kl le tran nguyen 610658b

ỦY BAN NHÂN TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁN CƠNG TƠN ĐỨC THẮNG Khoa Mơi Trường & Bảo Hộ Lao Động Ngành Bảo hộ lao động  Luận văn tốt nghiệp: “THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG – TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN AUTOCLAVE HIỆU HUXLEY NHẰM GIA TĂNG HIỆU QUẢ SỬ DỤNG VÀ ĐẢM BẢO AN TỒN TRONG Q TRÌNH VẬN HÀNH” GVHD: KS.Nguyễn Thanh Chánh SVTH: Lê Trần Nguyễn MSSV: 610658B Tp.HCM, tháng 01 năm 2007 Lời cảm ơn! Trong suốt thời gian qua, em đă hỗ trợ nhiệt tình để học hỏi hoàn thành Báo cáo thực tập có điều kiện tìm hiểu thực tế cho đề tài Luận văn tốt nghiệp mình, em xin gởi lời cám ơn chân thành đến: Sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tâm Thầy Nguyễn Thanh Chánh – người trực tiếp hướng dẫn cho em Tất Thầy cô hướng dẫn giảng dạy thời gian học tập trường giúp em có kiến thức tổng quát cần thiết hỗ trợ tời gian thực tập kiến thức công việc tương lai… Và em xin cám ơn tập thể thầy cô nghiên cứu sinh làm việc nghành vi sinh – Khoa Dược trực thuộc Trường Đại Học Y Dược TPHCM tạo điều kiện cho em nghiên cứu để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Một lần nữa, em xin chân thành cám ơn! Kính chào thân ái! Ngày 20 / 01/ 2007 Mục Lục Mở đầu :…………………………………………………………………………………… ………………………………… 01 Cấu tạo nguyên lý hoạt động Autoclave …………………… Phần I : 04 I/ Cấu tạo Autoclave …………………………………………………………………………………… … 04 II/ Cấu tạo nguyên lý hoạt động Autoclave hiệu Huxley … 09 III/ Nguyên lý làm việc tủ điều khiển chương trình hoạt động & hệ thống báo cạn nước Autoclave hiệu Huxley… 15 Phần II : Các quy định an tồn quản lý sử dụng lị Autoclave………………………………………………………………………… ……… 18 I/ Yêu cầu an toàn kết cấu bình chịu áp lực…………………………………… 19 II/ Trang bị đo kiểm an toàn ………………………………………………………………… 24 Phần III : Các điểm tồn mặt an toàn sử dụng Autoclave hiệu Huxley …………………………………………………… 32 I/ Tình hình sử dụng Autoclve (tại TPHCM) …………………… 32 II/ Các điểm tồn mặt an toàn việc sử dụng Autoclave hiệu Huxley ………………………………………………………………… 32 Phần IV : Thiết kế, cải tạo Autoclave hiệu Huxley ………………………………… 35 A Phương pháp cấp nước phổ biến cho Autoclave hiệu Huxley ………………………………………………………………………………… … 35 B Đề xuất phương pháp cấp nước tự động cho Autoclave hiệu Huxley ………………………………………………………………………………… … 38 I/ Nguyên lý hoạt động hệ thống nhận tín hiệu mực nước tự động điều khiển cấp nước cho lò ………………………………………… 38 II/ Thiết kế cải tạo hệ thống tự động điều khiển cấp nước cho lò Autoclave …………………………………………………………………………………… …………… 40 III/ So sánh đánh giá biện pháp đề xuất với biện pháp sử dụng ………………………………… 44 Phần V : Kết Luận …………………………………………………………………………………… …………… 49 MỞ ĐẦU Trong trình laođộng dù sử dụng cơng cụ thơng thường hay máy móc đại, dù áp dụng kỹ thuật công nghệ giản đơn hay công nghệ phức tạp, tiên tiến, phát sinh tiềm ẩn (ít hay nhiều với mức độ khác nhau) yếu tố nguy hiểm, có hại, gây tai nạn lao động hay bệnh nghề nghiệp cho người lao động Một q trình lao động tồn nhiều yếu tố nguy hiểm có hại Nếu khơng phịng ngừa cẩn thận, chúng tác động vào người gây chấn thương, bệnh nghề nghiệp, làm giảm sút khả lao động tử vong Bên cạnh cơng nghiệp nước ta ngày phát triển kéo theo việc sử dụng máy móc, thiết bị phức tạp Từ nảy sinh vấn đề cần đảm bảo cho biện pháp cải tạo thiết bị đòi hỏi nghiêm nghặt an toàn Cho nên việc chăm lo cải thiện điều kiện lao động,cải tiến dây chuyền sản xuất, đảm bảo nơi làm việc vệ sinh, an toàn điều kiện trọng yếu để phát triển sản xuất tăng suất lao động Ngày nay, thiết bị áp lực, lò sử dụng rộng rãi phần lớn nghành nghề nước ta với nhiều hình thức chủng loại khác Trong Autoclave (Nồi hấp) biết đến thiết bị đặc trưng phổ biến nghành Y tế, Dược, phịng thí nghiệm v.v … Autoclave đóng vai trị quan trọng hoạt động giống lò cung cấp nhiệt lượng phục vụ trình nghiên cứu sản xuất lại nhỏ gọn, thuận lợi cho sử dụng Đối với đơn vị sản xuất