“三防”伤病员洗消挂车的研制
2015-12-20任旭东吴文娟高振海谭树林孙景工
牛 福,任旭东,吴文娟,高振海,谭树林,孙景工
“三防”伤病员洗消挂车的研制
牛 福,任旭东,吴文娟,高振海,谭树林,孙景工
本栏目由中国医学装备协会医用车辆专业委员会协办
编者按:进入21世纪以来,各种自然灾害、恐怖袭击等事件的频频发生引起了世界各国对其防护和后续治疗的重视,尤其是核化生灾害更是受到世人关注。因为对于一旦受到核生化沾染的伤病员来说,后续处置工作非常重要,如果洗消不及时,将导致伤病员伤情加重及核化生沾染进一步扩散。为此,世界各国加大了对核化生洗消技术研究。我国以军事医学科学院卫生装备研究所为代表也开展了洗消技术与装备方面的研究,并研制出一批新型核化生洗消装备。本期我刊特邀军事医学科学院卫生装备研究所高级工程师牛福主任担任栏目主编,组织相关专家就“三防”伤病员洗消挂车、帐篷和洗消机等技术、装备进行具体论述,以飨读者。
目的:研制一套快速、安全、高效作业的“三防”伤病员洗消系统。方法:整个系统采用挂车与帐篷的技术形式,通过系统功能特点与分析,运用系统化、模块化人机工效学设计原理,在有限的载荷和空间范围内,综合集成伤病员洗消先进手段,合理浓缩其作业功能,构建优良的作业与功效保障环境。结果:洗消挂车每小时可洗消伤病员不少于50人。结论:该洗消挂车整体设计合理,达到了设计目标要求,有助于提升“三防”医学救援洗消能力。
“三防”伤病员;洗消;挂车
0 引言
随着科学技术的突飞猛进,核化生大型设备设施在日渐增多。核电、生物制药以及化工等正与我们的日常生活紧密联系在一起。然而,百密可能会有一疏,技术、生产、管理、维护等环节均有可能出现疏漏,进而导致核化生意外事件发生。同时,我们面临的核化生恐怖威胁日渐严峻,亦有可能给整个国家和民众带来严重灾难。一旦核化生事件爆发,将直接导致受核化生沾染伤病员(“三防”伤病员)人数增加以及核化生沾染进一步扩散[1]。
人员一旦受到核生化沾染,最直接、快速、高效、安全的去除方式就是洗消。洗消是核化生条件下“侦-检-消-防-治”链中的关键一环,起到减少沾染率、降低死亡率、防止沾染扩散的关键作用。对“三防”伤病员的洗消能力是“三防”医学救援整体水平的重要体现[2-4]。
研制可机动牵引部署的“三防”伤病员洗消挂车,进行快捷展开,对实行高效、安全的洗消作业,有效提高“三防”医学救援洗消保障能力,具有重要意义。
本期特邀栏目主编:牛 福基金项目:军队国家级应急医疗防疫救援装备研究项目
1 功能特点分析
“三防”伤病员洗消挂车可用于对受核化生沾染的伤病员进行清洗消毒。该挂车由运输车机动牵引至指定地域快速展开作业,具有以下主要功能特点[5]:
(1)洗消挂车牵引机动、安全;
(2)全天候作业、展收快捷;
(3)洗消作业高效、安全;
(4)具有污水收集功能;
(5)综合功效保障优良。
2 整体设计
“三防”伤病员洗消挂车采用通用挂车底盘、板式车厢设计改装而成。整个系统采用挂车与帐篷的技术形式,主要由挂车底盘、板式车厢、供水加热系统、污水收集系统、供暖系统、照明系统、洗消设备设施、供配电系统、帐篷装卸系统、充气帐篷及自动补压系统等设备设施构成[6-11]。其外形及展开如图1所示。
图1 “三防”伤病员洗消挂车外形图
2.1 挂车底盘
所选用的挂车底盘采用金属扭杆减振的悬架系统,具有较好的平顺性、可靠性、通过性。
“三防”伤病员洗消挂车底盘改装后,整车应符合相关机动车运行安全技术条件的规定,改装不涉及和改变原底盘的动力、变速、转向、制动、悬挂、电气以及承载能力等性能参数。
洗消挂车底盘主要性能参数见表1。
表1 洗消挂车底盘主要性能参数
2.2 车厢
车厢设计由8块厚度为22.4 mm的上翻门及厢体骨架组成。车厢内前部主要设备有柴油暖风机、洗消机、超静音发电机;后部为洗消帐篷装卸系统、二层储物架(包括洗消担架、防滑垫、污物桶、指挥椅、床头柜、净水袋)以及附件箱、排污泵、吸尘吸水器、2顶充气帐篷等。为适应本车工作流程要求,车厢设计为8扇上翻门,开启角度为87°,工作时可全部敞开。车厢尺寸如下:
车厢外形尺寸(长×宽×高):3 240 mm×2 400 mm× 1 810 mm;
内部尺寸(长×宽×高):3 195 mm×2 355 mm× 1 620 mm。
整车结构设计上做到了系统化、模块化。制造上采用了新材料、新工艺,提高了装备的可靠性、先进性、适应性;同时采用成熟技术与标准零部件,提高了标准化程度。由于“三防”伤病员洗消挂车工作时可能受到沾染,车厢内、外做了喷漆处理,以提高防腐性能。车厢内部底板采用压花不锈钢地板,提高了防滑、防腐蚀性能。上装设备、设施及零部件、紧固件尽可能采用高等级不锈钢材料。
“三防”伤病员洗消挂车展开如图2所示。
图2 “三防”伤病员洗消挂车展开示意图
3 关键技术设计
3.1 充气式双通道洗消帐篷结构设计
