CN112573486A - 一种便携式应急制氧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式应急制氧机，提供一种便于携带、使用方便并且持续使用时间长的便携式应急制氧机。本发明包括配合有顶盖和底盖的壳体，顶盖内设置有控制电路板，壳体内由下往上依次设置有电池模组、压缩机组、气体分离器、制氧装置，顶盖设有空气进气口及出氧接口，压缩机组的进气口与顶盖的空气进气口导通，气体分离器的进气口与压缩机组的出气口导通，气体分离器设有氮气排放口，制氧装置的进气口与气体分离器的出气口导通，制氧装置的出气口与出氧接口导通，电池模组、压缩机组、气体分离器分别与控制电路板电连接。本发明方便携带并可持续较长时间制氧，有效解决常规氧气瓶或氧气袋的氧气存储不足的问题。本发明应用于制氧设备领域。

Description

一种便携式应急制氧机

技术领域

本发明涉及制氧设备领域，尤其涉及一种便携式应急制氧机。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高和改善，对健康的关注程度日益增强，而人类的健康生活离不开氧气，在一些自然氧气不足以供应人们正常需求的特殊环境、条件或状况下，额外辅助吸氧或应急吸氧则成为人们保持健康的一种重要手段。缺氧对人体的健康危害轻则使人体内有氧代谢率降低，无氧酵解加强，机体代谢效率下降，重则可引起肺部血管收缩，造成肺动脉高压，右心室负担增加，加重高血压，甚至可引起心律失常，心脏负担加重，引起或加重心力衰竭，诱发一系列危害生命安全和健康的症状。因此，人体缺氧情况一旦发生，如灾难伤员救援、伤病急救人员、高原反应人员等，均需要快速提供应急吸氧措施。

高原反应是较为常见的缺氧症状，高原反应(Acute mountain sickness)，是指人们从高气压的地方进入低气压之后，产生一系列的身体不适症，是高原地区独特的一种疾病，最常见的临床表现是头痛、心悸、胸闷、心慌、呼吸困难。高海拔地区因为气压降低和氧气浓度减少而出现的急性病理反应。症状轻重主要取决于到达高海拔地区的速度以及人的费力程度，症状有轻有重，重则危及生命，可累及神经系统、呼吸系统、肌肉以及心血管系统。因此，很多到高原地区的游客需要随身携带供氧产品以避免高原反应对人体的损伤，目前常用的供氧产品主要有氧气瓶和氧气袋，由于氧气瓶和氧气袋内的氧气均是由制氧机制备的氧气定量灌入氧气瓶或氧气袋内，因此氧气瓶和氧气袋内的氧气存储量有限，无法持续使用，不能满足较长时间的使用要求；同时，氧气瓶和氧气袋作为气体的容器，为了容纳更多的氧气，其体积一般较大，占据空间也相应较大不便于携带，尤其是氧气瓶因需要承受瓶内压缩氧气的较大压强，氧气瓶体均采用较大厚度的金属材料，因而氧气瓶的重量大，不便于随身携带和户外应急使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种便于携带、使用方便并且持续使用时间长的便携式应急制氧机。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括壳体，所述壳体上下两瑞部配合有顶盖和底盖，所述顶盖内设置有控制电路板，所述壳体内由下往上依次设置有电池模组、压缩机组、气体分离器、制氧装置，所述顶盖侧部设有空气进气口及出氧接口，所述压缩机组的进气口与所述顶盖的空气进气口导通，所述气体分离器的进气口与所述压缩机组的出气口导通，所述气体分离器还设有氮气排放口，所述制氧装置的进气口与所述气体分离器的出气口导通，所述制氧装置的出气口与所述出氧接口导通，所述电池模组、所述压缩机组、所述气体分离器分别与所述控制电路板电连接。

优化地，所述制氧装置包括两个制氧吸附塔，分别为A制氧吸附塔、B制氧吸附塔，所述A制氧吸附塔、B制氧吸附塔均包括塔体，所述塔体上下两端分别配合有出气盖、进气盖，所述塔体内填充有制氧分子筛，所述制氧分子筛两端对称设置有无防布、通气网片，位于进气口一端的所述通气网片与所述进气盖之间设置有压力弹簧，采用两个吸附塔为一组制氧系统，构成双塔交替连续制氧的方式，有效保障氧气稳定供应。

优化地，为便于拆装和维护，本发明将所述壳体分为上壳、下壳，所述顶盖与所述上壳的上端部配合，所述底盖与所述下壳的下端部配合，所述上壳、与所述下壳之间设置有连接件，所述连接件设有排氮孔，所述排氮孔与所述气体分离器的氮气排放口导通。

