Con l'espansione delle dimensioni ospedaliere e l'aumento dei pazienti negli ultimi anni, la fornitura di ossigeno tramite bombole non è più adatta alle esigenze di sviluppo degli ospedali di medie e grandi dimensioni. Anche la tecnologia di fornitura di ossigeno medico si è evoluta dalla fornitura di ossigeno tramite bombole nei reparti alla fornitura di ossigeno centralizzata tramite autobus. Il metodo di produzione dell'ossigeno con setaccio molecolare utilizza l'aria come materia prima per produrre ossigeno in loco, evitando efficacemente i rischi legati alla qualità, alla quantità e al tempo dell'ossigeno causati dall'acquisto di ossigeno dalle bombole. Pertanto, negli ultimi anni, sempre più sistemi centralizzati di fornitura di ossigeno di ospedali di grandi e medie dimensioni hanno adottato impianti di generazione di ossigeno medico, che non solo realizzano l'autonomia della produzione e fornitura di ossigeno negli ospedali, ma diventano anche uno dei simboli hardware di modernizzazione dell'ospedale.
Struttura principale dell'impianto di gas ossigeno medicale
1. Sistema di compressione dell'aria
La funzione del sistema di compressione dell'aria è quella di inalare e filtrare l'aria per la compressione e lo stoccaggio, fornire aria pulita per il sistema di produzione dell'ossigeno e fornire una pressione parziale. La struttura generale è composta da filtro dell'aria, compressore d'aria e serbatoio di stoccaggio dell'aria.
L'aria inalata viene generalmente filtrata in più fasi prima di essere pressurizzata dal compressore d'aria e l'aria pressurizzata entra nel serbatoio di stoccaggio dell'aria. In questa parte, a causa della grande quantità di aria inalata, la parte del filtro si riempie facilmente di impurità presenti nell'aria, provocandone il blocco, con conseguente guasto della parte di aspirazione dell'aria e rendendo così inoperante l'intera macchina. Nell'effettivo processo di applicazione, la parte filtrante spesso non viene mantenuta e pulita in tempo, con conseguente arresto. Inoltre, poiché il compressore d'aria funziona a lungo, anche la sua manutenzione è molto importante. L'olio lubrificante deve essere sostituito frequentemente per evitare che la testa della macchina venga danneggiata a causa di un forte attrito.
2. Sistema di asciugatura a freddo
La parte fondamentale del generatore di ossigeno PSA è il setaccio molecolare e il setaccio molecolare ha requisiti elevati per l'umidità dell'aria. Se l'umidità è troppo elevata, il setaccio molecolare assorbirà troppa umidità nell'aria e la separazione e l'assorbimento di ossigeno e azoto falliranno rapidamente. Pertanto anche il sistema di essiccazione a freddo è una parte indispensabile e importante del generatore di ossigeno.
Il sistema di essiccazione a freddo raffredda e condensa l'umidità miscelata nell'aria compressa, per poi scaricarla. L'aria compressa dopo l'essiccazione a freddo entra nella parte di produzione dell'ossigeno. Attualmente, la parte di essiccazione a freddo del generatore di ossigeno principale viene raffreddata tramite refrigerante. Attraverso lo scambiatore di calore e l'evaporatore l'umidità contenuta nell'aria compressa viene condensata e scaricata.
L'aria compressa umida entra prima nello scambiatore di calore per il raffreddamento preliminare, quindi passa attraverso l'evaporatore per assorbire ulteriormente il calore presente nell'aria attraverso l'evaporazione del refrigerante. L'aria compressa viene nuovamente raffreddata e l'umidità e l'olio in essa contenuti vengono condensati. L'aria compressa raffreddata passa attraverso il separatore d'acqua per separare l'umidità condensata e l'olio dall'aria. L'aria compressa essiccata a freddo scorre attraverso lo scambiatore di calore per raffreddare l'aria compressa immessa dal sistema di compressione dell'aria e inviarla al sistema di produzione di ossigeno.
3. Sistema di produzione di ossigeno
Il sistema di produzione dell'ossigeno è la parte centrale del generatore di ossigeno. È in questa parte che l'aria può essere convertita in ossigeno con una purezza superiore al 90% da fornire al paziente. La sua parte principale è la torre di adsorbimento e comprende anche una pompa a pressione, un serbatoio di accumulo dell'ossigeno, alcune valvole di distribuzione rotanti a più vie e altri accessori. La maggior parte dei generatori di ossigeno sono dotati di 2 torri di adsorbimento per il funzionamento ciclico. L'aria compressa inviata dal sistema di essiccazione a freddo scorre attraverso la torre di adsorbimento e la torre di adsorbimento adsorbe azoto, quindi l'uscita diventa ossigeno ad elevata purezza. Dopo essere stato pressurizzato dalla pompa a pressione, l'ossigeno può essere fornito direttamente al paziente attraverso il serbatoio tampone di ossigeno.
Attualmente, la maggior parte dei generatori di ossigeno utilizza setacci molecolari di zeolite che possono adsorbire preferenzialmente l'azoto. Inoltre, la torre di adsorbimento è dotata anche di un essiccante che deumidifica e rimuove ulteriormente l'anidride carbonica. L'aria dopo l'essiccazione a freddo entra nella torre di adsorbimento e l'azoto, l'anidride carbonica e una minima quantità di aria vengono scaricati. Dopo la decompressione, la capacità di assorbimento dell'azoto del setaccio molecolare viene ridotta e l'azoto adsorbito viene scaricato. Il setaccio molecolare dopo lo scarico dell'azoto può assorbire nuovamente l'azoto dopo la pressurizzazione. Le due torri di adsorbimento ripetono alternativamente il processo di pressurizzazione dell'assorbimento di azoto/decompressione dello scarico di azoto e l'ossigeno richiesto viene prodotto continuamente.
4. Sistema di controllo
Il sistema di controllo controlla principalmente la sequenza di funzionamento di ciascun componente e controlla le procedure di funzionamento di componenti quali compressori d'aria, pompe booster ed essiccatori a freddo in base alle soglie di pressione di esercizio di ciascuna parte; inoltre, fornisce anche il controllo I/O dell'interfaccia utente, informazioni su allarmi ed errori, ecc., che appartiene alla parte elettrica generale e non è diverso dagli altri apparecchi elettrici.
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