CN102151351B - 适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适用于麻醉机/呼吸机的便携式氧源供给装置，包括带空气进口的壳体(1)，在壳体(1)中设有过滤器(2)、增压机(3)、冷却器(4)、电磁阀(5)、分子筛床(6)、储氧气罐(7)和调压阀(8)，其特征是：在壳体(1)中设有氧气输出接头(9)、空气输出接头(10)、PLC控制器(15)和运行状态显示模块(16)，氧气输出接头(9)的进气口与储氧气罐(7)的出气管连通，空气输出接头(10)的进气口与增压机(3)的出气管连通；PLC控制器(15)的I/O口分别与增压机(3)、电磁阀(5)和运行状态显示模块(16)连接；运行状态显示模块(16)与调压阀(8)连接。本发明实现与呼吸机和麻醉机的无缝对接，同时能够防止压力过大对管道和设备的损害，具有体积小、重量轻、方便携带的优点。

Description

适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置

技术领域：

本发明涉及一种制氧设备，特别是涉及一种适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，可与麻醉机和呼吸机配套使用。属于医疗器械技术领域。

背景技术：

目前，呼吸机和麻醉机大都采用压缩气瓶供氧的方式，无法实现氧气自给。由于氧气属于易爆气体，采用气瓶供氧存在不便运输与携带的缺点，同时，气瓶的供氧量极为有限，不能满足麻醉或呼吸系统的持续供氧要求，特别是在野外或灾难发生地等有诸多的不便条件的环境下，问题尤其突出。

现有技术中，医用制氧机大多是以变压吸附(PSA)技术为基础，从空气中提取氧气的新型设备，其利用分子筛物理吸附和解吸技术在制氧机内装填分子筛，在加压时可将空气中氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。如中国专利号为“200720141716.9”的发明专利，公开一种带有排氮功能与分体供氧仪的制氧机，包括一个带空气进口、氧气输出口以及氮气输出口的机壳主体，以及通过密闭管路连通的进气过滤器、进气消音器、压缩机、冷却器、组合阀、吸附塔、节流阀、氧气罐、调压阀、细菌过滤器、排气消音器；所述进气消音器通过外管与所述空气进口的外管接头连接，所述排气消音器通过外管与所述氮气输出口的外管接头连接，氧气输出口设有与所述机壳主体以可拆式连接的外管接头。现有技术的制氧机存在如下缺点：1、该制氧机的结构复杂、体积大，不方便携带，不适宜野外作业使用。2、该制氧机在技术上和物理条件上无法满足与麻醉呼吸系统的无缝连接。3、没有设置安全泄压阀及压力过高报警装置，无法预防由于防止压力过大对管道和设备的损害。虽然目前市场上使用的微型制氧机具有便携的特点，但由于其结构不合理，其提供的压力一般都在0.07Mpa以下、流速在5L/min以下，其气压低、流速低，当作为呼吸机或麻醉机支持的氧源要求流量达到10L/min、瞬间氧气流速要达到35L/min、压力要求0.19Mpa以上时，所述微型制氧机不能满足需要。

发明内容：

本发明的目的，是为了解决现有技术中的制氧机存在气压低、流速低或者体积大、重量重、便携性能差的缺点，提供一种体积小、重量轻、气压及流速较高的适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，该装置能够实现与呼吸机和麻醉机的无缝对接，同时能够防止压力过大对管道和设备的损害。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，包括带空气进口的壳体，在壳体中设有通过密闭管路依次连通的过滤器、增压机、冷却器、电磁阀、分子筛床、储氧气罐和调压阀，过滤器位于壳体的空气进口处，其结构特点是：在壳体中设有氧气输出接头、空气输出接头、PLC控制器和运行状态显示模块，所述氧气输出接头的进气口与储氧气罐的出气管连通，空气输出接头的进气口与增压机的出气管连通；PLC控制器的I/O口之一与增压机的信号输入/输出端连接，PLC控制器的I/O口之二与电磁阀的信号输入/输出端连接，PLC控制器的I/O口之三与运行状态显示模块的信号输入/输出端之一连接；运行状态显示模块的信号输入/输出端之二与调压阀的信号输入/输出端连接；构成自动控制结构的自给式氧源供给装置。

实际应用中，该便携式氧源供给装置的氧气输出接头的出气口通过外管与供氧终端的氧气输入接头连接，便携式氧源供给装置的空气输出接头的出气口通过外管与供氧终端的空气输入接头连接。由于供氧终端的氧气输入接头、空气输入接头与该便携式氧源供给装置的氧气输出接头、空气输出接头相配套，因此能够实现该便携式氧源供给装置与供氧终端之间的无缝对接。供氧终端为呼吸机或麻醉机。

