آلة النيتروجين الأكسجين

أنواع أجهزة الأكسجين والنيتروجين

تُعدّ آلة الأكسجين والنيتروجين قطعة أساسية من المعدات الطبية المستخدمة لتوفير الأكسجين التكميلي للمرضى. تعمل عن طريق سحب الهواء من الغرفة، والذي يتكون بشكل أساسي من الأكسجين والنيتروجين، واستخدام أساليب مختلفة لفصل الأكسجين النقي وتوصيله للمريض عبر قنية أنفية أو قناع الوجه. فيما يلي بعض أنواع أجهزة الأكسجين للاستخدام المنزلي:

• آلة الأكسجين ذات التدفق المستمر

  توفر آلة الأكسجين ذات التدفق المستمر تدفقًا مستمرًا للأكسجين للمستخدم. تتكون من ضاغط، وسرير من غربال، ومنظم تدفق، وقنية أنفية. مبدأ العمل هو أن الضاغط يسحب هواء الغرفة، وتقوم أسِرّة الغربال بفصل النيتروجين عن الأكسجين. يتحكم منظم التدفق في كمية الأكسجين المتدفقة، وتوصل القنية الأنفية الأكسجين لأنف المستخدم. من مزايا آلة الأكسجين ذات التدفق المستمر انخفاض التكلفة، وسهولة التشغيل، والموثوقية العالية. ومع ذلك، تشمل عيوبها الحجم الكبير، والثقل، والضجيج العالي.

• آلة الأكسجين القائمة على مقياس التأكسج النبضي

  تحتوي آلة الأكسجين القائمة على مقياس التأكسج النبضي على مقياس تأكسج نبضي. يقيس مستوى الأكسجين في دم المستخدم. تعمل الآلة باستخدام باعث ضوء وكاشف ضوء. يرسل باعث الضوء شعاعين من الضوء. أحدهما ضوء أحمر والآخر ضوء بالأشعة تحت الحمراء. يمر الضوء عبر جزء من الجسم، مثل طرف إصبع، ويتلقاه كاشف الضوء. يحلل المستشعر كمية الأكسجين في الدم. اعتمادًا على القراءة، يمكن ضبط تدفق الأكسجين للمستخدم.

  إنها صغيرة وسهلة الاستخدام، وتوفر تدفق الأكسجين بناءً على احتياجات المستخدم. ولكن، قد يكون معدل تدفق الأكسجين محدودًا.

• آلة الأكسجين بنبضات الجرعة

  توفر آلة الأكسجين بنبضات الجرعة الأكسجين على شكل نبضات عند الشهيق. يتم ذلك عن طريق اكتشاف الجهاز إلكترونيًا لشهيق المستخدم. ثم يوفر كمية صغيرة من الأكسجين في كل مرة. هذا النوع من أجهزة الأكسجين صغير. يمكن أن يتناسب مع حقيبة ظهر أو حقيبة حمل سهلة النقل. قد تحتوي بعضها على بطارية تدوم لمدة 4 ساعات. آلة جرعة النبض موفرة للطاقة. فهي توفر الأكسجين فقط عند الشهيق. هذا يساعد الأكسجين على الاستمرار لفترة أطول. ومع ذلك، يمكن أن تنكسر الكهرباء في الجهاز.

مواصفات وصيانة أجهزة الأكسجين والنيتروجين

تختلف مواصفات مولدات النيتروجين والأكسجين حسب الشركات المصنعة والموردين بالإضافة إلى التطبيق المقصود. فيما يلي ملخص لبعض المواصفات العامة التي يمكن توقعها.

