一种二氧化碳净化装置和二氧化碳吸收剂药包的制作方法

本发明涉及密闭空间空气净化技术领域，特别涉及一种用于对潜艇、救生舱及地下坑道等密闭空间内的二氧化碳净化装置和二氧化碳吸收剂药包。

背景技术：

在密闭的地下坑道、矿用救生舱、载人航天器及深海潜艇等有人应急生存或作业的有限空间内，为了保证人员的生命安全，需要将密闭空间内的五大环境参数(总气压、氧分压、二氧化碳分压(co2)、温度及湿度)以及一些微量有害气体控制在人体舒适的范围之内。据研究，密闭生存空间内产生的主要的污染物是co2、水蒸气、恶臭气以及热污染。其中人平均一天产出的co2总量约为490l(标准状态，约0.34l/min或20.4l/h)，即时清除密闭空间内人员产生的co2，使密闭空间内co2的浓度尽可能维持在较低的水平，是确保人体健康与生命安全的关键。

现有的二氧化碳净化装置不能根据环境二氧化碳浓度的变化来自动调节运行，存在自动化程度差，工作噪音大等缺陷。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种可自动清除密闭空间内人体代谢产生的二氧化碳，将二氧化碳浓度控制在1％以下的人体可接受的范围内的二氧化碳净化装置和二氧化碳吸收剂药包。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种二氧化碳净化装置，该装置包括二氧化碳浓度检测单元、自动控制单元、离心风机和净化室；所述二氧化碳浓度检测单元与所述自动控制单元连接，用于实时检测密闭空间内二氧化碳的浓度值，并将所述二氧化碳的浓度值传送给所述自动控制单元；所述自动控制单元与所述离心风机连接，用于当所述二氧化碳的浓度值高于设定的下限值时，所述自动控制单元启动所述离心风机，并调整所述离心风机的转速，当所述二氧化碳的浓度值低于设定的下限值时，所述自动控制单元关闭所述离心风机；所述离心风机的出风口与所述净化室的进风口连接，所述净化室内预装二氧化碳吸收剂药包。

进一步的，所述的一种二氧化碳净化装置，所述二氧化碳浓度检测单元采用二氧化碳变送器，其包括具有双光束双波长测量功能的红外二氧化碳传感器和数据输出接口。

进一步的，所述的一种二氧化碳净化装置，所述自动控制单元包括plc触摸屏一体机和变频器，所述二氧化碳浓度检测单元与所述plc触摸屏一体机连接，所述plc触摸屏一体机与所述变频器连接，所述变频器与所述离心风机连接。

进一步的，所述的一种二氧化碳净化装置，该装置还包括箱体，所述自动控制单元、所述离心风机和所述净化室设置于所述箱体内部，所述二氧化碳浓度检测单元设置于所述箱体外部。

进一步的，所述的一种二氧化碳净化装置，该装置还包括远程控制单元，其包括远程控制接口，所述远程控制接口与所述自动控制单元连接。

一种二氧化碳吸收剂药包，该二氧化碳吸收剂药包包括若干层不锈钢网状吸附床重叠在一起，每两层所述不锈钢网状吸附床之间装填氢氧化锂药粒。

进一步的，所述的二氧化碳吸收剂药包，所述不锈钢网状吸附床的层数为8至10层。

进一步的，所述的二氧化碳吸收剂药包，所述氢氧化锂药粒的制备方法为，按比例将单水氢氧化锂与粘结剂九水硅酸钠混合均匀，再在旋转压片机上采用中孔压药模具压制成型后，烘干去除水份即可。

进一步的，所述的二氧化碳吸收剂药包，所述单水氢氧化锂与所述粘结剂九水硅酸钠的混合比例为99：1。

进一步的，所述的二氧化碳吸收剂药包，所述氢氧化锂药粒的外径为5mm～6mm，高度为4mm～6mm，中间孔径为1mm～2mm。

本发明的优点与效果是：

1.本发明提供的二氧化碳净化装置具有二氧化碳浓度检测单元和自动控制单元，可自动根据密闭空间内二氧化碳浓度调整离心风机的转速，调整密闭空间内的二氧化碳浓度达到预设值。

2.本发明提供的二氧化碳净化装置自动化程度高，性能更加优良，使用更加方便、节能。

3.本发明提供的二氧化碳吸收剂药包采用中间带通孔的氢氧化锂药粒，使氢氧化锂药粒的比表面积显著增大，从而可加快对二氧化碳的吸收速率。并且采用若干层不锈钢网状吸附床将氢氧化锂药粒均匀分散开来，极大地降低了大量氢氧化锂药粒对风机出口气流的阻力，从而加快了密闭空间内气流的循环，进一步增强了对二氧化碳的吸收速率。

附图说明

图1示出本发明提供的二氧化碳净化装置的结构示意图；

图2示出本发明提供的二氧化碳吸收剂药包的结构示意图。

附图标记说明：1-箱体、2-净化室、3-离心风机、4-变频器、5-电源开关、6-二氧化碳变送器、7-plc触摸屏一体机、8-远程控制接口、9-不锈钢网状吸附床、10-氢氧化锂药粒。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1示出本发明提供的二氧化碳净化装置的结构示意图。该二氧化碳净化装置包括二氧化碳浓度检测单元、自动控制单元、离心风机3和净化室2。二氧化碳浓度检测单元与自动控制单元连接，用于实时检测密闭空间内二氧化碳的浓度值，并将二氧化碳的浓度值传送给自动控制单元。自动控制单元与离心风机3连接，用于当二氧化碳的浓度值高于设定的下限值时，自动控制单元启动离心风机3，并调整离心风机3的转速，当二氧化碳的浓度值低于设定的下限值时，自动控制单元关闭所述离心风机3。离心风机3的出风口与净化室2的进风口连接，净化室2内预装二氧化碳吸收剂药包。离心风机3采用内转子异步电机，具有体积小、重量轻的优点，并带有热保护自动停机功能。

