吳秋菊，韓俊淑，王立志，李 奪

0 引言

方艙醫(yī)院系統(tǒng)通常采用通道形成閉式系統(tǒng)部署。我軍自主研發(fā)的一代和二代方艙醫(yī)院系統(tǒng)的通道均采用的是可伸縮式通道篷結(jié)構(gòu)，即固定方艙一側(cè)附帶與之相連的伸縮式通道篷。通道的寬度為1 400 mm、長度為1 000～1 500 mm可調(diào)，通道篷為單層篷布[1-4]。受結(jié)構(gòu)限制，該種通道的作業(yè)面積和空間相對小，保溫性及密封性相對低。為適應(yīng)新一代方艙醫(yī)院系統(tǒng)對作業(yè)環(huán)境及其他性能等的要求，急需研制新型擴(kuò)展通道方艙。

1 擴(kuò)展通道方艙的功能需求及主要技術(shù)指標(biāo)

1.1 功能需求

擴(kuò)展通道方艙用于連接各醫(yī)療功能方艙。擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)為醫(yī)療方艙系統(tǒng)搭建公共通道平臺，為系統(tǒng)提供主通道及各功能艙連接通道，使各醫(yī)療功能方艙形成閉式系統(tǒng)。撤收狀態(tài)為通道篷及其附屬裝置、活動通道模塊及其附屬裝置、正壓模塊等設(shè)備設(shè)施提供存放空間。

1.2 主要技術(shù)指標(biāo)

（1）通道作業(yè)面積：主通道內(nèi)部寬度不小于2 800 mm，與各醫(yī)療功能方艙的連接通道內(nèi)部寬度不小于1 300 mm。

（2）保溫性及密封性：在-41℃的環(huán)境條件下，取暖裝置在60min內(nèi)能使通道內(nèi)升溫至不低于10℃；在46℃的環(huán)境條件下，降溫裝置在60 min內(nèi)能使通道的溫度降至36℃以下。

靜止展開狀態(tài)下，通道內(nèi)可建立超壓≥100 Pa，正壓防護(hù)模塊離心風(fēng)機(jī)流量為10.75 m3/min。

2 布局設(shè)計(jì)

2.1 擴(kuò)展通道方艙擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)的部署形式

擴(kuò)展通道方艙由固定方艙、可擴(kuò)展主通道活動平臺模塊、可伸縮功能方艙連接通道平臺及擴(kuò)展通道帳篷等組成。固定方艙、可擴(kuò)展通道平臺模塊及可伸縮通道平臺為通用復(fù)合板結(jié)構(gòu)。擴(kuò)展通道帳篷主要由可快速連接的帳篷骨架、“外披內(nèi)掛”式內(nèi)外通道篷等組成。

方艙醫(yī)院系統(tǒng)部署時(shí)，擴(kuò)展通道方艙居中布置，主通道分別向擴(kuò)展通道方艙的左右兩側(cè)展開。各醫(yī)療功能方艙通過主通道側(cè)面的連接通道與主通道篷連接，形成閉式方艙醫(yī)院系統(tǒng)。擴(kuò)展通道方艙展開狀態(tài)的外部布置如圖1所示。

2.2 通道方艙收攏狀態(tài)的外部布局

通道方艙撤收狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)6 m方艙，與系統(tǒng)各醫(yī)療功能方艙撤收狀態(tài)的外形尺寸一致。

圖1 通道方艙展開狀態(tài)的外部布置圖

通道方艙前部設(shè)有單獨(dú)隔間，最上層安裝空調(diào)室外機(jī)組，最下層安裝燃油暖風(fēng)機(jī)，分別為通道方艙擴(kuò)展工作狀態(tài)提供冷暖風(fēng)。中間層設(shè)有電源和信號孔口等。

通道方艙后部設(shè)后門，后門兩側(cè)設(shè)有通風(fēng)門，實(shí)現(xiàn)新風(fēng)的“上進(jìn)下排”，保證擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)通道內(nèi)的通風(fēng)換氣。出入門兩側(cè)的中下部設(shè)有正壓防護(hù)模塊小門，內(nèi)設(shè)正壓防護(hù)模塊。

通道方艙左、右壁各設(shè)有下翻門，主要用于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)搭建主通道平臺。通道方艙收攏狀態(tài)的外部布置如圖2所示。