• معدل التدفق: يشير معدل التدفق إلى كمية الغاز المنتج خلال فترة زمنية محددة، وعادةً ما تُعبّر عنه بالمتر المكعب في الساعة. يختلف حسب حجم الجهاز. بالنسبة للأجهزة ذات الحجم الصناعي، يمكن أن يصل إلى 20,000 متر مكعب في الساعة.
• نقاوة: تختلف نقاوة الأكسجين والنيتروجين المنتجة بواسطة الجهاز أيضًا. بالنسبة للتطبيقات الصناعية، يمكن أن تتراوح النقاوة من 95% إلى 99.5% للأكسجين و 90% إلى 99.99% للنيتروجين.
• الضغط: يُعبّر عن ضغط الأكسجين أو النيتروجين الناتج عن الجهاز بالبار أو psi. بالنسبة للأجهزة الصناعية، يمكن أن يتراوح بين 0 و 30 بار.
• استهلاك الطاقة: يُقاس استهلاك الطاقة بالكيلووات (kW) أو كيلووات ساعة (kWh) المستخدمة لكل جهاز. تتوقف الأرقام على حجم الجهاز وتعقيده وتكنولوجيته. بالنسبة للأجهزة ذات الحجم الصناعي، يمكن أن تصل إلى 15-300 كيلووات.
• الأبعاد والوزن: تختلف الأبعاد والوزن مع حجم الأجهزة. قد يكون ارتفاع وحدات PSA المدمجة 1-2 مترًا ووزنها بضعة أطنان فقط. على النقيض من ذلك، فإن مولدات الأكسجين والنيتروجين الضخمة المخصصة للتطبيقات الصناعية لها ارتفاعات شاهقة تبلغ 10-20 مترًا وأوزان هائلة تبلغ عدة أطنان.

الصيانة

على الرغم من الأرقام الضخمة المذكورة أعلاه، فإن آلة الأكسجين/النيتروجين المُحسنة ليست مجرد رقم. إن صيانة هذه الآلات حيوية لضمان استمرار إمدادات غاز الأكسجين أو النيتروجين. كما أنها مهمة لضمان السلامة والحفاظ على كفاءة التشغيل العالية ومنع الأعطال. تنصح الشركات المصنعة والموردون بإجراء الصيانة الروتينية التالية:

• الفحوصات الروتينية: يجب إجراء فحوصات بصرية منتظمة لآلة الأكسجين/النيتروجين للتأكد من عدم وجود علامات مرئية للبلى. يجب أيضًا فحص مقاييس الضغط ومراقبي نقاوة الأكسجين/النيتروجين والتسريبات، وما إلى ذلك.
• الصيانة الوقائية: يجب وضع برنامج صيانة وقائية مخطط له يسمح بالصيانة والإصلاحات الدورية للجهاز. سيساعد ذلك في تحديد أي مشكلات محتملة وتجنب الأعطال باهظة الثمن لاحقًا.
• التنظيف: يجب تنظيف أو استبدال المرشحات والصمامات والمكونات الأخرى لآلة الأكسجين/النيتروجين بانتظام لمنع أي انخفاض في النقاوة أو التلوث.
• التزييت: يجب تزييت الأجزاء المتحركة في الجهاز بشكل صحيح لتجنب أي بلى. سيساعد هذا على إطالة عمر الجهاز.
• المعايرة: يجب معايرة أجهزة تحليل النقاوة ومستشعرات الضغط بشكل دوري للتأكد من دقة القراءات.
• تسجيل الدفاتر: يجب توثيق مهام الصيانة بعناية. سيساعد هذا في إنشاء سجل تفصيلي لآلة توليد النيتروجين أو الأكسجين ويساعد في الصيانة والإصلاحات المستقبلية.

سيناريوهات لآلة الأكسجين والنيتروجين

يُستخدم مولد الأكسجين الصناعي في العديد من التطبيقات عبر مختلف الصناعات. فيما يلي بعض الاستخدامات الشائعة لآلة الأكسجين.

