一種醫院檢驗科用純水製備工藝的製作方法

2023-10-10 09:00:24 2

本發明涉及一種高純水製備工藝，具體涉及一種用於給醫院檢驗科檢驗儀器供水的制水工藝。

背景技術：

檢驗科是臨床醫學和基礎醫學之間的橋梁，包括臨床化學、臨床微生物學、臨床免疫學、血液學、體液學以及輸血學等分支學科。每天承擔包括病房、門急診病人、各類體檢以及科研的各種人體和動物標本的檢測工作。隨著現代檢驗醫學的不斷發展, 檢驗科已經成為醫院重要的部門。各種檢驗儀器逐步代替了繁雜的手工操作, 儀器設備越來越多,而各類儀器一般要求高純水來實現工作。目前很多檢驗儀器採用獨立配備小型制水設備工藝，相對成本較高。

技術實現要素：

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種醫院檢驗科用純水裝置，包括依次設置的第一手動閥、原水泵、第一壓力開關、砂濾器、軟化器、活性炭、精密過濾器、原水閥、第二壓力開關、反滲透泵、反滲透裝置、中間水箱，所述中間水箱內部安裝第一液位傳感器，中間水箱底部呈現錐形，錐形最低處設置外排管路，外排管路一路經第二手動閥通向外界，另外一路與電去離子泵進口連接，經電去離子泵加壓和電去離子裝置處理後進入純水箱。

進一步的，所述純水箱內部安裝第二液位傳感器，純水箱底部呈現錐形，錐形最低處設置外排管路，外排管路一路經第三手動閥通向外界，另外一路與純水泵進口連接，純水泵出口迴路經過若干用水點後回到純水箱上部。

進一步的，還包括電路部分，電路部分採用三相四線供電方式，三條相線均連接到原水泵空開、高壓泵空開、電去離子泵空開、純水泵空開的四個輸出端，四個輸出端分別與原水泵接觸器、高壓泵接觸器、電去離子泵接觸器、純水泵接觸器的觸點一端連接，四個接觸器的觸點的另外一端分別與原水泵、反滲透泵、電去離子泵、純水泵連接。

進一步的，三相交流電取其中一路相線及零線與電去離子部分空開的輸入端連接，電去離子部分空開的輸出端與隔離變壓器的輸入邊連接，隔離變壓器的輸出邊與18V同步變壓器的輸入邊連接，18V同步變壓器的輸出邊與直流可調電源的同步信號端連接。

進一步的，所述直流可調電源的直流正極輸出與電去離子裝置的正電極端及電壓顯示裝置的正信號端連接，電去離子裝置的負電極端與電流顯示裝置的正信號端連接，電流顯示裝置的負信號端連接與直流可調電源的直流負極輸出端及電壓顯示裝置的負信號端連接。

進一步的，三相交流電取其中一路相線與帶燈按鍵連接，帶燈按鍵後的相線與交流電零線組成的單向交流電系統給3V電源、24V電源及控制器供電。

進一步的，所述電路部分包括控制器，控制器的COM端分別與第一壓力開關和第二壓力開關的一端連接，第一壓力開關和第二壓力開關的另外一端分別與控制器的X0和X1端連接，控制器的COM0、COM1、COM2、COM3、COM4連接到帶燈按鍵後的相線端，控制器通過串口模塊與印表機連接，印表機的電能由3V電源提供，控制器的編程口與觸控螢幕的信號口連接，觸控螢幕的能量由24V電源提供，控制器通過可擴展口與模擬量模塊連接，模擬量模塊至少具備2路輸入和1路輸出，其中輸出信號通過Vout口和Com口輸出調壓信號，該信號與直流可調電源的CON和COM連接。

進一步的，所述第一液位傳感器和第二液位傳感器採用雙線制的傳感器，一端連接24V電源的正端，另外一端分別與模擬量模塊的兩路輸入正端連接，對應的兩路輸出負端與24V電源的負端連接，控制器的Y0、Y1、Y2、Y3分別與原水泵接觸器、高壓泵接觸器、電去離子泵接觸器、純水泵接觸器的四個接觸器線圈的一端連接，四個接觸器線圈的另外一端與供電系統的零線連接，控制器的Y4與原水閥的線圈一端連接，原水閥的線圈另外一端與供電系統的零線連接。

