本發明屬于供氣裝置領域，具體涉及一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置及其方法。

背景技術：

目前，工廠內工人進行噴涂、打磨、焊接時，或在空氣質量惡劣如煤炭、粉狀物包裝等環境下作業時，為了防止有毒氣體進入呼吸道系統，影響身體健康，工作者在進行上述工作時往往需要佩戴噴涂呼吸防護設備。現有噴涂呼吸防護設備主要包括活性炭過濾式面罩、供氣式面罩與口罩兩種。

其中活性炭防護面罩主要通過活性炭對有毒物質進行吸附過濾，保護人體遠離毒塵保護呼吸系統，具有使用簡單，成本低的優點。但這種活性炭過濾式面罩適用于一般小面積，短時間施工防護場所，對一般有機溶劑氣體揮發物防護時間短，而且活性炭易失去活力，使操作者聞到油漆味，面罩主體內悶熱，而且由于這種過濾面罩呼吸空氣的質量取決于環境空氣，一般只能在30倍MAK值范圍內使用。

供氣式防毒面罩是由空氣壓縮機提供氣源通過過濾調節器進入面罩，使將操作者呼吸到室外的新鮮空氣，從而起到保護人體的目的。這種依靠環境外壓縮空氣的供氣式面罩，操作者在使用時腰后面往往要拖著一根長長的氣管，所以也叫長管呼吸器，可以在100倍MAK值范圍內使用。但這種供氣式防毒面罩一般價格昂貴，被一些國外品牌所壟斷，國內一般4S店、制造廠、巴士廠很少使用。

技術實現要素：

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置及其方法，結構簡單，操作方便。在現有技術的基礎上，添加過濾、加濕及檢測裝置，并將裝置功能優化，不僅實現供氣功能，同時對空氣進行過濾、加濕，而且可實時監測控制、定期消毒，并實現自動化，整個裝置所有功能即可自動又可手動，使作業人員在安全、舒適的環境下進行工作，保證了其身心健康。同時，成本比國外進口便宜很多，可填補國內空白市場。

本發明所采用的技術方案如下：

一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置，其特征是：該裝置包括過濾系統、加濕系統和監控系統；所述過濾系統前端經第一輸氣管道與外部空壓機連接，所述過濾系統后端經第一輸氣管道與加濕系統相連接；所述過濾系統和加濕系統分別經控制線纜與監控系統相連接，加濕系統經第二輸氣管道與呼吸裝置相連接；所述過濾系統與加濕系統之間的第一輸氣管道上設置有第五控制閥。

所述過濾系統包括第一輸氣管道、第一電子控制閥、壓強表、第二控制閥、減壓閥和三級過濾器；所述第一輸氣管道上依次連接有第一電子控制閥、壓強表、第二控制閥、減壓閥和三級過濾器；所述第一電子控制閥經控制線纜與PLC主控制器相連接。

所述加濕系統包括加熱裝置、水箱、排水管、第七控制閥、第三電子控制閥、第一輸液管道、純凈水水源、泄壓閥、第八控制閥、第二輸液管道、消毒箱、第四電子控制閥和第二輸氣管道；所述加熱裝置安裝于水箱外部，所述排水管連接于水箱底部，排水管上安裝有第七控制閥；所述水箱上部連接有第一輸液管道、第二輸氣管道、泄壓閥和第二輸液管道，第一輸液管道底端伸入水箱內純水液位下限以下，第二輸氣管道和第二輸液管道底端伸入水箱內純水液位上限以上；所述第一輸液管道與純凈水水源相連接，第一輸液管道上安裝有第三電子控制閥，第三電子控制閥經控制線纜與PLC主控制器相連接；所述第二輸氣管道上安裝有第四電子控制閥，第四電子控制閥經控制線纜與PLC主控制器相連接；所述第二輸液管道與消毒箱相連接，第二輸液管道上安裝有第八控制閥。

