双压缩机（共6篇）
双压缩机 篇1
压缩机止回阀是装在压缩机排气口后防止气体倒流的阀门。一般使用压力比较高, 流通口径根据压缩机的流量从小到大都有。
压缩机的排气端上使用的止回阀主要有以下一些结构:
一种是升降式结构, 其阀瓣沿着通道中心线作升降运动, 动作比较可靠, 但阻力大, 气体压力损失比较大, 由于压缩机工作时脉冲频率比较高, 故工作时噪音很大, 阀杆容易损坏, 造成止回功能失效。
一种是旋启式, 其阀瓣绕转轴作旋转运动, 其阻力比升降式结构小, 气体压力损失也比升降式结构小, 但由于压缩机工作时脉冲频率比较高, 它同样存在工作时噪音大的问题, 由于旋转距离比较大, 撞击力大, 阀板容易损坏, 容易泄漏;
还有一种是添加内衬特殊材料的止回阀, 结构与升降式结构相同, 只是内加衬里, 适用于特殊气体, 但价格很高, 而且一旦损坏, 就必须整体更换。
从现状来看, 这些通用的止回阀使用状况并不是很令人满意。不但噪声大, 而且寿命短, 一旦止回功能失效, 更换还比较麻烦, 需要拆卸管道, 不方便。
针对现有的止回阀存在的缺点, 设计了一种更换方便, 噪声低, 使用寿命长的压缩机排气端止回阀。
如图1所示。包括阀体1, 阀体1上设有进气口2及排气口3, 在阀体1中设有两个用于安装与压缩机气体介质相配的气阀4 (型号与压缩机配套的气阀型号一致, 配套方便) 的安装座5, 两个气阀4的进气口均与阀体1上的进气口2相通, 两个气阀4的排气口均与阀体1上的排气口3相通;在阀体1上与气阀4对应位置处设有更换孔6, 更换孔6上安装有孔盖7, 孔盖7通过螺钉与阀体1相连, 孔盖7上安装有气阀固定装置8, 该气阀固定装置8可采用图1中所示的结构, 它为一通过螺纹旋装在孔盖7上的可调螺杆, 它的一端伸入阀体1中与气阀2相抵, 另一调节端位于孔盖7外, 调节可调螺杆伸入阀体1中的距离可使其与气阀2相抵, 从而使气阀4牢牢地定位在安装座5中。
从图1可看出, 两个气阀4均斜装在阀体1中, 两个气阀的进气口与阀体1的进气口之间围成了止回阀的进气腔, 其截面形状为一近似等边三角形, 两个气阀的排气口与阀体1的排气口之间围成止回阀的排气腔, 压缩气体从阀体1上的进气口2进入进气腔后分别从两个气阀4的进气口进入气阀4中, 顶开气阀4的阀片后从气阀4的排气口排出进入排气腔中, 再从与排气腔相通的阀体1上的排气口3中排出止回阀外。
此止回阀可通过使用与压缩机配套的气阀, 使得止回阀的适应介质范围广, 由于止回阀是靠气阀的阀片和弹簧共同作用来防止气体倒流的, 阀片通过气阀弹簧的缓冲, 撞击力很小, 不容易损坏, 寿命更长;并且噪声小, 相对升降式、旋启式等止回阀效果更明显;由于是通过气阀来止回的, 其压力损失小, 节能高效;止回阀中的气阀失效后更换时, 不需要拆卸管道, 大大减少了维修工作量。
通过客户多年的使用, 证明效果良好, 此结构已申请专利并获得了批准。
参考文献
[1]邱晓来, 林洁.阀门产品样本[M].北京:机械工业出版社, 2001.
双压缩机 篇2
随着社会的发展,能源短缺的问题越来越突出,而占能源消耗相当大比例的建筑能耗随着建筑业的发展和人民生活水平的提高也在快速增长,建筑能耗已相当可观,而在大多数建筑中,通常空调制冷系统的能耗占建筑能耗中相当大的比例。现代办公大楼中夏季空调用电量占总用电量的40%以上。因此对节约能源来说,空调节能的前景是很广阔的,空调节能的途径很多,而空调设备制冷效率的提高又是一种极为有效的节能措施。
1 空调制冷系统能耗
1.1 空调系统冷负荷
空调系统设计时首先确定的是设计冷负荷,冷负荷计算是在夏季空调室外计算参数下,为了保持室温恒定向房间供应的冷量,包括围护结构、太阳辐射、人员、室内热源散热形成的冷负荷以及新风冷负荷,通常在设计中取上述各项的满负荷,即最大冷负荷。但大部分建筑物一年中只有很短的时间处在最大负荷情况下,而且事实上有些建筑可能从来都不会达到最大设计负荷。以办公楼、酒店为例,其负荷分布见图1。
1.2 冷水机组的性能
整个空调系统能耗包括冷水机组能耗、空调末端能耗及其他附属设备能耗,其中冷水机组能耗占相当大比例,因此冷水机组的性能(COP值)对于空调节能具有举足轻重的作用。既然大部分建筑物一年中出现空调满负荷的时间只有几小时,每年中70%的时间是处在5%～60%的负荷范围。因此冷水机组在绝大多数实际负荷条件下的性能系数较满负荷下的性能系数更有意义。
2 双压缩式空调冷水机组
2.1 单回路双压缩式空调冷水机组的系统组成