本發明的用於醫院檢驗科的高純水處理工藝，主要採用砂濾器、軟化器和活性炭濾器作為預處理，結合反滲透和電去離子工藝兩大核心處理工藝，最終達到高純水的製備。處理工藝在關鍵位置預留了水箱、壓力開關、液位傳感器和各類泵閥等控制器件，通過與控制器的結合能夠實現自動化的制水流程，具有很高的實用價值。

本發明設計的集中的純水製備工藝，取代檢驗科傳統的每個使用點獨立產水、用水、維護和管理的用水方式。由於統一產水,通過管道分配直接到用水點,避免了純水在儲存過程的二次汙染,降低了使用風險,具有整體提高檢驗科純水應用標準和完善檢驗科全面質量管理水平的優點。

附圖說明

圖1是本發明的醫院檢驗科用純水製備裝置構成圖；

圖2是該醫院檢驗科用純水製備裝置電控圖。

圖中各附圖標記含義：1-第一手動閥、2-原水泵、3-第一壓力開關、4-砂濾器、5-軟化器、6-活性炭、7-精密過濾器、8-原水閥、9-第二壓力開關、10-反滲透泵、11-反滲透裝置、13-中間水箱、14-第一液位傳感器、15-第二手動閥、16-電去離子泵、17-電去離子裝置、18-第二液位傳感器、19-純水箱、20-第三手動閥、21-用水點、22-純水泵；

40-控制器、41-模擬量模塊、42-串口模塊、43-觸控螢幕、44-印表機、45-3V電源、46-24V電源、47-帶燈按鍵、48-控制部分空開、49-原水泵空開、50-高壓泵空開、51-電去離子泵空開、52-純水泵空開、53-電去離子部分空開、54-隔離變壓器、55-原水泵接觸器、56-高壓泵接觸器、57-電去離子泵接觸器、58-純水泵接觸器、60-直流可調電源、61-電壓顯示裝置、62-電流顯示裝置、63-18V同步變壓器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1，本發明的醫院檢驗科用純水裝置，工藝部分如下：自來水依次經過第一手動閥1、原水泵2、第一壓力開關3、砂濾器4、軟化器5、活性炭6、精密過濾器7、原水閥8、第二壓力開關9、反滲透泵10、反滲透裝置11後，最終進入中間水箱13。中間水箱13內部安裝第一液位傳感器14，中間水箱13底部呈現錐形，錐形最低處設置外排管路，外排管路一路經第二手動閥15通向外界，另外一路與電去離子泵16進口連接，經電去離子泵16加壓和電去離子裝置17處理後，最終進入純水箱19。純水箱19內部安裝第二液位傳感器18，純水箱19底部呈現錐形，錐形最低處設置外排管路，外排管路一路經第三手動閥20通向外界，另外一路與純水泵22進口連接，純水泵22出口迴路經過若干用水點21後回到純水箱19上部。

