全封闭制冷压缩机的发展趋势

片呈凹槽形,以减少射线泄露量,目前他们正在申请美国的FDA验证,一旦通过即推向市场。

国内厂家是近几年才开展多叶光阑系统的研制,目前还处于手动阶段。做得比较好的有北京大恒医疗设备有限公司和第一军医大学生物医学工程系X刀研制组。北京大恒的多叶光阑叶片数从34对到40对,叶片厚2.5mm,等中心野尺寸约140cm ×140mm,高100mm左右。从形成病灶的投影形状到叶片固定都采用手动的方式。推动光阑形成病灶的投影形状时,首先由计算机给出病灶沿射线照射方向的投影外形,然后采用切割有机玻璃片的方法形成一个病灶外形的仿真物,将此仿真物置于多叶光阑的内部,然后由两边推动光阑的叶片直到接触到有机玻璃的外沿为止,然后锁紧多叶光阑的叶片,进行照射。若在照射过程中,在MLC射野内设置剂量补偿调整器(Compensator),就可以做多野的适形调强放疗。这种方案的优点是投资少,适合国内的中小规模的放疗科进行精确治疗;缺点是对于不同的病灶靶区因为剂量分布的不同,可能需要大量不同类别的补偿调整器,才能进行调强放疗。而且因为多叶光阑是手动的,增加了医护人员的体力强度,因为对于每个不同的照射角都需要进行多叶光阑的适形,即确定多叶光阑的形状以形成不同照射角度时病灶的投影轮廓;而且松开多叶光阑叶片的锁紧螺钉后,要靠人力将多叶光阑的叶片复位。第一军医大学生物医学工程系X刀组研制的多叶光阑原理上同大恒都是一致的,但该组研制的多叶光阑准确地讲是一个半自动的系统,形成病灶的投影外形时不需要手工推动即可自动地形成病灶的投影外形,可以减轻医护人员的体力强度。

手动光阑仅是电动光阑的过渡产品,最终要研制我们自己的电动多叶光阑系统。目前各厂家对光阑叶片的选材已无疑议,选用的都是钨铅合金,但研制多叶光阑系统的难点在于叶片的传动与监控设备。80年代末,沈阳军区总医院和中日友好医院先后引进日本三菱公司的11对光阑加速器,11对MLC装置运行10年来,三菱公司曾对光阑控制电路部分进行多次改造,以确保系统的可靠性和精度。由此可见,多叶光阑还处于临床应用与完善阶段。本着独立自主的原则,我们要研制自己的多叶光阑,一则节省国家购买国外医疗仪器投资,二则更进一步地提高我国的放射治疗水平

参考文献

1　Thoams J Jordan,Peter C Williams.The design and performance characteristics of a multileaf.Phy.Med.Biol,1994,39:231～251

2　Arthur L.Borer,Timothy G Ochran,Carl E.Nyerick,et al.Clinical dosimetry for implementation of a multileaf collimator.Medical Physics,1992,19(5)

3　赵东晖.医用加速器的需求和购置取向评析.中国医院采购指南, 1999(5)

(1999—10—11　收稿)

全封闭制冷压缩机的发展趋势

曲振国　田树喜

(北京军区联勤部药品器械检验修理所　北京市　100071)

制冷压缩机质量的好坏将直接影响着电冰箱、空调器等小型制冷设备的制冷效果、使用寿命、噪音和震动等多种性能。就制冷压缩机的工作原理与结构而言,形式多样,性能各异。现在生产的小型制冷设备采用的全封闭式压缩机,按其结构特性可分为电磁式和电动式两大类。而电动式又可分为往复活塞式、旋转活塞式和涡旋式3种类型。下面就以上几种全封闭制冷压缩机的性能特点简单介绍如下:

1　电磁振动式压缩机

电磁振动式压缩机有以下3种:(1)动圈式电磁振动型;(2)动铁芯式电磁振动型;(3)悬吊动磁铁式电磁振动型。其中,动圈式在全封闭式制冷压缩机中被实际应用,它是利用通以交流电流的线圈产生的交变磁场与永久磁场之间相互作用,直接驱动活塞作往复运动的压缩机。其特点是结构简单、零部件少、加工精度要求不高、容易制造。因此从20世纪50年代开始就用于容积较小的电冰箱。但从另一方面,由于电源频率变化引起的制冷量变化大,且50Hz和60Hz不能通用,存在着因排气、吸气压力引起行程变化等问题,使活塞行程的长短随负荷的变化而改变,同时机内弹簧作高频谐振,易产生弹性疲劳,因此一般只适用于生产100W以下的压缩机。而动铁芯式和悬吊动磁铁式电磁振动型由于只在研究阶段还没有实际应用,故此不作介绍。