制冷机组根据压缩机台数的不同,可分为单压缩式(一台压缩机)冷水机组和双压缩式(两台压缩机)冷水机组。双压缩式空调冷水机组是由两台压缩机组成,单回路是指共用一个蒸发器、一个冷凝器和相应的微电脑控制器等组成,单独的控制器能独立于其他而监视每台压缩机。
2.2 双压缩式空调冷水机组的工作原理
双压缩式空调冷水机组的制冷循环与单压缩式空调冷水机组相同,只是在蒸发器中吸收了冷冻水热量后的低温低压气态制冷剂分别进入两台压缩机,被压缩成高温高压的气态制冷剂再共同进入冷凝器完成制冷循环。
与单压缩式冷水机组相比,双压缩式冷水机组具有良好的负荷调节能力,当空调冷负荷为设计负荷的10%～60%时一台压缩机运行,60%～100%负荷时两台同时运行;在两台压缩机运行时,负荷平衡功能将平衡每台压缩机间的负荷,以获得机组的最佳效率。
2.3 双压缩式空调冷水机组的节能效益
由于绝大多数空调冷水机组负荷变化很大,双压缩机机组能够适应制冷负荷的变化、制冷对象的具体要求和制冷系统的灵活性要求,尤其是能够满足建筑物的最低负荷,同时又能够保证机组的性能。因此根据负荷的需要调节运行压缩机的台数,能大大提高冷水机组在部分负荷下运行的效率。
3 节能途径
3.1 部分负荷的节能效益
以某一办公大楼为例,建筑面积32 000 m2,计算得空调冷负荷为3 800 kW,根据建筑形式及负荷特点选用了离心式冷水机组。
方案一:选一台制冷量为3 850 kW的单压缩式冷水机组WSC1100TR。
方案二:选一台制冷量为3 850 kW的双压缩式冷水机组WDC1100TR。
两方案比较结果见表1。
由表1可以看出空调负荷为设计负荷的70%～100%时,单压缩式冷水机组较双压缩式冷水机组耗电量低,20%～70%负荷时双压缩式冷水机组耗电量较低,而大部分建筑物每年中70%的时间是处在5%～60%的负荷范围,我们真正关心的是冷水机组在部分负荷下的性能系数,而不是关注在满负荷下的性能系数。因此双压缩式冷水机组在部分负荷下的节能性更为突出。
3.2 提高制冷系数COP
由于采用了两台压缩机,10%～60%时一台压缩机运行,而此时蒸发器冷凝器共用,增强了换热性能,从而冷水机组的COP值得以提高。通过上述实例计算两种方案冷水机组的COP值,如图2所示。
由图2可知,10%～70%负荷时,双压缩式冷水机组的COP值高于单压缩式冷水机组,尤其在负荷分布最为密集的30%～60%范围内,双压缩式冷水机组的效率更高。
3.3 经济性分析
用户机组的绝大部分的使用时间内均处于部分负荷下运行,下面根据美国ARI的IPLV的概念对上述两种方案进行经济性能的比较。
IPLV =0.01A+0.42B+0.45C+0.12D。
其中,A为负荷在100%时的COP;B为负荷在75%时的COP;C为负荷在50%时的COP;D为负荷在25%时的COP。
如果按照每年运行5个月,每个月运行30 d,每天运行12 h计算,电价为0.8元/kWh。
单压缩式冷水机组WSC1100TR年耗电量为:
(682.6×0.01+432.9×0.42+275×0.45+243×0.12)×12×30×5=614 797 kWh。
双压缩式冷水机组WDC1100TR年耗电量为:
(694.1×0.01+436.8×0.42+215.9×0.45+148.9×0.12)×12×30×5=549 756 kWh。
双压缩式冷水机组WDC1100TR的年耗电节省费用为:
(614 797-549 756)×0.8=52 032.8元。
4 结语
1)绝大多数空调用冷水机组段负荷变化很大,双压缩式冷水机组能够适应负荷变化的需求调整压缩机工作台数,并且在部分负荷下能保持高效运行。
2)双压缩式冷水机组虽然在满负荷下的COP值没有单压缩式冷水机组高,但在部分负荷时的COP值远高于单压缩式冷水机组。尤其在空调负荷分布最为密集的30%～60%范围内,双压缩式冷水机组的效率更为突出。
此外,双压缩式冷水机组在某一台压缩机需维修保养时,另一台仍可正常运行,提高部分负荷制冷量。用户可在不设置备用机的原则下,使机组具有临时借用和分担高峰负荷的灵活性。
参考文献
[1]吴业正.制冷原理及设备[M].西安:西安交通大学出版社,1997.
[2]潘云钢.高层民用建筑空调设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[3]彦启森.空调用制冷技术[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社,2004.
