医用气体系统设计说明

1、WORD62/62医用气体系统设计 编著 袁明华目 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

2、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氧气用于治疗呼吸机的选择、使用和维护第一章 医用气体的种类和用途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

3、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3040%。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、煤气中毒以与用于药物雾化等。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

4、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

5、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、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0144g/100g水（25）。在20时，将

6、二氧化碳加压到573106 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（527105Pa）、降温（-56.6以下）可制成干冰。干冰在1013105 Pa（大气压）、785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，用来治疗白障、血管病等。二氧化碳

7、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1977g/L，约是空气的15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氩气刀等手术器械。氩气也用于氩气保护焊、日光灯、集成

8、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

9、、白障、青光眼以与人工受精等。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，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线的吸收与透过率不同，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与治疗。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

10、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与治疗。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与胚胎培养，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、废液的排放与

11、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应当由麻醉废气排放系统（Anaesthetic Gas Scavenging System）收集处理或稀释后排出楼外。 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、I

12、CU病房以与普通病房等。这些用气单元经常使用的气体有：气体系统氧气压缩空气吸引笑气二氧化碳氩气氮气废气排放普通病房重症监护病房普通手术室腹腔手术室胸脑手术室高压氧气仓口腔科诊室3第二章 医用气体系统简介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

13、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

14、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量蒸发出来；当温度升高到超过-186时，氩气就从液化空气量蒸发出来；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

15、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分子筛是一种由硅（铝）氧四面体（SiO4、AlO4）组成的具有笼形孔洞骨架的晶体，经脱水后能制成具有吸附能力的多孔固体。分子筛的微孔分布均匀单一，孔径与分子大小相当，一定的孔径只允许一定直径的分子进入。不同成分、不同工艺，制得的分子筛微孔大小也不一样，因此分子筛的吸附具有选择性。此

16、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可用于氮、氧分离。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，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

17、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、控制柜与管路、阀门等组成。负压吸引站工

18、作时，通过真空泵抽气使真空罐的压维持在-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），以防供应不与时。63气体汇流排自动切换气体汇流排手动切换气体汇流排 7在压缩气体或瓶装液化气体供应方便的地区，小的医疗机构可以采用这类气源。它的投资很省，但要经常换气。采用汇流排同样要有不少于3日的储备量，以防供应不与时。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的要求，气体

19、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）、阀门与二级稳压箱、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

20、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

21、 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

22、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

23、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过喉部的气体减少，阀后压力回落；当阀后压力降低时，调节弹簧伸长，薄膜的变形增加，主阀瓣跟随移动，使阀门的开度增加，通过喉部的气体增多，阀后压力回升。先导式减压阀 减压稳压阀 减压阀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

24、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。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气体的通路。装在楼层气体总管上的总阀（在报警表阀箱）、支管和分支管上（或嵌壁终端箱）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 纯氧在管道快速流动时，如急剧关闭阀门，由此引起的气体

25、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规定：“氧气管道不应使用快开、快闭型的阀门。阀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的消防要求中规定：“洁净手术部应设置能紧急切断集中供氧干管的装置”。装在报警表阀箱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

26、调节阀可用来调节气体的流量。10流量调节阀的阀瓣（或阀座）具有特殊的型面，阀门的开度与流量成一定的比例关系，所以可以通过调节阀门开度来控制流量。按结构形式分，流量调节阀可分为阀瓣升降式的、阀瓣回转式的、阀瓣柱塞式的等多种形式。按控制方式分，还可以分为手动、电动、气动等各种形式。医用气体系统中一般采用手动调节阀。 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腔通过。一旦拔出气体插头

27、，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，一用一备。预麻室、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、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

28、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与气体的电接点压力表和真空表。箱则装有气体检修、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11.2m。医用设备带12一般麻醉科吊塔和嵌壁终端箱应安装在手术床上病人的头部右侧。 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

29、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、气体处理装置与存储设备的工况。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）的控制报警装置与报警线路组成。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

30、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与报警线路等组成。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气体的状况。一旦管道的气体超、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。 医用气体报警装置 电接点压力表13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与报警线路等组成。手术室的医护人员可通过压力表随时检查手术室

31、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. 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、构造与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。

32、（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与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。14HVJ-800型呼吸机 RY-11B型麻醉机呼吸机型号举例型 号供气压力(MPa)通气量调节围(L/mi

33、n)氧气浓度调节围(%)SV-3000成人1012021100Shangrila5000.30.5099TPR-40000.030.410994585TPR-50000.030.4109921100HVJ-8000.2510%660最低45%SV-900C0.020.70.54020100Drager0.270.609921100呼吸机按呼吸频率分又可分为： 常频呼吸机(成人1060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

34、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与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。. 麻醉设备麻醉呼吸机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 麻醉机从工作原理上讲由四个主要分系统构成：气体供给和控制回路系统、呼吸和通气回路系统、清除系统，以与一组系统功能和呼吸回路监护仪。某些麻醉机还有一些监护仪和报警器， 15

