[發明專利]小型自適應擠壓式氧氣輸出裝置

有效

• 申請號: 200710064323.7
• 申請日: 2007-03-12
• 公開（公告）號: CN101049527A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 胡利生;孫玉成;谷守巍;艾順生
• 申請（專利權）人: 北京北辰亞奧科技有限公司
• 主分類號: A61M16/00
• 分類號: A61M16/00;A61M16/20
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 倪駿;張曙華

技術領域

本發明涉及一種小型自適應擠壓式氧氣輸出裝置，該裝置適用于小型、便攜式采用分子篩變壓吸附技術(PSA)生產制造的制氧機的氧氣輸出系統，該氧氣輸出裝置自適應用戶的呼吸頻率，按呼吸周期提供穩定流量輸出的氧氣。

背景技術

家用醫療保健制氧分子篩變壓吸附制氧機，由于其工作原理簡單，工作狀態穩定，制氧濃度滿足用戶需要，在其壽命期內從大氣中直接分離氧氣無需添加其它輔助原料，與傳統氧氣瓶、化學制氧方式相比具有經濟、方便、快捷、持續供氧時間長的特點，因此分子篩制氧機快速增長。按每分鐘制氧量劃分，現市場供應的制氧機分為3L/min、5L/min。

5L/min制氧機每分鐘制氧量為5L，每秒制氧量為83.ml。人的平均呼吸頻率為每分鐘16-18次。每個呼吸周期時間為3.75秒。從圖1的呼吸節拍示意圖中可以看到整個呼吸過程分為3個階段，第一階段為吸入段，即吸入空氣，中間段為吸入呼出轉換段，第三段為呼出段，將經肺部交換過的空氣排出體外。每段平均時間為1.1-1.25秒，吸入時間內每個吸入段吸入的氧氣總量為91.3ml的氧氣。按每分鐘呼吸18次計算，每分鐘人體吸入的氧氣總量為1643.4ml，約合1.6L的氧氣。對于每分鐘制氧量為5L的制氧機，每分鐘3.4L的氧氣被浪費掉，使用效率僅為32％。

便攜制氧機生產的氧氣，儲存在集氧罐中，當控制系統檢測到吸入信號時，控制集氧罐氧氣的輸出，吸入停止集氧罐關閉，停止氧氣輸出。在保證同等氧氣輸出的條件下節省了氧氣。傳統的5L制氧機重量為25-30kg、消耗功率380w，便攜制氧機的重量僅為3.8-4.7kg、消耗功率40w。在同等條件下便攜制氧機體積小，重量輕，使用更經濟，節省能源，方便用戶攜帶。

便攜制氧機氧氣的輸出量從1-5L可調，方便用戶依據需要調整。正常人每分鐘呼吸通氣量為6-8L空氣，每次呼吸通氣量為330-440ml，平均為385ml。其中氧含量為(按21％)80.85ml當使用便攜制氧機最大氧氣輸出量時，即每次呼吸吸入增加90mL其濃度為93％的氧氣，折合純氧為83.7ml的氧氣。在每次呼吸時增加了83.7ml的氧氣與空氣中的氧氣總量為164.55ml，為平均每次呼吸通氣量385ml的42.7％。在使用便攜制氧機或5L制氧機的條件下，可以改善呼吸質量，增加血液中的氧含量，每次呼吸氧氣的攝入量提高一倍。

為了適應呼吸節奏在吸氣時輸出氧氣，利用傳感器讀取吸氣負壓信號，信號經系統放大后驅動電磁閥打開釋放儲存的氧氣，提高氧氣的使用效率，減小了制氧的體積、重量，滿足了便攜伴隨用戶供氧的需要。在氧氣輸送進程中，吸氣負壓觸發傳感器信號，系統使用時間控制電磁閥的開啟時間，在防止發生連吸動作方面在控制程序中設置了連鎖，即在每個呼吸進程發生周期，只允許輸送一次氧氣，但由于未能控制氧氣儲量難以保證氧氣輸出流量的準確性和一致性。有的采用了呼吸機控制方法但造成了控制系統的復雜程度，造成體積增加，成本增長。

發明內容

本發明目的在于提供一種小型自適應擠壓式氧氣輸出裝置，該裝置包括集氧罐和控制系統，集氧罐用來儲存制氧機生產的氧氣；該控制系統設置第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，第一壓力傳感器控制集氧罐內氧氣儲存壓力，第二壓力傳感器檢測呼吸負壓信號，僅當集氧罐中的儲氧膠囊或活塞氧氣儲端輸入的氧氣壓力達到系統所設定0.4-0.44bar時、第二壓力傳感器檢測到呼吸負壓信號時才能允許氧氣輸出；當用戶中斷使用氧氣達到30秒或第一壓力傳感器檢測到氧氣壓力達到0.45bar時系統報警。

所述集氧罐兩端密封，出口端安裝一個與進、出氧口連接且密封的膠囊或安裝一密封活塞；下端經第一電磁閥與壓縮機和排氣管道連接；在氧氣輸入時第一電磁閥處于常開狀態，氧氣充裝膠囊或壓縮活塞，空氣排出，當吸氣動作發生時，系統打開第二電磁閥和第一電磁閥，壓縮空氣進入集氧罐，擠壓氧氣經減壓閥穩壓后從出氧口排出。

所述控制系統適應使用者的呼吸頻率，檢測到吸氣負壓信號后，打開第二電磁閥和第一電磁閥輸出氧氣，系統按設定的時間所對應的氧氣輸出量，關閉第二電磁閥和第一電磁閥結束輸出氧氣。

該控制系統采用單片機進行邏輯運算，為了適應不同型號的制氧機氧氣輸出量所對應的控制時間，可對時間參數進行修改后寫入控制程序，提供用戶選擇預設的不同定量的輸出氧氣。

該集氧罐分4檔選擇，對應氧氣輸出量30、45、60、90ml。