人體代謝定量耗氧模擬裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及航天領域的模擬裝置結構，尤其是一種人體代謝定量耗氧模擬裝置。
【背景技術】
[0002]為解決我國有較大規模的、長期有人照料的空間站應用問題，提出環控生保系統的研制需求。環控生保系統(ECLSS)是載人航天器的關鍵系統之一，其功能是在載人航天器密封艙內為航天員創造一個類似于正常地面的空間環境，提供航天員生命活動必須的物質條件和安全保障條件。因此，空間站環控再生生保系統性能試驗平臺的建設成為必然要求。在載人系統正式運行前，環控再生生保系統需要在地面經過無數次的實地檢測和驗證，人體代謝定量模擬系統即為環控再生生保系統的地面驗證性系統之一。根據我國環控生保系統的發展速度，綜合國外空間站配套系統的研制情況，提出了全新的人體代謝模擬系統，系統共包括四個單元，本耗氧裝置即是其中之一的耗氧單元。
【發明內容】
[0003]本實用新型要解決上述現有技術的缺點，提供一種安裝便捷、易操作的人體代謝定量耗氧模擬裝置。
[0004]本實用新型解決其技術問題采用的技術方案:這種人體代謝定量耗氧模擬裝置，主要包括無油空氣壓縮機、空氣干燥機、空氣緩沖罐、制氧機、氣水混合器和控制系統，無油空氣壓縮機、空氣干燥機、空氣緩沖罐及制氧機之間依次通過管路連通，無油空氣壓縮機、空氣干燥機、空氣緩沖罐和制氧機均與氣水混合器通過管路相連通，無油空氣壓縮機的進口和氣水混合器的出口與實驗艙連通，無油空氣壓縮機、空氣干燥機、制氧機及氣水混合器與控制系統之間電路連接，本裝置的所有組件均安裝在一個撬塊上，并且位于箱體內。
[0005]所述制氧機主要由吸附筒體A、吸附筒體B和氧氣工藝罐組成，吸附筒體A和吸附筒體B均與氧氣工藝罐通過管路連通，吸附筒體A與吸附筒體B之間相連通。
[0006]所述吸附筒體A和吸附筒體B與空氣緩沖罐相連通，吸附筒體A、吸附筒體B和氧氣工藝罐與氣水混合器相連通。
[0007]所述控制系統主要包括PLC、觸摸屏、氧氣純度分析儀、流量計、壓力傳感器和溫度傳感器，PLC與觸摸屏、氧氣純度分析儀、流量計、壓力傳感器、溫度傳感器之間通過電路連接，觸摸屏安裝在箱體表面。
[0008]所述氧氣分析儀和流量計與氧氣工藝罐相連接，壓力傳感器位于空氣緩沖罐與吸附筒體A、吸附筒體B之間的管路上，溫度傳感器位于氣水混合器與實驗艙之間的管路上。
[0009]本實用新型有益的效果是:本實用新型采用箱體結構形式，體積相對比較小，占地面積小，整個裝置安裝方便；控制系統采用PLC+觸摸屏的形式控制、非常易于操作；整個過程中的成品氧氣純度可穩定在94-96%，最大限度地模擬實際人體代謝。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型內部結構示意圖；
[0011]圖2是本實用新型外觀結構示意圖。