所述監控系統包括壓差傳感器、第三控制閥、CO傳感器、第四控制閥、其他氣體傳感器、液位傳感器、溫度傳感器、PLC主控制器、報警燈、觸摸屏和無線輸出盒；

所述壓差傳感器前端連接到壓強表前的第一輸氣管道上，且壓差傳感器后端連接到三級過濾器后的第一輸氣管道上，壓差傳感器經控制線纜與PLC主控制器連接；所述CO傳感器經控制線纜分別與PLC主控制器和第一輸氣管道連接，PLC主控制器和第一輸氣管道之間的控制線纜上安裝有第三控制閥；所述其他氣體傳感器經控制線纜分別與PLC主控制器和第一輸氣管道連接，PLC主控制器和第一輸氣管道之間的控制線纜上安裝有第四控制閥；所述液位傳感器一端經控制線纜與PLC主控制器相連接，另一端連接至水箱底部；所述溫度傳感器經控制線纜分別與PLC主控制器和第二輸氣管道連接；所述報警燈和觸摸屏分別經控制線纜與PLC主控制器相連接；所述觸摸屏和無線輸出盒之間經控制線纜相連接；

所述其他氣體傳感器包括氧氣傳感器、氮氣傳感器和氬氣傳感器。

所述過濾系統兩端安裝有過濾裝置旁通管道，過濾裝置旁通管道前端連接到壓強表前的第一輸氣管道上，且過濾裝置旁通管道后端連接到三級過濾器后的第一輸氣管道上，過濾裝置旁通管道上安裝有第一控制閥；

所述加濕系統兩端安裝有加濕裝置旁通管道，加濕裝置旁通管道前端連接到過濾裝置旁通管道后的第一輸氣管道上，且加濕裝置旁通管道后端連接到溫度傳感器后的第二輸氣管道上，加濕裝置旁通管道上安裝有第二電子控制閥，所述第二電子控制閥經控制線纜與PLC主控制器相連接；所述過濾裝置旁通管道和加濕裝置旁通管道之間連接有第三旁通管道，第三旁通管道上安裝有第六控制閥。

所述第一輸氣管道上安裝有智能讀卡器，智能讀卡器安裝于第一電子控制閥前端的第一輸氣管道上。

所述的一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置進行過濾加濕方法，包括以下具體步驟：

(1)過濾

打開第二控制閥并關閉第一控制閥，壓縮空氣經第一輸氣管道通過減壓閥泄壓，然后經三級過濾器進行過濾，可有效過濾掉壓縮空氣中的油、水及塵埃等；

(2)加濕

打開第五控制閥并關閉第二電子控制閥，過濾后空氣經第一輸氣管道通入水箱中的水中，加濕后的空氣經第二輸氣管道輸出；

(3)監控

當壓強超過壓強上限時，壓差傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制報警燈進行報警；

當CO濃度超過CO濃度上限時，CO傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制報警燈進行報警；當其他氣體濃度超高其他氣體濃度上限時，其他氣體傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制報警燈進行報警；

當水箱內純水液位高于液位上限時，液位傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制第三電子控制閥關閉；當水箱內純水液位低于液位下限時，液位傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制第三電子控制閥打開，純凈水水源的水通入水箱內。

所述步驟(1)過濾過程中設置有過濾系統旁通控制，所述過濾系統旁通控制過程如下：

關閉第二控制閥并打開第一控制閥，初始壓縮空氣可通過過濾裝置旁通管道輸出；

所述步驟(2)加濕過程中設置有加濕系統旁通控制；所述加濕系統旁通控制控制過程如下：

關閉第二控制閥并打開第一控制閥，初始壓縮空氣可通過過濾裝置旁通管道輸出；

關閉第五控制閥并打開第二電子控制閥，空氣可通過加濕裝置旁通管道輸出；

同時關閉第二控制閥、第五控制閥和第六控制閥，并打開第一控制閥和第二電子控制閥，空氣可經過過濾裝置旁通管道、第一輸氣管道和加濕裝置旁通管道輸出；如果第二電子控制閥失效，可打開第一控制閥和第六控制閥，空氣可經過過濾裝置旁通管道、第三旁通管道和加濕裝置旁通管道輸出。