電路部分採用三相四線供電方式，三條相線均連接到原水泵空開49、高壓泵空開50、電去離子泵空開51、純水泵空開52等四個空開的輸出端，而原水泵空開49、高壓泵空開50、電去離子泵空開51、純水泵空開52四個空開的輸出端分別與原水泵接觸器55、高壓泵接觸器56、電去離子泵接觸器57、純水泵接觸器58四個接觸器的觸點一端連接。原水泵接觸器55、高壓泵接觸器56、電去離子泵接觸器57、純水泵接觸器58四個接觸器的觸點的另外一端分別與原水泵2、反滲透泵10、電去離子泵16、純水泵22連接。三相交流電取其中一路相線及零線與電去離子部分空開53的輸入端連接，電去離子部分空開53的輸出端與隔離變壓器54的輸入邊連接，隔離變壓器54的輸出邊與18V同步變壓器63的輸入邊連接，18V同步變壓器63的輸出邊與直流可調電源60的同步信號端連接。隔離變壓器54同時對直流可調電源60、電壓顯示裝置61、電流顯示裝置62三個器件實現交流供電。直流可調電源60的直流正極輸出與電去離子裝置17的正電極端及電壓顯示裝置61的正信號端連接，電去離子裝置17的負電極端與電流顯示裝置62的正信號端連接。電流顯示裝置62的負信號端連接與直流可調電源60的直流負極輸出端及電壓顯示裝置61的負信號端連接。三相交流電取其中一路相線與帶燈按鍵47連接，帶燈按鍵47後的相線與交流電零線組成的單向交流電系統給3V電源45、24V電源46及控制器40供電。控制器40的COM端分別與第一壓力開關3和第二壓力開關9的一端連接，第一壓力開關3和第二壓力開關9的另外一端分別與控制器40的X0和X1端連接。控制器40的COM0、COM1、COM2、COM3、COM4連接到帶燈按鍵47後的相線端。控制器40通過串口模塊42與印表機44連接，印表機44的電能由3V電源45提供。控制器40的編程口與觸控螢幕43的信號口連接，觸控螢幕43的能量由24V電源46提供。控制器40通過可擴展口與模擬量模塊41連接，模擬量模塊41至少具備2路輸入和1路輸出，其中輸出信號通過Vout口和Com口輸出調壓信號，該信號與直流可調電源60的CON和COM連接。第一液位傳感器14和第二液位傳感器18採用雙線制的傳感器，一端連接24V電源46的正端，另外一端分別與模擬量模塊41的兩路輸入正端連接，對應的兩路輸出負端與24V電源46的負端連接。控制器40的Y0、Y1、Y2、Y3分別與原水泵接觸器55、高壓泵接觸器56、電去離子泵接觸器57、純水泵接觸器58四個接觸器線圈的一端連接，四個接觸器線圈的另外一端與供電系統的零線連接。控制器40的Y4與原水閥8的線圈一端連接，原水閥8的線圈另外一端與供電系統的零線連接。

器件功能介紹：自來水進入系統後，通過原水泵2實現加壓，使水能夠依次通過砂濾器4、軟化器5、活性炭6和精密過濾器7組成的預處理部分到達反滲透部分。第一手動閥1主要用於調節水增加的壓力及徹底關閉進水，第一壓力開關3用於監測原水泵2出口的壓力狀態，用於原水泵2的啟停。砂濾器4主要用於去除自來水中的大顆粒、軟化器5用於去除水中的鈣鎂離子、活性炭6用於去除水中的餘氯、精密過濾器7作為最後一道防護用於反滲透裝置11免收顆粒物的損傷。原水閥8用於控制預處理區域與反滲透區域的水流通斷。第二壓力開關9用於監測反滲透泵10進口的壓力狀態，反滲透泵10主要用於將水壓在此提升達到反滲透裝置11的工藝要求。反滲透裝置11能夠將經過預處理後的水進一步純化，過濾掉大部分的無機鹽和細菌。經過反滲透裝置11處理的產水進入到中間水箱13，中間水箱13內部安裝第一液位傳感器14用於監測內部的液位高度，第二手動閥15用於排放中間水箱13的殘餘的水。電去離子泵16主要用於將中間水箱13內部的水再次增壓，以能夠克服電去離子裝置17實現產水。電去離子裝置17的產水進入到純水箱19中，純水箱19內部安裝的第二液位傳感器18用於監測內部的液位高度，第三手動閥20用於排放純水箱19的殘餘的水。純水泵22將純水箱19內部的水再次增壓，使水輸送到各個用水點21，多餘的水返回純水箱19內部。

三線四線供電系統通過通過各自空開及接觸器控制相應的泵，單相電源經隔離變壓器54，進行電氣隔離後實現對直流可調電源60、電壓顯示裝置61、電流顯示裝置62、18V同步變壓器63等器件的供電，直流可調電源60和18V同步變壓器63組成的系統接受模擬量模塊41的信號及隔離變壓器54的能量，實現對電去離子裝置17的直流電輸出。電壓顯示裝置61、電流顯示裝置62用於顯示電去離子裝置17運行過程中的電壓和電流。控制器40採用三菱或其他品牌的可編程邏輯控制器實現，控制器40通過通過編程口或其他方式與觸控螢幕43實現信號的通訊，達到設備的控制和監測。控制器40通過串口模塊42對印表機44進行控制，實現參數的列印記錄。控制器40通過模擬量模塊41對第一液位傳感器14和第二液位傳感器18兩路水箱的液位信號進行顯示，同時對直流可調電源60的信號控制端進行控制，實現直流可調電源60的直流電壓調節。控制器40通過自身模塊的開關量輸入部分對第一壓力開關3和第二壓力開關9兩路管道壓力狀態信號進行檢測。控制器40通過自身模塊的開關量輸出部分對原水泵接觸器55、高壓泵接觸器56、電去離子泵接觸器57、純水泵接觸器58四個接觸器線圈進行控制，最終實現原水泵2、反滲透泵10、電去離子泵16、純水泵22的控制，同時輸出部分對原水閥8直接實現控制。

