柴貴華

(合肥通用制冷設(shè)備有限公司，安徽 合肥 230088)

軍用方艙或裝甲車在野外作業(yè)時，有可能受到核、生物、化學(xué)等武器的攻擊而遭受污染，其特點為：以放射性落下灰、化學(xué)毒氣、蒸氣或有害生物氣溶膠等形式懸浮在空氣中，隨風(fēng)進入無防護設(shè)施的醫(yī)療方艙、裝甲車，污染人員和設(shè)備，降低了醫(yī)療方艙的作業(yè)能力。通過在方艙或裝甲車上安裝軍用大三防空調(diào)設(shè)備，不僅能夠有效調(diào)控方艙或裝甲車內(nèi)的環(huán)境溫度，確保電子設(shè)備等正常工作，而且能將外界空氣環(huán)境中被污染的空氣經(jīng)濾毒通風(fēng)裝置凈化后送人方艙或裝甲車內(nèi)，在艙內(nèi)形成超壓環(huán)境，阻止方艙外的污染空氣通過密封不嚴(yán)的孔口、縫隙進入方艙，保護人員、設(shè)備不受污染。

常規(guī)的軍用空調(diào)設(shè)備只有制冷、制熱、除濕、通風(fēng)和除塵等功能，主要用于調(diào)節(jié)方艙或裝甲車內(nèi)的溫度，空調(diào)設(shè)備的蒸發(fā)側(cè)不能完全密封，滿足不了艙內(nèi)超壓或保壓要求，不適用于三防（防核生化）方艙，其結(jié)構(gòu)特征，如圖l所示。

圖1 無三防要求的軍用空調(diào)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

為適應(yīng)未來核生化戰(zhàn)場環(huán)境的要求，某些方艙或裝甲車必須有一定的核生化防護功能，也就是說在確定的核生化環(huán)境里，方艙或裝甲車應(yīng)能保護其內(nèi)的人員和設(shè)備免遭殺傷或損壞，以確保完成作戰(zhàn)任務(wù)。因此，對軍用空調(diào)設(shè)備而言，不僅要確保方艙或裝甲車內(nèi)的環(huán)境溫度，還要兼顧起方艙或裝甲車內(nèi)超壓的建立及有毒物質(zhì)的過濾吸附。新型軍用大三防空調(diào)設(shè)備實現(xiàn)了這一復(fù)合型功能。

1 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計和技術(shù)參數(shù)

1.1 設(shè)計目標(biāo)及技術(shù)要求

將空調(diào)系統(tǒng)、濾毒通風(fēng)系統(tǒng)組合為整體，實現(xiàn)濾毒通風(fēng)裝置在軍用空調(diào)設(shè)備體內(nèi)的模塊化集成，增加空調(diào)設(shè)備的復(fù)合型功能。該復(fù)合型空調(diào)設(shè)備不僅具有制冷、制熱、除濕、通風(fēng)和除塵等功能，還能夠滿足軍用方艙或裝甲車對“核、生、化”防護的要求，快速裝卡等結(jié)構(gòu)設(shè)計能適應(yīng)快速反應(yīng)的需要。

1.2 總體結(jié)構(gòu)與組成

為滿足上述要求，并參考同類裝備的結(jié)構(gòu)，確定該類復(fù)合型設(shè)備為分體式結(jié)構(gòu)，主要是由空調(diào)系統(tǒng)和濾毒通風(fēng)系統(tǒng)兩部分組成，兩者通過快速裝卡的方式集成。

（1）空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)采取正壓設(shè)計思路，將空調(diào)系統(tǒng)采用金屬件進行物理隔離成兩個單元，即內(nèi)側(cè)蒸發(fā)單元和外側(cè)冷凝單元（圖2）。兩單元隔離后，利用空調(diào)系統(tǒng)外側(cè)冷凝單元對外界空氣進行熱交換，而內(nèi)側(cè)蒸發(fā)單元是對艙室內(nèi)進行空氣熱交換的原理，將內(nèi)側(cè)蒸發(fā)單元設(shè)計為密封腔體結(jié)構(gòu)，如圖2所示，蒸發(fā)器、離心風(fēng)機集中放置在這一密封腔體中，考慮到空調(diào)系統(tǒng)的裝配工藝及維修性，在密封腔體的合理位置設(shè)計維修口。而維修口的設(shè)計則采用迷宮式結(jié)構(gòu)，如圖3所示，利用壓縮密封原理進行結(jié)構(gòu)密封，同時，電氣、制冷系統(tǒng)管件結(jié)構(gòu)均采用連接器連接。

圖2 空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 維修口迷宮式結(jié)構(gòu)

（2）濾毒通風(fēng)系統(tǒng)

濾毒通風(fēng)系統(tǒng)由過濾凈化單元和送風(fēng)動力單元組成，如圖4所示。過濾凈化單元主要包含新型過濾吸收器、中效過濾器、風(fēng)門等，送風(fēng)動力單元主要包含加壓風(fēng)機等，兩單元通過風(fēng)道連接。該系統(tǒng)核心部分為新型過濾吸收器，主要用來過濾、吸附及化學(xué)反應(yīng)中和，其工作原理為：在濾毒通風(fēng)時，染毒空氣從過濾吸收器的入口送入，先經(jīng)過濾煙層濾除放射性灰塵、毒煙、毒霧、細菌氣溶膠，然后經(jīng)過濾毒層，再將毒劑蒸汽經(jīng)物理吸附、化學(xué)吸著或催化分解全部脫除，最后將清潔無毒的空氣通過出口送入密閉的車內(nèi)形成超壓，保障車內(nèi)不受核生化戰(zhàn)劑污染，人員不受傷害。