所述步驟(2)加濕過程中還包括消毒模式，包括以下具體步驟：

關閉第一電子控制閥，并打開裝置中所有開關，打開泄壓閥進行泄壓后關閉泄壓閥，打開第七控制閥將水箱中水排凈，將消毒箱中的消毒液加入至水箱中，加熱裝置對水箱進行加熱；消毒裝置內裝有醋酸或酒精等，所述消毒時加熱裝置的加熱溫度為100℃—150℃，消毒時間為45min—90min。

所述壓差傳感器的報警壓強為大于或等于0.1Kpa；所述液位傳感器報警的純水液位上限為50％—70％、純水液位下限為10％—20％；所述加濕過程時加熱裝置的供熱溫度為30℃—50℃；CO傳感器報警濃度為大于或等于10ppm。

綜上，本發明可提供一種結構簡單、使用方便的一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置，通過過濾系統和加濕系統，在保證成本低廉，自動化強，能耗低的前提下，實現了對高速流動的壓縮空氣進行過濾和加濕，為作業人員提供舒適可調節的安全工作環境，避免氣體過分干燥引起作業者的呼吸道不適，同時加濕系統中安裝有消毒裝置，可定期對本發明裝置進行消毒處理；同時，采用監控系統對裝置進行監控診斷，數控系統可實現凈化加濕裝置的自動化工作。

附圖說明

圖1為本發明裝置的使用連接圖。

圖2為本發明的一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置內部詳圖。

圖中，A、空壓機，B、本發明的一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置，C呼吸裝置，D輸送管道；

1、智能讀卡器，2、第一輸氣管道，3、第一電子控制閥，4、壓強表，5、第一控制閥，6、過濾裝置旁通管道，7、第二控制閥，8、減壓閥，9、三級過濾器，10、壓差傳感器，11、第三控制閥，12、CO傳感器，13、第四控制閥，14、其他氣體傳感器，15、第五控制閥，16、第六控制閥，17、第二電子控制閥，18、加濕裝置旁通管道，19、加熱裝置，20水箱，21、排水管，22、第七控制閥，23、第三電子控制閥，24、第一輸液管道，25、純凈水水源，26、液位傳感器，27、泄壓閥，28、第八控制閥，29、第二輸液管道，30、消毒箱，31、溫度傳感器，32、PLC主控制器，33、報警燈，34、觸摸屏，35、無線輸出盒，36、第四電子控制閥，37、第二輸氣管道，38、第三旁通管道

具體實施方式

下面結合具體實施例及附圖詳細說明本發明，但本發明并不局限于具體實施例。

實施例1：

如圖1和圖2所示，一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置，其特征是：該裝置包括過濾系統、加濕系統和監控系統；所述過濾系統前端經第一輸氣管道2與外部空壓機連接，所述過濾系統后端經第一輸氣管道與加濕系統相連接；所述過濾系統和加濕系統分別經控制線纜與監控系統相連接，加濕系統經第二輸氣管道37與呼吸裝置相連接；所述過濾系統與加濕系統之間的第一輸氣管道上設置有第五控制閥15。

所述過濾系統包括第一輸氣管道2、第一電子控制閥3、壓強表4、第二控制閥7、減壓閥8和三級過濾器9；所述第一輸氣管道上依次連接有第一電子控制閥、壓強表、第二控制閥、減壓閥和三級過濾器；所述第一電子控制閥經控制線纜與PLC主控制器32相連接。

所述加濕系統包括加熱裝置19、水箱20、排水管21、第七控制閥22、第三電子控制閥23、第一輸液管道24、純凈水水源25、泄壓閥27、第八控制閥28、第二輸液管道29、消毒箱30、第四電子控制閥36和第二輸氣管道37；

