CN105561498A - 一种解决高原地区低气压缺氧的方法 - Google Patents

Abstract

一种解决高原地区低压缺氧的方法本发明是针对高原地区气压低、空气稀薄、氧气缺乏，高原地区人民生存环境恶劣而设计的一种高效、安全、廉价的制氧方法。本发明利用气压与空气密度的关系，通过增加室内压力以提升高原地区室内空气密度的方法来达到解决缺氧问题的目的。针对住房提出了简单实现和精确控制两个方案，针对密闭空间中清除二氧化碳提出了解决方案，针对人员出入频繁的办公场所提出了部分解决方案。本发明的原理简单，设备简单，成本低廉，适用于海拔3000米以上的政府机关、驻军、企事业单位和居民使用。

Description

一种解决高原地区低气压缺氧的方法

技术领域

本发明是针对高原地区气压低、空气稀薄、氧气缺乏，高原地区人民生存环境恶劣而设计的。

背景技术

众所周知，西藏自治区、青海省和四川的甘孜、阿坝的绝大多数地方是高原。尤其是海拔3000米以上的地区，大气压力低、空气稀薄，空气中的氧气含量低。长期生活在海拔3000米以上的地区，尤其是海拔4000米以上地区的人员，普遍有心、肺、肝肿大和小脑萎缩的情况。很多在高原上生活过的人员回到低海拔地区后，也有心、肺肿大和心律不齐的现象，有部分在高原生活时间不长的人员，回到低海拔地区后，心、肺能恢复到上高原前的状态，心律也能恢复正常；但是长时间在高原生活的人员回到内地后，心、肺会永久肿大，心律不容易恢复到正常状态，即发生病理性变化。此外，高原上感冒后不容易康复，一般情况下，夏季要一个星期以上才会康复，冬季康复的时间更长。出生于高原的人员，由于缺氧，从小脸上就有“高原红”。众所周知，“高原红”是一种缺氧的反应。出生并生长于高原的人员，普遍比低海拔地区的同龄人苍老。总之，高原环境恶劣，对人体伤害极大。近年来，无数仁人志士为了改善居住在高原的各族人民的生活条件，提出了很多解决办法，例如高原型制氧机的发明。很多有条件的人员，或进氧吧，或在家中安装制氧机。然而，由于制氧机价格昂贵，技术复杂，维护困难，尤其是以目前的技术看，高原型制氧机的效率不是很高。与高原地区巨大的需求人群相比，用得起制氧机的人还太少，能够经常进氧吧的人就更少了。

发明人因为工作的原因来到了四川省甘孜藏族自治州理塘县。经过对各种解决（缺氧）方案的比较和实验，发明人认为，解决像理塘县这样的高原地区的缺氧问题，应以调节空气压力为主，制氧为补充。发明人认为，造成长期生活在缺氧环境中的人员，心、肺、肝肿大和小脑萎缩的的原因，一方面是缺氧，另一方面是气压过低。制氧机能部分地解决缺氧问题，但不能解决低压的问题。

为什么解决高原缺氧问题的同时必须解决低压的问题呢？发明人的理论水平不高，不足以论证这个问题。但发明人可以举一个简单的例子来论证此观点。四川省甘孜藏族自治州有一个石渠县，该县不仅海拔高，而且包囊虫的感染几率极高。除了部分群众生活习惯造成的包囊虫感染外（例如生食牛肉、羊肉），该地区气压过低，烧开水（石渠县烧开水的温度也就85摄氏度的样子）不能杀死包囊虫也是一个重要的原因。像四川省甘孜藏族自治州的石渠县那样艰苦的地区，西藏自治区和青海省也不少。为了煮熟食物，很多高原地区都是用高压锅煮饭的，然而，却基本上没有用高压锅烧水的。事实上也不太可能做到烧开水都用高压锅，而开水的温度达不到100摄氏度以上，就杀不死包囊虫。所以，从这个角度讲，像石渠、理塘这样的高海拔地区，解决缺氧问题的同时，需要同时解决低气压的问题。

