消毒供应中心用水装置的改进方法
刘礼全，肖巧玲，冯柳成
麻城市人民医院 维修中心，湖北麻城 438300
[摘 要]目的 为解决我院消毒供应中心各个用水点水压不恒定，水量小甚至时常停水的问题，该研究对消毒供应中心用水装置进行改进，从而满足该中心高压消毒锅能正常工作，保障各临床科室的需要，更好地服务于临床。方法 通过靶流开关、水位传感器、压力传感器分别对逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）传递各自相关的信号，PLC通过自动运算处理后向变频器、增压泵传递是否工作的指令，从而实现全自动变频控制，使整套管路达到恒定的水压。结果 通过对消毒供应中心水路电路系统的改进后，各用水点水压比没改之前恒定，高压消毒锅也可以正常工作，供水压力和储水箱液位能自动控制，实现了全天候无人值守自动供水。结论 改进后的用水装置，既满足了工作用水的需要，又提高了设备的使用寿命，既节约了能源，又节约了人力，方便了临床工作。
[关键词]脉动真空消毒锅；改进装置；PLC控制器；变频器；增压泵
引言
消毒供应中心的脉动真空消毒锅也叫压力蒸汽灭菌器，是任何医疗卫生单位必不可少的医用设备，适用于耐高温高压的医疗器械和医用品的灭菌消毒。蒸汽灭菌器长时间使用后腔内容易产生垢，时间长了水垢越来越厚，容易损坏灭菌器，为了延长灭菌器的使用寿命，灭菌器工作时必须要用到有一定压力的软化水[1-2]，而软化水是由自来水通过水处理机经过相关的处理后产生的，它们存储到一个储水箱，然后通过阀门、增压泵给灭菌器供水。如果给灭菌器供水的水压不稳，灭菌器就容易报警，且停止工作，因此消毒供应中心使用的水必须经过水处理系统软化，而且软化后的水必须增压达到恒定压力后才能正常使用[3]。
1 水路连接方式
我院使用的是由水处理机产生的软化水进入一个储水箱储存的水，而在消毒供应中心需要用水时，通过启动串联在管路中的增压泵来供消毒锅用水和清洗器械用水，见图1，满足日常工作的需要[4]。
图1 传统水路连接图
在实际工作中，增压泵的启动和停止都是通过人为的闭合开关来达到控制的目的，这样就存在以下几个问题：① 当消毒中心各用水点用水量大时，水压不恒定，消毒锅容易报警，停止工作；② 当各用水点用水量小或者用水点不用水而开关关闭，此时增压泵还在工作，此时管道压力会很高，很容易胀破管道，也容易损坏增压泵；③ 当水处理机的产水量小于各个用水点的用水总量或储水箱内无水时，此时增压泵还在空转，这样很容易损坏增压泵[5-7]。针对以上3种缺陷，本研究特设计了一套全自动水压控制和水位控制的系统，既满足了工作用水的需要，又提高了设备的使用寿命，解决了工作当中的实际困难[8-9]。改进后的水路连接图，见图2。
图2 改进后的水路连接图
2 改进后的水压控制
改进后的水压控制系统，见图3。该水压系统由增压泵、单向阀、倒扣的储气筒、水压传感器、靶流开关、变频器和逻辑控制器PLC组成。压力传感器获取水管压力信号后送至变频器，变频器根据水压的大小，从而来改变水泵电源的频率，从而来控制水泵的转速变化。如果水压高于设定值则电源频率会降低，水泵转速就变低，供水压力就会变小。如果水压低于设定值，则电源频率会升高直至升高到工频50 Hz，水泵转速就会变高，管道压力就增大。这样变频器就会根据水压设定值使排水管道压力趋于恒定值。
图3 水压控制系统示意图
当压力传感器将设定的压力信号传到编好程序的逻辑控制器PLC后，PLC经过运算处理后向变频器发出增减频率或者不变的频率的指令来控制增压泵的转速[10-11]。频率高，增压泵转速就高，因而管道水压就高；相反频率低，增压泵转速就低，对应的管道水压就低，因此变频器合适的频率对应增压泵合适的转速就使管道得水压达到设定的压力值[12-13]。
当各个用水点用水，且压力传感器的压力信号低时，靶流开关开路，这一开路的状态信号传到逻辑控制器PLC，PLC经过运算处理后向变频器发出合适的工作指令，变频器得到启动的信号后又给增压泵发出合适的电源频率，此时增压泵得到电源后开始以恒定的转速工作，并且以恒定的水压给灭菌器供水，满足机器用水的需要，保证了临床科室的消毒工作。