优化地，所述连接件内安装有散热风扇，所述散热风扇位于所述压缩机组上方并与所述控制电路板电连接，所述散热风扇可对所述压缩机组起散热作用，并促进所述壳体内的空气流通。

优化地，为降低音噪声，所述上壳内还设置有至少两个一体组装的静音处理器，所述静音处理器位于所述连接件与所述气体分离器之间，所述静音处理器包括外壳，所述外壳两端设有通入所述外壳内部的进气通道和排气通道，所述外壳内部填充有消音材料，所述消音材料位于所述进气通道与所述排气通道之间，其中至少一个所述静音处理器的进气通道、排气通道分别与所述顶盖的空气进气口及所述压缩机组的进气口导通，至少一个所述静音处理器的进气通道、排气通道分别与所述气体分离器的氮气排放口及所述连接件的排氮孔导通。

优化地，所述气体分离器的数量为至少一个，每个所述气体分离器包括进气口、A电磁阀、B电磁阀、汇流腔、A出气口、B出气口、氮气排气口，所述氮气排气口与至少一个所述静音处理器的进气通道导通，所述A出气口与所述A制氧吸附塔的进气盖导通，所述B出气口与所述B制氧吸附塔的进气盖导通，所述A电磁阀与所述控制电路板电连接并控制所述A出气口的开闭，所述B电磁阀与所述控制电路板电连接并控制所述B出气口的开闭。

进一步优化地，所述顶盖内与所述空气进气口对应位置还设置有过滤装置，所述过滤装置包括过滤棉及防水滤芯，所述过滤装置的出气口与所述压缩机组的进气口导通。

所述顶盖上部还设有直流电源接口和控制面板，所述直流电源接口和控制面板分别与所述控制电路板电性连接，所述控制面板设有若干控制按键，用于开关机、启动制氧、停止制氧，所述控制面板上还设有显示屏，所述显示屏用于时间显示、电源显示、电量指示(红-充电，蓝-运行，黄-电量小要充电)，所述顶盖上还安装有海拔高度检测器，所述海拔高度检测器与所述控制电路板电性连接。

所述电池模组包括两个可充电型12000mAH 14.8V的锂电池，由所述锂电池向所述压缩机组、散热风扇、气体分离器的电磁阀等提供工作用电，并可持续供电4～6小时。

所述的压缩机组由两个压缩机组成，用于对空气压缩给制氧系统增压减附进行制氧。

所述壳体内部设置有便于安装和固定各部件的支架，支架设有竖直的卡槽，用于通过螺丝与所述顶盖及底盖固定连接。

所述壳体采用铝成材构成，其优选尺寸为直径110mm高760mm。

为进一步方便携带，所述壳体外表面设有提手或背带。

本发明的有益效果：本发明在结构上合理优化地设置制氧机各部件，不但使制氧机在制氧过程中性能稳定，而且体积小、质量轻、方便携带，可有效解决各种应急处理用氧的问题，相比配带氧气瓶、氧气袋要方便环保并且更保障较长时间的用氧需求，能方便快速有效持续地满足各种应急用氧需求，给实战野地演习、突发灾难、担架护理用氧、高原用氧、车载用氧带来方便，本发明提供的制氧机在携带方便的同时还能保障较长的供氧时间长，可以连续制工作4～6小时左右；同时配置可充电式电池组，应用12V电源，在汽车上，休息室同样可以使用，大大方便客户用氧需求，有效解决氧气瓶或氧气袋的不便携带或氧气存储不足，难以满足应急供氧需求的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的爆炸结构示意图；

图3为本发明的局部分解示意图；

图4为本发明所述制氧装置的结构示意图；

图5为本发明所述静音处理器结构示意图；

图6为本发明所述静音处理器内部结构示意图；

图7为本发明所述气体分离器的结构示意图；

图8为本发明所述气体分离器的内部气路结构示意图；

图9为本发明的气动原理图；

图10为本发明的控制电路方框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图10所示，本发明包括壳体1，所述壳体1上下两瑞部配合有顶盖11和底盖12，所述壳体11采用铝成材构成，可降低制氧机整体重量，整机重量不超过5Kg，产品质量更轻便于携带，所述顶盖11和底盖12均开有通风孔，所述壳体1呈圆柱型，其优选尺寸为直径110mm、高760mm，所述壳体1外表面设有便于整机携带的提手或背带，所述顶盖11内设置有控制电路板111，所述壳体1内由下往上依次设置有电池模组2、压缩机组3、气体分离器4、制氧装置5，所述顶盖11侧部设有空气进气口112及出氧接口113，所述压缩机组3的进气口与所述顶盖11的空气进气口113导通，所述气体分离器4的进气口与所述压缩机组3的出气口导通，所述气体分离器4还设有氮气排放口41，所述制氧装置5的进气口与所述气体分离器4的出气口导通，所述制氧装置5的出气口与所述出氧接口113导通，所述电池模组2、所述压缩机组3、所述气体分离器4分别与所述控制电路板111电连接。