[0012]附圖標記說明:無油空氣壓縮機1，空氣干燥機2，空氣緩沖罐3，制氧機4，氣水混合器5，吸附筒體A6，吸附筒體B7，氧氣工藝罐8，PLC9，觸摸屏10，溫度傳感器11，試驗艙12，箱體13，流量計14，壓力傳感器15。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0014]如圖所示，這種人體代謝定量耗氧模擬裝置，主要包括無油空氣壓縮機1、空氣干燥機2、空氣緩沖罐3、制氧機4、氣水混合器5和控制系統，無油空氣壓縮機1、空氣干燥機2、空氣緩沖罐3及制氧機4之間依次通過管路連通，無油空氣壓縮機1、空氣干燥機2、空氣緩沖罐3和制氧機4均與氣水混合器5通過管路相連通，無油空氣壓縮機I的進口和氣水混合器5的出口與實驗艙12連通，無油空氣壓縮機1、空氣干燥機2、制氧機4及氣水混合器5與控制系統之間電路連接，本裝置的所有組件均安裝在一個撬塊上，并且位于箱體13內。
[0015]制氧機4主要由吸附筒體A6、吸附筒體B7和氧氣工藝罐8組成，吸附筒體A6和吸附筒體B7均與氧氣工藝罐8通過管路連通，吸附筒體A6與吸附筒體B7之間相連通。吸附筒體A6和吸附筒體B7與空氣緩沖罐3相連通，吸附筒體A6、吸附筒體B7和氧氣工藝罐8與氣水混合器5相連通。
[0016]控制系統主要包括PLC9、觸摸屏10、氧氣純度分析儀、流量計14、壓力傳感器15和溫度傳感器11，PLC9與觸摸屏10、氧氣純度分析儀、流量計14、壓力傳感器15、溫度傳感器11之間通過電路連接，觸摸屏10安裝在箱體13表面。氧氣分析儀和流量計14與氧氣工藝罐8相連接，壓力傳感器15位于空氣緩沖罐3與吸附筒體A6、吸附筒體B7之間的管路上，溫度傳感器11位于氣水混合器5與實驗艙12之間的管路上。
[0017]無油空氣壓縮機I將實驗艙內空氣抽取出，經過自身冷卻、過濾去掉部分水分，空氣流向空氣干燥機2，而水分由其下部電子排水器延水分回流管路、氣水混合器5、氣水混合回流管路送回實驗艙12 ;來自無油空氣壓縮機I的空氣經過空氣干燥機2冷卻、干燥、過濾去掉大部分水分，純凈空氣流向空氣緩沖罐3、制氧機4，而水分由空氣干燥機2、空氣緩沖罐3下部電子排水器延水分回流管路、氣水混合器5、氣水混合回流管路送回實驗艙12，確保不排出實驗艙外，最大限度地模擬實際人體代謝。
[0018]來自空氣緩沖罐3的純凈空氣進入制氧機4的吸附筒體A6或吸附筒體B7按一定周期交替吸附、解吸循環過程，吸附過程制取成品氧氣流進氧氣工藝罐8，由輸送到氧氣分析儀的氧氣信號決定其后來的流向，當氧氣達到94%純度并且穩定、流量計14顯示流量定量時，由T型閥VlO控制自動定量排空，當氧氣純度未達到94%時，由T型閥V9控制其流入再生管路中用于再生氣，此舉既可以使吸附筒體再生時不用或少用產品氣，又可以避免氣體不達標送回實驗艙造成試驗數據失效，即節省能源，又提高生產效率；解吸過程將富氮等氣體延富氮回流管路、氣水混合器5、氣水混合回流管路送回實驗艙12，確保不排到實驗艙夕卜，最大限度地模擬實際人體代謝。
[0019]來自水分等回流管路、富氮等回流管路的水、氣經過氣水混合器充分混合，消除可見水滴，最大限度地還原成含水分的潮濕氣體，延氣水混合回流管路送回實驗艙，確保不排到實驗艙外，最大限度地模擬實際人體代謝。
[0020]本裝置采用西門子PLC9+觸摸屏10控制，通過氧氣分析儀、流量計14、壓力傳感器15、溫度傳感器11等電器元件采集信號，由PLC9集中處理達到控制無油空氣壓縮機1、空氣干燥機2、制氧機4聯動運行或停止的目的，并將信號反饋到上位機一人體代謝定量模擬系統，通過上位機的指令完成本耗氧裝置與其它模擬系統單元的完全結合。
[0021]圖1中的抽氣口為備用管路，防止耗氧裝置因故障檢修時使用此抽氣口將實驗艙內空氣抽出，應用傳統的“抽氣補氮”法進行耗氧試驗。圖1中的氣體出口用于產氧量超過定量時按照上位機一人體代謝定量模擬系統指令自動將超過定量部分氧氣延水分回流管路、氣水混合器、氣水混合回流管路送回實驗艙，確保定量排空自動可調。