采用2组32 m2新型双通道充气式洗消帐篷,帐篷展收迅速、安全可靠,抗风能力可达7级以上。洗消帐篷由主篷、气肋、地布、地桩、支撑杆、电动气泵等组成。洗消帐篷设置2个洗消通道,使伤病员通过量增加一倍。根据洗消流程帐篷每个通道分3个室,即去污室、洗消室、更衣室,以实现不同作业区域的有效隔离。这样帐篷内就被分为6个小房间,中部为洗消室,由于作业的特殊性洗消水不允许随意排放,必须集中处理,因此在洗消室设计增加了2个气柱,形成水池,用以存放并收集污水。
3.2 帐篷自动补压系统设计
因洗消帐篷的特殊性及野外使用情况,很难保证它的气密性,可能会影响其正常使用,为此,系统设计了帐篷自动充气补压系统。当帐篷气压未达到设定工作气压时,充气泵自动开启并对洗消帐篷进行充气补压;当到达设定气压时,自动停机。
3.3 帐篷装卸机构设计
由于洗消帐篷较重(约135 kg/套),展收作业需要下车、上车,若依靠人力搬运费时费力,展收缓慢。为提高展收效率,设计了一套装卸机构,用于对帐篷的下车、上车搬运操作,帐篷装卸机构设计安装在车厢后部。
3.4 伤病员担架导向支架设计
设计了一套伤病员担架导向支架[12]。通过该支架快速组合设计,“三防”重症卧姿伤病员可安全、迅速通过帐篷去污间、洗消间、更衣间,实现了整个作业流程的伤病员搬运无缝衔接。
3.5 供水及加热系统设计
供水及加热系统主要用于提供加压、加热的洗消用水。该系统由供水模块、加热模块、控制模块、安全保护模块等构成。加热方式为燃油即时加热式。
洗消用水可由市政自来水、供水车或水囊提供净水,经加压泵加压(低压),采用洗消机对洗消水即时加热,可在一定范围内自主设定洗消水压、流量、水温等,经供水管路,实现同时对2顶帐篷4个洗消通道的伤病员进行洗消作业。
3.6 污水收集系统设计
“三防”伤病员洗消污水必须集中收集并做处理,不许随意排放。本洗消挂车采取对洗消污水进行集中收集,不进行污水处理,而是交由专业队伍进行处理。污水收集系统主要包括污水泵、污水管道、密封式污水袋、吸尘吸水机等。
为安全起见,污水泵设计采用弱电控制强电方式,并能有效控制水位保持在3 cm以内,使其满足作业功能要求。鉴于污水泵因自身吸水位所限,无法将洗消水池内的所有污水全部抽净,设计上采取当洗消作业完成时,洗消水池内的污水可用吸尘吸水机吸净。
污水袋采用PVC涂层布加工成型为封闭式软体水袋。污水袋既可单独使用,也可并联使用,均采用快速接头连接。
3.7 供电及照明系统设计
(1)供电系统:电源设计有交流220 V(50 Hz)、直流24 V。根据车内设备需要,本供电系统可实现行车、驻车等多种方式供电。在有市电的情况下,首先优选市电供电;在没有市电的情况下,采用发电机组供电。
发电机燃油为柴油,与暖风机、洗消机车辆用燃油一致。根据“三防”伤病员洗消挂车上装设备用电负荷计算,配置1台静音式单相交流柴油发电机组,即可满足洗消挂车用电设备需求。
(2)照明系统:考虑到夜间或光线不好时可能进行洗消作业,该车设计了照明系统,分别给帐篷内应急照明及帐篷外的作业空间照明。帐篷内的应急照明采用防水野营吊挂灯;帐篷外的应急照明采用户外照明应急灯,使用时从车内探出,平时收拢在洗消挂车内部。
(二)地方政府投资总需求与可支配财力矛盾加剧。基本建设投资是政府实施宏观调控最直接的手段,在稳增长、调结构、补短板、惠民生等方面具有重要作用,因而备受地方政府重视,以至于审批立项的基本建设投资规模只增不减成为常态。其涉及的领域包括基础设施、环境保护、生态建设、教育卫生、科技创新等,基本覆盖了所有的公共服务领域。与此同时,各地财政收入增速放缓,地方普遍反映,开展基本建设投资面临的压力逐年递增,不得不大量依靠政府融资平台贷款解决资金缺口,给财政可持续运行带来巨大隐患。
3.8 电气系统设计
电气系统采用了防误设计和失效安全性设计。包括:在控制面板上标明各开关、插座的功能,对电源插座标明正负极;采用带有方向性的航空用插头、插座,即使在黑暗无照明条件下也不会插错;设备仪表显示装置的安装位置与操作人员的距离适中,仪表处设置照明灯,便于观察和操作,减少误操作发生;在各功能电路上设计增加电路熔断器,一旦供电中出现过载、短路等现象,熔断器先行熔断,切断电源和各电气终端的通路,避免损坏各电气元件。
4 主要性能检验
为检验该“三防”伤病员洗消挂车的主要性能,课题组对其进行了性能试验。
4.1 作业性能
该挂车在洁净区展开,位置设在医疗分队展开地域的下风口方向,配有2顶充气式洗消帐篷,构建了良好洗消功效环境;对伤病员进行洗消作业前去污、洗消作业以及洗消作业后更衣实现无缝衔接;洗消污水进行集中收集。试验表明,该车通过技术综合集成,实现了可持续供电、供水、供热、供气等保障。
该车贮存温度为-55~70℃,可在-25~46℃环境下进行“三防”伤病员洗消作业;作业展开时间不大于15 min,撤收时间不大于30 min;每小时可洗消不少于50人;洗消水温在0~70℃可调。
4.2 可靠性
