一种新型全防护自动控制氧气充填装置

摘要：文章对传统氧气充填设备的缺陷和不足进行分析，并提出新型装置的设计与实现路径，包括设计目标、思路与主体框架等方面，最后对该装置的实现方法加以阐述，通过设置安全指标数值、做好各项保护措施、完善应急处理措施等方式，使装置的技术、经济与社会价值得以充分发挥，取得理想的应用效果。

关键词：全防护；自动控制；氧气充填

在经济的迅猛发展之下，国家对安全工作给予高度重视，氧气充填泵应运而生，并在冶金、医疗、石化与航空航天等领域得到广泛应用，对确保应急救援意义重大。随着科技的飞速发展，传统安全装置的功能逐渐落后于现实需求，应将“互联网 +”与云技术引入其中，设计一种新型自动控制装置，具有全面高效防护的特点，在人工智能的支持下发挥双重安全保障优势，促进经济与社会效益的全面提升。

01传统氧气充填设备缺陷

以医疗行业为例，在氧气设备实际应用中，将医用氧气从气源瓶抽到目标瓶中，使压力增加到20~30MPa，实现氧气充填的目标。在以往氧气充填装置应用中主要存在以下缺陷和不足，即设计不够人性化和安全系数低，在设备应用中柱塞与气缸之间反复运动产生大量热量，热量值不断提升， 导致柱塞与缸体内部气密性受到影响，密封环的寿命缩减， 氧气在在高温状态下存在较大安全威胁。当前，主要通过水循环冷却的方式进行降温，循环装置受多种因素影响容易中断，需要人工实时观察气缸温度与冷却系统运行情况，操作不便，一旦人工监测有疏漏就会对设备造成损害，甚至威胁操作人员安全。

02新型氧气充填设备的设计方法

2.1 设计目标

针对上述产品的优化设计从两方面入手，一方面坚持人性化操作原则，另一方面提高安全系数。具体设计目标为：一是改变以往人工观察冷却系统运行的操作，使装置的状态信息以数字化形式显示，并实现自动控制；二是改变以往拆卸气瓶时，因错误操作导致高压排气阀爆炸引发安全事故， 使人员能够在释放压力之前对压力状态进行观察，并对泄压装置加强防护，实现压力可视化、高压 警与防护隔离的目标。

2.2 设计思路

2.3 主体设计

03新型氧气充填设备的应用与实现

3.1 安全指标数值设置

3.2 保护措施

（2） 实时保护。传感器可对铅封密封度进行实时检测，当铅封受到破坏后，便会触发装置将信号传递给MCU， 并发出警 ，如若警 长期未得到有效处理，传感器将会监测超压泄压动作，当出现泄压动作时便可触发信号，将信号发送给MCU 进行处理，并同时响起警 ，待触控信号达到最大值后，MCU 会自动进行应急处理。

3.3 应急处理

3.4 应用效果

3.4.1 科技价值

该项设计具有较强的创新性，将其应用后可取得以下技术效益：对安全阀铅封完整性进行自动检验；对安全阀运行状态进行自动监测；当自动监测失效时及时响起警 ，并在无人处理下自动应急处理；安全指标可自定义输入，促进装置灵活、广泛应用；利用“互联网 +”技术，对云端技术进行创新，使设备压力更加安全、人性化；利用自动化技术替代人工作业，不但可节约更多人力投入，还更具精准高效性；通过应急处置方法的应用，以最为简单快捷的方式对安全阀状态进行二次防护，可从本质上减少受超压影响引发的安全事故。

3.4.2 经济与社会价值

在工业飞速发展下，各行业对特种设备的要求较高，此类设备具有一定的危险性，尤其是压力设备、锅炉、管道等，如若发生安全事故，则会带来不可挽回的损失，影响社会和谐稳定。

04结 语

基金项目：煤科集团沈阳研究院有限公司创新引导项目 ( 项目编号：SY-19-011); 煤科集团沈阳研究院有限公司创新引导项目（项目编号：SYYD-20YJ-002)。

参考文献

[1] 冯坚志，张丽莉. 氧气充填胶管与阀门燃烧事故分析[J]. 深冷技术，2019（5）：47.

[2] 王荣升，郭旭华. 强化瓶检以防氧充填发生爆炸[J].冶金动力，2020（3）：12-14.