醫(yī)用空氣加壓氧艙加壓系統(tǒng)噪聲的控制

吳建軍，張健

(濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，山東 濟(jì)南 250031)

醫(yī)用空氣加壓氧艙加壓系統(tǒng)噪聲的控制

吳建軍，張健

(濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，山東 濟(jì)南 250031)

我院的醫(yī)用空氣加壓氧艙在加壓過(guò)程中，產(chǎn)生的噪聲大于國(guó)標(biāo)規(guī)定。我們針對(duì)噪聲產(chǎn)生的原因，對(duì)加壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，在加壓閥與艙體之間增加一個(gè)過(guò)濾器，獲得了顯著的降噪效果。

醫(yī)用空氣加壓氧艙；加壓系統(tǒng)；噪聲；過(guò)濾器

1 醫(yī)用空氣加壓氧艙內(nèi)的噪聲

醫(yī)用空氣加壓氧艙（簡(jiǎn)稱氧艙）內(nèi)的噪聲主要來(lái)源于空調(diào)系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)多年改造，空調(diào)系統(tǒng)的噪聲已經(jīng)可以降到很低的數(shù)值，加壓系統(tǒng)的噪聲控制卻只限于對(duì)艙內(nèi)出氣口消聲器的改進(jìn)，大量在用氧艙的加壓噪聲達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

在高壓氧治療過(guò)程中，氧艙內(nèi)不斷的加壓、減壓和使用各種電動(dòng)、氣動(dòng)設(shè)備，產(chǎn)生了很大的噪聲。由于氧艙內(nèi)的噪聲源數(shù)量多、功率大，噪聲控制比較困難，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氧艙內(nèi)噪聲指標(biāo)的要求比較寬松，規(guī)定“艙內(nèi)供氣時(shí)的噪聲應(yīng)不大于65dB(A)”,“艙內(nèi)僅空調(diào)工作時(shí)的噪聲應(yīng)不大于60dB(A)”。即使這樣，許多在用氧艙的噪聲值還是不能達(dá)標(biāo)，有的氧艙僅艙內(nèi)供氣時(shí)的噪聲就超出了80dB(A)。

醫(yī)院是患者尋求治療和休養(yǎng)的地方，醫(yī)院病房屬于噪聲敏感建筑物的A類房間，夜間噪聲不得超過(guò)30 dB(A)，白天噪聲不得超過(guò)40dB(A)。對(duì)照此限值可知，氧艙內(nèi)的噪聲達(dá)到65dB(A)是過(guò)于嘈雜的，如果超過(guò)80dB(A),治療環(huán)境會(huì)非常惡劣。過(guò)高的噪聲會(huì)導(dǎo)致患者情緒煩躁，給治療帶來(lái)不利影響；過(guò)高的噪聲還會(huì)影響艙外的醫(yī)技人員與艙內(nèi)患者的對(duì)話交流；影響醫(yī)技人員對(duì)艙內(nèi)患者狀況的觀察與治療指導(dǎo)；影響艙內(nèi)播放音樂(lè)和電視節(jié)目的效果。因此積極尋找降低噪聲的方法十分必要。

我們通過(guò)分析加壓閥產(chǎn)生的噪聲對(duì)氧艙的影響，對(duì)加壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，取得了顯著的降噪效果。

2 加壓過(guò)程中加壓閥產(chǎn)生的噪聲

我們?cè)诓倥撨^(guò)程中發(fā)現(xiàn)，加壓系統(tǒng)中的噪聲除了與氧艙內(nèi)出氣口的消聲器有關(guān)之外，還與加壓閥有關(guān)。加壓閥用來(lái)調(diào)節(jié)加壓系統(tǒng)的加壓速率，國(guó)標(biāo)規(guī)定“多人艙的治療艙和手術(shù)搶救艙的升降壓速率在0.004～0.02MPa/min范圍內(nèi)可調(diào)，過(guò)渡艙升降壓速率在0.008～0.08MPa/min范圍內(nèi)可調(diào)”,最大速率達(dá)到最小速率的10倍，因此要求加壓閥具有很大的動(dòng)態(tài)范圍。實(shí)際工作中，高速率僅用于特殊情況下的快速加壓，很少使用，而接近下限的低速率則是用于普通治療的常規(guī)加壓，幾乎全部高壓氧治療都是使用這種低速率完成的。使用接近下限的低速率，加壓閥的開(kāi)度小于10%，通常只有0.2%～3%。這時(shí)閥芯與閥座之間僅打開(kāi)了很小的縫隙。大量加壓氣流通過(guò)這個(gè)縫隙時(shí)，造成閥芯和閥座劇烈振動(dòng)，該振動(dòng)通過(guò)管路傳遞給艙體，引起艙體振動(dòng)噪聲；大量加壓氣流通過(guò)這個(gè)縫隙后形成強(qiáng)烈的渦流，該渦流既引起管路振動(dòng)噪聲又增強(qiáng)了流動(dòng)氣體的噪聲，使艙內(nèi)出氣口的噪聲增大。

3 加壓系統(tǒng)的降噪措施

針對(duì)加壓閥產(chǎn)生噪聲的原因，對(duì)加壓系統(tǒng)進(jìn)行下述改造，取得了顯著的降噪效果。

3.1 在加壓閥后加裝過(guò)濾器

通常過(guò)濾器安裝在加壓閥之前的管路上，加壓閥后不再安裝過(guò)濾器（如圖1）。過(guò)濾器在凈化氣流的同時(shí)，還具有消聲作用和減弱渦流的作用，在加壓閥后增加過(guò)濾器（如圖2），可以有效地阻擋加壓閥上產(chǎn)生的氣流噪聲，并將閥芯縫隙產(chǎn)生的渦流整理成層流，使后邊管路中的氣流擾動(dòng)減弱，噪聲減小。

