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成都德龍安建機電安裝工程有限公司
工程師:董曉龍
一、首先,什么是“深地模擬實驗室”?模擬深地實驗室即模擬地下500-3000米的環境,在氣壓、溫度、濕度、氧濃度、二氧化碳含量等與地下環境完全一致,在此基礎上,即可進行一系列的深地實驗,運用前景十分廣闊,如農業、軍事、醫學、化工等行業高端科研人員對模擬深地實驗室的需求非常巨大。
中國深地模擬環境實驗室實景圖
二、建設難點
我在接到四川大學的建設深地環境模擬實驗室邀請后,立即率領團隊準備設計,檢索國內、國際文獻資料,發現均無任何深地模擬環境實驗室成功案例,隨后團隊在地下500米、1000米、1500米、2400、米測得氣壓、溫度、濕度、氧、二氧化碳等實際數據,發現在地面大實驗室內實現105kpa\115kpa\120kpa\140kpa梯度大氣壓強非常困難,而且還要實現壓力恒定更不容易,在此基礎上,四川大學科研人員還要求高氣壓房溫度可達14℃至 45℃, 濕度可達29-99.1%,還要對光照亮度、氧氣、二氧化碳有自動精確控制。我對設計團隊指出,此工程難點有叁點:1、如何在實驗室內實現高氣壓狀態的恒定?2、實驗室內空調很難實現在夏季升溫,冬季降溫的功能,空調廠家不愿定制生產,即使生產集中恒溫恒濕空調出來,也無法在高壓狀態下實現調節空氣作用?3、怎樣保證實驗室的安全運行?
三、設計理念
我公司設計團隊通宵達旦,各專業相互配合,攻堅克難,在國內、國際無高氣壓房先例參照的情況下,先后攻克“高氣壓專用氣密門”、“泄壓聯動安全系統”、“空調全年恒溫恒濕改造”等技術難關,并已申請相關專利,設計圖紙獲得四川大學的肯定與通過。
四、安裝攻關
進入安裝階段后,我特意選派了幾名有壓力容器安裝經驗的工人師傅為得力骨干,這幾名師傅起了很大作用,在安裝過程中,提供了很多正確的意見,特別是后期管線密密麻麻進入房間,怎樣在高壓力下封閉房間成了一個超級大難題,工人師傅提了很多寶貴方案,在此,特意感謝他們。在安裝“高氣壓專用氣密門”時,發現全國很多特種門業廠家都無法生產,最后找了成都龍泉航天工業的一個廠能做,價格卻高得離譜,一道門要價十多萬,而且我發現可能生產出來還不 合設計要求,溫度又無法保溫,高氣壓氣密門在房間內外溫差過大時,門上會出現結露現象。經朋友推薦,最后還是在青白江找到個特制工廠,技術水平實際很高,按照我的要求做了出來,實際使用效果還不錯。
五、自動控制:
整個實驗室我們完全實現了自動控制,即濕度、溫度、大氣壓力、照明、氧氣、二氧化碳均設定參數后,科研人員做實驗時,完全不管,高氣壓實驗室整體自動運行。系統總體分為兩種控制方式,就地和遠程控制。其中就地控制為控制柜按鈕控制,為手動控制,作為應急和檢修狀態時使用的控制方式。遠程控制為程序和觸摸屏控制,可以手動和自動控制設備。就地控制和遠程控制的選擇由控制柜門上的旋鈕完成。
六、運行效果
安裝完畢后,首先測試深地模擬實驗室115kpa房間,房間門關閉,房間門自帶絞盤壓緊,→實驗室壓力達標、溫度達標、濕度達標→高氣壓房室內環境達標,高氣壓房進入工作狀態,繼續測試其它高氣壓房間,高壓房參數均達到設計要求。
房間壓力安全控制:當房間壓力高于設定壓力時,各房間對應的“立管電動泄壓密閉閥”開啟泄壓。
四川大學恒溫恒濕超高氣壓實驗室前后共計建設了不同環境條件實驗室多間,目前運行狀態良好,該實驗室的建成,不僅標志著我國模擬環境實驗室有了重大技術突破,也標志我國的深地實驗已領先國際水平。
成都德龍安建機電安裝工程有限公司
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2019.12.30