双压缩机 篇3
公路作为交通和公共服务设施,在我国现代化建设中有极其重要的作用。因此,采用智能化的交通控制系统是技术发展的必然。而交通控制系统每秒要传输大量的车辆行驶信息,要保证整个系统根据车辆通行情况快速且准确的运转,需要占用很大的带宽,这样会大大增加交通控制系统的成本。
本文针对此问题,给出了一种利用小波对车辆图像进行重新编码,获取重要信息,实现对进入隧道车辆图像信息的压缩。这样系统只需传输小部分重要的信息,即可达到减少带宽的作用。
一幅512 × 512 像素,8b /像素的黑白图像占256 k B的磁盘空间。若以每秒24 帧( 1 帧即1 幅图像) 传输此图像,则一秒钟的数据量就有24 × 768 =18. 5MB[1]。研究可知,图像数据文件通常包含着大量冗余的信息,另外还有相当数量的不相干信息,这为图像压缩技术实现提供了可能。
1 现有图像压缩方法的不足
现有的图像压缩方法主要是基于DCT变换的JPEG图像压缩方法[2]。但此方法在低比特率条件下的“方块效应”成了不容忽视的“瓶颈”缺陷,这是由于此方法处理图像时分块进行的,块与块边界两边的像素相关性不能去掉,从而形成明显的方块边界[2]。
小波变换将强相关的空间像素阵影射成完全不相关的,能量分布紧凑的小波系数阵,占少数的大的小波系数代表了图像中最主要的能量成分,从而达到高的压缩比。所以小波变换则不会产生这种缺陷,因此,本文考虑采用小波变换进行图像压缩[3]。
2双正交小波变换压缩的图像编码原理
基于小波变换压缩的图像编码原理如图1 所示,其编码过程[4]如下: ①对输入的每一帧车辆图像进行小波变换,得到稀疏后的小波系数。②对小波系数进行量化处理( 即除以一个量化系数,在1. 0 ~ 1000. 0之间) ,可降低小波系数的幅值从而减少熵编码的数据量。③对量化后的小波系数进行集合分裂块编码,得到压缩码流。④将编码端产生的数据包传输至解码端。⑤对压缩码流进行熵解码。⑥再将反解码后的结果进行反量化以及小波反变换,即可得到重构图像。
图像的压缩效率主要决定于小波系数的量化程度。量化处理与反量化处理是两个不可逆的过程,故反量化处理后得到的小波重构系数不一定与原始系数相同,所以最终会丢失一些图像数据,从而导致失真,这是选择量化系数的一个重要标准。
2. 1 小波的选择
不同于傅里叶分析,小波不是唯一的,显然难点在于如何选择最优的小波用于图像编码,一般需要考虑小波的正则性和消失矩。正则性是函数光滑性的一种描述,若图像大部分是光滑的则要选择正则性好的小波。若小波有较大的消失矩,则图像的小波编码在一个相当平坦的区域附近小波系数接近零,这可以大大提高压缩效率[5]。双正交小波是有一对相互正交,且它们本身都不是正交基的小波构成。双正交小波可同时具备紧支撑、高消失矩和对称性等优点。从理论上讲,双正交小波变换由分解后的信号可以准确恢复到原信号,但并不是每个分解都可以满足图像压缩的要求[6]。
综合节能隧道照明控制系统使用的环境、拍摄的图像以及选择小波要考虑的因素,本次研究采用了双正交小波。
2. 2 双正交小波对车辆图像的变换过程
Daubechies给出的正交小波的构造方法可以方便地构造出所需要的小波( 如DBN,Sym N,Bior) 。双正交小波分解图像信号的数学过程如下。
图像信号x( t) 的离散小波变换是[7]:
令dj( k) = WTx( j,k) ,则dj( k) 称为小波系数,也即x( t) 的DWT。
双正交小波分解压缩信号的过程如下。
信号:
其中,cj -1,I,dj -1,I是双正交小波分解信号的分解基。
同理有:
从而可以得到小波变换后图像的小波系数。
3 实验仿真
3. 1 基于双正交小波的图像压缩仿真
此压缩的实质是对系数的量化压缩,本文将一幅尺寸为256 × 256 的“CAR”的图像分解结果,分解为四个层次。本图采用Sym8 进行仿真,其能量所占原图的百分比为99. 92% ,置0 个数的百分比为98% ,压缩比为50∶ 1仿真如图2 - 3 所示。
3. 2 基于DCT变换的JPEG方法的图像压缩仿真
此MATLAB仿真中将85% 的DCT的系数置零,保留了左上角15% 的系数值。图4 是“CAR”图像DCT变换后的频域图像以及压缩图像,压缩比为6. 4∶ 1。
3. 3 小波与DCT仿真结果的对比
由图5 也可以得出此结论,当小波变换的压缩比为50∶ 1、DCT变换的压缩比为6∶ 4∶ 1时,小波变换的压缩效果比DCT变换的效果好且压缩比更小。基于小波变换的以上优点,故本节能隧道照明系统选择小波变换对车辆图像信息压缩,进而能够大大提高传输效率,减少资源浪费以及节省成本。
3. 4 不同小波仿真结果对比
常用的双正交小波有Daubechies小波,Sym-lets小波,Coiflet,Biorthhogona小波等。表1 是几个典型的小波对“CAR”图像进行4 级分解以及压缩结果的对照。通过表1 可知压小波分解系数置0 个数所占百分比为98% 时,Bior6. 8 压缩后保留的能量百分比最大。图6 是Bior6. 8 的仿真结果图。
4 结束语
结合节能隧道照明控制系统使用的环境、监控视频图像以及选择小波要考虑的因素,本次研究采用了基于双正交小波图像压缩方法。这是本文的特色和创新之处,经过实验仿真比较,可以发现采用小波变换的压缩效果远好于常用的DCT变换的效果,而且经过不同小波仿真结果的对比,发现基于双正交小波压缩效果更好,值得进一步研究。
参考文献
[1]王晓芳.小波变换在图像压缩传输中的应用[D].天津:中国海洋大学,2005.
[2]安岳.基于小波的多级数集合(SPIHT)雷达图像压缩与传输[D].上海:上海海事大学,2007.