高原型制氧机价格昂贵，且不能解决低气压的问题。为此，发明人发明了一种廉价，易用的方法来解决高原地区低气压缺氧的问题。

发明内容

本发明的原理为：在一定的密闭空间内，温度变化不大的前提下，空气的质量越大，该空间的空气压力越大。反之，在一定的密闭空间内，温度变化不大的前提下，该空间的空气压力越大，该空间的空气质量越大。而空气质量越大，氧气的含量就越大。

本发明的操作方案为：使用充气泵向室内注入空气，使室内的空气密度达到或接近内地的标准来提升室内的气压和含氧量。

本发明特点为：设备价格低廉、操作简单、同时解决缺氧和低压两个问题。实现本发明所需要的费用约为高原型制氧机的10%到50%。此外，由于本发明充氧时无需要分离氧气和其他气体，设备比制氧机简单，工作过程比制氧机简单，因此耗电量也远低于制氧机。是一项节能实用的技术。

由于本发明成本低廉，能耗低，效率高。可以广泛地在高原地区的党政机关，驻军，企事业单位和群众中推广。尤其是可以向一些高海拔的边防哨所推广，可以极大地改善高海拔地区驻军的生存环境，可以将一些设施和阵地向更具有战略战术价值的高地推移，具有一定的军事价值。

实现本发明的两个操作方法：

方法一：最简方法。使用本方法需要充气泵一个、定时开关一个，推荐使用温度计一只。操作过程为：了解当地的空气含氧量，计算房间的体积，用房间的体积除以充气泵的充气速度得出需要充气的时间；然后在定时开关上设置打开和关闭电源的时间。以四川甘孜藏族自治州理塘县为例(海拔约4100米)，该地区的空气含氧量约为内地的50%至60%。如果要将空气中的含氧量达到内地的标准，需要将一个密闭空间的气体量增加一倍。以一个80m³的房间为例，欲达到内地的含氧量，需要向该房间注入80m³的空气，假定充气泵的速度为3000升/分；则需要的充气时间为80X1000/3000=26.67分钟。只需要在定时开关上进行设定即可。为验证充气充氧的效果，最简单的办法就是烧一壶开水，用温度计测量水温。众所周知，海拔4000米处对于应的开水温度为87摄氏度左右，如果室内开水的温度达到100摄氏度，就表明室内气压达到了海拔高度0米时的标准，即1个标准大气压。采用该方案的实现成本500元左右，约为高原型制氧机成本的十分之一。本方法的实现原理如图1所示：

方法二：精确控制。使用本方法需要充气泵一个、智能型大气压力计（或空气密度计、气压传感器）、计算机或其他智能控制设备一台、电源开关控制器一个。该方法为通过计算机软件（或手机APP软件）分析大气压力计或空气密度计传来的数据，如果气压或空气密度计大于等于预设值则关闭充气泵，如果气压或空气密度低于预设值则启动充气泵。分析软件亦非常简单，示例源代码如下：

If气压>=设定值then

启动充气泵电源

Else

关闭充气泵电源

Endif

本方法的实现成本低于或接近高原型制氧机的50%。

本方法的实现原理如图2所示：

关于本发明的几个疑问解答：

1、充气泵在工作过程中产生的噪音怎么解决？

答：充气过程中的噪音来源于机器本身和充气产生的气流的声音。充气泵的噪音取决于机器设备的质量，质量好的设备噪音较小。如果充气泵的质量一般，噪音一般，可以把充气泵放入隔音装置里面。例如，用隔音材料做一个隔音盒，将充气泵放入隔音盒中。目前市场上的隔音材料很多。有些汽车上用的隔音器材可以直接应用于充气泵上。至于充气产生的气流声音，由于发明人不提供充气泵，不制作具体的消音设备也不了解使用者的具体情况，因此只能提供一个简单的解决方案。可以通过增长通气管道，多次绕弯改变气流方向并在通气管道上包裹隔音材料来降低此气流的噪音，也可以在进气口或出气口加装消音器（一般用于汽车排气管的消音器就行。），此外在进气口或出口气安装一个缓冲箱也能大大减少气流噪音。