với quy mơ lớn nồi hấp túy đóng vai trị buồ ng hấp, có nghĩa hệ thống hấp chia làm hai phần nhiệt lượng lò sản xuất dẫn vào buồng hấp (hay gọi buồng tiệt trùng) để sử dụng Còn đơn vị sản xuất nhỏ, phịng thí nghiệm v.v Autoclave biện pháp sử dụng tối ưu để phục vụ công đoạn hấp tiệt trùng Bởi Autoclave thiết bị mà tự sản xuất nhiệt lượng tự sử dụng lượng nhiệt Trước Autoclave sử dụng nước ta thường có nguồn gốc chế tạo từ nước ÂU, Mỹ (trước năm 1975) hay Liên Xô (sau năm 1975), loại Autoclave thường có chất lượng tốt Hiện nay, giá thành rẻ, mẫu mã đẹp nên đa số Autoclave sử dụng nước ta có nguồn gốc chế tạo từ nước Châu Á Hàn Quốc, Đài Loan v.v … Để cho thiết bị Autoclave vận hành bình thường bảo đảm an tồn, người ta trang bị cho Autoclave khí cụ đo kiểm, cấu an toàn thiết bị tự động khác chủ yếu : áp kế, van an toàn, ống thủy, nhiệt kế, van khóa để tiếp đấu tách ngắt thiết bị Autoclave với ống dẫn hơi, cấp nước tháo xả Nhưng có giá thành rẻ nên dễ dẫn đến chất lượng không cao, phạm phải số sai phạm thiết kế trường hợp lò Autoclave HUXLEY HL-340 dẫn đến khơng bảo đảm an tồn thuận lợi thao tác sử dụng Vậy vấn đề đặt phải có số cải tiến hệ thống đo lường - tự động điều khiển cho lị Autoclave, nhằm mục đích gia tăng hiệu sử dụng, đảm bảo an tồn q trình vận hành mà đảm bảo giá thành sản phẩm phù hợp điều kiện kinh tế Việt Nam Đây mục tiêu luận văn tốt nghiệp PHẦN I CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA AUTOCLAVE I/CẤU TẠO AUTOCLAVE: A Một số khái niệm chung: - Autoclave nói chung hình thức thu nhỏ lị sử dụng rộng rãi nghành Ytế, Dược phòng nghiên cứu vi sinh hóa sinh v.v … với hình dáng nhỏ gọn, mẫu mã đẹp, tiện lợi dễ sử dụng Vì vậy, tính Autoclave giống lò : - Autoclave m ột thiết bị mà nước biến hóa thành Autoclave với thiết bị phụ khác dùng để biến đổi điện thành nhiệt nước Nó khác với lị chỗ tự sản xuất nhiệt trực tiếp sử dụng nguồn nhiệt đó, tức vật cần hấp muốn đun đặt bên Autoclave B Cấu tạo nguyên lý hoạt động Autoclave hiệu Huxley : I Cấu tạo nguyên lý hoạt động loại Autoclave : a) Autoclave có buồng sinh buồng hấp tiệt trùng riêng : Đây loại Autoclave mà cấu tạo gồm có hai lớp vỏ, có ngun lý cấu tạo sau (hình 1) : Hình Cấu tạo Autoclave gồm lớp vỏ Hai lớp vỏ lò chia Autoclave thành hai buồng riêng biệt buồng sinh (6) đun nước điện trở (7) buồng hấp tiệt trùng (8) dùng để chứa vật cần hấp Autoclave trang bị số phụ kiện thiết bị khí cụ : Áp kế – relay để báo khống chế áp suất khoang sinh (10 -11), áp kế để báo áp suất khoang tiệt trùng (14-17),van xả (6), van thông hai buồng (2), điện cực dò mực nước (21), van xả nước (3), ống thủy để theo dõi mực nước nồi (4) v.v… * Nguyên lý hoạt động : Ban đầu người vận hành nồi hấp mở nắp nồi để châm nước đến mức nhà sản suất qui định, đặt vật cần đun vào buồng hấp tiệt trùng (8), sau đậy khóa chặt nắp nồi Nguồn điện cung cấp cho nồi đốt nóng điện trở để đun nước Nước đun nóng đến nhiệt độ áp suất mà người sử dụng mong muốn dựa thơng tin từ khí cụ báo Người vận hành mở van thông hai buồng (2) làm cho nóng tràn sang buồng hấp (8) hấp vật mong muốn Áp suất buồng hấp tiệt trùng trì suốt thời gian hấp nhờ vào hệ thống tự động điều chỉnh chế độ đốt nóng điện trở (thơng qua tín hiệu áp suất nồi) Trong q trình hấp, mực nước nồi giảm xuống giới hạn cho phép Lúc ấu c nhận tín hiệu mực nước buồng sinh (21) hoạt động báo tín hiệu tủ điện nguồn xử lý (còi hụ đèn báo cháy sáng) ngắt điện nguồn cung cấp cho điện trở đun nóng Sau hồn thành q trình hấp người vận hành ngắt nguồn điện xả áp suất buồng hấp tiệt trùng xuống đến cách mở van xả trước lấy vật hấp Quá trình thực trở lại ban đầu người vận hành muốn tiếp tục hấp vật khác b) Autoclave có buồng sinh buồng hấp tiệt trùng chung : 75 10 80 630 125 70 ∅i 300 2 Hình Đây loại Aut oclave có cấu tạo vỏ lớp đun nước điện trở đun nóng, có kiểu dáng (hình 2) Lớp vỏ cấu tạo thành buồng sinh buồng hấp Vật muốn hấp đặt khay đỡ Lò trang bị số phụ kiện