CN110787383A - 一种用于高海拔地区的弥散供氧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高海拔地区的弥散供氧装置，包括布氧叶轮、氧气源、输氧管道和输氧支管，布氧叶轮包括吊杆、驱动电机和多片扇叶，驱动电机设置在吊杆的下部，扇叶围绕驱动电机周向均匀分布，扇叶的下表面设有输氧支管；输氧管道的一端与氧气源连接，另一端贯穿吊杆后伸入驱动电机的输出轴中，输出轴上设有多个通气孔；输氧支管的进氧端与通气孔密封连接，输氧支管上设有氧气排放孔。本发明通过布氧叶轮加速空气流动，并结合氧气源调节输送压力，控制氧气输送速度，将氧气集中于人们工作和生活的区域进行弥散供氧，并通过布氧叶轮产生的风流带动氧气迅速扩散，从而达到提高氧气含量、保障人员生命安全和提高工作效率的目的。

Description

一种用于高海拔地区的弥散供氧装置

技术领域

本发明涉及供氧装置技术领域，特别地，涉及一种用于高海拔地区的弥散供氧装置。

背景技术

高原环境下，随着海拔的增高，大气压会随之降低，较平原地区相比，虽然高原地区空气中氧体积浓度没有发生变化，但伴随着大气压的下降，空气中氧的绝对含量和氧分压却在逐渐减少。缺氧是高海拔矿山掘进工作遇到的首要难题，随着缺氧的加重，人就容易产生意识模糊、血压下降、昏迷，严重的甚至导致呼吸困难、心跳停止。在这样特殊的高原环境下，人们的身体健康和生命安全将面临着严峻的挑战，采取安全、经济的有效措施进行高海拔地区人们工作和生活的区域供氧，对于保障人员健康和生命安全、提高工作效率等具有重要意义。

目前，高原地区的供氧方式包括个体携氧、局部增氧和全富氧供氧。采用个体携氧的方式，人们需要随身携带氧气瓶或者氧气袋，通过呼吸面罩等对自身供氧，但供氧设备会给人员带来额外负担，影响其生活和工作的方便性，严重地降低了生活质量和工作效率，且人员携带的供氧设备储氧量有限，不能连续供氧，每隔一段时间就需要及时补氧，且需经常更换设备；因此，在实际生活和生产过程中，采用全富氧供氧，氧气的有效使用率较低，消耗量大，浪费严重，不经济；而采用局部增氧，在需要增氧的区域，有重点的输送氧气，提高氧气有效利用率，便于管理，降低对制氧机的要求。

现有的局部增氧技术很少运用在人们生活区域，大多运用于实际生产过程中。局部增氧主要采用专用输氧管道向人员生活或集中作业区域供氧，专用输氧管道连接洞外氧气瓶或制氧机。这种方法存在着明显的缺陷：通过氧气瓶或制氧机产生的氧气通过输氧管道到达人员作业区域附近，依靠自身速度能够扩散的范围小，且容易受到工作区域内自然和人工风流限制，分布不均匀，易受到矿尘的污染，流失严重。在高原的特殊条件下，若采用制氧机供氧，气压低、氧分压低、气温低的矿山环境，对制氧机的技术要求更高；若采用氧气瓶供氧，则存在交通状况、运输距离、气象条件等因素的制约。通过提高氧气的有效使用率，来克服氧源的有限性和短缺性显得十分必要和迫切。

针对上述缺陷，已有本领域的技术人员研究出了，例如刘应书等人在“高海拔地区隧道施工供氧技术研究”(《冶矿》，第14卷-第1期，2005年3月)中公开了一种隧道掌子面弥散供氧系统，由输氧管道、阀门、弥散供氧装置等部分组成，但弥散供氧系统主要运用在高海拔隧道的建设过程中，但隧道施工环境空间很大，针对高海拔隧道的弥散式供氧系统，不直接适用于人们生活区域以及较小断面积空间的施工作业环境，照搬使用会造成资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高海拔地区的弥散供氧装置，以解决由于高海拔地区氧气含量低而引起的人员高原反应的问题，保障人们的身体健康、生命安全以及工作效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于高海拔地区的弥散供氧装置，所述弥散供氧装置包括带扇叶的布氧叶轮、氧气源、输氧管道和输氧支管，所述输氧支管设置在所述扇叶上，且所述输氧支管上设置有一个或多个氧气排放孔，所述输氧支管通过输氧管道与所述氧气源连通，所述布氧叶轮还包括驱动所述扇叶旋转的驱动电机，所述氧气排放孔设置在扇叶出风侧的叶面上，使得所述氧气源内的氧气经输氧管道输送到输氧支管中，并通过所述输氧支管上的氧气排放孔排放到需氧环境中。