本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：

本发明的一种实施方案是：在增压机与冷却器之间的管路上可以设有安全泄压阀。

本发明的一种实施方案是：在过滤器与增压机之间的管路上可以设有进气消声器；在电磁阀的排气管上设有排气消声器。

本发明的一种实施方案是：所述电磁阀为可以两位三通阀。

本发明的一种实施方案是：所述分子筛床可以由三个或者三个以上的颗粒分子筛桶构成，在分子筛床的出气口处可以设有冲洗通道。

本发明的一种实施方案是：在壳体中可以设有电源模块和压力过高报警装置，电源模块的输出端之一与增压机的电源输入端连接，电源模块的输出端之二与PLC控制器的电源输入端连接；压力过高报警装置的输入/输出端之一与增压机的信号输入/输出端连接，压力过高报警装置的输入/输出端之二与储氧气罐的信号输入/输出端连接。

本发明的一种实施方案是：在壳体的顶面上可以设有提手带；在壳体的空气进口处设有过滤网。

本发明的一种实施方案是：所述增压机可以由涡轮压缩机或空气压缩机构成。

本发明的有益效果：

1、本发明对分子筛主体系统的设计，利用PLC(可编程序逻辑控制器)技术，同时对3个或3个以上的分子筛床进行智能控制，有效地优化了吸附流程，使吸附设备效率提高，成本降低。多个分子筛床的连接循环工作，解压和吸附的过程更为彻底，均压过程更为充分，分子筛的性能得到较好的发挥，产氧率也会更高。利用涡轮增压技术，摆脱了体积庞大、形体笨重的设计理念，它利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送空气，使之增压进入气缸，当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸。本研究利用涡轮增压器将空气压缩功能单位进行了小型化处理，同时可以实现流量的精确控制，使得整个氧供装置无论是体积、重量还是噪声方面都大大减少，且运行稳定。

2、本发明设有一个安全泄压阀和压力过高报警装置，通过运行状态显示模块进行反馈，能够防止压力过大对管道和设备的损害。

3、本发明具有体积小，重量轻的优点，同时在壳体的顶面上设有提手带，一只手既可以提携，随意移动。本发明设有氧气输出接头和空气输出接头，直接接管即可与所需设备或机器连接上，能够实现该便携式氧源供给装置与供氧终端之间的无缝对接，具有安装和连接方便的优点。

附图说明：

图1是本发明具体实施例的内部气路结构示意图。

图2是本发明具体实施例的原理框图。

图3a是本发明具体实施例的整体结构的主视图。

图3b是本发明具体实施例的整体结构的俯视图。

图3c是本发明具体实施例的整体结构的后视图。

具体实施方式：

具体实施例1：

参照图1，本实施例包括壳体1，在壳体1上设有空气进口，在壳体1中设有通过密闭管路依次连通的过滤器2、增压机3、冷却器4、电磁阀5、分子筛床6、储氧气罐7、调压阀8，过滤器2位于空气进口处，在壳体1上设有氧气输出接头9，氧气输出接头9的进气口与储氧气罐7的出气管连通。在壳体1上设有空气输出接头10，空气输出接头10的进气口与增压机3的出气管连通。在增压机3与冷却器4之间的管路上设有安全泄压阀11；在过滤器2与增压机3之间的管路上设有进气消声器12；在电磁阀5的排气管上设有排气消声器13。所述电磁阀5为两位三通阀。在分子筛床6的出气口处设有冲洗通道20。分子筛床6由三个或者三个以上的颗粒分子筛桶构成。

参照图2：在壳体1中还设有电源模块14、PLC控制器15和运行状态显示模块16，电源模块14的输出端之一与增压机3的电源输入端连接，电源模块14的输出端之二与PLC控制器15的电源输入端连接；PLC控制器15的信号输入/输出端之一与增压机3的信号输入/输出端连接，PLC控制器15的信号输入/输出端之二与电磁阀5的信号输入/输出端连接，PLC控制器15的信号输入/输出端之三与运行状态显示模块16的信号输入/输出端之一连接；运行状态显示模块16的信号输入/输出端之二与调压阀8的信号输入/输出端连接。在壳体1中还设有压力过高报警装置17，压力过高报警装置17的输入/输出端之一与增压机3的信号输入/输出端连接，压力过高报警装置17的输入/输出端之二与储氧气罐7的信号输入/输出端连接。

参照图3a、图3b、图3c，在壳体1的顶面上设有提手带18。在壳体1的空气进口处设有过滤网19。壳体1还设有显示器21、报警器22、压力表23、电源开关24、功能按键25、电源输入插座26。

本实施例中：增压机是整个供给系统的动力源，它能自我增压，体积较小。增压机抽取的空气由过滤器过滤其中的大于100μmm微粒以及杂质，机器消声器将有效减小由于抽取的气流较大而引起的气流声。经增压后的气流压力较大，安全泄压阀防止压力过大，在大于0.5PMa时，该阀会自动打开泄放，并会低于设定值时会自动关闭。冷却器将增压后的气流进行冷却，此冷却器为导热性能较好的铜作为材料，通过冷热交换达到冷却效果。冷去后气流由电磁阀进行控制，此阀为一个两位三通阀，进入分子筛床的空气置换为氧气后进入储氧气罐。分子筛床由三个或者多个颗粒分子筛桶组成，储气罐的容量约为3L，是一个集成的容器。最终的调压阀可以调压范围为0－0.4MPa,预留快插接头作为与所需机器的接口。

