[發明專利]一種穿戴式制氧衣

在審

• 申請號: 201910352176.6
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN111689473A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 吳雁;宋錦琦
• 申請（專利權）人: 中船重工（海南）工程有限公司
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02;A41D1/04;A41D27/00;A61M16/06;A61M16/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種穿戴式的制氧衣，其特征在于：包括可穿戴馬甲和呼吸面罩，馬甲上集成了供氧系統、控制系統和電源系統。整個供氧系統包括：由過濾器、正負壓一體小型空壓機和裝有LiA型沸石的分子篩組成的制氧系統以及由由四個長方形的串聯氧氣包組成的氧氣儲存系統。控制系統由CPU、氣壓檢測傳感器和氧氣飽和度檢測傳感器組成，控制系統通過氣壓檢測傳感器和氧氣飽和度檢測傳感器反饋給CPU的信息，來控制空壓機改變系統的工作狀態。穿戴式制氧衣解決了傳統變壓吸附（PSA）式制氧設備體積大，重量重，難以攜帶的問題。

技術領域

本發明涉及一種便攜式制氧設備，尤其是一種穿戴式制氧衣，主要用于吸氧人群使用。

背景技術

高原地區空氣稀薄，大氣壓和氧分壓降低，肺泡氣和動脈血氧分壓也相應的降低，毛細血管血液與細胞線粒體間氧分壓梯度差縮小，從而引起缺氧，加之高原地區寒冷、大風、雨雪氣候以及強紫外線照射，對常年在邊境高原地區執行戰備訓練、執勤巡邏的官兵們和到高原旅游的人群來說，是諸多高原病癥誘發和加重的主要因素，難以保證官兵們的戰斗力和高原地區旅游的雅興。

為解決高原人群吸氧問題，維護高原人群健康，目前，已有多種制氧供氧設備可以在固定場所提供氧氣，但對于移動人群，以往的供氧裝置主要有氧氣袋、小型氧氣瓶等。這類裝置需要不斷充氧，且氧氣容量有限，既不方便使用，也不能保障供氧。為此，國內外都在著力研究開發便攜式制氧機。考慮到變壓吸附（PSA）方法制氧不但濃度高，而且不產生有害氣體，因此，國內外大多數便攜式制氧機都采用該方法。但這類制氧機一般都體積較大，而在高原地區，一般地形崎嶇，不便于攜帶，如何在保證制氧功能的前提下，減輕制氧設備的體積和重量，已成為便攜式制氧機進入高原地區使用所必須克服的技術難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是改進便攜式制氧設備的結構，減小其體積，減輕其重量，提供一種能較好適用于高原地區的便攜式制氧設備。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種可隨身穿戴式的制氧設備，其特征在于：包括可穿戴馬甲和呼吸面罩，馬甲上集成了控制系統、供氧系統，控制系統由CPU、氣壓檢測傳感器和氧氣飽和度檢測傳感器組成。整個供氧系統由兩部分組成：分子篩式制氧系統和氧氣儲存系統。

穿戴式制氧衣采用變壓吸附（PSA）的方法制氧，利用沸石對氮氣和氧氣的吸附量不同的吸附特性，采用高壓吸附，低壓解吸的循環工藝從空氣中分離出高濃度的氧氣，工作原理如圖1、2所示：當小型空壓機處于正壓力工作狀態時，整個系統處于制氧狀態，外部空氣經過過濾器過濾后，被空壓機壓縮入裝有LiA 型沸石的分子篩中，氣體中的氮氣被吸附得到高濃度的氧氣，分子篩內出口處裝有氧氣飽和度檢測傳感器，實時監測分子篩內的氧氣飽和度，氧氣通過第二控制閥由氧氣輸送管送入到氧氣包內，氧氣包內有一氣壓檢測傳感器，負責實時監測串聯式氧氣包內的氧氣氣壓，氣壓達到預設最大值時，空壓機停止工作，系統停止制氧，當央企包內氣壓被消耗到預設最小值時，系統重新開始制氧。當氧氣飽和度檢測傳感器檢測到氧氣濃度低于預設值時，系統開始運行解吸的程序，空壓機進入負壓工作狀態，對分子篩內的沸石進行負壓解吸。

圖3為本穿戴式制氧衣所用的正負壓一體小型空壓機的工作原理圖。空壓機的工作原理如圖所示：當第一電磁換向閥開啟，第二電磁換向閥關閉（處于原始位置）時，空壓機輸出正壓力空氣，活塞向右運動時，氣缸內的工作容積逐漸增大，其中的氣壓低于大氣壓力，進氣閥開啟，外界空氣進入氣缸。直到工作容積變為最大時進氣閥關閉。活塞向左運動時，氣缸內的工作容積逐漸縮小，缸內氣體被壓縮，氣體壓力升高。當氣缸內壓力高于排氣壓力時，排氣閥打開，氣體從氣缸中排出，進入分子篩。直到活塞運動到最左端位置時，排氣閥關閉。當活塞再次向右運動時，上述過程重復出現。活塞連續不斷的往復運動，就不斷將壓縮了的空氣送進分子篩。