[3]吴术路.基于DCT的JPEG图像压缩及实现[J].青海师范大学学报,2010(3):39-41.
[4]黄梅红.小波变换理论及其在图像压缩中的应用[J].福建电脑,2009,32(2):149-150.
[5]肖道举.刘洪峰.陈晓芬.面向远端屏幕监控的一种图像压缩传输方法[J].计算机工程与设计,2005,26(12):3356-3357.
[6]张国云.彭仕玉.基于反对称双正交小波的图像压缩算法[J].计算机工程,2008,34(6):205-206.
双压缩机 篇4
生物质能源作为一种清洁的可再生能源[1,2], 具有广阔的发展前景。我国农作物秸秆年产量约7×108t, 相当于3.5×108t标准煤。除此之外, 我国每年还有将近1×108t左右的林业废弃物, 如树枝、树叶、锯末、木屑、板片等[3]。但生物质原料的低密度特性会大幅增加产品的运输、处理和存储成本[4,5]。
生物质压缩成型燃料技术是生物质能源的一种简单而实用的利用形式[3,6], 能够大幅提高生物质的密度, 降低生物质的运输、处理和储存成本[7]。传统的螺杆挤压成型、活塞冲压成型和压辊式成型等纤维素生物质压缩成型技术一般都需要高温蒸汽、高压力和额外添加粘接剂, 设备庞大, 价格高, 添加剂导致污染[8,9]。由于超声波具有高频振动特性和热效应, 在超声波辅助振动压缩生物质的过程中, 不需要对生物质进行高温高压处理, 也不需要给生物质添加粘接剂, 仅仅在常温、低压力和无添加剂条件下进行。本文利用超声波的高频振动特性和热效应, 研究压缩时间、预压力、生物质重量和生物质含水率等因素对压块松弛密度的影响, 为超声波应用在生物质压缩成型的过程中提供理论依据。
1 实验条件和步骤
1.1 生物质原料及仪器
本次实验过程中所用的生物质原料是锯末, 木材原材料在加工成各种产品的过程中会产生大量的加工废料—锯末, 锯末的低密度特性增加了其储存和运输的成本, 阻碍了锯末的进一步加工利用。通过把锯末装载到模具型腔内, 采用工作台和工具头同步超声振动的方式, 把锯末压缩成块状, 不仅能够大幅提高锯末压块的密度, 而且能够提高压缩效率, 为锯末的进一步加工利用提供了有利条件。
锯末的含水率是指一定量的锯末中所含的水分的量, 用锯末中水分的重量与锯末的总重量的比值表示。锯末的含水率是通过如下过程进行测量:首先将收集到的锯末进行密封处理, 然后将一定质量的样品锯末放置加热皿中, 置于烘箱内, 设定温度120℃, 放置时间24 h以上以充分蒸发水分。加热结束后, 将加热皿置于干燥皿中冷却至常温, 再次测量样品锯末的质量。水分的重量等于样品锯末在加热前后的质量差。所收集的锯末的原始含水率可以通过公式 (1) 来计算:
通过计算得到所收集锯末的原始含水率为8%, 本次实验所需要的锯末的含水率为五个水平, 分别为:5%、10%、15%、20%、25%。由于所收集的锯末的原始含水率为8%, 大于实验所需要的最小含水率5%, 故含水率5%的锯末是通过上述烘干后的干燥的锯末 (含水率为0) 调配出, 取干燥锯末m g, 所需要的水分可以通过公式 (2) 计算;至于含水率为10%、15%、20%、25%的锯末, 可以通过所收集的含水率为8%的锯末调配出, 各取锯末m g, 所需要的水分可以分别通过公式 (3) 计算:
其中, X1表示调配含水率为5%的锯末后的总质量, 需要向m g干燥锯末中加入的蒸馏水的质量为 (X1-m) g;X表示调配含水率为ω (ω的取值为:10%、15%、20%、25%) 的锯末后的总重量, 需要向m g含水率为8%的锯末中加入的蒸馏水的质量为 (X-m) g。
实验所需要的仪器有:DT200A电子天平、TSL-1140B可控温烘箱、游标卡尺、秒表、加热皿、干燥皿、滴管和量筒。
1.2 实验设计
图1所展示的双超声辅助振动压缩实验装置, 使用的双超声波压缩生物质机床由广东工业大学自行研制。它包括一个超声波系统, 气动系统。超声波系统包括一个电源 (将50 Hz的市电转换为约21 000 Hz的脉冲电) 和两个换能器 (将高频电能转换成超声波振动) 。其中上超声振动系统和气缸连接在一起, 下超声振动系统固定在工作台上, 两个超声振动系统中心处的圆柱形铝模型腔用于存放压缩用的锯末。两超声振动系统的前段都安装有圆形的工具, 工具设有一个坚硬的平头。它的直径 (18 mm) 稍小于模具的型腔 (19 mm) 。气动系统包括气源、气动三联件 (由过滤器、减压阀和油雾器组成) 、方向控制阀、节流阀和气缸。其中气缸的缸径为100 mm, 气缸的气压由气动三联件中的减压阀调节, 气压的大小通过气动三联件上的压力表显示, 本机床中气压的调节范围为0~0.55 MPa;上超声振动系统的上下运动是通过方向控制阀切换气缸有杆腔与无杆腔气体的进出来实现的, 其运动速度是通过安装在气缸上的节流阀来调节。