35、以指出与心肺功能或呼吸混合气体中气体和麻醉剂浓度有关的某些生理变量和参数的数值与变化。通常生产厂家对标配产品都仅提供较少的监护和报警组合。IKA 麻醉机工作原理图下面主要从工作原理说明麻醉机的构成和作用：rd（1）.气体供给和控制回路系统qH 麻醉机工作需要的大量氧气通常是由医院的中央供气系统或氧气钢瓶提供的。从钢瓶输入回路的每种气体都要通过过滤器、单向通气阀和压力调节器。压力调节器可将压力降到麻醉机合适的工作压力。中央供气系统供给的气体不需要经过压力调节器，因为气体已经降到4公斤左右了。麻醉机的合适工作压力为3-6公斤。大多数麻醉机都有氧源故障报警系统，如果氧气压力低于2.8公斤以下，机器会

36、减少或切断其他气体的流量，并启动报警器。?YBc在连续流动装置中的每一种气体的流量均由流量计控制，并由流量计显示出来。流量计可以是机械性的，也可以是带LCD的电子传感器。气体通过控制阀和流量计后，进入低压回路，如果需要还要通过蒸发罐，然后供给病人。好的麻醉机，笑气和氧气的流量控制机构应该是连动的，只有这样氧气的流量就永远不会降到最小值（0.25L/分）。B （2）.呼吸和通气回路系统NMT 大多数麻醉机可提供连续流动循环的氧气和麻醉气体，称为循环系统。在这类麻醉机中，有两种主要的呼吸回路：封闭式和半封闭式。在封闭式呼吸回路中，病人呼出的气体经去除CO2后，全部返回循环系统。半封闭式中，病人呼出

37、的气体部分进入循环系统，部分排出循环系统。在循环系统中，新鲜气体的供给流量低于1L/min称为低流量麻醉，低于0.5L/min的新鲜气体流量称为最低流量麻醉。BHZ 20 M 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 mA4 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

38、少了工作时和周围氧气的接触以与氧化反应，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

39、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 我们的设计是为用户服务的，归根结蒂，是为人民大众服务的。满足用户提出的正当要求，是我们责

40、任。全国医疗机构很多，业务重点也不尽一样，所以对医用气体系统提出的要求也五花八门。但个性中蕴涵着共性，医疗行业把这种共性基本要求归纳总结出来，定为设计标准，这就是：（1）.GB50333医院洁净手术部建筑技术规；（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；（5）.YFB001军队医院洁净手术部建筑技术规；（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

41、要。（1）. 373号国务院令特种设备安全检察条例；（2）.劳部发1996140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；（4）.GB50029-2003压缩空气站设计规；（5）.GB50030-1991氧气站设计规；（6）.GB50235工业金属管道工程施工与验收规；（7）.GB50236现场设备、工业管道焊接工程施工与验收规；（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/T3

42、031.13031.8建筑用铜管管件；（13）.GB3289水、煤气管管件；（14）.GB3733.13765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）.GB56255653扩口式管接头；（18）.GB/T15530.3铜合金板式平焊法兰；（19）.HB55355551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

43、直接载荷式安全阀；（24）./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的有关规定国家标准医院洁净手术部建筑技术规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气体种类氧气笑气氩气氮气二氧化碳压缩空气负压吸引压力MPa0

44、.40.450.40.450.350.40.90.950.350.40.450.9-0.03-0.07流量l/min108040.515230106030（5）.嵌壁终端箱面盘应与墙面齐平合缝，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。（6）.限制

45、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

46、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 气站位置的选择医院的气站一般可分为中心气站和手术部专用气站两部分。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

47、业总平面设计规的规定执行。（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筑物，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与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。（7）.输氧量不超过60m3/h的氧气汇流排间

48、可设在不低于三级耐火等级的用户厂房靠外墙处，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围不得有通往低处（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、公共场所与繁华道路的距离应大于7.5m。（3）.室外液氧罐周围6m不允许堆放可燃物和易燃物，不

49、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，应设专用房间。压缩空气站设计规规定：（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与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时，宜用墙隔开，空气压缩机宜靠外墙布置。（6）.设在多层建筑的压缩空气站宜布置在底层。 一般来讲，对于那些设备体

50、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、隔音减振以与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

51、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，以保证连续供气。（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

52、。要求在55dB（A）的噪音环境下，在1.5m围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100。注：GB50030-1991氧气站设计规规定氧气系统不应大于10；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10。（8）.电控柜的绝缘电阻不应小于2。（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）.站房设备的

53、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

54、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

55、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。湿度湿空气中水蒸气重量与湿空气体积之比。绝对湿度1m3湿空气中所含的水蒸气重量。相对湿度（）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=

56、Ps / Pb 。当Ps=0时，=0称为干空气；当Ps=Pb时，=1称为饱和空气。相对湿度与湿空气中水蒸气的分压与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）与温度（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=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（）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 =

57、P/（Ms/Mg +）；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。如要求标准状态空气的含水率不大于60mg/m3，即 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 = 1013250.0000464/（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

58、可算得：Pb = 9119250.0000464/（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（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

59、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，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时，宜设置在单独的房间。（6）.贮气罐的水槽和放水管，应采取防冻措施。（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

60、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。采用分子筛法制氧的设备具有以下主要优点：1、原料采用取之不尽的空气；2、产氧纯度高（高达95%）；3、在常温条件下工作，系统工作压力低（最高压力0.7Mpa）4、分子筛再生不用加热等其他手段；5、自动化程度高、操作简单、维护方便；6、性能稳定可靠，使用周期长，运行成本低等。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