CN102091387B - 正压闭路可调温度氧气呼吸器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种正压闭路可调温度氧气呼吸器，包括氧气供给部分和无障碍通讯部分，该氧气供给部分包括氧气储气瓶、手动/自动氧气补给阀、呼吸气袋、应急系统、可调节温度的降温系统、CO2过滤系统、呼吸面罩、定量补给阀、冷媒加注开关、冷媒释放开关、呼气管路、吸气管路、定量供给管路和手动/自动补偿管路，其中呼吸面罩、呼气管路和吸气管路位于氧气呼吸器外壳的外部，其余部分位于氧气呼吸器外壳内。本发明可为单人在高温、缺氧环境下使用的，提供给使用者足量、合适温度的氧气装置；能实现现场人员间的无障碍通讯及和指挥中心的无障碍通讯的装置。
Description
技术领域
本发明属于氧气呼吸装置，特别是一种正压闭路可调温度氧气呼吸器。
背景技术
氧气呼吸器是利用本身携带的氧气储存容器，将氧气高压储存起来，在使用中将氧气进行减压到使用压力，进行补充使用。氧气呼吸器装置工作过程是，呼出的废气通过管路，进入CO2过滤系统(氧气再生系统)，使CO2和系统中的化学药剂发生反应，将呼出气体中的CO2过滤掉并产生大量的热量。在经过长时间的使用后，化学反应产生的热量将使气体的温度上升到人体呼吸系统无法承受的高温。为了使操作者能够正常的工作，氧气呼吸器装置采取了以下降温措施，即：在CO2过滤系统后增加降温装置，使高温气体通过降温系统内干冰或冷却液等物理方法冷却后使用。该装置释放的氧气，温度不可调，使用者在呼吸初始阶段感觉气体温度低、在最后阶段感觉温度高，无法保证整个过程的呼吸舒适性。同时，在使用过程中，使用者必须时时关注氧气储存装置的压力，以避免意外发生。再是，在现场的工作人员沟通困难，无法和指挥中心联系，报告现场的突发情况。总之，原氧气呼吸器装置在使用过程中舒适性差(使用人员呼吸系统难以承受)、分散使用者的注意力，无法方便使用。
另外氧气呼吸器装置在每次使用前必须在冷藏柜内，放置不小于1h的时间，无形中增加了工作难度、时间及劳动强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种正压闭路可调温度氧气呼吸器，不但可以实现呼吸气体的温度可调，还可以解决时时关注剩余气体压力和现场无法正常沟通及无法和外界联系的问题，从而实现在高温、缺氧环境下能够长时间方便操作，同时可进行无障碍通讯的目的。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种正压闭路可调温度氧气呼吸器，包括氧气供给部分和无障碍通讯部分，该氧气供给部分包括氧气储气瓶、手动/自动氧气补给阀、呼吸气袋、应急系统、可调节温度的降温系统、CO2过滤系统、呼吸面罩、定量补给阀、冷媒加注开关、冷媒释放开关、呼气管路、吸气管路、定量供给管路和手动/自动补偿管路，其中呼吸面罩、呼气管路和吸气管路位于氧气呼吸器外壳的外部，其余部分位于氧气呼吸器外壳内，在呼吸面罩内设置通讯系统，氧气储气瓶位于氧气呼吸器外壳内下部右侧，呼吸气袋位于氧气呼吸器外壳内中部，手动/自动氧气补给阀与氧气储气瓶相通，并在手动/自动氧气补给阀与氧气储气瓶之间设置定量补给阀，手动/自动补偿管路的一端与手动/自动氧气补给阀相连，另一端与吸气管路相通，该吸气管路、呼气管路和呼吸面罩之间采用三通相连，在吸气管路、呼气管路内分别设置单向阀，当吸气时，在吸气管路中的单向阀打开，而呼气管路内的单向阀关闭，当呼气时，呼气管路内的单向阀打开，而吸气管路中的单向阀关闭；所述的呼气管路与CO2过滤系统相通，该CO2过滤系统与呼吸气袋第一端口相通，该呼吸气袋第二端口与降温系统相通，该降温系统与吸气管路相通，呼吸气袋第三端口与定量供给管路相通，该定量供给管路与手动/自动氧气补给阀相连；所述的应急系统安装在氧气呼吸器外壳内部右上侧的降温系统下右侧，在应急系统启动后，氧气直接进入降温系统内部降温，再进入吸气管路、呼吸面罩，进入身体呼吸系统。