表1列出了实验条件, 本文将对四个压缩参数进行研究。压缩时间是指在双超声波振动下, 工具与锯末在模具中接触的时间;预压力是指在进行生物质压缩时, 气缸中的压力通过工具在模具中作用于锯末上;生物质质量为每次压缩实验时, 放入到模具中的锯末的质量;锯末的含水率代表一定量的生物质中所含的水分量。每组试验中, 只有一个压缩参数变化, 其他压缩参数保持恒定。
1.3 压块松弛密度的测量
松弛密度是指生物质压块在出模后由于弹性变形和应力松弛等作用, 其体积会逐渐增大, 成型密度逐渐减小, 一段时间后压块密度才趋于稳定。松弛密度要比模内最终压缩密度小。它是决定成型燃料物理品质和燃烧性能的一个重要指标。在整个实验过程中, 使用的是同一模具 (模具型腔为19 mm) , 通过测量压块的直径和厚度来计算压块的体积, 利用公式ρ=m/v, 可以计算出压块的密度, 压块的直径和厚度是通过游标卡尺测量。在每个压缩参数下, 压缩5个压块, 用5个压块的平均值表示此参数下压块的直径和厚度。测量工作是由同一个人完成, 以减少人为因素带来的误差。压块直径和厚度的第一次测量是在压块从模具中拿出后立刻进行的, 待测量完成后, 对压块进行常温下的密封保存, 之后每隔24小时测量一次压块的直径和厚度, 以计算压块的松弛密度。
2 实验结果与分析
2.1 压块松弛密度随放置时间的变化
(1) 在不同的压缩时间下压块松弛密度随放置时间的变化图2显示了压缩时间在10 s、20 s、30 s、40 s、50 s下, 压块的松弛密度随放置时间的关系。从图2可以看出:1) 在压块放置6天的过程中, 起初压块的密度下降较快, 后来慢慢地趋近一个稳定值;2) 在相同的放置天数下, 压缩时间越长, 压块的松弛密度越大。
(2) 在不同的预压力下压块松弛密度随放置时间的变化
图3显示了预压力在0.034 MPa、0.10 MPa、0.17 MPa、0.24 MPa、0.31 MPa下, 压块的松弛密度随放置时间的关系。从图3可以看出:1) 在压块放置6天的过程中, 起动压块的密度下降较快, 后来慢慢地趋近一个稳定值;2) 在相同的放置天数下, 预压力越大, 压块的密度越大。
(3) 在不同的生物质质量下压块松弛密度随放置时间的变化
图4显示了生物质质量在0.6 g、1.0 g、1.4 g、1.8 g、2.2 g下, 压块的松弛密度随放置时间的关系。从图4可看出, 在压块放置6天的过程中, 起初压块的密度下降较快, 后来慢慢地趋近一个稳定值。
(4) 在不同的生物质含水率下压块松弛密度随放置时间的变化
图5显示了生物质含水率在在5%、10%、15%、20%、25%下, 压块的松弛密度随放置时间的关系。从图5可以看出, 在压块放置6天的过程中, 压块的密度开始下降较快, 后来慢慢地趋近一个稳定值。
从图2~5还可以发现:不管是在不同的压缩时间下、不同的预压力、不同的生物质重量, 还是不同的生物质含水率下, 在后期测量压块密度的过程中, 发现压块的密度略微有上升的趋势, 这与实际情况相违背。探究其原因, 其中重要的一条是:所收集的锯末是颗粒较小的生物质, 在进行双超声辅助振动压缩时, 并没有向锯末中添加粘结剂, 压块外表面的锯末在压缩的过程中并没有完全粘结在一起, 存在一定量的颗粒与压块的连接较松。在每天测量压块厚度的过程中, 有部分与压块接触较松的颗粒会脱离压块, 从而导致后期测量的压块密度偏大。虽然如此, 研究压块密度随放置时间的变化规律对实际的生物质燃料加工生产还是具有一定的指导意义。
2.2 压块的松弛比
通过压块的松弛密度随放置时间的变化, 可以直观的反映到压块松弛密度的变化情况, 而无法反映压块的松弛程度。通常采用无量纲参数—松弛比, 即用模内物料的最大压缩密度与最小松弛密度的比值来描述成型燃料的松弛程度。在本次实验过程中, 通过测量压块的松弛密度随放置时间的变化, 计算压块的最大密度与最小松弛密度的比值得到其松弛比。
(1) 压块的松弛比随压缩时间的变化
图6显示了压块的松弛比与压缩时间的关系, 在压缩时间为30 s时, 压块的松弛比达到1.127。
(2) 压块的松弛比随预压力的变化
图7显示了压块的松弛比与预压力的关系, 在预压力从0.034 MPa增加到0.17 MPa的过程中, 压块的松弛比逐渐增加;在预压力从0.17 MPa增加到0.31 MPa的过程中, 压块的松弛比逐渐下降, 压块的松弛比在预压力为0.17 MPa时达到最大, 为1.130。
(3) 压块的松弛比随生物质质量的变化
图8显示了压块的松弛比与生物质质量的关系, 在生物质质量从0.6 g增加到1.0 g的过程中, 压块的松弛比逐渐增加;在生物质质量从1.0 g增加到2.2 g的过程中, 压块的松弛比逐渐下降, 压块的松弛比在生物质质量为1.0 g时达到最大, 为1.140。
(4) 压块的松弛比随生物质含水率的变化
图9显示了压块的松弛比与生物质含水率的关系, 在生物质含水率为20%时, 压块的松弛比达到1.184。
