氧气充填泵附加安全装置的研究浅析

王国庆

摘 要： 本文主要阐述了矿山救护队使用的氧气充填泵在使用过程中，附加一种安全装置提升操作人员的安全系数。

关键词： 附加装置;安全;准确

【中图分类号】U463.51 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）09-0247-01

矿山救护队使用的氧气充填泵主要用途，是将氧气从大输气瓶中抽出并快速充填到小容积的氧气瓶内，可以使其压力提高到30MPa。如果原有的保护装置失灵或者人员误操作的情况下可能将被充的小氧气瓶损坏、爆炸，造成人员伤害和财产损失。下面将氧气充填泵附加安全装置的研究进行一些浅析。

1 氧气充填泵充氧暴露的安全隐患、不足之处及解决思路

目前矿山救护队所使用仪器设备的氧气瓶，都是由操作人员使用氧气充填泵给氧气瓶充氧，根据2016版《煤矿安全规程》第七百零九条规定，“进入灾区的救护小队队员不得少于6人，进入前必须检查氧气呼吸器，氧气压力不得低于18MPa，并按规定佩戴和使用”。也就是说矿山救护队使用的氧气瓶的压力最低为18MPa，那么在充填氧气过程中，若发生氧气瓶爆炸很有可能造成伤人事故。例如：在一次给氧气瓶充填氧气过程中，操作人员心不在焉，导致小氧气瓶的压力超压了很多，本来氧气充填泵自带的电接点压力表应该立即动作，使氧气充填泵断电、停止运转、终止继续充氧，但是电节点压力表因故障没有动作，导致继续充氧。当操作人员观察到这种情况时，已经来不及手动触停按钮开关了，砰的一声，小氧气瓶的瓶颈处爆裂、瓶体射出，把三米以外的暖气片撞了一个大坑后又经过弹射击碎充填室的玻璃，飞落到十多米外，这次非常庆幸的是没有伤到人员，否则后果不堪设想。如果外加一个安全保护装置，就可以避免此类事故的发生。

另外，在充填氧气过程中，根据气体守恒定律P1/（t1+273）=P2/（t2+273），氧气瓶的温度（t1）随压力（P1）的快速升高而升高;充填氧气结束后，当氧气瓶的温度（t2）逐渐降下来后，氧气瓶的压力（P2）也会随之下降。

2 氧气充填泵附加安全防爆、降温装置的研发

经过多次研究，设计出防爆降温一体箱，包括箱体和箱体盖，箱体内部设置有两块隔板，两块隔板将箱体内部分隔成中间的防爆仓和两侧的防爆缓冲仓，箱体侧壁上设置有应急泄压孔，应急泄压孔分布在箱体一面侧壁、两面侧壁或三面侧壁上，防爆仓内设置有喷雾装置。氧气瓶充氧过程中，当发生氧气瓶被高压充爆时，高压气体可以从箱体侧面泄掉一部分压力，（箱体保留一面侧壁不设置应急泄压孔，目的是当操作人员进行充氧操作时，站在不设置应急泄压孔的箱体一侧，确保人身安全），通过中间防爆仓和两侧防爆缓冲仓提供双重保险，确保人身安全，并采用喷雾装置喷淋氧气瓶降温，大大提升了氧气瓶充填压力数值的准确性。

图1为立体组合图、图2为俯视图，其中各部件名称为：1是防爆仓，2是缓冲仓，3是微型水泵，4是连接水管，5是三通转换阀，6是降温喷雾头，7是连接氧气充填泵卡槽，8是连接氧气瓶铜管孔洞，9是防爆仓水箱放水孔，10是泄压孔。

当氧气充填泵操作人员启动氧气充填泵时，防爆降温一体箱内的水泵3同时自动启动，将三通转换阀门扭向泄压水管5，泄压水管5出水，喷雾头6不出水;待安装好氧气瓶后，将三通转换阀门扭向喷雾水管4，此时喷雾头6喷淋氧气瓶降温，喷雾冷却水自然下落到防爆仓1内，盖好箱体盖，操作人员可以进行氧气充填工作。当氧气瓶被充填到规定数值后，停止充填氧气，打开箱体盖，将三通转换阀门扭向泄压水管5，停止喷雾，按照氧气充填泵操作步骤，卸下被充填氧气瓶，完成一次氧气充填过程。如果有多个被充填氧气瓶，可按上述操作步骤重复操作，逐一进行充填氧气工作。

氧气瓶充填过程中采用喷雾降温措施控制温度在40℃以下，同样将氧氣瓶充到19MPa，则使用前检查时气温为25℃，压力为18.1MPa以上，符合规定标准18MPa。

为了保证氧气瓶充氧过程防爆降温一体箱使用安全及延长使用寿命，防爆仓底部设置有泄水孔，泄水孔与箱体底部外的放水管连通，放水管上安装有泄水阀门。

3 使用氧气充填泵附加安全装置注意事项

氧气充填泵必须由专人操作，充填工必须遵守有关操作规程。并做到：

（1）氧气充填泵在20Mpa压力时，应不漏油.不漏气.不漏水.无杂音。

（2）容积为40L的氧气瓶不得少于5个，其压力应在10Mpa以上。空瓶和实瓶应分别存放，并标明充填日期。

（3）氧气瓶应做到轻拿轻放，距离暖气片和高温点的距离在2米以上。

（4）新购进或经水压试验后的氧气瓶充填前必须稀释2-3次后，方可进行充填。

（5）充填泵房应安装防爆灯具，严禁存放易燃.易爆物品。

（6）泵房必须保持通风良好.卫生清洁。

（7）若长时间不使用或在冬季充填氧气瓶时，将防爆箱内的冷却水放空，并切断水泵的电源。

（8）连接好小氧气瓶充填氧气之前，必须盖好防爆箱体盖。

4 结束语

综上所述，在创新革新的新时代下，虽然氧气充填泵附加安全装置在使用过程中，安全方面起到了明显的提升作用，但是操作人员的规范操作和设备日常的维护保养更是安全的重中之重。

参考文献

[1] 《矿山救护规程》AQ1008-2007 [J].6.4.1.

[2] 《煤矿安全规程》2016版 [J].七百零九条.