所述制氧装置5包括两个制氧吸附塔，分别为A制氧吸附塔51、B制氧吸附塔52，如图4、图9所示，所述A制氧吸附塔51、B制氧吸附塔52均包括塔体53，所述塔体53上下两端分别配合有出气盖54、进气盖55，所述塔体53内填充有制氧分子筛56，所述制氧分子筛56两端对称设置有无防布57、通气网片58。所述制氧装置5采用两个制氧吸附塔为一组制氧系统，构成双塔交替连续制氧的方式，有效保障氧气稳定供应；为提高制氧量，还可以采用四个制氧吸附塔，分为两组同时制氧工作的制氧系统。

为便于拆装和维护，本实施例将所述壳体1分为上壳13、下壳14，所述顶盖11与所述上壳13的上端部配合，所述底盖12与所述下壳14的下端部配合，所述上壳13、与所述下壳14之间配合有连接件6，所述连接件6设有排氮孔61，所述排氮孔61与所述气体分离器4的氮气排放口41导通。

所述连接件6内安装有散热风扇62，所述散热风扇62位于所述压缩机组3上方并与所述控制电路板111电连接，所述散热风扇62可对所述压缩机组3起散热作用，并促进所述壳体1内的空气流通。

如图5所示，所述上壳13内还设置有至少两个一体组装的静音处理器7，所述静音处理器7位于所述连接件6与所述气体分离器4之间，所述静音处理器7包括外壳71，所述外壳71两端设有通入所述外壳71内部的进气通道72和排气通道73，所述外壳71内部填充有消音材料74，所述消音材料74位于所述进气通道72与所述排气通道73之间，其中至少一个所述静音处理器7的进气通道72、排气通道73分别与所述顶盖11的空气进气口113及所述压缩机组3的进气口导通，至少一个所述静音处理器7的进气通道72、排气通道73分别与所述气体分离器4的氮气排放口41及所述连接件6的排氮孔61导通。

如图7、图8所述气体分离器4包括进气口42、A电磁阀43、B电磁阀44、汇流腔45、A出气口46、B出气口47、氮气排气口41，所述氮气排气口41与至少一个所述静音处理器7的进气通道72导通，所述A出气口46与所述A制氧吸附塔51的进气盖55导通，所述B出气口47与所述B制氧吸附塔52的进气盖55导通，所述A电磁阀43与所述控制电路板111电连接并控制所述A出气口46的开闭，所述B电磁阀44与所述控制电路板111电连接并控制所述B出气口47的开闭。

在制氧过程中，所述A电磁阀43和所述B电磁阀44每3秒一循环交替工作，由所述控制电路板111控制所述气体分离器4的电磁阀的开与关，当程序运行时，对气路进行控制，所述压缩机组3对空气增压后的气流，从所述气体分离器4的进气口42进入到所述汇流腔45，首先A电磁阀43打开，气流从A出气口46输出,进入到制氧装置5的A制氧吸附塔51中，A制氧吸附塔51内的分子筛56吸附空气中氮气，氧气通过分子筛56并从A制氧吸附塔51的出气盖54排出，3秒钟后切换到B电磁阀44打开时，A电磁阀43关闭，A制氧吸附塔51中被吸附的氮气反冲回来从气体分离器4的氮气排放口41排出，同样从气体分离器4的进气口42进入到汇流腔45的空气进入到B制氧吸附塔52中，空气中氮气被B制氧吸附塔52内的分子筛56吸附，氧气通过分子筛并从B制氧吸附塔52的出气盖54排出，3秒钟后再切换到A电磁阀43打开，B电磁阀44关闭，B制氧吸附塔52中被吸附的氮气反冲并从气体分离器4的氮气排放口41排出，如此每3秒钟循环交替变压吸附实现循环交替工作，实现持续不间断供氧的原理。

