CN112957207A - 医用隔离负压舱及其负压控制方法 - Google Patents

医用隔离负压舱及其负压控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种医用隔离负压舱及其负压控制方法，其包括隔离舱和负压控制系统，负压控制系统包括排气装置、控制电路和排气过滤装置，隔离舱设有进气口、出气口和人员进出口，排气装置和排气过滤装置设置在出气口，人员进出口通过密封防水拉链封闭，排气装置包括传动连接的无刷直流电机和风机，控制电路包括主控芯片和分别与主控芯片电性连接的供电系统、压力检测装置、控制面板、显示装置，主控芯片设有脉冲宽度调制输出，脉冲宽度调制输出与无刷直流电机的电机控制器电性连接。此款医用隔离负压舱的风机用无刷直流电机采用变频控制，压力检测装置检测到舱内气压并向主控芯片反馈，主控芯片对电机的工作不断做出调整，实现舱内外压差的稳定控制。

Description

医用隔离负压舱及其负压控制方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,特别是一种医用隔离负压舱及其负压控制方法。
背景技术
中国专利号CN201520081440.4于2015年7月8日公开一种TPU医用负压隔离舱，包括舱体，舱体的一端设置有负压生成系统，所述负压生成系统包括风机、显示屏、压力传感器以及与压力传感器电连接的报警装置，风机的排风口处设置有1个以上排气过滤装置；舱体的另一端设置有1个以上进气口以及与进气口对应的进气过滤装置；所述排气过滤装置与进气过滤装置组成过滤系统；舱体两侧各设置有1个以上操作口；舱体两侧下方均设置有支撑杆以及固定支撑杆的固定装置。该结构的负压生成系统的功率固定，同时，为了保障压差稳定后舱内人员舒适性，所以，负压生成系统的功率较小，隔离舱从打开到刚关闭的初期，隔离舱内部需要较长时间才能建立不小于15Pa的负压值，导致舱内二氧化碳含量上升，造成病人感到不适。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构合理，负压控制系统可以根据舱内压力调节与风机连接的电机功率，不断对当前压力进行调节的医用隔离负压舱。
本发明的目的是这样实现的：
一种医用隔离负压舱，包括隔离舱和负压控制系统，负压控制系统包括排气装置、控制电路和排气过滤装置，隔离舱设有进气口、出气口和人员进出口，排气装置和排气过滤装置设置在出气口，人员进出口通过密封防水拉链封闭，其特征在于：所述排气装置包括无刷直流电机和风机，风机与无刷直流电机传动连接，无刷直流电机上设有电机控制器，所述控制电路包括主控芯片和分别与主控芯片电性连接的供电系统、压力检测装置、控制面板、显示装置，主控芯片设有脉冲宽度调制输出，脉冲宽度调制输出与电机控制器电性连接，实现无刷直流电机变频控制。
本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：
作为更具体的方案，所述压力检测装置为压力表或压力传感器。
作为进一步的方案，所述主控芯片为单片机，所述显示装置用于显示隔离舱内外压差、和/或显示隔离舱内气压、和/或显示电量、和/或进行低电量报警；所述供电系统包括电池和充电电路，充电电路设有直流供电输入端和交流供电输入端。
作为进一步的方案，所述直流供电输入端为DC12V输入端和车载电源输入端，交流供电输入端为AC220V输入端，以适合多种场合需要。
作为进一步的方案，所述排气过滤装置为由PTFE覆膜滤料制作的空气过滤器。PTFE覆膜高效滤材料具有效率高（高达99.97%）、阻力小、耐高温、对0.3μm的微粒气溶胶过滤效率99.995%等优点。
作为进一步的方案，所述隔离舱包括TPU（热塑性聚氨酯弹性体橡胶）塑料套、舱头支撑架、舱尾支撑架和若干骨架，TPU塑料套由底面、前端面、后端面和上表面构成，底面呈长方形，前端面、后端面分别与底面的前后两端连接，前端面和后端面的上部呈拱形，上表面与底面的一侧连接，上表面的前端、另一侧和后端分别与前端面、底面的另一侧和后端面通过一体的密封防水拉链连接；舱头支撑架、舱尾支撑架分别设置在前端面和后端面上，骨架弯成拱形并设置在TPU塑料套的上表面上。TPU（热塑性聚氨酯弹性体橡胶）具有耐磨、透明、弹性好、环保等优点，使得隔离舱可以伸缩折叠，方便收纳和使用。密封防水拉链起到防止漏气、防水的作用。舱头支撑架、舱尾支撑架和骨架采用PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）制成。
作为进一步的方案，所述TPU塑料套的底面两侧内外分别设有人体安全带固定耳和担架固定耳；TPU塑料套的上表面对应隔离舱的左右两侧设有若干第一手套安装孔，上表面对应隔离舱的顶部设有供氧管插孔和输液管插孔；TPU塑料套的前端面设有所述进气口和第二手套安装孔；TPU塑料套的后端面设有所述出气口。人体安全带固定耳可以与安全带配合，将舱内人员固定，提高其安全性，担架固定耳便于隔离舱整体与担架固定，方便移动及提高其安全性。
作为进一步的方案，所述骨架为塑料板条，塑料板条前后两侧延伸出翼面，所述TPU塑料套的上表面对应塑料板条设有条形插套，塑料板条设置在条形插套内。塑料板条用于支撑TPU塑料套两端之间的顶部，防止其塌陷，另外，通过塑料板条前后两侧延伸出翼面可以提高其支撑平稳度。
作为进一步的方案，所述舱头支撑架设置在所述TPU塑料套的前端面内侧，其包括前端板、前拱形板和前底板，前拱形板连接在前底板的上侧并共同围成前拱形框，前端板设置在前拱形框的前侧，前端板表面设有分别对应所述进气口和第二手套安装孔设有进气过滤罐安装孔和手套操作让位孔。
作为进一步的方案，所述舱尾支撑架设置在所述TPU塑料套的后端面内侧，其包括后端板、后拱形板和后底板，后拱形板连接在后底板的上侧并共同围成后拱形框，后端板设置在后拱形框的后侧，后端板表面设有与所述出气口连通的开孔，所述负压控制系统设置在开孔上。
本发明的另一目的在于提供一种风机变频控制，根据检测压力不断对风机功率作出调整，实现压差控制在(﹣20Pa)±5Pa或更佳值的医用隔离负压舱负压控制方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种医用隔离负压舱的负压控制方法，压力检测装置检测隔离舱内压力并反馈至主控芯片，主控芯片根据隔离舱内压力不断对控制风机的无刷直流电机做出调节，使隔离舱内与大气压的压差控制在(﹣20Pa)±5Pa，并且，2min内迅速建立不小于15Pa的负压值、隔离舱内换气量不小于75L/min、避免隔离舱内病人因为隔离舱内二氧化碳含量上升从而感到不适。
本发明的另一目的还可以采用以下技术措施解决：
作为更具体的方案，负压控制系统工作过程中，不断对当前压力进行调节，最终使隔离舱内压力保持在目标压力差(-5Pa)-+5Pa；另外，显示装置用于压差显示、电量显示、低电量报警。
本发明的有益效果如下：
此款医用隔离负压舱的风机用无刷直流电机采用变频控制，压力检测装置检测到舱内气压并向主控芯片反馈，主控芯片对无刷直流电机的工作不断做出调整，实现负压隔离舱内外压差的稳定控制。
附图说明
图1为本发明一实施例中负压控制系统电路框架示意图。
图2为本发明负压控制系统与隔离罩连接结构示意图。
图3为本发明中隔离罩另一角度结构示意图。
图4为本发明中隔离罩透视结构示意图。
图5为本发明中骨架结构示意图。
图6位本发明中骨架截面结构示意图。
图7为本发明中舱头支撑架结构示意图。
图8为本发明中舱尾支撑架结构示意图。
图9为本发明中隔离罩展开结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
参见图1至图9所示，一种医用隔离负压舱，包括隔离舱2和负压控制系统1，负压控制系统1包括排气装置、控制电路和排气过滤装置，隔离舱2设有进气口28、出气口26和人员进出口，排气装置和排气过滤装置设置在出气口26，人员进出口通过密封防水拉链5封闭，所述排气装置包括无刷直流电机17和风机18，风机18与无刷直流电机17传动连接，无刷直流电机17上设有电机控制器16，所述控制电路包括主控芯片11和分别与主控芯片11电性连接的供电系统12、压力检测装置14、控制面板15、显示装置13，主控芯片11设有脉冲宽度调制输出，脉冲宽度调制输出与电机控制器16电性连接，实现无刷直流电机17变频控制。
所述压力检测装置14为压力表或压力传感器。
所述主控芯片11为单片机，所述显示装置13用于显示隔离舱2内外压差、和/或显示隔离舱2内气压、和/或显示电量、和/或进行低电量报警；所述供电系统12包括电池和充电电路，充电电路设有直流供电输入端和交流供电输入端。
所述直流供电输入端为DC12V输入端和车载电源输入端，交流供电输入端为AC220V输入端。
所述排气过滤装置为由PTFE覆膜滤料制作的空气过滤器，图中未示出。
所述隔离舱2包括TPU塑料套、舱头支撑架7、舱尾支撑架8和若干骨架3，TPU塑料套由底面23、前端面22、后端面24和上表面21构成，底面23呈长方形，前端面22、后端面24分别与底面23的前后两端连接，前端面22和后端面24的上部呈拱形，上表面21与底面23的一侧连接，上表面21的前端、另一侧和后端分别与前端面22、底面23的另一侧和后端面24通过一体的密封防水拉链5连接；舱头支撑架7、舱尾支撑架8分别设置在前端面22和后端面24上，骨架3弯成拱形并设置在TPU塑料套的上表面21上。
所述TPU塑料套的底面23两侧内外分别设有人体安全带固定耳4和担架固定耳6；TPU塑料套的上表面21对应隔离舱2的左右两侧设有若干第一手套安装孔25，上表面21对应隔离舱2的顶部设有供氧管插孔272和输液管插孔271；TPU塑料套的前端面22设有所述进气口28和第二手套安装孔29；TPU塑料套的后端面24设有所述出气口26。
所述骨架3为塑料板条，塑料板条前后两侧延伸出翼面31，所述TPU塑料套的上表面21对应塑料板条设有条形插套211，塑料板条设置在条形插套211内。
所述舱头支撑架7设置在所述TPU塑料套的前端面22内侧，其包括前端板71、前拱形板72和前底板73，前拱形板72连接在前底板73的上侧并共同围成前拱形框，前端板71设置在前拱形框的前侧，前端板71表面设有分别对应所述进气口28和第二手套安装孔29设有进气过滤罐安装孔74和手套操作让位孔75。前端板71、前拱形板72和前底板73之间连接位通过胶水密封。
所述舱尾支撑架8设置在所述TPU塑料套的后端面24内侧，其包括后端板81、后拱形板82和后底板83，后拱形板82连接在后底板83的上侧并共同围成后拱形框，后端板81设置在后拱形框的后侧，后端板81表面设有与所述出气口26连通的开孔84，所述负压控制系统1设置在开孔84上。后端板81、后拱形板82和后底板83之间连接位通过胶水密封。
其负压控制原理是：压力检测装置14检测舱内压力并反馈至主控芯片11，主控芯片11根据舱内压力不断对控制风机18的无刷直流电机17做出调节，使舱内与大气压的压差控制在(﹣20Pa)±5Pa，并且，2min内迅速建立不小于15Pa的负压值、舱内换气量不小于75L/min、避免舱内病人因为舱内二氧化碳含量上升从而感到不适。优选地，通过上述气压反馈的方法，不断对当前压力进行调节，最终使压力保持在目标压力差(-5Pa)-+5Pa。另外，负压隔离舱还具有压差显示、电量显示、低电量报警、在没有受到外部扰动的情况下舱内负压值达到-35PA至-40PA时提示高效过滤器阻力大需要更换，不能使用。