thiết bị khí cụ điều khiển báo nhiệt độ, áp suất, van xả hơi, thiết bị hẹn giờ, van xả nước, đèn báo hiệu v.v… * Nguyên lý hoạt động : Ban đầu người vận hành mở nắp lò để châm nước đến mức nhà sản xuất qui định, cho vật cần hấp tiệt trùng vào giỏ chất giỏ lean khay đỡ, sau đóng khóa chặt nắp lò Tiếp theo, người vận hành lựa chọn khai báo nhiệt độ thời gian cần hấp vật theo mong muốn dựa phận điều khiển lị, mở cơng tắc cung cấp nguồn điện cho lò Nguồn điện cung cấp cho lò đốt điện trở đun nóng để đun nước Nước đun nóng đến nhiệt độ áp suất mà người sử dụng mong muốn dựa thông tin từ khí cụ báo Lượng nhiệt sinh trực tiếp đun vật cần hấp 10 Vị trYÙ lắp đặt bình áp lc, kho bảo quản chai cha khÝ : 8.1 Nhà đặt bình phải ph hợp với tiêu chun xây dng, vệ sinh công nghiệp, tiêu chun k thut hành c liên quan tiêu chun để việc hành đửợc thun tiện an tồn 8.2 Khơng cho phép đặt bình sau gần kề nhà c ng ửi , cơng trình cơng cng cơng trình sinh hoạt a Các bình cha mơi cht khơng ăn mịn, đc cháy nổ c tÝch s p.V lớn 10.000 (p tYÙnh kG/cm2, V tYÙnh lÝt) b Các bình cha mơi cht ăn mịn, đc cháy nổ c tÝch s p.V lớn 500 Các bình ni phải đặt ngồi tri, nơi không tụ đông ngửi phải đặt cơng trình riêng biệt Bình phải đặt vững giá đỡ bệ máy 8.3 Cho phép đặt bình ni 3.2 sát với nhà sản xut nhửng phải c tửng chắn ngăn cách Nu qui trình cơng nghệ u cầu phải đặt bình bên nhà sản xut phải c biện pháp an toàn đặc biệt phải đửợc quan c thm quyên cho phép 8.4 Cho phép đặt bình dửới mặt đt nhửng phải bảo vệ không để ngp nửớc khơng bị g mịn phải c li đn b phn bình để kiểm tra thao tác hành 8.5 Các sàn, cầu thang, giá treo phục vụ cho việc quản lYÙ hành không đửợc làm ảnh hửng đn đ bền đ vững bình Nu hàn kt cu vào bình phải đửợc thit k ph hợp với TCVN 6153 : 1996 Nu cần thit hàn đầu ni t nơi ch tạo 8.6 Các kho bảo quản chai nạp đầy khYÙ phải làm mt tầng, mái nhẹ không c trần ; tửng vách ngăn mái phải vt liệu chng cháy theo quy định hành ; cửa sổ cửa vào phải m phÝa ngồi, kÝnh cửa phải kYÙnh m quét mt lớp sơn trắng; chiều cao t đn phần nhô thp nht mái không đửợc nh 3,25 mét Nền kho phải phẳng nhửng khơng trơn trửợt; kho cha khÝ cháy phải lát vt liệu không tạo tia lửa va chạm c sát chai với 8.7 Các kho cha chai nạp đầy khYÙ phải đ ửợc thông gi t nhiên nhân tạo ph hợp với tiêu chun vệ sinh việc thit k xÝ nghiệp cơng nghiệp Nhiệt đ kho khơng đửợc cao 35oC, nu trị s phải c biện pháp làm mát 8.8 Các bung kho để bảo quản chai phải chia thành nhiều ngăn tửng chng cháy Mỗi ngăn đ ửợc phép cha không 20m3 thể tYÙch chai khYÙ cháy 29 khYÙ đc, khơng q 40 m3 thể tÝch chai khÝ khơng cháy khơng đc Khi cha chai khÝ không cháy không đc c thể ngăn vách ngăn chng cháy chiều cao không nh 2,5 mét với cửa trng để ng ửi qua lại, khoảng trng phYÙa đảm bảo cho việc giới hoá Mỗi ngăn c li vào riêng 8.9 Việc xây dng kho cha chai khYÙ cháy, khYÙ nổ khYÙ đc phải ph hợp với tiêu chun phòng chng cháy, phòng nổ phòng đc , phải thoả mãn yêu cầu sau : a) Trang bị chiu sáng phải ph hợp với yêu cầu chiu sáng môi tr ửng dễ gây cháy nổ phải c đầy đủ dụng cụ chữa cháy b) Phải đửợc thông gi đảm bảo tiêu chun an tồn vệ sinh cơng nghiệp c) Thit bị hút khYÙ nổ, khYÙ đc kho phải đảm bảo chng nổ, chng đc không đửợc đửa qua khu vc làm việc, sinh hoạt nơi c ngun lửa d) Trửng hợp thải khÝ đc ngồi thông gi c thể tạo nng đ nguy hiểm cho vng xung quanh phải đ ửợc khử đc trửớc thải ngoài, phải c biện pháp để bảo đảm nng đ khÝ đc khơng v ửợt giới hạn cho phép theo tiêu chun môi trửng Việt Nam e) Phải trang bị dụng cụ phòng chng đc cho ngửi phục vụ kho f) Phải c thit bị khử đc nhanh trửng hợp bị nổ vỡ để giảm bớt tác hại cho vng xung quanh 8.10 Các kho cha khYÙ đc, cháy nổ phải đ ửợc bảo vệ nghiêm ngặt c ni qui chặt ch Các kho phải đặt vng đ ửợc bảo vệ chng sét Cm bảo quản cng mt kho chai cha oxy khYÙ cháy khác 8.11 Trong tt kho bảo quản chai cha khYÙ phải c bảng tm tắt qui trình an tồn hửớng dn cần thit 8.12 Khoảng cách t kho chai cha