专利名称：呼吸用供气系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及呼吸空气供应系统，更具体而言涉及包括三级供气结构以提高供气可 靠性的呼吸空气供应系统。
背景技术：
在工业场所，存在许多需要在封闭空间内工作的情形。由于没有足够的新鲜空气 从外界供应至封闭工作区，因此基本上需要向工人额外供应呼吸空气。尤其在石化相关领域中，由工人从反应器中收集处理期间使用的废催化剂。然而， 反应器中不仅残留有灰尘且还残留有对人体有害的化学品，从而为了改善工作环境和工人 健康状况，有必要供应新鲜的呼吸空气。通常，将处理期间使用的工业空气临时供应至工作区，或者工人戴着额外的紧急
供气面罩。然而，处理期间所用工业空气的供应受限于其它处理中对工业空气的需求。尤其， 在突然停止供应工业空气的情况下，工人将受到严重影响。此外，在未使用额外净化器的情 况下将工业空气供应至工作区时，工业空气在供应期间可能包含有杂质，从而存在供应不 适宜呼吸的空气的隐患。还有，在经由面罩供应空气的情况下，可能会不适宜地降低工的工作效率。
发明内容
因此，本发明紧记相关技术中遇到的问题，并且本发明欲提供一种呼吸空气供应 系统，该系统可以可靠地供应新鲜的呼吸空气以改善工作环境和工人健康状况。本发明的一方面提供一种用于将呼吸空气供应至工作区的系统，包括主供气单 元，其对从大气供应的进行压缩、干燥和过滤，以便将呼吸空气供应至工作区；车间供气单 元，其将在处理车间中使用的工业空气供应至工作区；以及紧急供气单元，其在紧急情况下 将呼吸空气供应至工作区，其中，当由主供气单元供应的空气不足时，运行车间供气单元， 并且当由主供气单元和车间供气单元供应的空气不足时，或者当由车间供气单元传送的工 业空气的含氧量不符合呼吸空气的要求时，运行紧急供气单元。在该方面中，主供气单元可以包括压缩机，其对来自大气的空气进行压缩，以便 供应压缩空气；接收容器，其设置有接收压缩空气的空间，并且包括测量接收容器中的空气 压力的压力计；空气干燥器，其去除从接收容器排出的压缩空气的水分；以及过滤部分，其 去除经过空气干燥器的压缩空气的杂质。在该方面中，压力计可以包括警告声生成器，当所测的接收容器的内部压力等于或小于设定值时，警告声生成器产生警告声。在该方面中，主供气单元还可以包括露点计，其用于测量经过空气干燥器的压缩 空气的含水量。在该方面中，当由露点测得的压缩空气的含水量等于或小于预设值时，可以停止 空气干燥器的运行，并且可以将呼吸空气从紧急供气单元供应至工作区。在该方面中，过滤部分可以包括第一过滤器，其去除颗粒尺寸为Iym或更大的 杂质；第二过滤器，其去除颗粒尺寸为0. 1 μ m或更大的杂质；以及第三过滤器，其去除颗粒 尺寸为0. 01 μ m或更大的杂质。在该方面中，在接收容器与空气干燥器之间可以安装有预过滤器，其用于大体去 除颗粒尺寸为5 μ m或更大的杂质。在该方面中，主供气单元还可以包括一氧化碳计，其用于测量经过过滤部分的压
缩空气的一氧化碳含量。在该方面中，当由一氧化碳计测得的压缩空气的一氧化碳含量等于或大于预定值 时，可以停止主供气单元和车间供气单元中之一或二者的运行，并且可以将呼吸空气从紧 急供气单元供应至工作区。在该方面中，可以在压缩机与接收容器之间安装后冷却器，后冷却器用于大体去 除压缩空气的水分，以便压缩空气与空气干燥器的入口空气温度条件匹配。在该方面中，向处理车间供应工业空气的车间供气单元，传送工业空气，以便将工 业空气传送至接收容器。在该方面中，车间供气单元可以包括备用控制阀，其控制从车间供气单元传送的 工业空气的供应；氧分析器，其测量所传送的工业空气的含氧量；以及辅助备用控制阀，其 根据由氧分析器测得的含氧量来控制所传送的工业空气的供应。在该方面中，当由压力计测得的接收容器的压力等于或小于设定值时，备用控制 阀可以控制来自车间供气单元的工业空气的传送。在该方面中，紧急供气单元可以包括空气气缸部，其存储呼吸空气；以及紧急控 制阀，其控制存储在空气气缸部中的呼吸空气向工作区的供应。在该方面中，空气气缸部可以包括多个空气气缸部，并且各个空气气缸部可以包 括多个空气气缸。在该方面中，紧急供气单元还可以包括控制阀，其用于控制空气气缸部的开启或 关闭；以及压力控制阀，其控制从空气气缸部供应的呼吸空气的压力。
参考附图，通过下面的详细描述将更清楚地理解本发明的特征和优点，其中图1是示出根据本发明实施例的呼吸空气供应系统的运行的示意性视图；图2是示出根据本发明实施例的呼吸空气供应系统的示意性视图；以及图3是示出根据本发明实施例的紧急供气单元的视图。