优选的，所述扇叶为围绕扇叶旋转中心轴呈中心对称分布的多片，所述输氧管道上设置有压力调节阀和压力传感器。

优选的，所述输氧支管沿扇叶的长度方向设置。

优选的，每根所述输氧支管上的多个所述氧气排放孔均匀分布，相邻两个所述氧气排放孔间的距离为10-50mm，所述氧气排放孔的孔径为1-5mm。

优选的，相邻两个所述氧气排放孔间的距离为15-30mm，所述氧气排放孔的孔径为2-4mm。

优选的，所述布氧叶轮为吊扇，所述吊扇包括吊杆，所述驱动电机固定设置在所述吊杆的下部，所述输氧管道的一端与氧气源连接，所述输氧管道的另一端从上至下贯穿所述吊杆后通过气动旋转接头与所述驱动电机的输出轴连接，所述输出轴上开设有多个通过输出轴内部气路与所述输氧支管连接的通气孔；所述输氧支管一端为与所述通气孔密封连接的进氧端，所述输氧支管另一端为封闭端或开口端，所述输氧支管管壁下侧开设有多个氧气排放孔。

优选的，所述吊杆上部固定设有用于安装固定所述吊扇的顶部固定件，所述输氧管道上下贯穿所述顶部固定件设置。

优选的，所述弥散供氧装置还包括控制装置，所述控制装置包括控制面板，所述控制面板正面设有显示屏、氧气瓶输出压力调节开关和转速调节开关，所述控制面板与所述显示屏、氧气瓶输出压力调节开关和转速调节开关均连接。优选的，所述氧气源为氧气瓶或制氧机。

优选的，所述布氧叶轮包括3～5片扇叶。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明的用于高海拔地区的弥散供氧装置，包括布氧叶轮、氧气源、输氧管道和输氧支管，输氧支管设置在布氧叶轮的扇叶的出风侧，并通过输氧管道与氧气源连接。本发明通过布氧叶轮转动产生的风流带动氧气迅速扩散，将氧气集中于人们工作和生活的区域进行弥散供氧，从而达到提高氧气含量、保障人员生命安全和提高工作效率的目的。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一种用于高海拔地区的弥散供氧装置的结构示意图；

图2是本发明中扇叶结构示意图；

图3是本发明中输氧管道通过驱动电机的输出轴与输氧支管连接的结构示意图；

其中，1、吊杆，2、驱动电机，2.1、输出轴，3、扇叶，4、顶部固定件，5、氧气源，6、输氧管道，7、输氧支管，7a、氧气排放孔，8、压力调节阀，9、压力传感器，10、控制面板，11、显示屏，12、氧气瓶输出压力调节开关，13、转速调节开关，14、电气线路，15、气动旋转接头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1和图2，本发明的一种用于高海拔地区的弥散供氧装置，包括布氧叶轮、氧气源5、输氧管道6、输氧支管7和控制装置。其中，布氧叶轮为电风扇结构，优选布氧叶轮为吊扇，该吊扇包括吊杆1、驱动电机2和多片扇叶3，多片扇叶围绕扇叶旋转中心轴呈中心对称分布；扇叶可以为三片、四片或五片，图1中所示为三片扇叶。每片扇叶下表面均设有一根沿其长度方向设置的输氧支管7，该输氧支管的一端为进氧端，另一端为封闭端，输氧支管的管壁下侧开设有多个氧气排放孔7a。优选的，每根输氧支管上的多个氧气排放孔7a均匀分布，相邻两个氧气排放孔间的距离为10-50mm，氧气排放孔的孔径为1-5mm。更优选的，相邻两个氧气排放孔间的距离为15-30mm，氧气排放孔的孔径为2-4mm。在该结构设置中，布氧叶轮还可以为台扇、壁扇等结构。

结合图3所示，吊杆1上部固定设有用于与天花板连接的顶部固定件4；输氧管道6的一端与氧气源5连接，氧气源可以是氧气瓶或制氧机，输氧管道6的另一端从上至下贯穿顶部固定件4、吊杆1后通过气动旋转接头15与驱动电机的输出轴2.1连接；输出轴中设有内部气路，输出轴上开设有多个通过其内部气路与输氧支管连接的通气孔，且多个通气孔分别与输氧支管的进氧端密封连接。