khYÙ đn kho nhà xửng khác không đửợc nh : - 20m với kho cha (quy đổi) đn 500 chai loại 40 lYÙt - 30m với kho cha (quy đổi) 500 đn 1500 chai loại 40 lYÙt - 40m với kho cha (quy đổi) 1500 chai loại 40 lYÙt Trong mi trửng hợp nhà kho phải cách xa nhà cơng trình cơng cng Ýt nht 100m 8.13 Trong phạm vi 10 mét xung quanh kho bảo quản chai cha khYÙ, nghiêm cm để loại vt liệu dễ cháy cm ngặt làm việc c lửa nh ử: Rèn, đúc, hàn, đun bp, 30 PHẦN III CÁC ĐIỂM TỒN TẠI VỀ MẶT AN TOÀN TRONG SỬ DỤNG AUTOCLAVE HIỆU HUXLEY HIỆN NAY I/ Tình hình sử dụng Autoclave (tại TP Hồ Chí Minh) : - Đa phần sử dụng Autoclave sản xuất Đài Loan, Hàn Quốc v.v ( có cấu tạo nguyên lý hoạt động giống Autoclave hiệu HUXLEY) - Mặt lắp đặt thiết bị thường không đạt theo yêu cầu Kỹ thuật an toàn Quy Phạm Nhà nước quy Định - Các cán phụ trách thao tác thiết bị thường không trang bị sâu kiến thức chuyên môn kỹ thuật thao tác với thiết bị áp lực mà cụ thể lò Autoclave - Người vận hành thường khơng huấn luyện Kỹ thuật an tồn vận hành thiết bị (đặc biệt trường học phịng thí nghiệm v.v ) II/ Các ểm tồn mặt an toàn việ c sử dụng Autoclave hiệu HUXLEY : - Ngoài điểm tồn chung mặt lắp đặt, vận hành nêu riêng Autoclave hiệu HUXLEY (cũng Autoclave có cấu tạo nguyên lý hoạt động tương tự ) cịn có điểm chưa thuận lợi khơng đảm bảo an tồn thao tác sử dụng : + Thao tác bất tiện, thời gian (mỗi cần châm nước bổ sung vào buồng sinh hơi) + Hao tốn lượng (qua việc thất thoát nhiệt qua lần xả bỏ lần châm nước nồi) + Không theo dõi mực nước nồi cách liên tục + Tín hiệu mực nước nồi đưa tủ điện điều khiển lại tín hiệu trung gian (thơng qua tín hiệu nhiệt độ), điều dễ đưa đến xác vận hành thiết bị, dẫn đến cố hay làm hư hỏng sản phẩm cần hấp tiệt trùng + Mặt khác việc điều khiển nhiệt độ buồng hấp Autoclave hiệu HUXLEY lại thơng qua tín hiệu áp suất, mà cấu đo lường nhận tín hiệu lại thiếu xác (trong yêu cầu ngành dược phải có độ xác cao) 31 + Qua hình chụp bên ta quan sát thấy thiết bị báo áp suất lắp đặt lò HUXLEY HL-340 mắc lỗi sau: vạch chia trị số áp suất 1at ứng với nhiệt độ 121oC Nhưng vạch chia trị số áp suất at nhiệt độ lại 100oC Điề u đồng nghĩa với KHI CHƯA ĐUN NƯỚC MÀ NHIỆT ĐỘ CỦA NƯỚC ĐÃ ĐƯỢC MẶC ĐỊNH LÀ 100oC Ngoài ra, việc sử dụng Autoclave Đại học Y Dược cịn có điểm đặc thù riêng người vận hành (Đa số SV làm thí nghiệm) lại thiếu hiểu biết cần thiết An toàn lao động sử dụng thiết bị 32 PHẦN IV THIẾT KẾ, CẢI TẠO AUTOCLAVE HIỆU HUXLEY A Phương pháp cấp nước phổ biến cho Autoclave hiệu HUXLEY: Theo quy định Autoclave thường phải có người vận hành cho riêng thiết bị Khi vận hành, người vận hành bắt buộc phải cấp nước vào nồi lượng nước định tối thiểu trước vận hành nguồn điện cho nồi đun nước Điện trở đun nước sinh hơi, lượng sinh nhiều lượng nước nồi vơi đến lúc lượng nước cạn đến mức cho phép Trường hợp này, người vận hành phải dừng hoạt động nồi hấp, đồng thời mở van xã hết buồng sinh (để tránh cấp nước, người vận hành bị tổn thương buồng sinh bắn buồng sinh áp suất) cấp nước thêm cho nồi để đủ lượng nước yêu cầu, sau khóa van xả lại (tránh lượng ngồi q trình đốt, khơng cung cấp cho sản xuất) vận hành nồi hấp đun lại từ đầu Nếu người vận hành không kịp thời dừng hoạt động nồi hấp để cấp thêm nước nồi đun không tải dẫn đến cháy điện trở đốt dễ dẫn đến cháy, nổ hay tai nạn điện Do việc sử dụng Autoclave địi hỏi người vận hành phải ý đến lượng nước nồi để kịp thời cấp nước cho nồi hoạt động trở lại ** Các điểm hạn chế phương pháp cấp nước a Về suất thiết bị : Như ta biết trên, cấu tạo cách vận hành Autoclave kiểu HUXLEY làm cho thiết bị khơng có suất cao Mỗi cạn nước vận hành phải mở van xả cho lượng nồi hấp hết ngồi mơi trường, hạ áp suất nồi hấp đến mức cân với áp suất khí , sau người vận hành nồi phải đổ nước từ từ nồi hấp đầy nước đến mức quy định Trước cho nồi hấp hoạt động trở lại người vận hành nồi hấp phải khóa van xả lại cho đun nước lại lúc ban đầu Điều làm giảm đáng kể đến suất