具体实施例方式下面，将参考附图详细地描述本发明实施例。所有附图中，相同的附图标记用于表示相同或类似部件。此外，对于已知技术的描述，即使与本发明有关，也认为没必要并且可 以省略，以免使发明特征不清晰。图1是示出根据本发明实施例的呼吸空气供应系统的运行的示意性视图。如图1中所示，根据本发明实施例的呼吸空气供应系统100采用包括主供气单元 200、车间供气单元300和紧急供气单元400在内的三级供气结构，并且所述呼吸空气供应 系统100有机地控制各个供气单元200、300和400的运行，从而增加空气供应的可靠性。具体而言，呼吸空气供应系统100以下述方式运行，呼吸空气借助于主供气单元 200第一级供应至工作场所，当利用主供气单元200的空气供应效率低时，空气供应借助于 车间供气单元300第二级至工作场所，并且当由车间供气单元300供应的空气不能满足呼 吸空气标准时或当由主供气单元200和/或车间供气单元300供应至工作场所的空气供应 效率低时，借助于紧急供气单元400第三级供应空气。图2示意性示出了根据本发明实施例的呼吸空气供应系统，图3示出了根据本发 明实施例的紧急供气单元400。参考这些附图，呼吸空气供应系统100包括主供气单元200、 车间供气单元300和紧急供气单元400。主供气单元200起到对从大气中供应的空气进行压缩、烘干或过滤的作用，以使 呼吸空气第一级供应至工作区，并且主供气单元200包括压缩机210、接收容器220、空气干 燥器230和过滤部分对0。压缩机210用于对从大气中供应的空气进行压缩，以便供应压缩空气，并且可以 使用无油螺旋式压缩机，以便呼吸空气中不包含油。如此，压缩机210的实例为通过活塞在气缸内的往复运动来压缩空气的活塞 式压缩机、借助于两个凹凸螺杆形转子来压缩空气的螺旋式压缩机和通过高速(30000 40000转/分)旋转涡轮来压缩空气的涡轮压缩机，并且压缩机210以预定压力(例如，6 7kgf/cm2)供应压缩空气。接收容器220设置有用于接收由压缩机压缩过的空气的存储空间，并且可以由不 锈钢制成以承受压缩空气的压力。此外，接收容器220的一侧安装有压力计225，以测量容器中接收的压缩空气的压 力。压力计225可以包括警告声生成器(未示出)，以便在所测压力等于或小于设定值(例 如，6.0kgf/cm2)时产生警告声，同时显示接收容器的内部压力。压力计225与备用控制阀 320连接，以便在所测压力等于或小于设定值时控制车间供气单元300的运行。此外，在压缩机210与接收容器220之间设置有后冷却器215，该冷却器用于首先 冷却由压缩机排出的热压缩空气，以去除水分，从而在供应至空气干燥器之前与空气干燥 器的入口空气温度条件(大约35°C)匹配。空气干燥器230用于去除包含在压缩空气中的水分以满足呼吸空气标准，并且经 由挠性软管与接收容器220连接。包含大量水分的压缩空气不适于用作呼吸空气，并且还 会因外界温差而冷凝，从而可能加剧其他装置或设备生锈，进而不适宜地引发问题。因此， 应当利用空气干燥器230去除压缩空气中的水分。空气干燥器230可以为利用诸如硅胶、氧化铝凝胶或合成沸石等吸附剂来吸附 压缩空气中的水分的吸附式、利用诸如氯化锂水溶液或甲苯基乙二醇(tolylethylene glycol)等液体吸附剂来吸附水分的吸附式或者强制冷却空气以冷凝水汽的冷却式。
为了检查经过空气干燥器230的压缩空气的含水量是否适于呼吸空气，可以安装 测量压缩空气的含水量的露点计235。如果由露点计235测得的压缩空气的含水量等于或 大于设定值，则停止空气干燥器230的运行，并且控制空气供应使得呼吸空气从紧急供气 单元400供应到工作区。过滤部分240用于去除压缩空气中的诸如灰尘等杂质，以满足呼吸空气标准，并 且还防止其它装置或设备因杂质而故障，并且过滤部分240经由挠性软管与空气干燥器 230连接。过滤部分240将压缩空气的杂质含量控制在小于lmg/m3，优选小于0. 01mg/m3,以 满足呼吸空气标准。为此目的，可以采用多过滤器构造。例如，图2示出了具有三个过滤器构造的过滤部分M0，并且该过滤部分包括第 一过滤器对1，其去除90%以上的颗粒尺寸为1 μ m或更大的杂质；第二过滤器M3，其去除 90%以上的颗粒尺寸为0. 1 μ m或更大的杂质；第三过滤器对5，其去除90%以上的颗粒尺 寸为0.01 μ m或更大的杂质。