本实施例中，输氧管道上设置有压力调节阀8和压力传感器9。控制装置包括控制面板10，控制面板正面设有显示屏11、氧气瓶输出压力调节开关12和转速调节开关13，控制面板与显示屏、氧气瓶输出压力调节开关以及转速调节开关均连接。可以通过控制面板调节布氧叶轮的转速以及氧气瓶输出压力，并可通过显示屏读出当前布氧叶轮转速和氧气输送压力。压力调节阀和压力传感器也分别与控制面板连接，压力传感器用于检测输氧管道上的氧气压力，并将检测结果传输给控制面板，以对压力调节阀进行控制。

本实施例中，布氧叶轮的扇叶在驱动电机的带动下旋转，实现加快空气流通的功能；同时，输氧支管通过输氧管道和输出轴与氧气源连接，氧气源内的高浓度氧气经输氧管道输送到输氧支管中，氧气到达输氧支管上的氧气排放通孔进行喷射，同时氧气通过设置在扇叶下表面的输氧支管，与扇叶一起旋转的同时进行弥散供氧，氧气沿布氧叶轮转动时的切线方向喷出，增加氧气扩散范围，在人员集中活动区域形成局部富氧。扇叶引起的空气流能带动氧气蔓延，不仅能加快空气流通，带走人体体表的部分热量，使人体感觉凉爽，还可以扩大氧气覆盖区域且使氧气分布更均匀。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高海拔地区的弥散供氧装置，其特征在于，所述弥散供氧装置包括带扇叶(3)的布氧叶轮、氧气源(5)、输氧管道(6)和输氧支管(7)，所述输氧支管(7)设置在所述扇叶上，且所述输氧支管(7)上设置有一个或多个氧气排放孔(7a)，所述输氧支管(7)通过输氧管道(6)与所述氧气源(5)连通，所述布氧叶轮还包括驱动所述扇叶旋转的驱动电机(2)，所述氧气排放孔(7a)设置在扇叶出风侧的叶面上，使得所述氧气源(5)内的氧气经输氧管道(6)输送到输氧支管(7)中，并通过所述输氧支管上的氧气排放孔(7a)排放到需氧环境中。

2.根据权利要求1所述的弥散供氧装置，其特征在于，所述扇叶(3)为围绕扇叶旋转中心轴呈中心对称分布的多片，所述输氧管道(6)上设置有压力调节阀(8)和压力传感器(9)。

3.根据权利要求1所述的弥散供氧装置，其特征在于，所述输氧支管(7)沿扇叶(3)的长度方向设置。

4.根据权利要求1所述的弥散供氧装置，其特征在于，每根所述输氧支管上的多个所述氧气排放孔(7a)均匀分布，相邻两个所述氧气排放孔间的距离为10-50mm，所述氧气排放孔的孔径为1-5mm。

5.根据权利要求4所述的弥散供氧装置，其特征在于，相邻两个所述氧气排放孔间的距离为15-30mm，所述氧气排放孔的孔径为2-4mm。

6.根据权利要求1所述的弥散供氧装置，其特征在于，所述布氧叶轮为吊扇，所述吊扇包括吊杆(1)，所述驱动电机(2)固定设置在所述吊杆(1)的下部，所述输氧管道(6)的一端与氧气源(5)连接，所述输氧管道(6)的另一端从上至下贯穿所述吊杆(1)后通过气动旋转接头(15)与所述驱动电机的输出轴(2.1)连接，所述输出轴上开设有多个通过输出轴内部气路与所述输氧支管连接的通气孔；所述输氧支管(7)一端为与所述通气孔密封连接的进氧端，所述输氧支管(7)另一端为封闭端或开口端，所述输氧支管(7)管壁下侧开设有多个氧气排放孔(7a)。

7.根据权利要求6所述的弥散供氧装置，其特征在于，所述吊杆(1)上部固定设有用于安装固定所述吊扇的顶部固定件(4)，所述输氧管道(6)上下贯穿所述顶部固定件(4)设置。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的弥散供氧装置，其特征在于，所述弥散供氧装置还包括控制装置，所述控制装置包括控制面板(10)，所述控制面板正面设有显示屏(11)、氧气瓶输出压力调节开关(12)和转速调节开关(13)，所述控制面板与所述显示屏(11)、氧气瓶输出压力调节开关(12)和转速调节开关(13)均连接。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的弥散供氧装置，其特征在于，所述氧气源为氧气瓶或制氧机。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的弥散供氧装置，其特征在于，所述布氧叶轮包括3～5片扇叶(3)。

Images