医用分子筛制氧系统原理及常见故障分析

何伟

摘 要：文章重点介绍了医用分子筛制氧系统的工作原理。以及医用分子筛制氧系统的日常维护方法及常见故障处理。随着科学技术的发展，越来越多高技术含量的医疗设备进入医院，氧气瓶供气或液氧供气逐步被医用分子筛制氧系统中心供氧的方式取代。医用分子筛制氧系统以其投资成本低、安全环保、产氧速度快等优点a被医院广泛使用。文章主要介绍了医用分子筛制氧系统的原理及其日常运行维护及常见故障处理。

关键词：医用分子筛；制氧系统；故障维护

医用分子筛制氧系统原理及工作流程：医用分子筛制氧系统以压缩空气为原料采用PSA原理Pressure（压缩）、Swing（转换）、Adsorption（吸附）制取氧气。医用分子筛制氧系统制氧流程如图1所示，经螺杆式空气压缩机产生的压缩空气经过过滤、冷却、干燥后进入压缩空气储气罐。压缩空气储气罐内的压缩空气经压力平衡后进入分子筛制氧机。分子筛制氧机以一种不活波的惰性陶瓷材料为吸附剂，经过加压吸附，减压解吸的循环过程，使空气中的氧和氮气得以分离而制出纯度大于90%的氧气[1]。（1）制得的氧气经过氧气储气罐压力平衡后，供至医院供气管网，供各临床科室使用。医用分子筛制氧系统具有操作简单、启动迅速、故障率低等优点。只需要操作设备面板上的启动/停机按钮便可实现设备的开关机，操作简单有效。打开设备30分钟内便可以达到设计要求的氧气产量和纯度，制取氧气速度快。由于整个制氧系统仅对进气、出气电磁阀进行控制，选用质量可靠地电磁阀可大大保证系统稳定运行。

图2 分子筛制氧机工作流程图

医用分子筛制氧机分离空气主要采用两个填满分子筛的吸附塔轮流工作完成。空压机产生的压缩空气经过油过滤、水过滤、除菌过滤等等处理后进入吸附塔。在一个吸附塔中空气中的氮气等被分子筛所吸附，而空气中的二氧化碳、一氧化碳、气态酸和碱及其它气态氧化物等，均属分子极性很强的物质，很难通过分子筛，而使氧气得到富集，从出口流出到氧气储气罐中。而在另一塔已完成吸附的分子筛被迅速降压，排放出氮气，两塔交替循环，即可得到廉价的氧气。整个医用分子筛制氧设备的阀门自动切换均由PLC自动控制[2]。（2）医用分子筛制氧设备工作流程大致可分为五个过程：产氧过程、出气平衡、排氮过程、进气平衡、进气过程。A、B两个分子筛吸附塔的工作工作时相反的。分子筛制氧塔正常工作流程如图2所示，其阀门部件工作状态如下所述：

当分子筛A塔产氧时，a阀门开启（b、c阀门关闭）洁净的压缩空气进入分子筛塔内部，当分子筛塔内部压力达到额定的工作压力后，a阀门关闭，c、m阀门开启，产生氧气进入到氧气储气罐中。当A塔内的压力降到额定压力时，m阀门关闭，B塔的f阀门开启（d、e阀门关闭），A塔产生的氧气进入B塔内，使得A塔與B塔的内部压力均衡，（目的：为提高B塔的产氧浓度，同时保护分子筛。当两塔的压力均衡时，A塔的c阀门关闭，b阀门开启，排出塔内剩余的氮气，B塔工作流程同A塔。A、B两级分子筛塔交替工作，提高了氧气的产量和氧气的浓度。

2 医用分子筛制氧系统设备日常运行检查及维护

氧气在医院医疗工作中具有十分重要的作用，为确保氧气供应正常，必须对医用分子筛制氧系统做好以下几个方面的工作。

2.1 检查制氧机及相关设备工作是否正常

（1）检查冷干机。观察冷干机温度是否正常，并观察自动排水器是否会自动排放。（2）检查空压机。空压机温度应在100以下，无报警提示。压力达到上限设定值时必须卸荷，低于下限设定值时必须加载。（3）检查制氧机。制氧机整个循环工作过程是否正常，制氧机空气表进气时，指示应在2.7-5公斤范围内抖动。后慢慢稳定，工作时压力最高不得超过5公斤。氧气表根据用氧量的变化，压力应在4-4.8公斤之间。（4）检查纯度仪。纯度仪显示应在90%以上。（5）检查流量计。流量计瞬时流量应低于系统设计最大允许流量。（6）检查除菌过滤器。各过滤器的堵塞指示是否在绿色范围内，排污是否正常。

2 制氧机及相关设备维护

（1）每周对空压机罩壳对油及风的冷却器进行清洗。（2）检查空压机润滑油油量是否足够。（3）每天交接班时打开除菌过滤器底部阀门约5秒，以便吹走阻隔的菌体。（4）每天对空压机进气滤网进行吹扫。

3 医用分子筛制氧系统设备常见故障及处理

（1）故障现象：氧气纯度不合格，只有50%-70%，此故障主要出现在控制电磁阀及PLC控制器上，如若出现此故障重点检查电磁阀及PLC控制器。

造成故障原因：电磁阀未正常工作；电线或PLC控制器故障；电磁阀隔膜破损。

处理办法：更换电磁阀或电磁阀线圈；更换电线或PLC控制器；更换新的电磁阀。

（2）故障现象：设备工作正常储气罐压力低于3.5公斤，此故障主要出现在进气压力过低，重点检查进气减压阀及是否有超流量现象。

造成故障原因：空气进气压力不合适；使用流量超限；储气罐或管道泄漏。

处理办法：检查进气空气压力设置，调整进气减压阀；查看流量计读数，是否超出设计范围；检查氧气管路或储气罐是否泄漏。

（3）故障现象：氧气储气罐压力高，设备不停机，此故障主要出现在压力控制器及PLC上，压力达到设定压力后不停机，找点检查压力控制器及PLC控制器。

造成故障原因：压力控制器设定不当；压力控制器故障；PLC控制器故障；连接线路故障。

处理办法：调整压力控制器；更换压力控制器；更换PLC控制器；更换连接线路。

4 结束语

合理正确的日常维护保养可延长系统的使用寿命，发挥最佳的使用效率。做好整个医用分子筛制氧系统日常维护保养工作，可大大减少设备故障率，让设备在使用过程中始终保持良好的工作状态，更好地为医院和病人服务。[4]

参考文献

[1]耿云峰，耿晨霞，张文效.变压吸附（PSA）空分制氧技术进展[J].煤化工，2003，104（4）：33-36.

[2]刘玉红.分子筛变压吸附制氧技术工作原理及医院应用[J].中国医疗设备，2012，27（10）：90-92.

[3]陈刚.PSA制氧机常见故障处理及管理体会[J].医疗卫生装备，2007，28（6）：82-83.

[4]郭振生，张峻晖.对我院医用制氧机在使用、维护与管理方面的几点体会[J].中国医疗器械信息，2010，16（5）：66-68.