nồi hấp suất làm việc người vận hành Lượng nước nồi hấp có, cạn nước lại xã hết ngồi lãng phí lượng lớn Ngoài ra, sau cấp nước xong, nồi hấp phải đun nước lại từ đầu vừa làm lãng phí thời gian sản xuất chờ cho lượng có lại để phục vụ cho sản xuất vừa 33 lãng phí lượng đ iện để cung cấp cho điện trở đun nước dẫn đến suất thiết bị thấp b Về an tồn : Theo qui trình vận hành người vận hành ln phải túc trực bên cạnh nồi hấp nồi hấp hoạt động để bảo đảm an tồn Nếu khơng túc trực thường xuyên nồi hấp bị cạn nước mà cấu an toàn (tự động ngắt điện cung cấp cho điện trở đun nước) bị hư không hoạt động, dẫn đến cháy điện trở, trầm trọng gây chập mạch dẫn đến cố tai nạn điện Nếu người vận hành có mặt kịp thời thao tác trước lúc cấp nước phải xã nồi hấp ngồi, vơ tình thao tác không đúng, người vận hành quên mở van xả mà mở nắp nồi hấp với áp suất nhiệt độ cao nồi gây tổn thương đến người khác khu vực nồi hấp hoạt động Do lượng nồi hấp thoát nhiệt độ cao nên nguy gây bỏng nặng khó tránh c Về kinh tế : Như phần (a suất thiết bị) đề cập theo qui trình vận hành autoclave tính an tồn nên bắt buộc phải xã r a trước cấp nước vào nồi hấp gây lãng phí lượng có sẳn nồi hấp Sau cấp nước xong, nồi hấp phải bắt đầu đun lại từ đầu nhiệt lượng nước nồi hấp lúc thấp xuống lượng nước cấp vào, điện trở phải đun lại từ đầu gây lãng phí lượng điện cung cấp cho điện trở Đồng thời sản xuất bị đình trệ phải ngưng lại nồi hấp bị cạn nước, cộng thêm vào thời gian chờ đợi điện trở đun lại nước cấp vào nồi hấp để có lượng cung cấp lại cho hoạt động Do đó, tính kinh tế loại Autoclave khơng có tính kinh tế lãng phí nước có sẵn, lãng phí lượng điện cung cấp cho nồi hấp, suất người vận hành thấp phải ngưng nồi hấp bị cạn nước thời gian lao động nhàn rỗi nhiều Tổng hợp ba yếu tố suất thiết bị, tính an tồn tính kinh tế dẫn đến việc đòi hỏi phương pháp nhằm khắc phục nhược điểm B Đề xuất phương pháp cấp nước tự động cho Autoclave hiệu HUXLEY : I Nguyên lý hoạt động hệ thống nhân tín hiệu mực nước tự động điều khiển cấp nước cho lò : Theo nguyên lý hoạt động Autoclave việc cung cấp nước cho nồi hấp buộc người vận hành phải thao tác tay gây nhiều trở ngại lao động mang nhiều nhược điểm suất thiết bị, tính an tồn sử dụng vận hành tính kinh tế 34 Qua việc đưa phương pháp cải tiến ứng dụng vào loại nồi hấp mà không cần phải trang bị lại toàn thiết bị cần thiết góp phần ứng dụng khoa học kỹ thuật vào thiết bị dùng cho sản xuất, nghiên cứu Để thực việc trên, Autoclave cần phải trang bị thêm thiết bị sau : - điện cực thăm dò mực nước - điều khiển bơm cấp nước - OMRON - bơm cấp nước - Relay điều khiển - 01 đèn báo - Relay trung gian (hay 01 khởi động từ) Một lò cạn nước nhờ thiết bị đo mực nước điện cực đưa tín hiệu đến xử lý OMRON Bộ xử lý gửi tín hiệu mở nguồn điện cung cấp cho máy bơm cấp nước tiếp tục vào Autoclave Autoclave hoạt động bình thường khơng bị gián đoạn Đến Autoclave đủ lượng nước qui định nhờ điện cực đưa tín hiệu đến xử lý điều khiển ngắt nguồn điện cung cấp cho bơm nước, bơm nước ngừng cấp nước Nếu Autoclave đủ nước, đun nước bình thường mà áp suất Autoclave với áp suất định mức qui định, xử lý tự động ngắt điện nguồn cung cấp cho điện trở, Autoclave ngừng đun áp suất Autoclave tụt xuống áp suất qui định trước xử lý tự động cung cấp điện cho điện trở, Autoclave hoạt động trở lại bình thường Việc thiếu nước Autoclave, máy bơm hoạt động (đang bơm nước vào autoclave), điện nguồn cung cấp cho lò, lò hoạt động (điện trở đun), lị có cố thể tín hiệu đèn, còi tủ điều khiển người vận hành Đặt trường hợp lị cạn nước mà lý náo máy bơm khơng hoạt động có hoạt động mà khơng có nước cung cấp cho lị khiến cho mực nước lò cạn đến mức nguy hiểm xử lý báo động cho người vận hành cịi báo động đèn tín hiệu có cố tủ điều khiển biết lị có cố Đồng thời xử lý tự động cắt điện nguồn lò vào điện trở đốt lò II Thiết kế cải tạo hệ thống tự động điều khiển cấp nước cho lò : a Cấu tạo : Như đề cập, nguyên