一种单兵洗消器的设计

李珂娴，王海军，何颖

核舰船等复杂狭小空间内发生核事故时，事故现场人员易发生普通皮肤和伤口的放射性沾染，待援期间人员的体表去污十分重要，可以有效降低受污染人员的受照剂量，减少核污染的扩散，为后送治疗赢得时间[1]。目前，国内外已研发的人员去污装备主要包括便携式洗消装备和大型洗消设备两类，如便携式洗消包、洗消车、洗消模块等[2-6]。随着洗消装备的多样化发展，在核化生洗消装备选型与评估方面国内有专家开展了研究[7-8]。随着核设施逐渐向小型化、可移动式发展，核事故发生概率增大的同时，应充分认识到洗消设备便携化的重要性。俄、美、英、法、德、加拿大、比利时、匈牙利等国都为其便携式装备了个人洗消器材。代表性的装备有美国的M258型个人消毒包、M291皮肤消毒包、M295便携式消毒装具、联合便携式皮肤洗消剂(JSPDS)以及俄罗斯的IPP-3便携式消毒盒等。德国对污染洗消与防护十分重视，除类似于上述美国的便携式洗消包等洗消装备外，还研制了小型移动式洗消器，在洗消的同时对废液进行回收，主要用于局部伤口的洗消(如图1所示)。该装备为德国凯驰出品，重量约31 kg，设备的材料选型和框架结构设计不适用于海上环境，如轮子无固定装置，外壳耐腐蚀性差。研发适用于核舰船等复杂环境下的便携式放射性去污装备，可较好地解决核舰船等核设施内发生核事故时的现场人员体表局部去污问题，为待援赢得时间，减少污染扩散。

图1 德国凯驰移动式洗消器

本项目组研发的单兵洗消器采用组件综合集成的技术形式，体积小重量轻，可实现喷淋与回收放射性废物同时进行，避免二次污染。

1 主要勤务功能

本器材基本功能为核舰船等空间事故现场人员体表局部放射性污染、伤口及精细部位放射性污染的洗消。

2 基本性能参数

本装备外观尺寸：550 mm×350 mm×450 mm；净重：12.5 kg；功耗≤650 W，电源220 VAC/50 Hz。

3 主要组成与结构

单兵洗消器由喷雾泵、吸风机、喷吸部件、洗消液袋、废液袋、电控系统等组成。喷雾泵从洗消液袋中抽取洗消液，喷淋于体表，吸风机抽吸回收体表的放射性物质和废液，储存于废液袋。喷吸部件在喷吸作业时可调节作业状态，进行喷淋、洗刷和废物回收。电控系统用于控制开关、调节喷吸流速、提示使用状态等。电源接口具备蓄电池UPS通用接口。

洗消器外形尺寸为550 mm×350 mm×400 mm，主体设备重量12.5 kg，喷吸部件的控制线和走水通气软管通过快速连接头与主设备连接，洗消液暂存罐和废液暂存罐布置在设备两侧，能快速拆卸。控制面板上设置温度报警旋钮和指示灯，高温和低温各1个，具体机构见图2。

图2 洗消器结构图

4 主要材料及零部件设计选型

4.1 吸气风机 吸气风机采用德国的AMETEK公司的真空涡轮吸风电机，24 V直流输出，高速静音，额定功率≤550 W，满足高低温极端环境的使用需要，实现了低功率节能运行。

4.2 水泵 采用DC 24 V直流电机驱动的微型隔膜泵，额定功率50 W，高效稳定，满足使用要求。

4.3 喷吸组件 喷吸头组件主要用于洗消液喷出，对污染部位的洗消以及洗消废液的回吸。结构主要包括头罩、喷嘴、手柄阀、管道、切换开关等，主材质为塑料，见图3。喷吸头手柄集中喷液管和废液抽吸管，洗消液喷射和抽吸由手柄3位开关切换。当开关前部按下时，喷吸管同时开启，喷嘴喷射洗消液的同时抽吸废液，进行喷吸作业；当开关停止在中位时，喷液管和抽吸管均被截止；当开关后部按下时，抽吸管开启，喷液管截止，喷吸部件只进行抽吸作业。3位开关拟采用针阀结构，调节阀芯行程。喷头配备多种外形头罩，可快速拆装，保证与人体不同体表部位有效贴合，头罩为透明PVC材质，在洗消过程中便于观察喷雾和抽吸情况。头罩四周植适当密度的细软毛，防止洗消液喷射时外溢形成二次污染，在抽吸时有利于空气混入抽回废液，防止过度负压引起体表不适。喷嘴采用实心锥形喷雾设计，覆盖均匀，喷淋效果好。

图3 喷头组件结构图

4.4 主机壳体 采用交联聚乙烯材料滚塑成型技术，该材料具有良好的耐热性、化学稳定性、抗辐射性和高强度，表面光顺容易去污清洁。洗消器的外壳壁厚，均大于3 mm，应力集中处都做了加强筋、圆滑过渡或者加厚设计，承载螺孔做预埋不锈钢金属件打孔，设备内部各部件均固定得当，无相对滑动。能抵抗一定的冲击能力。

4.5 洗消液罐和废液罐 采用聚乙烯材料，化学稳定性、具有抗辐射性和良好的强度力学性能。洗消液罐容积为8.5 L。洗消液罐和废液罐能够快速装拆，便于更换洗消液和废液罐。设计有侧门，锁紧销机构，快速接头以及螺纹密封盖，打开侧门，将快速接头拔出，再将锁紧销往上拉起，废液罐和洗消液罐就可以抽离主设备，具体结构如图4。洗消液罐和废液罐的快速拆装设计，便于液体的添加和倒出，达到小容积的反复使用，提高人员通过率。

图4 洗消液罐和废液罐拆装图

4.6 电控系统 洗消设备供电采用AC 220 V转DC 24 V电源模块供电，供电接口为蓄电池UPS通用接口。控制系统由集成电路板和控制面板以及相应的压力、流量、温度传感器等组成。集成电路板包括电源转换模块、喷吸泵启停/调速模块、温控模块等。控制面板布置电源开关按钮、喷吸泵启停按钮、流量调节按钮和警报指示等。所有按钮、显示屏和指示灯均采用隐藏平面式设置，具备防水功能。集成电路板和控制面板安装在洗消液箱上部的箱盖上，箱盖非标压注加工，材质选用交联聚乙烯。电控系统的设计突出了安全性、防水性，能满足舰船等环境的环境要求。

5 应用情况

目前，该单兵洗消器已推广试用于核舰船、核电站等各类核设施，能实现在狭小、复杂环境下的快速展撤，实现人员体表的有效去污，抗冲击、耐腐蚀性强，轻便易搬运，受到使用单位的好评。通过第三方试用，已验证了其战技术指标与环境的适应性。

6 结论

单兵洗消器轻便易展撤，环境适应性强，能够通过单人操作进行洗消和回收，避免二次污染，可实现事故现场和转运途中人员伤口和精细部位等局部放射性沾染的有效、快速洗消。因此，该单兵洗消器可满足核舰船等复杂环境下核事故现场和转运过程中人员体表洗消的需求。