如图2所示，为了在空气供应至空气干燥器230之前去除大颗粒尺寸(例如，5 μ m 或更大)的杂质，可以在接收容器220与空气干燥器230之间安装预过滤器216。此外，为了检查经过过滤部分MO的压缩空气中的一氧化碳含量是否适于呼吸空 气，可以安装一氧化碳计250。如果由一氧化碳计250测得的压缩空气中的一氧化碳含量等 于或大于设定值(5ppm)，则停止主供气单元200和车间供气单元300中之一的运行或者停 止二者的运行，并且控制呼吸空气使其从紧急供气单元400供应至工作区。当由供气单元200供应的空气压力等于或小于标准压力时，使用向处理车间供应 工业空气的车间供气单元300，来将工业空气传送至呼吸空气供应系统100，以便将呼吸空 气第二级供应至工作区。在由车间供气单元300传送的工业空气适于用作呼吸空气的情况 下，借助于备用控制阀320将该空气供应至接收容器220。当所测接收容器220的压力小于设定值(例如，6kgf/cm2)时，开启与测量接收容 器220的压力的压力计225连接的备用控制阀320，以便使容器接收来自车间供气单元300 的工业空气。另一方面，由车间供气单元300传送的工业空气中含氧量不足，从而不适于用作 呼吸空气。因此，可以根据利用氧(O2)分析器340测得的工业空气的含氧量的结果来控制 工业空气的供应。如此，氧分析器340可以安装在备用控制阀320与接收容器220之间。如 果工业空气不适于用作呼吸空气，则借助于辅助备用控制阀330来阻断呼吸空气的供应。氧分析器340用于分析工业空气的含氧量，以便控制辅助备用控制阀330的打开 或关闭。在含氧量小于21%的情况下，控制辅助备用控制阀330关闭。为了使周围温度和 干扰气体的影响最小，该氧分析器340可以是电化电池型氧分析器，其包括电化电池型氧 传感器和发送电路，所述发送电路根据氧传感器的电信号输出与浓度成比例的标准电流信 号。在主供气单元200和车间供气单元300供应的空气不足而工人紧急离开工作区 期间，紧急供气单元400用于进行第三级呼吸空气供应。具体而言，当借助于主供气单元 200和车间供气单元300传送至工作区的空气的压力等于或小于设定值(例如，4. 5kgf/ cm2)时，或者当由车间供气单元300供应的工业空气的含氧量等于或小于设定值(氧浓度21% )时，控制紧急供气单元400以使呼吸空气供应至工作区。如此，可以自动地控制紧急供气单元400来处理紧急情况。在以上述方式形成紧 急供气单元400的运行条件的情况下，可以安装紧急控制阀440来自动开启。紧急供气单元400包括用于接收预定量呼吸空气的空气气缸部410a和410b。如 此，空气气缸部410a和410b可以包括多个空气气缸部410a和410b，并且各个空气气缸部 410a和410b包括多个空气气缸41 和4Mb。当按该方式设置多个空气气缸部410a和 410b和/或多个空气气缸41 和41 时，在部分气缸故障的情况下紧急空气可以可靠地 供应至工作区。为了便于描述，图3示出了两个气缸410a和410b，但本发明不限于此。此外，紧急供气单元400可以包括控制阀420a和420b，以便分别控制空气气缸部 410a和410b的开启或关闭。此外，由于高压呼吸空气存储在空气气缸部410a和410b中， 因此为了以预定压力向工作区供应呼吸空气，还可以设置用于控制从空气气缸部410a和 410b排出的呼吸空气的压力的压力控制阀430a和430b。尽管附图中未示出，还可以自动/手动控制紧急供气单元400的各个阀来处理紧 急情况。此外，可以安装警告声生成器以便在发生故障时产生警告声。如上文所述，本发明提供一种呼吸空气供应系统。根据本发明，采用三级供气结构 来将空气供应至工作区，并且有机地控制各个供气单元的运行，由此增加空气供应的可靠 性。根据本发明，还提供一种用于检查供应空气是否适于用作呼吸空气的装置。如果 空气不适于用作呼吸空气，则开启紧急供气单元，从而即使在紧急情况下也能向工人供应 新鲜空气。尽管，出于说明的目的公开了与呼吸空气供应系统有关的本发明实施例，但本领 域的技术人员应该理解，可以在不脱离所附权利要求所公开的发明范围和主旨的情况下， 进行各种不同的变型、添加和替换。因此，应该理解所述变形、添加和替换落在本发明的范 围内。
权利要求