用缓冲箱减小气流噪音原理如图3所示：

2、房间漏气怎么办？

答：本发明并不要求在绝对密闭的房间使用。只要漏气的速度远远低于充气的速度即可。本发明的方法二中提到的需要使用“智能型大气压力计（或空气密度计、气压传感器）”就是针对房间漏气这种情况的。当房间内的大气压力或空气密度小于设定值（即漏掉了部分气体）时启动充气泵进行充气。适当的漏气，有利于室内外气体的交换，减小室内二氧化碳的浓度。只要漏气速度远远低于充气速度，在可以接受的范围内，“漏气—充气”就相当于空气自动净化过程。一般来说，只需要对门窗进行简单的封闭就可以实现漏气速度远小于充气速度的目的。为了减少房间漏气，用户可以用泡沫胶或玻璃胶封闭门缝和窗缝。当然了，如果要实现智能控制室内气压，尤其是需要智能排气功能的，是有必要对门窗进行必要的改造的。

3、房间密不透气怎么解决？

答：由于人在房间中，如果密不透气会造室内二氧化碳浓度过高，有可能对人体造成伤害。通常而言，空气中的二氧化碳浓度不应该超过1%。因此，当房间密不透气时应想办法降低二氧化碳的浓度。如果房间密不透气，应定时向室内充气和向室外排气交换气体。也可以在房间内放置氢氧化钠（俗称烧碱）用于吸收二氧化碳。其原理为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂0。但由于氢氧化钠具有腐蚀性，有一定的危险性，使用时应采取必要的防护措施，防止小孩接触。还可以用生石灰（即氧化钙CaO）来清除二氧化碳。其原理为：生石灰遇水后生成熟石灰（即氢氧化钙Ca(OH)₂,其反应过程为：CaO+H₂O=Ca(OH)₂），熟石灰吸收二氧化碳后生成碳酸钙。即：Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃+H₂O。由于高原上空气干燥（尤其是冬季），每家每户基本上都会在家烧一壶水，无需刻意往生石灰上浇水，生石灰即能吸收水份后生成熟石灰；当然，向生石灰上浇水是个好主意，但需要注意生石灰吸水过程会释放大量热量，并且有腐蚀性，需要用适当的容器盛放并控制好用量。由于石灰有较强的腐蚀性，应采取必要的防护措施，防止小孩接触。

4、如何低成本的封闭门窗？

答：可以根据门窗制作粘贴门窗帘布。封闭门窗时，将其粘贴在墙壁上，无需封闭时将其卷起来即可。

可粘贴门窗帘布设计方案如图4所示.

5、需要经常打开门的办公场所或营业场所怎么减少室内气体的流失？

答：对于像办税大厅、办证大厅、商场超市等经常有人员进出的场所，最简单的方法就是加厚一层胶帘门。每块胶帘与地面平齐并封装一小块铁在胶帘里面，门槛外围比地面高5至15厘米，门槛里面可以装上电磁铁，没有人进出时，电磁铁吸住胶帘里的铁块，使用房间密闭。有人进出时，通过地面的传感装置或力学装置使电磁铁断电，人可以轻松地拉开胶帘出入。如图5所示。

Claims (9)

1.一种解决高原地区低气压缺氧的方法。

2.本发明是针对高原地区气压低、空气稀薄、氧气缺乏，高原地区人民生存环境恶劣而设计的。

3.本发明的原理为：在一定的密闭空间内，温度变化不大的前提下，空气的质量越大，该空间的空气压力越大。

4.反之，在一定的密闭空间内，温度变化不大的前提下，该空间的空气压力越大，该空间的空气质量越大。

5.而空气质量越大，氧气的含量就越大。

6.本发明的操作方案为：使用充气泵向室内注入空气，使用室内的空气密度达到或接近内地的标准来提升室内的气压和含氧量。

7.本发明特点为：设备价格低廉、操作简单、同时解决缺氧和低压两个问题。

8.本发明的适用范围广范，可供高海拔地区的驻军、政府机关、企事业单位和居住于高海拔地区的各族群众使用。

9.通过本发明，可以将一些军事设施和阵地、哨所向更具有战略和战术价值的地域推进，具有一定的军事价值。