当各个用水点用水、且压力传感器的压力信号高时，靶流开关也是开路状态，同样这种状态信号传到逻辑控制器PLC，PLC通过处理后向变频器发出工作指令，变频器得到工作的指令后向增压泵发出一定的电源频率。增压泵得到一定的频率电源后开始工作，直至管道压力达到设定的压力值时才停止工作。
当各个用水点不用水时、用水开关闭合，此时压力传感器的压力信号高，靶流开关处于闭合状态，逻辑控制器PLC得到这一闭合信号后向变频器发出停止运行的指令，变频器得到停止运行的信号后又立即向增压泵传递停止运行的指令，增压泵得到信号后停止工作。此时增压泵停止后，管道中的水压力很容易下降，水压下降后，压力传感器的压力信号也下降，当压力信号低于设定的值时，此时增压泵又将启动，使管道中水压达到设定的恒压值。而当各用水点不用水时，又将重复前面的动作，这样增压泵就将反复启动。为了解决这一现象，让增压泵在停止工作后管道中的水压力不下降，特在增压泵和阀门2之间增加了防止水倒流的单向阀，其作用主要是为了防止增压泵停止工作后，管道中的水逆流而使管道中的水压下降，避免增压泵重复启动；并且在阀门2和压力传感器之间增加了一个倒扣的与管道串联的储气筒，主要是因为水不容易压缩而空气容易压缩[14-15]。当增压泵停止工作后，单向阀阻止了水倒流，压缩空气的缓冲会使管道水压不变，压力传感器信号也不变，因而增压泵就能停止下来，这样也避免了增压泵反复启动，达到了各个用水点在不用水时，增压泵也能安全的停下来的目的。
3 水位控制系统
水位控制系统则由水位传感器、水位开关、电磁阀、接触器组成。水位传感器安装在储水箱内壁上，它能根据储水箱水位的高低控制接触器和电磁阀的工作状态。当水位降到设定的低限值时，控制接触器电源断开使增压泵停止工作，保护增压泵不空转。当水位高于设定的低限值时接触器吸合，增压泵开始工作。当水位升到设定的高限值时电磁阀关闭，停止向储水箱进水。当储水箱中水位低于设定的高限值时电磁阀开启并向储水箱进水。这样水位传感器根据储水箱的水位控制进水、排水、并保证储水箱中有充足的软化水但又不会溢出，缓解了用水高峰期和低峰期的矛盾。储水箱中设有水位开关，水位的高低决定着水位开关的断开与闭合，水位的开关信号传递到PLC逻辑控制器，然后PLC逻辑控制器经过运算决定是否处于报警状态。
当水箱水位高时，逻辑控制器PLC不报警，系统可以按照上面的水压系统的3种状态工作。当水箱水位低时，逻辑控制器PLC报警，PLC向变频器发出停止工作的指令，而变频器又将这停止工作的指令信号传递给接触器，使接触器断电停止工作，因而增压泵断电停止工作。这样就避免了水箱无水时增压泵空转的现象发生，延长了增压泵的使用寿命[16-17]。
4 结果与讨论
通过对这套水路电路系统的改进之后，明显解决了我院消毒供应中心的用水问题，该系统采用变频技术来控制供水恒压，并且供水压力和储水箱液位能自动控制，实现了全天候无人值守并能自动供水。该系统具有水压恒定、性能可靠等优点，避免了用水量大时，水压不稳而导致的消毒锅报警从而影响临床工作；也避免了各用水点用水量小而开关关闭时，增压泵继续工作的现象，以免损坏增压泵；同时也防止了因各用水点关闭后，增压泵不停机导致管道涨破的现象发生；同时也避免了因水处理机产水量小而用水量大时，储水箱内无水，增压泵空转的现象，延长了增压泵的使用寿命。
这套水压控制和水位控制的系统解决了我院消毒供应中心的用水问题，满足了临床日常工作需要，更好地服务于临床，保证了临床工作的正常运转。自从改装到现在已经3年了，从没出现任何故障[18-19]。它既满足了工作的需要，节约了能源，又降低了人员的劳动强度，节约了人力物力；既解决了工作当中的实际问题，又延长了设备的使用寿命，并且操作方便，运行可靠。因此我们在平时生活中只要注意多观察，多积累经验，遇到困难时，结合自己学到的知识多动脑筋思考一下，都会找到解决问题的方法。
[参考文献]
[1] 赵作宁,薛小红.血液透析用水-水处理系统的监测[J].中国医疗设备,2009,24(5):98-99.