lý hoạt động phương pháp cung cấp nước tự động vào nồi hấp dùng tín hiệu lấy từ điện cực đưa vào hệ thống xử lý Do 35 thành phần cấu tạo nồi hấp không khác cũ thêm vào số thiết bị sau: - điện cực gắn trực tiếp Autoclave lấy tính hiệu từ mực nước thực nồi hấp - relay trung gian (ho ặc khởi động từ đóng ngắt hoạt động bơm nước) - OMRON - đèn báo - còi báo động - máy bơm cấp nước b Nguyên lý hoạt động : Nguyên lý cung ấp c nước tự động Autoclave hoạt động sau : Trong nồi hấp gắn điện cực để đo mực nước: - E1 : điện cực ngắn – đo mực nước cao nồi hấp - E2 : điện cực có độ dài trung bình – đo mực nước trung bình nồi hấp - E3 : điện cực dài – đo mực nước thấp nồi hấp (mực nước qui định mực nước cho phép điện trở hoạt động) Vào đầu ngày làm việc, ca làm việc, việc vệ sinh, kiểm tra thiết bị Autocl ave dựa vào sơ đồ mạch điều khiển cấp nước tự động cho Autoclave ta thấy nguyên lý hoạt động sau: (giả sử mực nước nồi hấp mức E2 ) - Đầu tiên người vận hành chọn chế độ làm việc (hấp tiệt trùng say), nhiệt độ hấp, thời gian hấp theo mong muốn, sau đóng nguồn - Đóng contact nguồn C p , bật contact chọn chế độ bơm sang vị trí Auto (cấp nước tự động) - Đèn nguồn (L E ) sáng, dòng điện vào điều khiển OMRON - Khi mực nước lò mức điện cực E2 mà cịn cao điện cực E3, lúc điện cực E2 bị masse truyền tín hiệu điều khiển OMRON làm cho tiếp điểm Tc – Tb Tc - Ta đóng Dịng điện chạy qua cơng tắc C1 (hoạt động chế độ bơm tự động), kích hoạt máy bơm Kp Hoạt động, đồng thời đèn L p cháy sáng báo máy bơm ho ạt 36 động Khi mức nước nồi dâng lên chạm điện cực E1 trình bơm kết thúc tiếp điểm Tc – Tb hở, máy bơm ngừng hoạt động, đèn L p tắt báo trình bơm nước cấp vào nồi kết thúc - Đồng thời lúc tiếp điểm Tc – Ta đóng, làm dịng điện chạy qua cầu chì Fuse tiếp tục đến cơng tắc chọn chế độ làm việc nồi hấp * Trường hợp hấp tiệt trùng : - Dịng điện qua bóng đèn báo hấp (LH1 - màu xanh) Đồng thời dòng điện vào thiết bị đo áp suất Pressure Switch qua tiếp điểm thường đóng C – H , qua tiếp điểm thường đóng Tr1 đốt điện trở H1 đun nước nồi hấp - Sau nhiệt độ nồi hấp đạt đến nhiệt độ mong muốn (được ấn định trước thơng qua việc chỉnh Pressure switch) thiết bị Pressure Switch ngắt tiếp điểm C – H chuyển sang đóng tiếp điểm C – L (Trước đó, để kéo dài thời gian hấp người ta chọn thời gian mong muốn thiết bị Timer Relay TR) Tiếp điểm C – L đóng, dịng điện qua Timer Relay kích hoạt Timer Relay bắt đầu đếm thời gian hấp tiệt trùng , đạt đến thời gian hấp quy định trước thì, tiếp điểm TR1 hở mạch - Quá trình hấp kết thúc (tức sau Timer Relay đếm hết thời gian) tiếp điểm TR1 hở đồng thời lúc tiếp điểm thường mở TR3 đóng lại làm cho dịng điện chạy đến cịi AL báo hiệu kết thúc q trình hấp tiệt trùng * Trường hợp sấy : - Chọn thời gian sấy thiết bị Timer Relay - Bật công - tắc DS chuyển sang chế độ DRY (tức sấy) Dịng điện qua tiếp điểm TR2 đốt nóng điện trở H2, đồng thời dòng điện qua timer để bắt đầu đếm thời gian sấy Khi timer đếm đũ thời gian sấy theo cài đặt tiếp điểm TR2 hở mạch, kết thúc trình sấy - Quá trình sấy kết thúc (tức sau Timer Relay đếm hết thời gian) tiếp điểm TR2 hở đồng thời lúc tiếp điểm thường mở TR3 đóng lại làm cho dịng điện chạy đến cịi AL báo hiệu kết thúc trình sấy * Trường hợp xảy cố cạn nước nguy hiểm nồi hấp: - Trong trình hoạt động lý đó, mực nước nồi hấp bị tuột xuống mức E3, máy bơm hoạt động bể chứa nước cạn dẫn đến nồi hấp khơng cấp nước - Khí tiếp điểm Tc –Tb Tc –Ta bị ngắt, tức tồn q trình bơm đun nóng nước tắt (bảo vệ thiết bị khỏi hỏng hóc gay nên cố ) Đồng thời truyền tín hiệu kết nối tiếp điểm Tc -Tb 37 - Dòng điện chạy qua tiếp điểm Tc -Tb làm sáng đèn báo cạn nước, đồng thời kích hoạt Relay R1 làm đóng tiếp điểm thường mở R1 đóng lại - Dịng điện vào tiếp điểm R1 qua tiếp điểm thường đóng R2 kích hoạt cịi hụ báo động - Lúc người vận hành Autoclave (khi nghe còi báo thấy neon báo cố nồi bị cạn nước nguy hiểm) nhấn nút tắt cịi Khi dịng điện qua Relay