所述加熱裝置安裝于水箱外部，所述排水管連接于水箱底部，排水管上安裝有第七控制閥；所述水箱上部連接有第一輸液管道、第二輸氣管道、泄壓閥和第二輸液管道，第一輸液管道底端伸入水箱內純水液位下限以下，第二輸氣管道和第二輸液管道底端伸入水箱內純水液位上限以上；所述第一輸液管道與純凈水水源相連接，第一輸液管道上安裝有第三電子控制閥，第三電子控制閥經控制線纜與PLC主控制器相連接；所述第二輸氣管道上安裝有第四電子控制閥，第四電子控制閥經控制線纜與PLC主控制器相連接；所述第二輸液管道與消毒箱相連接，第二輸液管道上安裝有第八控制閥。

所述監控系統包括壓差傳感器10、第三控制閥11、CO傳感器12、第四控制閥13、其他氣體傳感器14、液位傳感器26、溫度傳感器31、PLC主控制器32、報警燈33、觸摸屏34和無線輸出盒35，可通過手機、電腦移動設備對裝置進行操作，可通過手機、電腦移動設備對裝置進行操作；

所述壓差傳感器前端連接到壓強表前的第一輸氣管道上，且壓差傳感器后端連接到三級過濾器后的第一輸氣管道上，壓差傳感器經控制線纜與PLC主控制器連接；所述CO傳感器經控制線纜分別與PLC主控制器和第一輸氣管道連接，PLC主控制器和第一輸氣管道之間的控制線纜上安裝有第三控制閥；所述其他氣體傳感器經控制線纜分別與PLC主控制器和第一輸氣管道連接，PLC主控制器和第一輸氣管道之間的控制線纜上安裝有第四控制閥；所述液位傳感器一端經控制線纜與PLC主控制器相連接，另一端連接至水箱底部；所述溫度傳感器經控制線纜分別與PLC主控制器和第二輸氣管道連接；所述報警燈和觸摸屏分別經控制線纜與PLC主控制器相連接；所述觸摸屏和無線輸出盒之間經控制線纜相連接；所述其他氣體傳感器為氧氣傳感器。

所述過濾系統兩端安裝有過濾裝置旁通管道，過濾裝置旁通管道前端連接到壓強表前的第一輸氣管道上，且過濾裝置旁通管道后端連接到三級過濾器后的第一輸氣管道上，過濾裝置旁通管道上安裝有第一控制閥5；所述加濕系統兩端安裝有加濕裝置旁通管道18，加濕裝置旁通管道前端連接到過濾裝置旁通管道后的第一輸氣管道上，且加濕裝置旁通管道后端連接到溫度傳感器后的第二輸氣管道上，加濕裝置旁通管道上安裝有第二電子控制閥17，所述第二電子控制閥經控制線纜與PLC主控制器相連接；所述過濾裝置旁通管道和加濕裝置旁通管道之間連接有第三旁通管道38，第三旁通管道上安裝有第六控制閥16。所述第一輸氣管道2上安裝有智能讀卡器1，智能讀卡器安裝于第一電子控制閥前端的第一輸氣管道上。

一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置過濾加濕方法，其特征在于：包括以下具體步驟：

(1)過濾

打開第二控制閥并關閉第一控制閥，壓縮空氣經第一輸氣管道通過減壓閥泄壓，然后經三級過濾器進行過濾；

(2)加濕

打開第五控制閥并關閉第二電子控制閥，過濾后空氣經第一輸氣管道通入水箱中的水中，加濕后的空氣經第二輸氣管道輸出；

(3)監控

當壓強超過壓強上限時，壓差傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制報警燈進行報警；

當CO濃度超過CO濃度上限時，CO傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制報警燈進行報警；當氧氣濃度超高氧氣濃度上限時，氧氣傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制報警燈進行報警；

當水箱內純水液位高于液位上限時，液位傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制第三電子控制閥關閉；當水箱內純水液位低于液位下限時，液位傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制第三電子控制閥打開，純凈水水源的水通入水箱內。