• علم المعادن: تُنتج آلة الأكسجين الأكسجين للاستخدام في صناعات المعادن. في صناعات صناعة الصلب، يحل الأكسجين النقي محل النيتروجين في عملية النفخ. يؤدي هذا إلى زيادة درجة حرارة الحديد المنصهر وتحسين الجودة أيضًا.
• معالجة المياه: تزيد مولدات الأكسجين من مستويات الأكسجين المذاب في الماء. هذا يعزز نمو البكتيريا الهوائية. سيعزز الأكسجين نشاط البكتيريا مما يؤدي إلى تحلل النفايات بكفاءة. يمكن أن تعالج المولدات مياه الصرف الصحي من الصناعات الكيميائية والنفايات البلدية ومياه الصرف الصحي من لب الخشب.
• تغليف الطعام: يحدث تلف الطعام في الغالب بسبب نمو البكتيريا اللاهوائية. تزيد مولدات الأكسجين من مستوى الأكسجين في عبوات الطعام المغلقة. تمنع مستويات الأكسجين العالية نمو الكائنات الحية الدقيقة، وتطيل مدة الصلاحية وتحافظ على نضارة منتجات الأغذية.
• تربية الأحياء المائية: تزيد مولدات الأكسجين من كمية الأكسجين المذاب في المسطحات المائية المستخدمة لتربية الأسماك. تُحسّن المولدات نوعية المياه مما يؤدي إلى نمو الأسماك وتكاثرها وانخفاض معدلات الوفيات.
• أكسجة اللهب: تشير أكسجة اللهب إلى العملية التي يتم فيها تحسين عملية الاحتراق بزيادة تركيز الأكسجين. تزيد مولدات الأكسجين من تركيز الأكسجين في الهواء. يعزز هذا الاحتراق في الغلايات والسخانات والأفران. والنتيجة هي تحسين كفاءة الطاقة، وانخفاض استهلاك الوقود، وزيادة الإنتاج في صناعات التعدين.
• الاستخدامات الطبية: تُنتج مولدات الأكسجين الطبية الأكسجين للمستشفيات ومرافق الرعاية الصحية. تحتوي المولدات على أجهزة تركيز الأكسجين التي توفر الأكسجين مباشرة للمرضى الذين يعانون من مشاكل في الجهاز التنفسي. تشمل بعض المشاكل الربو وداء الانسداد الرئوي المزمن. تحافظ المولدات على أجهزة مساعدة التنفس مثل أجهزة التنفس الصناعي التي تُستخدم على المرضى الذين يعانون من عدوى شديدة من الفيروسات مثل COVID-19.
• القطع بالليزر واللحام: تستخدم آلات الليزر الأكسجين النقي كمساعدة غازية لتحسين جودة القطع. يعزز التفاعلات التي تحدث أثناء تشغيل الليزر ويقلل من التفحم على المادة التي يتم قطعها. في اللحام، يعزز الأكسجين عالي النقاء الأقواس في اللحام بالبلازما واللحام TIG. تُعطي الأقواس المحسنة لحامات ذات اختراق أفضل وقوة أعلى وانخفاض العيوب.

كيفية اختيار أجهزة الأكسجين والنيتروجين

عند اختيار آلة توليد الأكسجين، يجب على المستخدمين التجاريين مراعاة بعض العوامل المهمة للتأكد من حصولهم على المعدات المناسبة لتلبية احتياجاتهم.

• تحليل الاحتياجات

  يجب أن تبدأ الشركات بتحليل احتياجاتها لفهم سبب حاجتها إلى مولد الأكسجين والنيتروجين. يتضمن ذلك تحديد الغرض من استخدامهم للأكسجين. قد تختلف التطبيقات الصناعية للأكسجين. على سبيل المثال، قد تكون بعض المستخدمين بحاجة للأكسجين للاحتراق، بينما قد يستخدمه آخرون لأغراض طبية. يجب أن تفكر الشركات أيضًا في كمية الأكسجين التي ستحتاجها يوميًا. قد تختلف احتياجات النيتروجين أيضًا بنفس الطريقة. سيساعد معرفة مقدار كل غاز تحتاجه الشركة في تضييق خياراتها واتخاذ قرار سريع.