本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)可单人在高温、缺氧环境下使用，提供给使用者足量、合适温度的氧气装置；可实现4h以上的使用时间，并能实现现场人员的无障碍通讯及和指挥中心的无障碍通讯装置。(2)能够有效解决氧气呼吸器，使用中气体温度无法调节的难题。(3)利用应急系统，可保证在氧气耗尽后有不少于15min时间撤离现场。(4)独特的制冷系统可有效保证，氧气呼吸器在使用周期内温度可调。(5)无障碍通讯系统，保证现场人员之间、现场人员和指挥中心的有效沟通。
经试验本发明专利经试验技术效果达到设计方案的要求。本发明专利的试验是在高温烤箱内进行，保持烤箱内温度在60℃且其偏差在正负2.5℃之间，烤箱门打开。试验人员在配戴后所有装备后进入试验箱内，烤箱门不完全关闭，室外人员观察箱外温度监控表，控制箱内温度满足试验要求。试验过程中，参加试验人员可随时调整冷媒释放开关的开度，以便温度的调整。
试验数据(时间单位：min，温度单位℃)
| 时间 | 0 | 5 | 15 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 | 240 |
| 温度 | 21 | 26 | 23 | 28 | 28.8 | 29 | 29 | 28.5 | 28.8 | 29.2 | 28.5 |
从上表看出，温度调节效果明显，使操作人员的舒适性增加。
在试验过程中，试验人员在烤箱内利用通讯系统(9)和箱外人员进行沟通，随时读出温度表的参数。通讯便捷，语言清晰(由于场地所限，通讯系统(9)试验距离试验仅在500m距离进行)。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明正压闭路可调温度氧气呼吸器内部结构示意图。
图2为本发明正压闭路可调温度氧气呼吸器降温系统结构示意图。
具体实施方式
结合图1，本发明正压闭路可调温度氧气呼吸器，包括氧气供给部分和无障碍通讯部分，该氧气供给部分包括氧气储气瓶2、手动/自动氧气补给阀3、呼吸气袋4、应急系统5、可调节温度的降温系统6、CO2过滤系统7、呼吸面罩8、定量补给阀10、冷媒加注开关11、冷媒释放开关12、呼气管路13、吸气管路14、定量供给管路17和手动/自动补偿管路18，其中呼吸面罩8、呼气管路13和吸气管路14位于氧气呼吸器外壳1的外部，其余部分位于氧气呼吸器外壳1内，在呼吸面罩8内设置通讯系统9，氧气储气瓶2位于氧气呼吸器外壳1内下部右侧，呼吸气袋4位于氧气呼吸器外壳1内中部，手动/自动氧气补给阀3与氧气储气瓶2相通，并在手动/自动氧气补给阀3与氧气储气瓶2之间设置定量补给阀10，手动/自动补偿管路18的一端与手动/自动氧气补给阀3相连，另一端与吸气管路14相通，该吸气管路14、呼气管路13和呼吸面罩8之间采用三通相连，在吸气管路14、呼气管路13内分别设置单向阀，当吸气时，在吸气管路14中的单向阀打开，而呼气管路13内的单向阀关闭，当呼气时，呼气管路13内的单向阀打开，而吸气管路14中的单向阀关闭；所述的呼气管路13与CO2过滤系统7相通，该CO2过滤系统7与呼吸气袋4第一端口相通，该呼吸气袋4第二端口与降温系统6相通，该降温系统6与吸气管路14相通，呼吸气袋4第三端口与定量供给管路17相通，该定量供给管路17与手动/自动氧气补给阀3相连；所述的应急系统5安装在氧气呼吸器外壳1内部右上侧的降温系统6下右侧，在应急系统5启动后，氧气直接进入降温系统6内部降温，再进入吸气管路14、呼吸面罩8，进入身体呼吸系统。