1.一种向工作区供应空气的呼吸用供气系统，包括主供气单元，其对从大气供应的空气进行压缩、干燥和过滤，以便将呼吸空气供应至工 作区；车间供气单元，其将在处理车间中使用的工业空气供应至工作区；以及 紧急供气单元，其在紧急情况下将呼吸空气供应至工作区， 其中，当由所述主供气单元供应的空气不足时，运行所述车间供气单元，并且 当由所述主供气单元和所述车间供气单元供应的空气不足时，或者当由所述车间供气 单元传送的工业空气的含氧量不符合呼吸空气的要求时，运行所述紧急供气单元。
2.根据权利要求1的系统，其中所述主供气单元，包括 压缩机，其对来自大气的空气进行压缩，以便供应压缩空气；接收容器，其设置有接收压缩空气的空间，并且包括测量所述接收容器中的空气压力 的压力计；空气干燥器，其去除从所述接收容器排出的压缩空气的水分；以及 过滤部分，其去除经过所述空气干燥器的压缩空气的杂质。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述压力计包括警告声生成器，当所测的接收容器的内部压力等于或小于设定值时， 所述警告声生成器产生警告声。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述主供气单元还包括露点计，其用于测量经过所述空气干燥器的压缩空气的含水量。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，当由所述露点测得的压缩空气的含水量等于或小于设定值时，停止所述空气干燥器的 运行，并且将呼吸空气从所述紧急供气单元供应至工作区。
6.根据权利要求2的系统，其中所述过滤部分，包括 第一过滤器，其去除颗粒尺寸为Iym或更大的杂质；第二过滤器，其去除颗粒尺寸为0. 1 μ m或更大的杂质；以及 第三过滤器，其去除颗粒尺寸为0. 01 μ m或更大的杂质。
7.根据权利要求2所述的系统，其中，在接收容器与空气干燥器之间安装有预过滤器，其用于大体去除颗粒尺寸为5 μ m或 更大的杂质。
8.根据权利要求2所述的系统，其中，所述主供气单元还包括一氧化碳计，其用于测量经过过滤部分的压缩空气的一氧化碳含量。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，当由所述一氧化碳计测得的压缩空气的一氧化碳含量等于或大于设定值时，则停止所 述主供气单元和所述车间供气单元中之一或二者的运行，并且将呼吸空气从所述紧急供气 单元供应至工作区。
10.根据权利要求2所述的系统，其中，在所述压缩机与所述接收容器之间安装后冷却器，所述后冷却器用于大体去除压缩空气的水分，以便压缩空气与所述空气干燥器的入口空气温度条件匹配。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，向处理车间供应工业空气的所述车间供气单元传送工业空气，以便将所述工业空气传 送至所述接收容器。
12.根据权利要求11的系统，其中所述车间供气单元，包括 备用控制阀，其控制从所述车间供气单元传送的工业空气的供应； 氧分析器，其测量所传送的工业空气的含氧量；以及辅助备用控制阀，其根据由氧分析器测得的含氧量来控制所传送的工业空气的供应。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，当由压力计测得的所述接收容器的压力等于或小于设定值时，所述备用控制阀控制来 自所述车间供气单元的工业空气的传送。
14.根据权利要求1的系统，其中所述紧急供气单元包括 空气气缸部，其存储呼吸空气；以及紧急控制阀，其控制存储在所述空气气缸部中的呼吸空气向工作区的供应。
15.根据权利要求14的系统，其中，所述空气气缸部包括多个空气气缸部，并且所述各个空气气缸部包括多个空气气缸。
16.根据权利要求14的系统，其中所述紧急供气单元还包括 控制阀，其用于控制所述空气气缸部的开启或关闭；以及压力控制阀，其控制从所述空气气缸部供应的呼吸空气的压力。
全文摘要
本发明公开了一种用于将呼吸空气供应至工作区的系统，该系统采用三级供气结构，所述结构包括主供气单元，其对从大气供应的空气进行压缩、干燥和过滤，以便将呼吸空气供应至工作区；工厂供气单元，其将在处理工厂中使用的工业空气供应至工作区；以及紧急供气单元，其在紧急情况下将呼吸空气供应至工作区，其中有机地控制各个供气单元的运行，以便增加空气供应的可靠性。
文档编号A62B7/10GK102131548SQ200980133578
公开日2011年7月20日 申请日期2009年7月27日 优先权日2008年7月29日
发明者金弘畯, 金范洙 申请人:Sk新技术株式会社, Sk能源株式会社