• تقنية الفصل

  ستواجه الشركات تقنيتي الفصل الرئيسيتين عند التسوق لشراء مولد الأكسجين والنيتروجين، وهما امتصاص التذبذب بالضغط (PSA) والفصل الغشائي. لكل من هذه الخيارات مزايا وعيوب. يجب على الشركات وزن كل خيار واختيار الخيار الذي يتناسب مع احتياجاتها.

• كفاءة النظام

  على الرغم من وجود العديد من الطرق التي يمكن للشركات من خلالها توليد الأكسجين والنيتروجين الصناعيين، إلا أن مولدات الأكسجين والنيتروجين PSA لا تزال شائعة. يرجع ذلك على الأرجح إلى أن مولدات PSA أثبتت فعاليتها في فصل الأكسجين عن النيتروجين. عند اختيار مولد الأكسجين، من المهم أن تفكر الشركات في كفاءة الخيارات المتاحة لها. يجب فحص عوامل مثل استهلاك الطاقة ومعدلات استعادة الغاز وكفاءة الفصل عن كثب قبل اتخاذ قرار.

• التوسع والمرونة

  ستجعل متطلبات السوق المتطورة من التوسع والمرونة ميزة مهمة للبحث عنها في أي معدات ذات مستوى تجاري. يجب أن تبحث الشركات عن مولدات الغاز التي لديها القدرة على توسيع نطاق إنتاجها مع زيادة متطلبات العمل. يجب أن تبحث أيضًا عن نماذج تسمح لهم بضبط معلمات التشغيل بسهولة لتلبية متطلبات مختلفة.

• دمج النظام

  عادةً ما يتم دمج مولدات الأكسجين في الأنظمة الموجودة لأن الشركات تريد إنشاء تدفق عمل سلس. لذلك يجب على المشترين البحث عن مولدات تتكامل بسهولة مع عملياتهم الحالية. يجب أن يكون المولد المختار متوافقًا بشكل صحيح وأن يكون له الميزات الفنية المناسبة للتكامل.

أسئلة وأجوبة حول آلة الأكسجين والنيتروجين

س1: ما نوع الهواء الذي تُنتجه آلة الأكسجين والنيتروجين؟

ج1: تعمل آلة الأكسجين والنيتروجين وفقًا لمبدأ فصل الهواء. يحتوي الهواء المضغوط على ما يقرب من 78% نيتروجين و 21% أكسجين، بالإضافة إلى غازات أخرى ضئيلة. لذلك، يقوم الجهاز بفصل وإنتاج هذه الغازات مباشرة من الهواء.

س2: من يحتاج إلى مولد أكسجين ونيتروجين؟

ج2: يُعدّ جهاز O2 N2 مفيدًا للأشخاص في مختلف الصناعات. فيما يلي بعض استخدامات مولد فصل الهواء. تستخدم صناعة الرعاية الصحية مولدات الأكسجين في أجهزة تركيز الأكسجين. كما يستخدم مصنعو الأسمدة النيتروجين والهيدروجين في عملية إنتاج الأمونيا. تستخدم الصناعات التي تُصنع الصلب والمعادن الأخرى الأكسجين لزيادة معدل احتراق الوقود. يستخدم منتجو الأغذية والمشروبات النيتروجين لزيادة مدة صلاحية المنتجات. تستخدم شركات القطع بالليزر الأكسجين والنيتروجين لقطع المعادن.

س3: ما الفرق بين جهاز تركيز الأكسجين والمولد؟

ج3: تقوم آلة تركيز الأكسجين باستخراج الأكسجين من الهواء. تُستخدم لتوفير الأكسجين التكميلي للأشخاص الذين يعانون من مشاكل في الرئة. ومع ذلك، فإن مولد الأكسجين ينتج غاز الأكسجين من الغلاف الجوي. يوفر هذا الجهاز إمدادًا مستمرًا من غاز الأكسجين للاستخدام الصناعي.