[2] 贺佳彦.血透用水处理系统的原理及使用标准[J].中国医疗设备,2009,24(9):26-28.
[3] 马骁,王东岩.透析用水处理系统的组成和日常维护[J].中国医疗设备,2008,23(12):36-38．
[4] 余华良.水处理系统的结构、原理及对血透用水质量的影响[J].中国医疗设备,2008,23(10):57-59.
[5] 李金丽.电厂水处理设备设施腐蚀问题及处理办法[J].引文版:工程技术,2015(10):134.
[6] 田忠勇.血液净化用水处理系统的原理及维护[J].医疗装备,2009,22(9):79.
[7] 张永寿,刘乃智.基于PLC和触摸屏的数字闭环流量控制水处理系统的设计及应用[J].中国医学装备,2009,6(11):12-14.
[8] 郝战存.可编程控制器发展综述[J].河北工业科技,2004, 21(2):53-56.
[9] 徐勇.基于PLC的医用中心负压控制系统的设计与开发[J].中国医疗设备,2015,30(9):101-103.
[10] 孙延岭,赵雪飞,张红芳,等.基于ARM嵌入式系统的微型智能可编程控制器[J].电力系统自动化,2010,34(10):101-104.
[11] 徐海,施利春.变频器原理及应用[M].北京:清华大学出版社, 2010.
[12] 许永会,张青娥.水处理设备的改进、维护及维修心得[J].医疗卫生装备,2006,27(5):83.
[13] 苏红森,刘鹏,雷勋祖.血液透析用水处理系统的维护和保养[J].现代医院,2014,14(5):133-134.
[14] 王鑫卫.浅谈如何提高医疗器械的维修效率[J].医疗装备,2011, 24(6):65-66.
[15] 麻益鹏.关于血透水处理机的维护保养和修理[J].设备维修,2009,24(6):110-111.
[16] 何金圣,汪昊,蒋丽丽.血液透析用水处理系统的质量管理[J].中国医疗设备,2012,27(8):130-131.
[17] 何流,李臻,朱家诚,等.离心判读仪的研制[J].中国医疗设备,2015,30(4):32-34.
[18] 邹冬梅,蔡颖尔.血液透析水处理系统的组成以及发展方向[J].临床医学工程,2010,17(10):117-119.
[19] 侯小阳.水处理系统的工作原理与日常维护[J].医疗装备, 2013,26(3):92-93.
本文编辑 袁隽玲
Improving Method for Water Supply Device of Disinfection Supply Center
LIU Li-quan, XIAO Qiao-ling, FENG Liu-cheng
Department of Maintenance, People’s Hospital of Macheng City, Macheng Hubei 438300, China
Abstract：Objective To solve the problem that the water pressure of the central sterile supply center in our hospital was non-constant, small or even out of water supply, the present study aimed to improve the disinfection supply center water device so that the central high-pressure disinfection pot could work stability, and ensured the needs of clinical departments and served clinical well. Methods The target current switch, water level switch and pressure sensor of the water supply device separately transmit their respective signals to their own programmable logic controller (PLC). The automatic frequency conversion control was realized by PLC to achieve a constant water pressure in the whole line based on transferring the frequency converter and booster pump by automatic operation. Results After the improvement of the water circuit system of the central sterile supply center had been conducted, the water pressure ratio of each water-using station was constant, and the high-pressure water pressure could work normally, the water supply pressure and the water level could automatically control, which had realized all-weather unattended automatic water supply. Conclus ion The improved water device can not only meet the needs of working water, but also improve the service life of the equipment. Meanwhile, it can also save energy, save manpower and facilitate clinical work.
Key words：pulse vacuum sterilizing pot; improved device; PLC controller; frequency converter; booster pump
[中图分类号]R197.39
[文献标识码]B
doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2017.05.029
[文章编号]1674-1633(2017)05-0111-03
收稿日期：2016-05-03
修回日期：2016-05-24
作者邮箱：54642525@qq.com