[0022]本實用新型的裝置可用于人體代謝定量耗氧模擬裝置的生產、制造。
[0023]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種人體代謝定量耗氧模擬裝置，主要包括無油空氣壓縮機(I)、空氣干燥機(2)、空氣緩沖罐(3)、制氧機(4)、氣水混合器(5)和控制系統，其特征是:無油空氣壓縮機(1)、空氣干燥機(2)、空氣緩沖罐(3)及制氧機(4)之間依次通過管路連通，無油空氣壓縮機(I)、空氣干燥機(2)、空氣緩沖罐(3)和制氧機(4)均與氣水混合器(5)通過管路相連通，無油空氣壓縮機(I)的進口和氣水混合器(5)的出口與實驗艙(12)連通，無油空氣壓縮機(I)、空氣干燥機(2)、$_機⑷及氣水混合器(5)與控制系統之間電路連接，本裝置的所有組件均安裝在一個撬塊上，并且位于箱體(13)內。2.根據權利要求1所述的人體代謝定量耗氧模擬裝置，其特征是:所述制氧機(4)主要由吸附筒體A(6)、吸附筒體B(7)和氧氣工藝罐(8)組成，吸附筒體A(6)和吸附筒體B(7)均與氧氣工藝罐(8)通過管路連通，吸附筒體A (6)與吸附筒體B (7)之間相連通。3.根據權利要求2所述的人體代謝定量耗氧模擬裝置，其特征是:所述吸附筒體A(6)和吸附筒體B(7)與空氣緩沖罐(3)相連通，吸附筒體A^)、吸附筒體B(7)和氧氣工藝罐(8)與氣水混合器(5)相連通。4.根據權利要求1所述的人體代謝定量耗氧模擬裝置，其特征是:所述控制系統主要包括PLC (9)、觸摸屏(10)、氧氣純度分析儀、流量計(14)、壓力傳感器(15)和溫度傳感器(II),PLC(9)與觸摸屏(10)、氧氣純度分析儀、流量計(14)、壓力傳感器(15)、溫度傳感器(11)之間通過電路連接，觸摸屏(10)安裝在箱體(13)表面。5.根據權利要求4所述的人體代謝定量耗氧模擬裝置，其特征是:所述氧氣分析儀和流量計(14)與氧氣工藝罐(8)相連接，壓力傳感器(15)位于空氣緩沖罐(3)與吸附筒體A(6)、吸附筒體B(7)之間的管路上，溫度傳感器(11)位于氣水混合器(5)與實驗艙(12)之間的管路上。
【專利摘要】人體代謝定量耗氧模擬裝置，主要包括無油空氣壓縮機、空氣干燥機、空氣緩沖罐、制氧機、氣水混合器和控制系統，無油空氣壓縮機、空氣干燥機、空氣緩沖罐及制氧機之間依次通過管路連通，無油空氣壓縮機、空氣干燥機、空氣緩沖罐和制氧機均與氣水混合器通過管路相連通，無油空氣壓縮機的進口和氣水混合器的出口與實驗艙連通，無油空氣壓縮機、空氣干燥機、制氧機及氣水混合器與控制系統之間電路連接。本實用新型采用箱體結構形式，體積相對比較小，占地面積小，整個裝置安裝方便；控制系統采用PLC+觸摸屏的形式控制、非常易于操作；整個過程中的成品氧氣純度可穩定在94-96％，最大限度地模擬實際人體代謝。
【IPC分類】G05B17/02
【公開號】CN204807955
【申請號】CN201520363458
【發明人】徐利民, 周建軍, 張習武, 韋高
【申請人】杭州鼎岳空分設備有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年5月29日