所述顶盖11内与所述空气进气口112对应位置还设置有过滤装置8，所述过滤装置包括过滤棉81及防水滤芯82，所述过滤棉81为单向性PP过滤棉，所述防水滤芯82用于过滤空气中的水气及油污等，所述过滤装置8的出气口与所述压缩机组3的进气口导通。

本发明在实施制氧时，空气从所述顶盖11的空气进气口112进入，先经过所述过滤装置8由所述过滤棉81及防水滤芯82对空气中的灰尘杂质、水气、油污等进行过滤，经过净化过滤后的空气，进入到所述静音处理器7，进行消音处理后再由所述压缩机组3将干净的气源增压导通至所述气体分离器4，由所述气体分离器4控制加压的气源分流到所述制氧装置5中，空气在所述制氧装置5中由所述气体分离器4中的电磁阀“开与关”进行控制，产生变压吸附作用，空气中的氧气无障碍通过所述制氧装置中5中的分子筛56形成高纯度富氧气体，并由所述出气盖54导通到所述顶盖11的出氧接口113排出，外部用氧器材接入所述出氧接口113即可供氧使用，所述制氧装置5内的杂气(主要为氮气及少量其他气体)无法通过所述分子筛56并被吸附在所述分子筛56表面，在减压时，氮气与其他气体从所述气体分离器4的氮气排气口41排出，排出气体再经由所述消音处理器7进行消音处理，最后从所述消音处理器7的排气通道73导通至所述连接件6的排氮孔61排出。

所述顶盖11上部还设有直流电源接口和控制面板，所述直流电源接口和控制面板分别与所述控制电路板111电性连接，所述控制面板设有若干控制按键，用于控制开关机、启动制氧、停止制氧等，所述控制面板上还设有显示屏，所述显示屏用于时间显示、电源显示、电量指示(红-充电，蓝-运行，黄-电量小要充电)，所述顶盖11上还安装有海拔高度检测器，所述海拔高度检测器与所述控制电路板111电性连接，海拔高度等各种参数由所述显示屏进行显示，通过所述海拔高度检测器可供使用者在高原地区使用时显示所处的海拔高度，可根据所处海拔高度位置结合自身身体状况来确定制氧机使用计划，防患于未然，可有效降低高原反应对人体产生危害。

所述电池模组2包括两个可充电型12000mAH 14.8V的锂电池，所述控制电路板111设有充电电路，电源线连接直流电源接口，可通过所述控制电路板111给锂电池充电，制氧工作时，再由所述锂电池向所述压缩机组3、散热风扇62、气体分离器4的电磁阀提供工作用电，并可持续供电4～6小时。

所述压缩机组3由两个压缩机组成，用于对空气压缩给制氧系统增压减附进行制氧。所述压缩机组3为低功耗(12V/2A)、高流量的三线交流压缩式机组，空气流量可达15L/min，所述电池模组2通过所述控制电路板111为所述压缩机组3提供交流12V脉冲电压。

所述壳体内部设置有便于安装和固定各部件的支架，支架设有竖直的卡槽，用于通过螺丝与所述顶盖11及底盖12固定连接。

为取得较大的制氧量而又不超出设定体积和重量的前提下，本发明较佳实施例为：采用四个制氧吸附塔，四个静音处理器7，两个气体分离器4，两个压缩机；其中，两个制氧吸附塔、两个静音处理器7、一个气体分离器4和一个压缩机构成一组制氧系统，由此实现整机两组制氧系统同时进行不间断制氧工作，出氧量更大，可更好的满足应急用氧需求。