结合图2，本发明正压闭路可调温度氧气呼吸器除了降温系统6之外的其他组成部分均为消防领域的常规技术，该降温系统6由冷却后集气室15、高温气室16和制冷设备19组成，该高温气室16位于降温系统6的内侧与制冷设备19连接相通，冷却后集气室15位于降温系统6的外侧与制冷设备19连接相通，该制冷设备19通过管路和冷媒加注开关11、冷媒释放开关12连接；所述的冷却后集气室15与吸气管路14相通，高温气室16与呼吸气袋4相通。冷媒加注开关11在向制冷设备19加注冷媒时使用，冷媒释放开关12在调节氧气温度时使用。当进入身体的氧气温度升高后，可以开启位于氧气呼吸器右下侧的冷媒释放开关12，冷媒通过膨胀后吸热降低周围温度来实现降低氧气的温度。为了保证使用时间，在冷媒释放开关12上增加膨胀限流装置，即使冷媒释放开关12开启到最大也能保证4h的降温时间。
本发明正压闭路可调温度氧气呼吸器中，打开氧气储气瓶2的开关，定量补给阀10立即通过定量供给管路17供给呼吸气袋4进行充气，在呼吸气袋4内的气体压力达到一定后，氧气则进入位于氧气呼吸器外壳1内右上侧的可调节温度的降温系统6，再通过吸气管路14、呼吸面罩8，进入身体呼吸系统，在感觉氧气量不足时可使用手动/自动补给阀3实现氧气量的增加；从身体呼吸系统呼出的气体通过呼气管路13，进入位于氧气呼吸器外壳1内左上侧的CO2过滤系统7过滤后，再经呼吸气袋4进入降温系统6降温，再进入吸气管路14、呼吸面罩8，使气体温度更适合身体的呼吸系统；所述的应急系统5安装在氧气呼吸器外壳1内部右上侧的降温系统6下右侧，在应急系统5启动后，氧气直接进入降温系统6内部降温，再进入吸气管路14、呼吸面罩8，进入身体呼吸系统，应急系统5可以保证不少于15min的呼吸用氧量；所述的通讯系统9安装在呼吸面罩8内，在戴上呼吸面罩后，通讯系统9的传到装置将音频信号转为振动信号，直接导入人体的内耳。
本发明的应急系统5由应急拉环开关及其本体组成，是一种化学制氧应急系统，是在紧急情况下使用的制氧系统，它产生的氧气温度较高，能够释放出不低于15min足够使用者呼吸需要氧气量。在需要启用应急系统5时，只要拉开应急系统5上的拉环，应急系统5即进入工作状态一释放氧气，并将释放出的氧气导入降温系统6内，进入吸气管路供使用者应急需要。CO2过滤系统7主要由CO2吸收药剂、吸湿药剂、滤网及外壳组成，其功能是将呼出气体中的CO2进行吸收，并对气体中的水分进行吸收。经过CO2过滤系统7后的气体CO2含量降低、湿度降低，混合少量的新鲜氧气即能满足使用者身体呼吸系统的需要。通讯系统9能够实现现场人员间的无障碍通讯，也可实现和只会中心的无障碍通讯。由传感器、话筒组成。工作时，传感器接收到声音信号后将其转换为振动信号，传给内耳，使用者即可收到声音信号；话筒是感受到使用者喉头的振动、并将其转换为电信号发出。使用者耗费很少的能量就可以实现时时通话。
本发明正压闭路可调温度氧气呼吸器中，工作时，首先打开氧气储气瓶2上的开关，氧气储气瓶开始提供氧气：
(1)在呼吸频率较低时，定量氧气补偿阀10供应氧气。此时，新鲜氧气以及经CO2过滤系统7后的高温气体，在吸入身体前先经过呼吸气袋4，然后经过降温系统6，使气体的温度降低增加呼吸的舒适性。