圖2 通道方艙收攏狀態(tài)的外部布置圖

2.3 通道方艙收攏狀態(tài)的內(nèi)部布局

通道方艙撤收后，主通道的活動平臺模塊和連接通道平臺通過艙內(nèi)的立體化安裝和固定結(jié)構(gòu)固定，通道平臺所需的支撐調(diào)平裝置、通道篷骨架及通道篷布、登艙通道踏板等通過艙內(nèi)的箱體或綁帶等裝置固定。通道方艙收攏狀態(tài)的布局如圖3所示。

圖3 通道方艙收攏狀態(tài)布局圖

3 關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

3.1 擴(kuò)展作業(yè)面積及空間

為了提高整個(gè)系統(tǒng)通道的作業(yè)面積和空間，改變了原來附著于艙體上的可伸縮式通道篷的設(shè)計(jì)思路，確定了將整個(gè)通道設(shè)計(jì)為通道篷，收攏狀態(tài)由通道方艙攜帶的設(shè)計(jì)思路。于是，系統(tǒng)通道的搭建展開形式設(shè)計(jì)為：擴(kuò)展通道方艙居中布置，主通道分別向擴(kuò)展通道方艙的左右兩側(cè)展開，而后在主通道兩側(cè)搭建連接通道，并據(jù)此進(jìn)行了通道方艙的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

通道方艙左右兩側(cè)的下翻板翻轉(zhuǎn)擴(kuò)展后，作為主通道平臺的第一個(gè)平臺模塊，其他活動平臺模塊以此為基礎(chǔ)，分別向左右兩側(cè)擴(kuò)展。通道帳篷以主通道平臺為基礎(chǔ)，搭建帳篷骨架及內(nèi)外篷布。主通道活動平臺的內(nèi)部有效寬為2 850 mm，左、右兩側(cè)主通道長分別為8 000、14 000 mm，通道篷頂高2 500 mm，沿高1 900 mm。與各醫(yī)療功能方艙的連接通道由可伸縮連接通道平臺及與其一體的輔助支撐機(jī)構(gòu)組成。通道帳篷一端依托主通道篷骨架，另一端依托醫(yī)療功能方艙的通道門進(jìn)行連接。連接通道長在1 300～1 500 mm內(nèi)可伸縮，連接通道平臺的內(nèi)部有效寬為（1 350±30）mm，通道篷高1 800 mm。連接通道在長度及寬度方向的調(diào)整量能夠滿足醫(yī)療功能方艙系統(tǒng)展開作業(yè)的對正要求。

3.2 擴(kuò)展通道的密封及保溫性能

擴(kuò)展通道和連接通道平臺均采用復(fù)合板結(jié)構(gòu)，每個(gè)平臺模塊之間采用快速定位、橡膠壓倒式密封連接結(jié)構(gòu)及鎖緊機(jī)構(gòu)。主通道各活動平臺模塊搭接處采用相配合的型材，內(nèi)嵌橡膠封條。相連活動平臺模塊的中間部位設(shè)有快速定位結(jié)構(gòu)，以保證其邊緣快速、準(zhǔn)確的對齊及定位，各活動平臺模塊兩側(cè)下部設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)，將相鄰的活動平臺模塊縱向壓緊連接、高度方向與支撐機(jī)構(gòu)連接固定，如圖4、圖5所示。連接通道固定踏板與主通道活動平臺模塊的連接結(jié)構(gòu)及密封方式采用快速定位機(jī)構(gòu)及內(nèi)嵌式密封條密封，固定端兩側(cè)采用凸輪鎖緊機(jī)構(gòu)與主通道活動平臺模塊鎖緊。

圖4 主通道活動平臺模塊連接

通道篷采用空心雙層篷布的結(jié)構(gòu)形式。外層篷布可實(shí)現(xiàn)防雨水密封，內(nèi)層篷布可實(shí)現(xiàn)防塵及相對氣密封。外篷布與平臺通過快速壓框壓緊密封，內(nèi)篷布通過搭扣壓緊密封；連接通道外篷與各功能方艙通道門的左右兩側(cè)及頂部采用快速壓框壓緊密封，如圖6、圖7所示。

