法 （5）.体内给氧 给氧方法有：①.皮下注射；②.静脉注射。 【高压氧疗法】 适应症： （1）.绝对适应症：一氧化碳中毒、减压病、严重手外伤、断肢再植、急性中毒、严重创伤休克等。 （2）.一般适应症：复苏后急性脑缺氧、烧伤、脑水肿、破伤风等。 （3）.探索性治疗：溃疡、冻疮、褥疮、恶性肿瘤等。 高压氧仓内氧浓度不超过30%。
二、呼吸机的选择、使用和维护 （5）.呼气延迟，也叫滞后呼气(expiratory retard)。主要用于气道早期萎陷和慢性阻塞性肺疾患，如
2.呼吸机参数及选择 在呼吸机的使用操作中，首先需要选择和设置许多参数，这也要求属于非临床的工程人员和临床医务人员一样，了解基本参数的含义、要求、范围等。现通过介绍呼吸机的基本操作来了解其基本参数的选择和设置。 2.1.呼吸模式选择 在呼吸机的操作中，首先要选择病人呼吸模式，现代机型最常用的有三种模式： （1）.A/C(辅助/控制通气)：病人有自主呼吸时，机械随呼吸启动，一旦自发呼吸在一定时间内不发生时，机械通气自动由辅助转为控制型通气。它属于间歇正压通气。 （2）.SIMV(同步间歇指令性通气)：呼吸机于一定的间歇时间接收自主呼吸导致气道内负压信号，同步送出气流，间歇进行辅助通气。 （3）.SPONT(自主呼吸)：呼吸机的工作都由病人自主呼吸来控制。 在以上三种基本模式下，各类呼吸机还都设计了针对各种疾病的呼吸功能，供使用时选择。例如： ①.PEEP(呼吸终末正压)：在机械通气基础上，于呼气末期对气道施加一个阻力，使气道内压力维持在一定水平的方式。 ②.CPAP(持续气道内正压通气)：在自主呼吸的前提下，在整个呼吸周期内人为地施以一定程度的气道内正压。可防止气道内萎陷。 ③.PSV(压力支持)：在自主呼吸的条件下，每次吸气都接受一定程度的压力支持。 ④.MMV(预定的每分钟通气量)：如果SPONT的每分钟通气量低于限定量，不足的气量由呼吸机供给；SPONT的每分钟通气量大于限定量，呼吸机则自动停止供气。 ⑤.BIPAP(双水平气道内正压)：病人在不同高低的正压水平自主呼吸。可视为PSV＋CPAP＋PEEP。 ⑥.APRV(气道压力释放通气)：在CPAP状态下开放低压活瓣暂时放气，降低气道压力而形成的通气。 2.2.通气方式选择 在选择好呼吸模式后，就要选择或要知道通气方式： (1).容量控制通气(VCV)：设定一个潮气量，由流量×吸气时间来调节。 (2).压力控制通气(PCV)：设定一个压力，它是由吸气平台压决定。 2.3.触发方式选择 (1).压力触发：当管道内的压力达到一定的限值时，呼吸即切换。 (2).流量触发：当管道内的流速变化到一定值时，呼吸即切换。由于其灵敏度高、后滞时间短，已被广泛应用。 (3).时间切换：由时间来控制，设定的时间一到，呼吸即切换。 2.4.报警参数选择 呼吸机的各种参数的设置是相互关联的，所以我们要知道各种设置的基本含义和正常值范围，才能准确地设置报警参数。成人应用呼吸机的生理指标为：潮气量5～7ml/kg；呼吸频率12～20次/分；气道压30～35cmH2O；每分钟通气量6～10l/min。 在呼吸机使用中，报警上下限的设置也非常重要。如果报警设置与病人实际值太接近，就会造成呼吸 机经常性的报警；而如果报警设置范围太大，就会失去报警意义。因机型的不同报警的设置也各不一样，但一般都应有： (1).管道压力上下限报警。 (2).潮气量上下限报警。 (3).呼吸暂停间隔时间报警。 (4).分钟通气量上下限报警。
以上就是呼吸机在操作中需要选择和设置的基本参数。这里讲的只是各类呼吸机所共有的最基本的概念。各种厂牌的呼吸机都是在此基础上再开发一些新的功能，而这些功能主要是针对临床使用的，对于工程技术人员来说只要充分了解呼吸机的基本工作原理，各种设置的含义和范围，就能掌握基本操作，这一点对于维修呼吸机是非常重要的。 3呼吸机的使用 3.1 适应症： （1）.严重通气不良；（2）.严重换气障碍；（3）.神经肌肉麻痹；（4）.心脏手术后；（5）.颅内压增高；（6）.新生儿破伤风使用大剂量镇静剂需呼吸支持时；（7）.窒息、心肺复苏；（9）.任何原因的呼吸停止或将要停止。 没有绝对禁忌症。肺大泡、气胸、低血容量性休克、心肌梗塞等疾病应用时应减少通气压力而增加频率。 呼吸机的工作参数有4个：潮气量、压力、流量、时间（含呼吸频率、吸呼比）。 每分钟通气量=潮气量×呼吸频率 3.5 根据血气分析进一步调节 首先要检查呼吸道是否通畅、气管导管的位置、两肺进气是否良好、呼吸机是否正常送气、有无漏气。 （B）.PaO2过高时：（1）降低吸氧浓度（2）逐渐降低PEEP值。