通过试验表明,“三防”伤病员洗消挂车具有较好的可靠性。整车平均故障间隔里程为4 000 km,设备的平均故障间隔时间大于200 h;在各种使用条件下都具有较好的适应性,未发生过功能性故障。
4.3 维修性
结合试用单位试验。由试用单位使用操作、维修
(▶▶▶▶)(◀◀◀◀)人员对“三防”伤病员洗消挂车进行了可维修性检查。内容重点包括:操作人员能否方便、舒适、有效地接近设备;有无操作设备的间隙;工作位置能否有效观察仪表或故障部位;拆装是否方便;结构件有无干扰现象等。方式采用按装备、设备和设施可能发生的故障模式进行模拟操作的方法检查。经实际检查后表明,“三防”伤病员洗消挂车较好地贯彻了可维修性设计准则,对可能发生的故障所需的维修手段采取了相应措施保证;对维修接近性不好的设备设置了移出装置;对可能发生故障的功能件设计暴露充分、易于观察;同时相邻结构件无干扰现象,具有较好的可维修性,达到了技术指标要求。
4.4 标准化
“三防”伤病员洗消挂车研制过程中较好地贯彻了标准化要求,不仅贯彻执行了专用汽车及方舱关于设计、试验、生产、使用中的有关国家标准、行业标准等,而且注意贯彻执行最新的相关国家专业标准。研制工作符合标准化要求,标准化程度实现了预定目标。
5 结论
“三防”伤病员洗消挂车综合集成了功能全、质量轻、体积小、质量优的伤病员洗消设备,通过系统化、模块化、人机工效学设计,在有限的载荷和空间范围内,优化了洗消所需的各种技术和先进手段,合理浓缩了其勤务功能,构建了优良的作业与功效保障环境,可在现场或野外条件下进行伤病员洗消作业。该挂车研制成功以来,先后在多个单位进行了推广应用。认为该挂车整体设计较为合理,挂车及洗消设备技术性能较为优良,操作使用和维护保养较为方便。
新型“三防”伤病员洗消挂车野外作业适应性强,为平时突发事件、反恐等进行“三防”医学救援提供一种具有良好机动性能、现场可快速展开、并能对“三防”伤病员实施有效清洗、消毒的卫生技术作业平台,进一步提高了我国“三防”医学救援能力。
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(收稿:2014-10-30)
Development of NBC casualties decontamination trailer
NIU Fu,REN Xu-dong,WU Wen-juan,GAO Zhen-hai,TAN Shu-lin,SUN Jing-gong
(Institute of Medical Equipment,Academy of Military Medicine Sciences,Tianjin 300161,China)
ObjectiveTo develop a set of rapid,safe and efficient NBC casualties decontamination system.MethodsThe system selected trailer and tent as the carrier,and had the functions and efficacy achieved with function analysis, principles of systematization,modularity and ergonomics as well as limited load and space.ResultsThe trailer could deal with not less than 50 persons in a hour.ConclusionThe trailer is designed reasonably,and thus enhances the decontamination in NBC medical rescue.[Chinese Medical Equipment Journal,2015,36(1):96-98,161]
NBC casualties;decontamination;trailer
R318;TJ91
A
1003-8868(2015)01-0096-04
10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.01.096
牛 福(1976—),男,主任,高级工程师,主要从事机动医疗平台结构设计、卫生技术车辆人机系统动力学分析与控制等研究工作;主持或参加了涉及伤病员急救、后送、诊疗、“三防”检验、洗消等装备研发课题,以及车辆人机系统振动、冲击、噪声分析与控制等科研基金课题;先后获军队科技进
步二等奖4项;E-mail:niufu@vip.sina.com。作者单位:300161天津,军事医学科学院卫生装备研究所(牛 福,任旭东,吴文娟,高振海,谭树林,孙景工)通讯作者:孙景工,E-mail:sunjgn@vip.sina.com