圖1 改造前的空氣加壓系統(tǒng)

圖2 改造后的空氣加壓系統(tǒng)

過(guò)濾器是阻抗元件，可以增大管路系統(tǒng)的壓降，從而降低加壓閥上的壓降，這樣，在常規(guī)治療過(guò)程中加壓閥的開(kāi)度增大，由原來(lái)的0.2%～3%增加到10%～60%，加壓閥產(chǎn)生的的噪聲相應(yīng)也被減小。

過(guò)濾器裝在加壓閥后也有利于氣流凈化。國(guó)標(biāo)要求過(guò)濾器后的管路要采用不銹鋼材質(zhì)，原因是不銹鋼管路不產(chǎn)生銹塵，過(guò)濾器前的銹塵被過(guò)濾后，可以保證進(jìn)入艙內(nèi)的氣體是潔凈的。如果過(guò)濾器只裝在加壓閥前，由于許多加壓閥不是不銹鋼材質(zhì)，還會(huì)產(chǎn)生銹塵。

3.2 在加壓閥后的過(guò)濾器上并聯(lián)截止閥

加壓閥后安裝過(guò)濾器，減小了加壓閥的壓降，也減小了加壓閥的動(dòng)態(tài)范圍，使加壓速率達(dá)不到原設(shè)計(jì)的0.02MPa/min,不能滿足特殊情況下快速加壓的要求。因此在加壓閥后的過(guò)濾器上并聯(lián)一只截止閥，當(dāng)需要快速加壓時(shí)打開(kāi)該閥，加壓系統(tǒng)恢復(fù)到原設(shè)計(jì)狀態(tài)。由于這種特殊情況非常少見(jiàn)，這時(shí)的噪聲指標(biāo)不作為主要考慮因素。

3.3 加壓管路采用不銹鋼管路

不銹鋼管路產(chǎn)生和傳導(dǎo)噪聲的能力低于碳鋼管路，對(duì)于采用碳鋼管路的氧艙，改用不銹鋼管路既有利于凈化氣流，也有利于降低噪聲。

3.4 加壓管路與艙體之間加裝隔振接頭

管路系統(tǒng)裝有減壓閥、調(diào)節(jié)閥，并通過(guò)儲(chǔ)氣罐與壓縮機(jī)連接，這些設(shè)備、元件和管路產(chǎn)生的振動(dòng)，會(huì)通過(guò)剛性管路傳導(dǎo)給氧艙。例如在關(guān)閉氣源僅操作電動(dòng)加壓閥時(shí)的機(jī)械振動(dòng)，可以使艙內(nèi)噪聲由39 dB(A)增加到63 dB(A)。在管路和艙體之間安裝隔振接頭，可以減弱這類振動(dòng)引起的噪聲。

4 艙內(nèi)噪聲測(cè)量

⑴ 被測(cè)氧艙的相關(guān)數(shù)據(jù) ① 形式：二艙四門(mén)；② 長(zhǎng)度：8.4m；③ 內(nèi)徑：2800mm；④ 容積：47.3m3。

⑵ 測(cè)量?jī)x表 ① 噪聲計(jì)：TES-1350A；② 鋼卷尺；③ 溫度表；④ 壓力表。

⑶ 測(cè)量方法 儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣壓力1.0MPa，減壓閥調(diào)整壓力0.5MPa。

噪聲計(jì)置于治療艙內(nèi)距離地面1m,且距離出氣口1m處。關(guān)閉艙門(mén)及遞物筒門(mén)，調(diào)整加壓閥，使艙內(nèi)升壓速率為0.01MPa/min，在艙壓由0.02MPa升至0.03MPa的過(guò)程中，從觀察窗觀察噪聲計(jì)的讀數(shù)。

5 結(jié)論

按照上述方法對(duì)改造前后的加壓系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 氧艙加壓系統(tǒng)改造前后測(cè)量結(jié)果

表中數(shù)據(jù)表明，加壓閥后安裝過(guò)濾器，使氧艙內(nèi)噪聲下降了16.8dB(A)，降噪效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，改善了治療環(huán)境。當(dāng)遇到特殊情況需要快速加壓時(shí)，打開(kāi)與過(guò)濾器并聯(lián)的截止閥，可以恢復(fù)加壓系統(tǒng)原有的加壓速率。

[1] GB/T12130-2005,醫(yī)用空氣加壓氧艙[S].

[2] GB22337-2008,社會(huì)生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 孟慶剛,等.高壓氧艙內(nèi)噪音指標(biāo)淺談[J].上海生物醫(yī)學(xué)工程雜志, 1999, 20(1):62.

[4] 且大文.醫(yī)用高壓氧工程與技術(shù)[M].成都:成都科技大學(xué)出版社,1992.

[5] 劉影.高壓氧艙改造[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2008,23(10):83-84.

[6] 洪宗輝,等.環(huán)境噪聲控制工程[M].北京:高等教育出版社,2002.

Control of Noise for the Pressurization System in Medical Hyperbaric Oxygen Chamber

WU Jian-jun,ZHANG Jian
(Medical Engineering Department,General Hospital of Jinan Military Region, Jinan Shandong 250031,China)

Noise of medical hyperbaric oxygen chamber in our hospital is greater than the national standard.In view of the cause of noise,we reconstructed the compression system by adding a filter between compression valve and the chamber,thus the noise was remarkably decreased.

medical hyperbaric oxygen chamber;compression system;noise;filter.

R459.6；TH49

B

1674-1633(2010)01-0091-02

2009-05-17

作者郵箱：w_j_j@126.com