一般机器氧浓度从21～100%可调。既要纠正低氧血症，又要防止氧中毒。一般不宜超过0.5～0.6，如超过0.6时间应小于24小时。目标：以最低的吸氧浓度使动脉血PaO2大于60毫米汞柱（8.0Kpa）。如给氧后紫绀不能缓解可加用PEEP。复苏时可用1.0氧气，不必顾及氧中毒。 气道压力上下限报警（一般为设定值上下30%）、气源压力报警、其他报警。 呼吸机旁应备有复苏器，或者其他简易人工气囊，气囊和气管导管之间的接头也应备好。注意防止脱管、堵管、呼吸机故障、气源和电源故障。 压力损伤、循环障碍、呼吸道感染、肺不张、喉、气管损伤。 逐渐降低吸氧浓度，PEEP逐渐降至3～4厘米水柱，将IPPV改为IMV（或SIMV）或压力支持，逐渐减少IMV或支持压力，最后过渡到CPAP或完全撤离呼吸机，整个过程需严密观察呼吸、血气分析情况。 拔管指征：自主呼吸与咳嗽有力，吞咽功能良好，血气分析结果基本正常，无喉梗阻，可考虑拔管。气管插管可一次拔出，气管切开者可经过换细管、半堵管、全堵管顺序，逐渐拔出。 3.12 呼吸机使用常规 （1）.呼吸机管道消毒 将呼吸机管道浸泡与速灭净中4—6小时，然后用清水冲洗，凉干后放入甲醛熏箱中12—24小时。 （2）.及时安装好呼吸机管道，严格按照不同类型呼吸机的要求标准进行，并用呼吸气囊检试，方可备用。 （3）.使用呼吸机前由经管医生进行全面检查，调整参数，保证呼吸机安全使用。 （4）.在下列情况下使用呼吸机： ①.无自主呼吸者； ②.经吸痰，给氧，药物等治疗后，通气量仍显示不足，低氧血症，二氧化碳潴留未能纠正的各种类型呼吸衰竭； ③ .ARDS； ④ .用机械呼吸器配合给氧，过度通气，药物吸入等项治疗； ⑤ .严重胸腹壁外伤； ⑥ .反复抽搐或大量使用呼吸抑制性药物时； ⑦ .血气分析，血压，脉搏等变化，相应调整。 （5）.使用呼吸机期间应由专人看护，随时发现并排除呼吸机可能发生的故障，随时注意气管插管内气囊及插管位置变化，若插入太深或插管从气管中脱出，应立即处理（AMBU呼吸气囊及其他急救器械应备齐待用）。 （6）.严密观察呼吸机各参数的情况，保持合适温度。（湿化罐内加入蒸馏水） （7）.在下列情况下可脱离呼吸机： ①.肺潮气量大于5-8ml/Kg； ②.最大吸力大于-20cmH2o； ③.FiO2 =0.40；PaCO2﹤50mmHg， PaO2﹥100mmHg R﹤30次/分 ④.无呼吸困难，烦躁，紫绀，苍白。 ⑤.咳嗽有力。 4 呼吸机的常见故障及处理 在呼吸机的维修过程中，首先要查看是否有报警提示，如有，则须以排除报警为前提。要本着先易后难的原则，从最简单开始入手检查。现根据不同类型的呼吸机常见的故障进行总结分析，以供参考。
(1).空压机不工作：电源未接通或过热保护。 (2).压力不够：过滤器堵塞、内部管道漏气、压力调节过低、泵膜或活塞环损坏。 (3).噪音过大：减震垫损坏或弹簧变形。 4.2.氧浓度与实测值差异过大 (1).氧电池失效：更换氧电池或关闭此功能。 (2).空氧混合器损坏：检修或更换。 4.3.呼吸机不能正常启动 (1).电源故障：检修保险丝及电源。 (2).气源故障：检查两种气源压力。 (3).主机故障：检修主机电路。 4.4.连接模拟肺，面板报警区始终有报警 (1).检查病人管路及湿化器是否有漏气、积水。 (2).检查相应的设置参数及报警参数。 (3).检查清洁各传感器及电磁阀。 (4).检查控制电路。 4.5.呼吸机保养及消毒 各类呼吸机都有专门手册介绍，只要按要求认真做好保养与消毒，可延长主机和各附件使用寿命以及降低故障率。
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