設備運行：當設備剛啟動時，所有的水箱均無水，打開第一手動閥1使水進入預處理部分。通過觸控螢幕43啟動設備，控制器40自動打開原水閥8後，開啟原水泵2，使原水經過砂濾器4、軟化器5、活性炭6、精密過濾器7等工藝後進入到反滲透泵10處，延時到達後控制器40開啟反滲透泵10，產水經過反滲透裝置11處理後進入中間水箱13。隨著中間水箱13的液位增加，當第一液位傳感器14的液位達到設置值時，控制器40開啟電去離子泵16，並通過模擬量模塊41，自動對直流可調電源60進行輸出電壓的調節，最後實現對電去離子裝置17運行電壓的控制。產水經過電去離子裝置17處理後進入純水箱19。隨著純水箱19液位增加，開啟純水泵22實現純水的除送。純水經過用水點21使用後，多餘的水回到純水箱19。設備各個工藝部件見啟動流程、液位傳感器判斷閾值、直流電壓的調節值等參數通過程序預設在控制器40中，觸控螢幕43用於部分參數的設置、運行參數顯示和工藝流程界面的顯示。

內部連鎖保護：電氣控制先依次開啟原水閥8和原水泵2，實現原水的加壓和預處理，延時候開啟反滲透泵10，實現反滲透裝置11的處理。當中間水箱13的第一液位傳感器14監測到液位處於高位時，開啟電去離子泵16，實現電去離子裝置17的處理。當純水箱19的第二液位傳感器18監測到液位處於高位時，開啟純水泵22，實現對用水點21的供水。制水過程中，中間水箱13的第一液位傳感器14信號與原水泵2、原水閥8和反滲透泵10三個執行器件實現聯動，當液位較高時關閉三個器件，液位降到一定位置時依次重新開啟，使液位永遠保持的一定的位置以上。中間水箱13的第一液位傳感器14信號同時也與電去離子泵16實現聯動，當第一液位傳感器14顯示液位較低時關閉電去離子泵16，液位重新上升到一定位置時，再次開啟電去離子泵16。純水箱19的第二液位傳感器18信號與電去離子泵16實現聯動，當液位較高時關閉電去離子泵16，液位降到一定位置時重新開啟電去離子泵16，使液位永遠保持的一定的位置以上。純水箱19的第二液位傳感器18信號同時也與純水泵22實現聯動，當第二液位傳感器18顯示液位較低時關閉純水泵22，液位重新上升到一定位置時，再次開啟純水泵22。

故障狀態：當在制水過程中，由於設置了中間水箱13和純水箱19，預處理和反滲透部分造成的故障時，電去離子泵16和純水泵22均能夠自動停止。當原水缺水或原水泵2故障時，通過監測運行過程中反滲透泵10前的第二壓力開關9，得到缺水信號後，關閉反滲透泵10實現保護。

再生衝洗：當設備運行周期內，需要經常對預處理部分進行衝洗，一般白天制水，夜間衝洗再生。具體過程是關閉原水閥8，開啟原水泵2，通過對砂濾器4、軟化器5和活性炭6內部衝洗裝置的設置，實現自動的衝洗功能。當衝洗完畢後，原水泵2後的第一壓力開關3將處於高壓狀態，自動關閉原水泵2。

本發明的醫院檢驗科用純水製備工藝的有益效果如下：

1.採用了預處理、反滲透和電去離子工藝，能夠實現整合了現有各類的水處理工藝特點和優勢，實現了將普通市政自來水處理成高純水。

2.採用可編程邏輯控制器和觸控螢幕相結合的控制模式，結合液位、壓力狀態等傳感器實現現場信號的監測，同時通過接觸器對各個泵的啟停實現控制。通過模擬量的信號輸出，實現對電去離子裝置直流電壓的設置，並實現初次加壓時階梯式逐步提升加壓的方式，更好地保護電去離子裝置。

3.各個工藝間實現連鎖保護設置，當前級無水時，自動停止後級工作。當後級水太滿時，自動停止前級工作，實現了全自動的運行。