圖5 各功能方艙連接通道平臺

圖6 主通道篷結(jié)構(gòu)圖

圖7 功能方艙連接通道篷結(jié)構(gòu)圖

通道的保溫通過2種方式實(shí)現(xiàn)：（1）活動平臺選用復(fù)合板結(jié)構(gòu)，厚度43 mm，傳熱系數(shù)取K復(fù)合板＝1.5 W/（m2·K）[5]；（2）內(nèi)外篷布的空心雙層帳篷結(jié)構(gòu)，厚度 40mm，傳熱系數(shù)取經(jīng)驗(yàn)值，K帳篷＝5.9W/（m2·K）。設(shè)計(jì)時(shí)，我們對擴(kuò)展通道進(jìn)行了冷熱負(fù)荷計(jì)算，計(jì)算中主要考慮環(huán)境溫度變化、通道內(nèi)的照明設(shè)備及人員的散熱量、通風(fēng)換氣、縫隙密封不嚴(yán)而引起的熱量損失等因素。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，通道方艙配備了4臺15 kW的燃油暖風(fēng)機(jī)和2臺7 kW的空調(diào)機(jī)，空調(diào)機(jī)帶有5 kW的制熱能力。樣艙試制后，對方艙的高低溫適應(yīng)性進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，所配備的暖風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能夠滿足整個(gè)通道的冷熱負(fù)荷要求，達(dá)到了規(guī)定的指標(biāo)要求。

為保證通道的氣密性，除可擴(kuò)展主通道活動平臺模塊密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)外，還為通道配備了三防內(nèi)篷，這也是保證通道氣密性的主要手段。此外，還對通道帳篷的內(nèi)篷布與主通道平臺、與連接通道平臺和與各醫(yī)療功能方艙通道門等處的連接，主通道平臺之間、主通道平臺與連接通道平臺之間的連接，通道帳篷自身的出入門及通風(fēng)窗等重點(diǎn)可能泄露的區(qū)域進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在擴(kuò)展通道展開靜止?fàn)顟B(tài)下，正壓防護(hù)性能滿足要求。

3.3 擴(kuò)展通道活動平臺模塊輕量化

減小通道活動平臺模塊的自身質(zhì)量，能夠方便人員的展收操作，提高展收速度、縮短展收時(shí)間和降低擴(kuò)展方艙的總質(zhì)量。本次研究采取分別對相關(guān)模塊進(jìn)行有限元分析與計(jì)算、仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)等方法降低自身質(zhì)重。在滿足剛強(qiáng)度的前提下，對薄弱部位進(jìn)行加強(qiáng)、對富裕區(qū)域進(jìn)行減重處理，使活動平臺模塊單件質(zhì)量控制在63 kg以下，可伸縮連接通道平臺單件質(zhì)量控制在40 kg，與原方案相比質(zhì)量降低了8%[6]。

4 結(jié)語

一直以來，通道方艙在移動醫(yī)院系統(tǒng)中只是承擔(dān)使各功能醫(yī)療方艙形成閉式系統(tǒng)的作用，但因操作面積及空間相對小、保溫性能差，人員使用的舒適性和對外部環(huán)境的適應(yīng)性差[7-8]。新型擴(kuò)展通道方艙的研制，不但解決了操作面積及空間小、保溫性能低等問題，同時(shí)還具有形成超靜壓的相對氣密封性能、環(huán)境舒適、實(shí)用可靠等優(yōu)點(diǎn)，為移動方艙醫(yī)院系統(tǒng)提供了一種新型的連接通道形式，有效地提高了移動醫(yī)院系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性，也為未來大型帳篷醫(yī)院系統(tǒng)的連接通道設(shè)計(jì)提供了參考。

[1]溫明，吳秋菊，譚樹林，等.通道方艙的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與改進(jìn)[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（7）：36-37.

[2]韓俊淑，王政，譚樹林，等.方艙伸縮式骨架連接通道裝置的研制[J].方艙與地面設(shè)備，2010，18（3）：14-18.

[3]譚樹林，王政.中國科協(xié)防災(zāi)減災(zāi)論壇，鄭州，2008[C].鄭州：中國科協(xié)，2008.

[4]譚樹林，王政，徐新喜，等.戰(zhàn)役衛(wèi)勤快速支援系統(tǒng)的研制[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2008，29（9）：144-146.

[5]GJB 870—1990 軍用電子設(shè)備方艙通用規(guī)范[S].

[6]李敏堂，王鳳忠.廂式車夾心復(fù)合板結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的邊值問題分析[J].專用汽車，2007（7）：33-35.

[7]孫景工，譚樹林，張曉峰.外軍方艙醫(yī)院的發(fā)展現(xiàn)狀及對我軍的啟示[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2011，32（9）：75-77.

[8]伍瑞昌.我軍野戰(zhàn)衛(wèi)生裝備發(fā)展思路[J].國防衛(wèi)生論壇，2002，11（1）：43-44.