所述步驟(1)過濾過程中設置有過濾系統旁通控制，所述過濾系統旁通控制過程如下：

關閉第二控制閥并打開第一控制閥，初始壓縮空氣可通過過濾裝置旁通管道輸出；

所述步驟(2)加濕過程中設置有加濕系統旁通控制；所述加濕系統旁通控制控制過程如下：

如果過濾系統失效時，關閉第二控制閥并打開第一控制閥，初始壓縮空氣可通過過濾裝置旁通管道輸出；

所述步驟(2)加濕過程中還包括消毒模式，包括以下具體步驟：

關閉第一電子控制閥，并打開裝置中所有開關，打開泄壓閥進行泄壓后關閉泄壓閥，打開第七控制閥將水箱中水排凈，將消毒箱中的消毒液加入至水箱中，加熱裝置對水箱進行加熱；所述消毒時加熱裝置的加熱溫度為100℃，消毒時間為45min。

所述壓差傳感器的報警壓強為大于或等于0.1Kpa；所述液位傳感器報警的純水液位上限為50％、純水液位下限為10％；所述加濕過程時加熱裝置的供熱溫度為30℃℃；CO傳感器報警濃度為大于或等于10ppm。

因此，該面罩具有供氣、過濾、加濕、消毒、監控功能，結構簡單，操作方便且價格適宜，并能使作業人員在安全、舒適的環境下進行工作，保證其身心健康。

實施例2：

本實施例中的一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置及其方法與實施例1中基本結構和工藝流程相同，其中不同的技術參數是：

(1)所述其他氣體傳感器為氮氣傳感器，當氮氣濃度超過氮氣濃度上限時，氮氣傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制報警燈進行報警；

(2)關閉第一電子控制閥，并打開裝置中所有開關，打開泄壓閥進行泄壓后關閉泄壓閥，打開第七控制閥將水箱中水排凈，將消毒箱中的消毒液加入至水箱中，加熱裝置對水箱進行加熱；所述消毒時加熱裝置的加熱溫度為130℃，消毒時間為60min。

(3)所述壓差傳感器的報警壓強為大于或等于0.1Kpa；所述液位傳感器報警的純水液位上限為60％、純水液位下限為15％；所述加濕過程時加熱裝置的供熱溫度為40℃；CO傳感器報警濃度為大于或等于10ppm。

(4)如果加濕系統失效時，關閉第五控制閥并打開第二電子控制閥，空氣可通過加濕裝置旁通管道輸出；

因此，該面罩具有供氣、過濾、加濕、消毒、監控功能，結構簡單，操作方便且價格適宜，并能使作業人員在安全、舒適的環境下進行工作，保證其身心健康。

實施例3：

本實施例中的一種工業管道系統壓縮空氣過濾加濕裝置及其方法與實施例1中基本相同，其中不同的是：

(1)所述其他氣體傳感器為氬氣傳感器，當氬氣濃度超高氬氣濃度上限時，氬氣傳感器通過控制線纜將信號傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器通過控制線纜控制報警燈進行報警；

(2)關閉第一電子控制閥，并打開裝置中所有開關，打開泄壓閥進行泄壓后關閉泄壓閥，打開第七控制閥將水箱中水排凈，將消毒箱中的消毒液加入至水箱中，加熱裝置對水箱進行加熱；所述消毒時加熱裝置的加熱溫度為150℃，消毒時間為90min。

(3)所述壓差傳感器的報警壓強為大于或等于0.1Kpa；所述液位傳感器報警的純水液位上限為70％、純水液位下限為20％；所述加濕過程時加熱裝置的供熱溫度為50℃；CO傳感器報警濃度為大于或等于10ppm。

(4)同時關閉第二控制閥、第五控制閥和第六控制閥，并打開第一控制閥和第二電子控制閥，空氣可經過過濾裝置旁通管道、第一輸氣管道和加濕裝置旁通管道輸出；如果第二電子控制閥失效，可打開第一控制閥和第六控制閥，空氣可經過過濾裝置旁通管道、第三旁通管道和加濕裝置旁通管道輸出。

因此，該面罩具有供氣、過濾、加濕、消毒、監控功能，結構簡單，操作方便且價格適宜，并能使作業人員在安全、舒適的環境下進行工作，保證其身心健康。