本发明的工作原理：

通过PLC控制器对增压机进行控制，涡轮机抽取的空气通过空气过滤模块(含过滤器和消声器)处理后达到一定的压力,后由冷却器对压缩后的空气进行冷却处理，直接通过电磁阀控制进入分子筛床，从分子筛出来的氧气会合后直接进入储氧气罐，保持一定的容量和压力，最后经过调压阀调压到机器供氧终端。其中涡轮压缩机/空压机和电磁阀由可编程序逻辑控制技术进行控制，根据运行状态显示模块进行氧浓度和压力、流量等反馈进行电磁阀和涡轮增压机的调节。在涡轮压缩机/空压机之后设置一个安全泄压阀，以及储氧气罐后设置压力过高报警装置，通过运行状态显示模块进行反馈，防止压力过大对管道和设备的损害。这些报警和保护装置包含安全阀、排气消声器等机械类装置。

实际应用中，该便携式氧源供给装置的氧气输出接头的出气口通过外管与供氧终端的氧气输入接头连接，便携式氧源供给装置的空气输出接头的出气口通过外管与供氧终端的空气输入接头连接。由于供氧终端的氧气输入接头、空气输入接头与该便携式氧源供给装置的氧气输出接头、空气输出接头相配套，因此能够实现该便携式氧源供给装置与供氧终端之间的无缝对接。供氧终端可以为呼吸机或麻醉机。

具体实施例2：

本实施例的特点是：所述增压机3可以由空气压缩机构成，使氧源供给装置成为电脑控制的空气增压氧源装置。其余同具体实施例1。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，包括带空气进口的壳体(1)，在壳体(1)中设有通过密闭管路依次连通的过滤器(2)、增压机(3)、冷却器(4)、电磁阀(5)、分子筛床(6)、储氧气罐(7)和调压阀(8)，过滤器(2)位于壳体(1)的空气进口处，其特征是：在壳体(1)中设有氧气输出接头(9)、空气输出接头(10)、PLC控制器(15)和运行状态显示模块(16)，所述氧气输出接头(9)的进气口与储氧气罐(7)的出气管连通，空气输出接头(10)的进气口与增压机(3)的出气管连通；PLC控制器(15)的I/O口之一与增压机(3)的信号输入/输出端连接，PLC控制器(15)的I/O口之二与电磁阀(5)的信号输入/输出端连接，PLC控制器(15)的I/O口之三与运行状态显示模块(16)的信号输入/输出端之一连接；运行状态显示模块(16)的信号输入/输出端之二与调压阀(8)的信号输入/输出端连接；构成自动控制结构的自给式氧源供给装置；壳体(1)设有显示器(21)、报警器(22)、压力表(23)、电源开关(24)、功能按键(25)、电源输入插座(26)；便携式氧源供给装置的氧气输出接头的出气口通过外管与供氧终端的氧气输入接头连接，便携式氧源供给装置的空气输出接头的出气口通过外管与供氧终端的空气输入接头连接，实现便携式氧源供给装置与供氧终端之间的无缝对接。

2.根据权利要求1所述的适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，其特征是：在增压机(3)与冷却器(4)之间的管路上设有安全泄压阀(11)。

3.根据权利要求1所述的适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，其特征是：在过滤器(2)与增压机(3)之间的管路上设有进气消声器(12)；在电磁阀(5)的排气管上设有排气消声器(13)。

4.根据权利要求1所述的适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，其特征是：所述电磁阀(5)为两位三通阀。

5.根据权利要求1所述的适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，其特征是：所述分子筛床(6)由三个或者三个以上的颗粒分子筛桶构成，在分子筛床(6)的出气口处设有冲洗通道(20)。

6.根据权利要求1所述的适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，其特征是：在壳体(1)中设有电源模块(14)和压力过高报警装置(17)，电源模块(14)的输出端之一与增压机(3)的电源输入端连接，电源模块(14)的输出端之二与PLC控制器(15)的电源输入端连接；压力过高报警装置(17)的输入/输出端之一与增压机(3)的信号输入/输出端连接，压力过高报警装置(17)的输入/输出端之二与储氧气罐(7)的信号输入/输出端连接。

7.根据权利要求1所述的适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，其特征是：在壳体(1)的顶面上设有提手带(18)；在壳体(1)的空气进口处设有过滤网(19)。

8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的适用于麻醉机或呼吸机的便携式氧源供给装置，其特征是：所述增压机(3)由涡轮压缩机或空气压缩机构成。