3 结论
通过研究在不同的压缩时间、不同的预压力、不同的生物质质量和不同的生物质含水率下, 压块的松弛密度随放置时间的变化, 得到了压块的松弛密度随时间的变化规律, 即在不同的压缩条件下, 压块的松弛密度都是逐渐减小的, 但松弛密度减小的程度不同。通过计算在不同压缩条件下压块的松弛比, 直观地反映了在不同的压缩条件下压块松弛密度的松弛程度。研究表明:压块的松弛比分别在压缩时间为30 s、预压力为0.17 MPa、生物质重量为1.0 g、生物质含水率为20%时达到最大。
摘要：松弛密度作为生物质成型燃料的一项重要性能指标, 对生物质成型燃料的运输、处理和储存有着较大的影响。分别研究了在不同压缩时间、不同预压力、不同生物质重量和不同生物质含水率下, 压块的松弛密度随放置时间的变化, 并利用松弛比直观反映了在不同的压缩条件下压块松弛密度的松弛程度。研究表明:在不同的压缩条件下, 压块的松弛密度都是逐渐减小的, 但松弛密度减小的程度不同;压块的松弛比分别在压缩时间为30 s、预压力为0.17 MPa、生物质质量为1.0 g、生物质含水率为20%时达到最大。
关键词：双超声,辅助振动压缩,生物质燃料,松弛密度,松弛比
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双压缩机 篇5
1 资料与方法
1.1 一般资料
2009年2月至2011年2月我院共收治骨质疏松性椎体压缩性骨折47例96个椎体,随机分成两组,分别采用单侧或双侧椎弓根途径行经皮椎体成形术。单侧组25例51个椎体(T1111个、T1216个、L115个、L29个),男10例,女15例,年龄56~77岁,平均66.9岁。双侧组22例45个椎体(T1110个、T1213个、L113个、L29个),男8例,女14例,年龄57~80岁,平均68.7岁。
1.2 手术方法
术前30 min预防性应用抗生素。取患者俯卧位,C型臂X线机透视下确定病椎并标记。0.5%的利多卡因局部麻醉,采用单侧或双侧椎弓根入路(左侧为10点钟位置,右侧为2点钟位置)。C型臂X线机透视下进针,穿刺针与矢状面成10°~15°角、与压缩椎体的终板平行插入正位椎弓根投影的外侧缘,穿刺过程中利用侧位透视确保穿刺针位于椎弓根内。当穿刺针在正位透视上达到或越过椎体中线、侧位达椎体前1/3处时停止穿刺。将含造影剂的骨水泥调和至适当黏度,用骨水泥套管加压注入椎体内,利用侧位透视观察骨水泥在椎体内的充盈和扩散情况,如果发生骨水泥渗漏,立即停止注射。当骨水泥充盈达到椎体后缘时停止注射。每个椎体骨水泥注入量为3~7 m L。于骨水泥凝固前将穿刺针旋转数圈拔出,无菌敷料覆盖针孔。术后心电监护,观察生命体征,卧床1 d后下床行走。术后3 d常规行X线片检查。
1.3 观察指标
详细记录每个椎体单侧或双侧椎体成形术的手术时间、骨水泥注入量,通过术后X线片评价有无骨水泥渗漏。根据手术前后脊柱侧位X线片,分别测量椎体前缘及中部高度,以二者的平均值作为椎体的平均高度进行统计学分析。分别于术前、术后3 d及术后1年时进行疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)及简明健康状况调查表评分(SF-36简表),评估患者疼痛是否缓解及生活质量有无改善。
1.4统计学处理
应用统计软件包SPSS 16.0进行数据统计学分析,手术前后各项指标行组内配对t检验、组间比较应用单因素方差分析、两种手术方法的骨水泥渗漏率采用卡方检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
单侧穿刺组每个椎体的手术时间为27~46 min,平均36min。每个椎体骨水泥注入量为3~5 m L,平均3.8 m L。双侧穿刺组每个椎体的手术时间为48~89 min,平均69 min。每个椎体骨水泥注入量为4~7 m L,平均5.9 m L。单侧穿刺组51个椎体中10个椎体发生骨水泥渗漏(19.6%),双侧穿刺组45个椎体中17个椎体发生骨水泥渗漏(37.8%),两组骨水泥渗漏差异有统计学意义(χ2=3.904 3,P<0.05)。术前两组VAS评分、SF-36评分无统计学意义,术后3 d及术后1年两组VAS评分、SF-36评分均较术前明显改善(P<0.05),但两组间VAS评分、SF-36评分比较无统计学意义(见表1~2)。两组手术前后椎体平均高度无明显变化(见表3)。
3 讨论
3.1 单、双侧PVP止痛效果的比较