本发明整体结构紧凑，具备较强的便携性，在携带方便的同时还能保障较长的供氧时间长，可以连续制氧工作4～6小时左右，最长续航时长可超六小时，在应急供氧使用的情况下，可保障吸氧者有充足的应急反应时间，采取就地吸氧或转移或就医等后续应急措施；同时配置可充电式电池组，应用12V电源，在汽车上，休息室同样可以使用，大大方便客户用氧需求，有效解决氧气瓶或氧气袋的不便携带或氧气存储不足，难以满足应急供氧需求的问题。本发明可广泛应用于实战野地演习、突发灾难、担架护理用氧、高原用氧、车载用氧等多种应急供氧状况和环境。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种便携式应急制氧机，包括壳体(1)，所述壳体(1)上下两瑞部配合有顶盖(11)和底盖(12)，其特征在于：所述顶盖(11)内设置有控制电路板(111)，所述壳体(1)内由下往上依次设置有电池模组(2)、压缩机组(3)、气体分离器(4)、制氧装置(5)，所述顶盖(11)侧部设有空气进气口(112)及出氧接口(113)，所述压缩机组(5)的进气口与所述顶盖(11)的空气进气口(113)导通，所述气体分离器(4)的进气口与所述压缩机组(3)的出气口导通，所述气体分离器(4)还设有氮气排放口(41)，所述制氧装置(5)的进气口与所述气体分离器(4)的出气口导通，所述制氧装置(5)的出气口与所述出氧接口(113)导通，所述电池模组(2)、所述压缩机组(3)、所述气体分离器(4)分别与所述控制电路板(111)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式应急制氧机，其特征在于：所述制氧装置(5)包括两个制氧吸附塔，分别为A制氧吸附塔(51)、B制氧吸附塔(52)，所述A制氧吸附塔(51)、B制氧吸附塔(52)均包括塔体(53)，所述塔体(53)上下两端分别配合有出气盖(54)、进气盖(55)，所述塔体(53)内填充有制氧分子筛(56)，所述制氧分子筛(56)两端对称设置有无防布(57)、通气网片(58)。

3.根据权利要求2所述的一种便携式应急制氧机，其特征在于：所述A制氧吸附塔(51)和B制氧吸附塔(52)还包括压力弹簧(59)，所述压力弹簧(59)位于进气口一端的所述通气网片(58)与所述进气盖(55)之间。

4.根据权利要求2所述的一种便携式应急制氧机，其特征在于：所述壳体(1)包括上壳(13)、下壳(14)，所述顶盖(11)与所述上壳(13)的上端部配合，所述底盖(12)与所述下壳(14)的下端部配合，所述上壳(13)、与所述下壳(14)之间配合有连接件(6)，所述连接件(6)设有排氮孔(61)，所述排氮孔(61)与所述气体分离器(4)的氮气排放口(41)导通。

5.根据权利要求4所述的一种便携式应急制氧机，其特征在于：所述连接件(6)内安装有散热风扇(62)，所述散热风扇(62)位于所述压缩机组(3)上方并与所述控制电路板(111)电连接。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的一种便携式应急制氧机，其特征在于：所述上壳(13)内还设置有至少两个一体组装的静音处理器(7)，所述静音处理器(7)位于所述连接件(6)与所述气体分离器(4)之间，所述静音处理器(7)包括外壳(71)，所述外壳(71)两端设有通入所述外壳(71)内部的进气通道(72)和排气通道(73)，所述外壳(71)内部填充有消音材料(74)，所述消音材料(74)位于所述进气通道(72)与所述排气通道(73)之间，其中至少一个所述静音处理器(7)的进气通道(72)、排气通道(73)分别与所述顶盖(11)的空气进气口(113)及所述压缩机组(3)的进气口导通，至少一个所述静音处理器(7)的进气通道(72)、排气通道(73)分别与所述气体分离器(4)的氮气排放口(41)及所述连接件(6)的排氮孔(61)导通。

7.根据权利要求6所述的一种便携式应急制氧机，其特征在于：所述气体分离器(4)的数量为至少一个，所述气体分离器(4)包括进气口(42)、A电磁阀(43)、B电磁阀(44)、汇流腔(45)、A出气口(46)、B出气口(47)、氮气排气口(41)，所述氮气排气口(41)与至少一个所述静音处理器(7)的进气通道(72)导通，所述A出气口(46)与所述A制氧吸附塔(51)的进气盖(55)导通，所述B出气口(47)与所述B制氧吸附塔(52)的进气盖(55)导通，所述A电磁阀(43)与所述控制电路板(111)电连接并控制所述A出气口(46)的开闭，所述B电磁阀(44)与所述控制电路板(111)电连接并控制所述B出气口(47)的开闭。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的一种便携式应急制氧机，其特征在于：所述顶盖(11)内与所述空气进气口(112)对应位置还设置有过滤装置(8)，所述过滤装置包括过滤棉(81)及防水滤芯(82)，所述过滤装置(8)的出气口与所述压缩机组(3)的进气口导通。

9.根据权利要求8所述的一种便携式应急制氧机，其特征在于：所述顶盖(11)上还设有直流电源接口、控制面板、海拔高度检测器，所述直流电源接口、控制面板及所述海拔高度检测器分别与所述控制电路板(111)电性连接，所述控制面板设有显示屏及若干控制按键。

10.根据权利要求9所述的一种便携式应急制氧机，其特征在于：所述电池模组(2)包括两个充电型12000mAH 14.8V的锂电池。

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