2　电动式压缩机

2.1　往复活塞式压缩机

按其结构分为滑管式和连杆式压缩机两类。

(1)滑管式压缩机

滑管式压缩机产生于20世纪60年代,它是往复活塞式压缩机的一种类型。其特点是结构简单,

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医疗卫生装备　2000年第2期

工艺性好,成本较低,对零部件的加工精度要求不高,制造和装配都比较容易,所以发展较快。目前这类压缩机在国内外的电冰箱生产中应用比较普遍。缺点是活塞与缸壁间的侧力较大、磨擦功耗大、能效比偏低,因此目前滑管式压缩机正在进入衰退期,将逐渐被连杆式压缩机或旋转式压缩机所取代。

(2)连杆式压缩机

连杆式压缩机也属往复活塞式,是电冰箱采用时间较早的一种。在20世纪50年代以前生产的电冰箱几乎都是采用连杆式压缩机。其特点是运转比较平稳、噪声低、磨损小、使用寿命长、能效比较高、工作可靠、综合性能优良。但由于零部件形状复杂,加工精度要求较高,工艺难度较大,因此其发展一度受到限制,在电冰箱及其它小型制冷设备中被滑管式和旋转式压缩机所取代。近几年来随着机械工业的不断发展,对其结构进行了多方面的技术改进。目前连杆式压缩机已成为电冰箱压缩机的主导产品,总需求是有较大的提高。近年来世界各电冰箱生产大国,尤其是日本、意大利、美国等国对往复式压缩机的制造技术进行了多方面提改造,从而使连杆式压缩机的各项性能指标都有了很大的提高。因此,有重新成为电冰箱压缩机主导产品的趋势。

2.2　旋转式压缩机

旋转式压缩机的电机无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动,而是直接带动旋转活塞作旋转运动来完成对制冷剂蒸气的压缩。这种压缩机更适合于小型空调器,特别是在家用空调器上的应用更为广泛,如美国通用电器公司和沃普公司生产的旋转式压缩机都设计了较好的防过热和润滑装置。它采用把冷凝器处的部分制冷液用配管引至压缩室,使之在气缸内喷射的冷却方式,提高了冷却效果。为了防止把大量的制冷液直接吸入气缸内,产生液击,在吸气回路的压缩机前部设有气液分离器,润滑油和制冷液一旦进入器内,则制冷液在气液分离器内蒸发,压缩机吸入的是气体;润滑油从气液分离器下方的小孔中缓缓地连续少量进入压缩机,用这种方法防止液击。油泵给油的方法是,在转轴下端装设两个齿轮状的叶轮,它与转轴一同转动,对油施加离心力,从转轴中心孔把油导向上方。另外,在轴的外表面上开有螺旋状的油槽,实现对轴承部位的给油。作为安全措施,在压缩机顶部装有过负荷继电器,这种继电器是用感温板感受压缩机内部高压气体的温度,当达到一定的温度后,继电器动作,压缩机停止运转,用这种方法防止电动机烧毁,因此说旋转式压缩机是一种很有发展前景的压缩机。其主要优点是:由于活塞作旋转运动,压缩工作圆滑平稳,平衡性能好,另外旋转式压缩机没有余隙容积,无再膨胀气体的干扰,因此具有压缩效率高、零部件少、体积小、重量轻、平衡性能好、噪音低、防护措施完备和耗电量小等优点。缺点是压缩机对材质、加工精度、热处理、装配工艺及润滑系统要求较高,由于要靠运动间隙中的润滑油进行密封,为从排气中分离出油,机壳内须做成高压,因此,电动机、压缩机容易过热,如果不采取特殊的措施,在大型压缩机和低温用压缩机中是不能使用的。由于它比其它类型的压缩机有较明显的优势,所以它得到了推广应用。如国产上菱BCD-180W、阿里斯顿BCD—220W等电冰箱都采用了旋转式压缩机。尤其在家用空调器上的应用就更为普遍,从发展的趋势看旋转式压缩机今后有可能成为市场的主导产品。

2.3　涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪80年代发展起来的新型产品。它效率高,噪声低,体积小,重量轻,不需要排气阀组,工作的可靠性及容积效率都较高,允许气体制冷剂中带少量液体,输气效率高,气体泄漏少,可较好地运用于小型热泵系统、小型空调等。

综上所述,几种压缩机的性能特点,我们不难看出经多年的技术改造,连杆式压缩机在一定的时期内仍有明显的优势,而旋转式压缩机则是一种新型的产品,特别是在空调器上的应用更为广泛,必将成为制冷产业的主导产品。通过对往复式和旋转式压缩机的性能试验比较可知,往复式和旋转式压缩机,启动后排气、吸气压力的时间变化特性不同,电动机上的负荷转矩由吸、排气压力的大小确定,在往复式的情况下,投入运转几分钟内至十几分钟后,排气压力出现峰值,对于电动机,为了承受这个尖峰负荷,需要比稳定运转时所需转矩大得多(2～4倍)。而旋转式压缩机,由于不存在刚刚启动后的峰值,所以,只要有稳定运所需的转矩即可,因此可以实现电动机的小型化,这也是它今后发展优势所在。

参考文献

1　胡鹏程,赵清.电冰箱、空调器的原理和维修.北京:电子工业出版社,1995.114～148

(1999—04—15　收稿)

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医疗卫生装备　2000年第2期