PVP自2002年以来开始应用于国内临床[1],作为一种新兴的脊柱微创技术,因其能迅速缓解骨质疏松性椎体压缩骨折所致的疼痛,逐步得到推广与应用。PVP治疗OVCF的止痛机制与下列因素有关:骨水泥聚合反应产生的热效使椎体内部及其周围的末梢神经对疼痛的敏感性降低[2];骨水泥单体对椎体神经组织的毒性作用[3];骨水泥结构性充填增加了椎体的强度和刚度,使椎体的支撑力增强,控制椎体的进一步压缩,从而有效缓解微小骨折引起的疼痛[3]。Carrino等[4]认为疼痛的缓解与注入骨水泥的量无明显相关性,李林东等[5]提出单侧PVP也可取得满意的临床效果。通过本研究,我们发现虽然单侧穿刺骨水泥用量较双侧穿刺少,但单、双侧穿刺均能有效缓解骨质疏松性椎体压缩性骨折所致的疼痛,随访1年时与术后第3天无明显差异,显示PVP止痛效果强且持久。可见穿刺途径及骨水泥用量的差异不是影响止痛效果的相关因素。
3.2单、双侧PVP的生物力学比较
经典的PVP技术推荐经双侧椎弓根途径穿刺、骨水泥注入,双侧穿刺使填充材料在椎体内对称分布,从而保证椎体的稳定性。Liebschner等[6]通过生物力学实验认为松质骨内最佳的骨水泥分布要通过双侧穿刺获得。对此结论国内外学者提出不同意见:Tohmeh等[7]在新鲜尸体的骨质疏松性椎体压缩骨折模型中的研究显示,单、双侧注入均可恢复椎体的生物力学强度。Dean等[8]通过体外生物力学试验证实,单侧注入骨水泥亦可以有效恢复椎体的抗压力,且注射剂量与椎体强度无明显相关性。Kaufmann[9]主张在PVP中通过单侧椎弓根注入骨水泥,透视显示骨水泥分布不均匀者再行双侧椎弓根入路。
张亮等[10]研究表明,两种PVP术式均能显著提高椎体最大抗压强度,且恢复椎体极限刚度的效果无显著差异。本研究中单、双侧PVP虽然骨水泥用量有显著差异,但均能有效维持椎体的生物学强度,且在1年的随访中椎体平均高度未发生明显变化。关于恢复椎体生物力学强度所需要的骨水泥量,目前仍不清楚,只能根据经验和具体情况而定。国内孟纯阳等[11]通过对53例87个椎体的研究,认为多数患者均只需行单侧穿刺,仅部分低位腰椎病变的患者需双侧穿刺,骨水泥注射量2.0~8.0 m L,平均3.3 m L/椎体即可获得满意疗效,且渗漏率低,临床安全有效。通过本研究,我们发现单侧穿刺3.8 m L,双侧穿刺5.9 m L即可有效恢复椎体的强度。选择单侧术式时,关键在于进针点尽量偏外、内倾角尽量大,以侧位透视进针至椎体前中1/3、正位透视位于椎体正中最佳,可以确保骨水泥能弥散到对侧,骨折椎体得到最有效的强化。
3.3单、双侧PVP骨水泥渗漏的比较
骨水泥渗漏是PVP最常见的并发症[12],国外文献报道的骨水泥渗漏发生率多在19%~65%[13]。既往研究表明骨水泥的注射量与疗效不成正比,但与并发症的发生呈正相关[14,15,16]。Ryu等[17]报道骨水泥的渗漏主要与骨水泥的注入量有关,建议骨水泥的注入量不要超过5 m L。本研究显示,单侧穿刺与双侧穿刺在止痛效果、维持椎体生物力学强度上无显著差异,但双侧穿刺骨水泥渗漏率明显高于单侧穿刺。单入路能缩短手术时间,减少患者和术者接受辐射时间,减少创伤,这对高龄患者非常重要[18]。所以我们推荐在手术时,为减少骨水泥渗漏应尽量行单侧穿刺、注入小剂量的骨水泥,应使骨水泥越过椎体中线分布均匀,以保证远期效果,否则需双侧穿刺。
综上所述,单、双侧经皮椎体成形术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折均可取得同样满意的临床效果,单侧经皮椎体成形术在手术时间、安全性上更具优势,更适合在广大基层医院推广普及。
摘要：目的 探讨经单、双侧椎弓根途径行经皮椎体成形术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的临床疗效。方法回顾分析2009年2月至2011年2月在我院行经皮椎体成形术治疗的47例骨质疏松性椎体压缩骨折患者的临床资料。随机分成两组,分别采用单侧或双侧椎弓根途径行经皮椎体成形术。单侧组25例51个椎体(T1111个、T1216个、L115个、L29个),男10例,女15例,年龄56～77岁,平均66.9岁。双侧组22例45个椎体(T1110个、T1213个、L113个、L29个),男8例,女14例,年龄57～80岁,平均68.7岁。随访1年,观察患者手术前后VAS评分、SF-36评分、椎体平均高度变化及骨水泥渗漏。结果 所有病例均顺利完成,无肺栓塞、神经根损伤等严重并发症。单侧穿刺组每个椎体的手术时间为27～46 min,平均36 min。每个椎体骨水泥注入量为3～5 mL,平均3.8 mL。双侧穿刺组每个椎体的手术时间为48～89 min,平均69 min。每个椎体骨水泥注入量为4～7 mL,平均5.9 mL。单侧穿刺组51个椎体中10个椎体发生骨水泥渗漏(19.6%),双侧穿刺组45个椎体中17个椎体发生骨水泥渗漏(37.8%),两组骨水泥渗漏差异有统计学意义(P<0.05)。术前两组VAS评分、SF-36评分无统计学意义,术后3 d及术后1年两组VAS评分、SF-36评分均较术前明显改善(P<0.05),但两组间比较无统计学意义。两组手术前后椎体平均高度均无明显变化。结论 单、双侧经皮椎体成形术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折均可取得同样满意的临床效果,但单侧经皮椎体成形术在手术时间、安全性上更具优势,更适合在广大基层医院推广普及。