(2)当呼吸频率较高时，自动氧气补给阀或手动氧气补给阀3提供额外的氧气补给。氧气吸入身体前，定量补偿的氧气仍经过呼吸气袋4和经CO2过滤系统7后的高温气体混合，然后通过降温系统6降温；自动氧气补给的氧气则不经过气袋，而是直接经过降温系统6降温后和从呼吸气袋4经降温系统6降温的气体混合，不但增加进入身体呼吸系统的气体总量，也同时增加氧气浓度，使气体温度、含氧量，更加适合身体的需要。
(3)降温系统6的温度可以通过调节冷媒的单位消耗量，有使用者按照自身需要对冷媒释放开关12进行调整，实现温度的调节。
(4)在使用者接收到储气量不足的警报后，应急系统5可以提供不少于15min的时间的氧气使用量，保证可靠撤离，实现逃生目的。
(5)在配戴好所有的装备进入灾害现场后，现场人员可使用安装在呼吸面罩8上的通讯系统9，耗费很少的体力就可实现现场沟通，并能和指挥中心联系报告现场的情况。
Claims (2)
1.一种正压闭路可调温度氧气呼吸器，其特征在于包括氧气供给部分和无障碍通讯部分，该氧气供给部分包括氧气储气瓶(2)、手动/自动氧气补给阀(3)、呼吸气袋(4)、应急系统(5)、可调节温度的降温系统(6)、CO2过滤系统(7)、呼吸面罩(8)、定量补给阀(10)、冷媒加注开关(11)、冷媒释放开关(12)、呼气管路(13)、吸气管路(14)、定量供给管路(17)和手动/自动补偿管路(18)，其中呼吸面罩(8)、呼气管路(13)和吸气管路(14)位于氧气呼吸器外壳(1)的外部，其余部分位于氧气呼吸器外壳(1)内，在呼吸面罩(8)内设置通讯系统(9)，氧气储气瓶(2)位于氧气呼吸器外壳(1)内下部右侧，呼吸气袋(4)位于氧气呼吸器外壳(1)内中部，手动/自动氧气补给阀(3)与氧气储气瓶(2)相通，并在手动/自动氧气补给阀(3)与氧气储气瓶(2)之间设置定量补给阀(10)，手动/自动补偿管路(18)的一端与手动/自动氧气补给阀(3)相连，另一端与吸气管路(14)相通，该吸气管路(14)、呼气管路(13)和呼吸面罩(8)之间采用三通相连，在吸气管路(14)、呼气管路(13)内分别设置单向阀，当吸气时，在吸气管路(14)中的单向阀打开，而呼气管路(13)内的单向阀关闭，当呼气时，呼气管路(13)内的单向阀打开，而吸气管路(14)中的单向阀关闭；所述的呼气管路(13)与CO2过滤系统(7)相通，该CO2过滤系统(7)与呼吸气袋(4)第一端口相通，该呼吸气袋(4)第二端口与降温系统(6)相通，该降温系统(6)与吸气管路(14)相通，呼吸气袋(4)第三端口与定量供给管路(17)相通，该定量供给管路(17)与手动/自动氧气补给阀(3)相连；所述的应急系统(5)安装在氧气呼吸器外壳(1)内部右上侧的降温系统(6)下右侧，在应急系统(5)启动后，氧气直接进入降温系统(6)内部降温，再进入吸气管路(14)、呼吸面罩(8)，进入身体呼吸系统。
2.根据权利要求1所述的正压闭路可调温度氧气呼吸器，其特征在于降温系统(6)由冷却后集气室(15)、高温气室(16)和制冷设备(19)组成，该高温气室(16)位于内侧与制冷设备(19)连接相通，冷却后集气室(15)位于外侧与制冷设备(19)连接相通，该制冷设备(19)通过管路和冷媒加注开关(11)、冷媒释放开关(12)连接；所述的冷却后集气室(15)与吸气管路(14)相通，高温气室(16)与呼吸气袋(4)相通。
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