R2 làm tiết điểm thường đóng R2 hở mạch để tắt cịi, đồng thời tiếp điểm thường mở R2 đóng lại tạo thành mạch tự giữ (sau buông nút tắt cịi), có tác dụng làm tiếp điểm R2 hở mạch khơng cho cịi hụ thời gian người vận hành quan sát kiểm tra, kiểm tra, xử lý (mực nước nồi cạn mức cho phép) đèn báo cạn nước nồi cháy sáng - Lúc này, người vận hành nồi phải kiểm tra xem nồi có bị biến dạng hay khơng, tiếp tục vận hành hay không Nếu nồi bình thường châm thêm nước vào nồi người vận hành nồi châm nước vào nồi tay dựa vào công tắc chuyển chế độ bơm C1 - Đến mực nước nồi đạt tới mức E3 điều khiển đưa tín hiệu ngắt tiếp điểm Tc -Tb làm tắt đèn báo cạn nước, tiếp điểm R1, R2 trở trạng thái ban đầu Bộ điều khiển OMRON truyền tín hiệu kết nối tiếp điểm Tc -Ta cho phép nồi tiếp tục hoạt động hấp tiệt trùng (hoặc sấy) , đồng thời kết nối tiếp điểm Tc -Tb cho phép chuyển sang bơm nước tự động - Qui trình hoạt động tiếp diễn III So sánh đánh gia biện pháp đề xuất với biện pháp sử dụng nay: Tất Autoclave sử dụng cung cấp nước tay Biện pháp cung cấp nước Autoclave mang nhiều nhược điểm hạn chế suất thiết bị, suất lao động, tính an tồn, tính kinh tế a Năng suất thiết bị : Đối với loại Autoclave việc cấp nước tay làm gián đoạn công việc nồi bị cạn nước Người vận hành phải mở van xả cho lượng nồi hết ngồi, nồi khơng cịn áp suất chênh lệch so với mơi trường Sau châm nước vào nồi Khi đủ lượng nước cần thiết, người vận hành khóa van xã lại bật nguồn cung cấp điện cho lò Autoclave đun lượng nước cấp vào Việc làm cho suất lị khơng cao 38 suốt trình cấp nước làm cho lượng nước gần nguội hoàn toàn, làm tiêu tốn lượng điện cung cấp cho điện trở Vì lượng cung cấp cho Autoclave nhiều mà lượng cung cấp cho sản xuất không bao mà lại thêm lượng cấp nước suất đem lại không cao Sau cải thiện biện pháp cung cấp nước tự động lị cạn nước máy bơm tự động làm việc, lượng nước bơm vào nồi hoạt động, khơng cần phải ngừng lị xả hết lượng để cân áp suất Khi lượng nước đủ theo yêu cầu máy bơm tự động ngắt, bảo đảm lượng nhiệt có nồi, lượng điện cung cấp điện trở Vì lượng cung cấp cho mà lượng cung cấp cho sản xuất luôn ổn địn h cung cấp liên tục, xã hết lượng nên nồi không bị nhiệt nhiều không lượng có sẵn nồi cấp nước nên suất nồi tăng lên cách rõ rệt b Tính an tồn : Đây tính tiên thiết kế, chế tạo sản phẩm Vì trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động, ảnh hưởng đến trách nhiệm nhà doanh nghiệp sử dụng thiết bị Vì thiết kế lại qui trình vận hành cho phương pháp tính an tồn phải tăng cao thể rõ rệt Việc cung cấp nước tự động khiến cho lượng nước Autoclave không bị cạn qui định (do người công nhân vận hành lơ đểnh không châm nước bổ sung kịp thời) Khác với trước việc cấp nước chậm trễ nồi bị cạn nước dẫn đến cháy điện trở, chí gây cố điện, dẫn đến tai nạn điện, dẫn đến tai nạn đáng tiếc Với phương pháp cung cấp nước không xảy tượng cháy điện trở, mà khống chế tượng ứng suất nhiệt làm giảm mức độ dao động nhiệt lò theo ý muốn mà tiêu hao nhiều công sức lao động người vận hành lị Ngồi tủ điều khiển cho lò trang bị cấp nước tự động mạch điều khiển liên kết với chế độ an tồn khống chế áp suất lị Cả hai trường hợp nêu trên, hệ thống xử lý theo qui trình định sẵn báo tín hiệu tủ điều khiển cho người vận hành biết tín hiệu đèn cịi Đồng thời báo tình trạng hoạt động lị cho người vận hành nắm rõ Nếu lị bị thiếu nước lị tự động bơm vào, lý mà nước khơng cấp vào lị hệ thống xử lý nước lò cạn tới mức nguy hiểm hệ thống xử lý báo động cho người vận hành đèn còi báo động, đồng thời cho ngưng tồn hoạt động lị chờ người vận hành thao tác sửa chữa, khắc phục cố Sau khởi động lại hệ thống tự động lò Nhờ vào hệ thống điều khiển tự động mà lị khơng xảy cháy điện trở, tránh chấp mạch gây tai nạn điện, việc tăng áp suất gây nổ lị, 39 gây thiệt hại tánh mạng tài sản Do tính an tồn phương pháp thể cao c Tính kinh tế : Khi đề phương pháp dựa tính thiết tính kinh tế, việc thể tính kinh tế lại rõ rệt Đối với cách dùng Autoclave thơng thường khơng mang lại hiệu kinh tế cao, đặc biệt doanh nghiệp có qui mơ sản xuất vừa nhỏ Bên cạnh cịn có nguy tiềm ẩn loại Autoclave thơng thường có tính an tồn khơng cao vi ệ c dẫn đến nguy xảy tai nạn giao lao động cao Nhẹ gây bỏng, nặng dẫn đến nguy hiểm tính mạng Gây hậu nghiêm trọng đến sức khỏe tính mạng người lao động, suất lao động, tính liên tục dây chuyền sản xuất, chi phí cho người lao động có tai nạn lao động xảy Một nói đến tính kinh tế ta khơng thể khơng đề cập đến vấn đề giá thành sản phẩm Cụ thể giá thành sau: - Loại Autoclave hệ thống tự động cấp nước (do nước ngồi sản xuất bán VN) BK-75 có giá từ 50 triệu đồng/cái Trong giá thành thi ết kế cho hệ thống điều khiển cho lò Autoclave luận văn đề cập giá thành sau : STT Tên thiết bị Đơn giá (VNĐ) Số lượng Thành tiền (VNĐ) 01 Bộ OMRON 500.000 500.000 02 Điện cực thăm dò 100.000 300.000 03 Relay điều khiển 80.000 80.000 04 Đèn báo bơm 30.000 100.000 05 Contact 25.000 25.000 06 Tủ điện 200.000 200.000 07 Fuse 10.000 10.000 08 Bơm nước 200.000 200.000 40 09 Dây điện v…v… 200.000 Tổng cộng : 200.000 1.615.000đ Vậy chi phí thực tế so với việc trang bị Autoclave Do thực theo ý tưởng hồn tồn hợp tính kinh tế 41 PHẦN V KẾT LUẬN Loại Autoclave có chế hoạt động tương tự HUXLEY phổ biến nước ta Với kích thước nhỏ gọn, lắp đặt gọn nhẹ, giá tiền thấp, phù hợp với khả nhà doanh nghiệp nhỏ phòng thí nghiệm Tuy nhiên điều dẫn đến chất lượng sản p hẩm khơng cao, tính chất an tồn khơng đảm bảo Việc ứng dụng phương pháp cải tạo vào Autoclave trường đại học Y dược, phịng nghiên cứu v.v… có mức độ khả thi cao Với lị Autoclave sau cải tiến, tính không thay đổi dễ thao tác nhiều Người sử dụng dùng thời gian “trơng” lị vào việc khác, suất nâng cao Đồng thời, q trình vận hành lị trở nên an tồn xác nhiều với hệ thống báo đáng tin cậy.Hơn nữa, phương pháp tuyệt đối tíêt kiệm giải pháp tài đơn vị có qui mơ vừa nhỏ Hiện nay, doanh nghiệp tư nhân nhà nước áp dụng nhiều phương pháp khác nhằm tự động hóa hoạt động sản xuất, việc thiết kế phương pháp đề luận văn chưa áp dụng Từ cho thấy, phương pháp khơng bó hẹp phạm vi cải tạo thiết bị Autoclave hiệu HUXLEY Đại học Y Dược mà cịn phát triển đem ứng dụng vào nhữnh lĩnh vực khác với phương pháp tương tự, vừa tiết kiệm, đảm bảo an toàn, nâng cao suất Vấn đề cải tạo Autoclave thể rõ nhu cầu nguyện vọng nhiều doanh nghiệp, đơn vị có qui mơ vừa nhỏ, phịng nghiên cứu mang tính khả thi cao So với tìn h trạng thực tế nay, nhiều doanh nghiệp tư nhân phòng nghiên cứu không đủ vốn đầu tư vào thiết bị Autoclave đại, mà dùng loại lò có nguồn gốc chất lượng chất lượng (như HUXLEY HL-340), việc ứng dụng phương ph áp đề tài đưa hồn tồn hợp lý khơng vượt chi phí đầu tư vào thiết bị đơn vị Bởi khơng phải thay hồn tồn thiết bị mà cải tiến chức vừa góp phần khắc phục nhược điểm mà thiết bị cũ mắc phải, vừa nâng cao hiệu kinh tế rõ rệt, sử dụng thiết bị an toàn hơn, an tâm cải thiện suất lao động 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Cataloge điều khiển OMRON Quy trình vận hành sơ đồ cụ thể nồi Autoclave BK75 Huxley HL-340 Quy phạm pháp luật vấn đề An Toàn Thiết Bị Ap Lực + TCVN 6008 – 1995 : Thiết bị áp lực – Mối hàn – Yêu cầu kỹ thuật phương pháp kiểm tra + TCVN 6153 – 1996 : Bình chịu áp lực – Yêu cầu kỹ thuật an toàn thiết kế, kết cấu, chế tạo 43 ... khÝ với van khố bình Trang bị đo mc cht lng : 7.1 Các bình đt nng làm mc cht lng thay đổi cần phải trang bị YÙt nht mt ng thuỷ để đo mc cht lng 7.2 Các bình cha hố lng phải trang bị mt ng thuỷ... quy định khả nạp tháo mơi cht bình Khi bình c thể tYÙch nửớc ngửng, dầu phải trang bị thit bị xả 1.4 Ni đun điện phải trang bị bơm cp nửớc dụng cụ xả cặn Cho phép thay bơm cp nửớc ng dn nửớc c... 1.5 Các bể thng phải c trang bị đo kiểm an tồn sau : a Van c ng xi phơng để tháo nạp mơi cht b Van khÝ t phần bể thng c Van an toàn d áp k e Thit bị ch mc cht lng Các trang bị phải lắp nắp cửa