双压缩机 篇6
1 资料与方法
1.1 一般资料:
将我院于2012年1月至2014年4月接收合并胫骨远端关节面压缩的旋后内收型Ⅱ度踝关节骨折患者20例作为对象,其中,男性患者12例,女性患者8例,年龄段20~65岁,平均(42.6±2.6)岁;病发原因:高空坠落,患者10例;交通事故,患者6例;扭伤,患者4例。20例患者的临床资料无区别,可进行评定(P>0.05)。
1.2 方法:
患者入院接受治疗后首先行手法复位处理,并借助石膏牵引固定。抬高患者病变肢体,冰敷。术前带领患者进行相关检查,以评估关节面情况。手术操作:术前行腰硬联合麻醉,帮助患者取仰卧位,常规消毒、铺单。首先行外踝骨折切开复位,于患者踝关节行手术切口,切口性状为弧形,长度处于5.0~10.0 cm,依次切开,此过程需注意保护患者胫前肌腱、隐神经。内侧切开患者骨膜,暴露内踝骨折线;切开远端关节囊,暴露胫骨关节面。查看关节面压缩、关节面的塌陷程度,于直视状态下复位内踝和塌陷的关节面,植入填充骨填充缺陷软骨,到达关节面解剖复位。待复位满意后使用克氏针临时固定,在C臂机设备下观察踝关节,并适当调整复位情况。于患者内踝、胫骨前内侧使用钢板进行固定,内踝可使用解剖锁定钢板,在胫骨远端内缘对塌陷关节面行支撑、固定处理,并于患者软骨下方植入螺钉,以加强固定。最后行X线检查,确定复位满意后缝合切口。临床术后抬高患者病变肢体,行止痛、消肿处理。常规使用抗生素药物,预防感染,术后第2天引导患者康复训练(不负重),按时行X线常规检查,观察骨折愈合程度。
1.3 评定项目:
临床手术结束后观察其骨折复位情况,并评定患者疾病治疗效果。标准:关节功能恢复正常,可自行行走为优;关节功能逐渐恢复,未并发症出现,短时间内可自行行走为良;关节功能仍处于治疗前状态,疼痛剧烈为差。
1.4 统计学方法:
本研究主要选用SPSS18.0软件进行相关数据的研究和分析,按照临床参数种类进行t、χ2检验,分别用`、百分数表示,若P<0.05,则表明有统计学意义。
2 结果
2.1 临床CT结果:
20例患者经由CT扫描发现,14例患者的塌陷关节面均位于胫骨远端前内侧,前缘较为严重;其余6例主要位于胫骨前内缘,未累及关节面中部。
2.2 临床效果:
20例患者术后均获得随访,骨折2~4个月,平均(3.2±0.2)个月愈合,术后伤口均愈合,未感染现象出现。且随访期间的X线检查结果显示未出现固定松动现象,胫骨关节面未丢失,未骨性关节炎疾病。从整体效果上来看,20例患者治疗后优者17例,良者3例,优良率为100.0%。
3 讨论
报道显示,以往针对合并胫骨远端关节面压缩的旋后内收型Ⅱ度踝关节骨折研究相对较少,临床上并未引起重视,尽管对踝关节骨折患者实施手术疗法,但仍存在20.0%以内的患者由于剧烈的疼痛无法正常工作和生活[2]。目前,临床针对踝关节骨折患者均将解剖复位、支撑固定作为原则,以预防骨性关节炎,提高患者生活质量。本调查通过对患者CT结果的观察,实施双钢板疗法,取得显著成效[3,4,5]。CT结果显示,14例患者的塌陷关节面均位于胫骨远端前内侧,前缘较为严重;其余6例主要位于胫骨前内缘,未累及关节面中部。且从整体效果上来看,20例患者经由双钢板疗法的处理后,优良率为100.0%。说明:临床手术前期充分了解患者的关节面累及范围,才能更好地选择手术方法,实现最终的治疗效果;根据患者踝关节病变部位行锁定钢板、防滑钢板固定,可增强固定稳定性,改善踝关节功能。此外,临床术后引导患者尽早功能训练,可预防骨性关节炎疾病,符合临床报道。
综上,临床针对合并胫骨远端关节面压缩的旋后内收型Ⅱ度踝关节骨折患者行双钢板疗法作用显著,可稳定关节面,减少复位丢失,降低并发症,值得借鉴。
摘要：目的 分析双钢板治疗合并胫骨远端关节面压缩的旋后内收型Ⅱ度踝关节骨折的效果。方法 将我院于2012年1月至2014年4月接收合并胫骨远端关节面压缩的旋后内收型Ⅱ度踝关节骨折患者20例作为对象,对其行双钢板治疗处理,预后评定临床效果。结果 CT检查结果显示,14例患者的塌陷关节面均位于胫骨远端前内侧,前缘较为严重;其余6例主要位于胫骨前内缘,未累及关节面中部。从整体效果上来看,20例患者治疗后优者17例,良者3例,优良率为100.0%。结论 临床针对合并胫骨远端关节面压缩的旋后内收型Ⅱ度踝关节骨折患者行双钢板疗法作用显著,可稳定关节面,减少复位丢失,降低并发症,值得借鉴。
关键词：旋后内收,踝关节骨折,双钢板,临床效果
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