濾毒通風(fēng)系統(tǒng)主要部件的選型：過濾吸收器選用FL250-1型，殼體尺寸為φ354×360mm，設(shè)計通風(fēng)量為250m3/h。其濾器阻力、防毒時間等技術(shù)參數(shù)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求口，外觀結(jié)構(gòu)如圖4所示。加壓風(fēng)機選用EBM—G1G170-AB31-03型離心風(fēng)機。

圖4 過濾吸收器結(jié)構(gòu)圖

主要結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖5所示，同樣采用內(nèi)側(cè)蒸發(fā)單元的設(shè)計方法進行設(shè)計，將過濾凈化單元和送風(fēng)動力單元放置于密封腔體，中間通過板材隔離，維修口的設(shè)計采用迷宮式結(jié)構(gòu)設(shè)計。

過濾凈化單元密封性、維修性問題是該系統(tǒng)重點考慮的問題，根據(jù)過濾吸收器的殼體為光滑的圓柱形、空氣進（出）風(fēng)口均設(shè)置了密封圈等結(jié)構(gòu)特性，將過濾凈化單元設(shè)計為圓柱形通道腔體，腔體的端面設(shè)置凹槽，將過濾吸收器沿圓柱形通道推入，腔體的兩密封端面凹槽與過濾吸收器契合。為此，在過濾吸收器的外側(cè)設(shè)置一個壓緊旋轉(zhuǎn)門，門上設(shè)置凹槽以增加壓緊門的剛度。為保證壓緊可靠，壓緊門上設(shè)置2個壓緊鎖，并使其可靠鎖閉。這樣一來，可使安裝和更換等裝配操作變得簡單易行。

圖5 濾毒通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（3）兩大系統(tǒng)集成化設(shè)計

為實現(xiàn)兩大系統(tǒng)快速裝卡、集成，空調(diào)系統(tǒng)上設(shè)置快速裝配螺栓，底部設(shè)置定位滑塊，如圖6所示；濾毒通風(fēng)系統(tǒng)上設(shè)置快速裝配支架Ⅰ和快速裝配支架Ⅱ。在快速裝卡過程中，只需要將濾毒通風(fēng)系統(tǒng)通過滑塊向前滑動，與空調(diào)系統(tǒng)上的快速裝配螺栓契合后，用四個螺母固定即完成裝卡。

圖6 集成后整機結(jié)構(gòu)圖

2 結(jié)構(gòu)特性

（1）空調(diào)系統(tǒng)和濾毒通風(fēng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上完全分開，保證了各組件的可維修和更換性。.

（2）空調(diào)系統(tǒng)和濾毒通風(fēng)系統(tǒng)單體結(jié)構(gòu)均采用了密封式結(jié)構(gòu)，兩者在單獨使用時，均滿足各類軍用方艙或裝甲車對“核、生、化”的防護要求，可根據(jù)用戶要求進行選裝。

（3）增加了各系統(tǒng)的模塊化設(shè)計，各系統(tǒng)在非專業(yè)人員的操作下即可實現(xiàn)快速裝卡及更換。

（4）兩系統(tǒng)集成后，控制部分采用了多元化控制，根據(jù)不同的環(huán)境條件，可單獨開啟空調(diào)系統(tǒng)或濾毒通風(fēng)系統(tǒng)，也可以兩這同時開啟。

（5）該新型軍用大三防空調(diào)設(shè)備不僅簡化了整車系統(tǒng)零部件的配套，更為整車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計減少了占用空間。

3 結(jié)束語

與原軍用空調(diào)設(shè)備相比，該新型軍用大三防空調(diào)設(shè)備不僅具有制冷、制熱、除濕、通風(fēng)和除塵等功能，還能夠滿足軍用方艙或裝甲車對“核、生、化”防護的要求，實現(xiàn)了快速裝卡等結(jié)構(gòu)設(shè)計能適應(yīng)快速反應(yīng)的需要。安裝到軍用方艙或裝甲車上后，不僅簡化了整車系統(tǒng)零部件的配套，更為整車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計減少了占用空間。試驗、試用結(jié)果表明，新型軍用大三防空調(diào)設(shè)備工作性能穩(wěn)定，不僅能夠有效調(diào)節(jié)艙室內(nèi)的環(huán)境溫度，而且能夠向艙室內(nèi)提供清潔的新風(fēng)，形成穩(wěn)定的超壓環(huán)境。各項技術(shù)性能指標(biāo)均達到了設(shè)計要求，并具有較好的可操作性和可維修性。

[1]GJB 1913A-2006，軍用方艙空調(diào)設(shè)備通用規(guī)范[S].

[2]GJB 1629-1993，軍事后勤裝備防核、生物、化學(xué)武器通用規(guī)范[S].

[3]GJB 2062-1994，軍用過濾吸收器通用規(guī)范[S].