二氧化碳浓度检测单元采用二氧化碳变送器6，其包括具有双光束双波长测量功能的红外二氧化碳传感器和数据输出接口，红外二氧化有传感器用于检测密闭空间内的二氧化碳的浓度，数据输出接口用于连接自动控制单元，将红外二氧化碳传感器检测的二氧化碳的浓度值传输给自动控制单元，具有测量精度高和稳定性好的优点。

自动控制单元包括plc触摸屏一体机7和变频器4，二氧化碳浓度检测单元(二氧化碳变送器6)与plc触摸屏一体机7连接，plc触摸屏一体机7与变频器4连接，变频器4与离心风机3连接。变频器4采用pwm型控制变频器，可根据plc触摸屏一体机7的指令灵活地调节离心风机3的转速，实现节能和降噪，并提高离心风机的使用寿命。plc触摸屏一体机7采用的是ex2n－70h型工业一体机，该一体机具有高度集成、安装空间小和维护成本低的优点。

该二氧化碳净化装置还包括箱体1，自动控制单元(plc触摸屏一体机7和变频器4)、离心风机3和净化室2设置于箱体1的内部，二氧化碳浓度检测单元(二氧化碳变送器6)设置于箱体1的外部。具体的是，净化室2位于箱体1内的上半部，离心风机3和变频器4位于箱体1内的下半部的底座上，plc触摸屏一体机7位于箱体1的正面，其中触摸屏朝外便于人员操作，二氧化碳变送器6安装于箱体1的侧面。组装好后的该二氧化碳净化装置的外形尺寸约为：380mm(长)×330mm(宽)×550mm(高)，重约25kg。

该二氧化碳净化装置还包括远程控制单元和电源开关，远程控制单元包括远程控制接口8，远程控制接口8与自动控制单元连接。

需要使用该二氧化碳净化装置时，预先将二氧化碳吸收剂药包装填入净化室2内，接通电源开关5开启该二氧化碳净化装置，plc触摸屏一体机7立即发出指令检测密闭空间内二氧化碳的浓度。二氧化碳变送器6实时检测密闭空间的二氧化碳的浓度，并将数值传送至plc触摸屏一体机7。当二氧化碳的浓度值高于设定的下限值(如0.2％)时，plc触摸屏一体机7启动离心风机3，变频器4调整离心风机3的转速，离心风机3将密闭空间内含较高浓度二氧化碳的空气循环流经净化室2内的二氧化碳吸收剂药包，空气中的二氧化碳将被大部分的吸收掉，净化后的空气再返回到密闭空间内供人呼吸。随着二氧化碳的浓度的升高，plc触摸屏一体机增大离心风机的转速至离心风机转速的最大值。当密闭空间内二氧化碳的浓度上升至1.0％以上时，plc触摸屏一体机给出报警信号，提示需要更换净化室2内的二氧化碳吸收剂药包。当二氧化碳的浓度值低于设定的下限值时，plc触摸屏一体机发出指令关闭离心风机3。当再次检测密闭空间内二氧化碳的浓度超过设定的下限值时，plc触摸屏一体机控制离心风机再次自动启动工作，从而实现对密闭空间内二氧化碳的自动净化。该二氧化碳净化装置还设置了手动强制启动和关停及远程控制功能，远程控制接口8配备有usb接口和rj45接口，方便数据的输出，并可通过网线接入网络，实现远程控制。

该二氧化碳净化装置中预装的二氧化碳吸收剂药包包括若干层不锈钢网状吸附床9重叠在一起，每两层不锈钢网状吸附床之间装填氢氧化锂药粒10。具体的是，不锈钢网状吸附床9的层数为8至10层。每两层不锈钢网状吸附床之间装填约0.4kg～0.6kg的氢氧化锂药粒，不锈钢网状吸附床9长约310mm～330mm，宽约230mm～250mm，层高约13mm～15mm。若干层不锈钢网状吸附床9的四周采用0.5mm厚度的不锈钢板通过激光点焊进行封闭，先封闭其中的三个侧面，待氢氧化锂药粒10装填完成后，再封闭剩下的一个侧面。

氢氧化锂药粒的制备方法为，按比例将单水氢氧化锂与粘结剂九水硅酸钠混合均匀，再在旋转压片机上采用中孔压药模具压制成型后，烘干去除水份即可。此方法制备的氢氧化锂药粒具有高吸收效率和低粉尘含量的特点。具体的是，单水氢氧化锂占比99％以上，粘结剂九水硅酸钠占比1％以下。优选的是，单水氢氧化锂与粘结剂九水硅酸钠的质量比例为99：1。氢氧化锂药粒的外径为5mm～6mm，高度为4mm～6mm，中间通孔的孔径为1mm～2mm。药粒中间的通孔使得氢氧化锂药粒的总表面积增大25％左右，从而可加快对二氧化碳的吸收速率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，并非用来限定本发明的实施范围。但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。