Claims (10)

1.一种医用隔离负压舱，包括隔离舱（2）和负压控制系统（1），负压控制系统（1）包括排气装置、控制电路和排气过滤装置，隔离舱（2）设有进气口（28）、出气口（26）和人员进出口，排气装置和排气过滤装置设置在出气口（26），人员进出口通过密封防水拉链（5）封闭，其特征在于：所述排气装置包括无刷直流电机（17）和风机（18），风机（18）与无刷直流电机（17）传动连接，无刷直流电机（17）上设有电机控制器（16），所述控制电路包括主控芯片（11）和分别与主控芯片（11）电性连接的供电系统（12）、压力检测装置（14）、控制面板（15）、显示装置（13），主控芯片（11）设有脉冲宽度调制输出，脉冲宽度调制输出与电机控制器（16）电性连接，实现无刷直流电机（17）变频控制。
2.根据权利要求1所述医用隔离负压舱，其特征在于：所述压力检测装置（14）为压力表或压力传感器。
3.根据权利要求1所述医用隔离负压舱，其特征在于：所述主控芯片（11）为单片机，所述显示装置（13）用于显示隔离舱（2）内外压差、和/或显示隔离舱（2）内气压、和/或显示电量、和/或进行低电量报警；所述供电系统（12）包括电池和充电电路，充电电路设有直流供电输入端和交流供电输入端。
4.根据权利要求1所述医用隔离负压舱，其特征在于：所述隔离舱（2）包括TPU塑料套、舱头支撑架（7）、舱尾支撑架（8）和若干骨架（3），TPU塑料套由底面（23）、前端面（22）、后端面（24）和上表面（21）构成，底面（23）呈长方形，前端面（22）、后端面（24）分别与底面（23）的前后两端连接，前端面（22）和后端面（24）的上部呈拱形，上表面（21）与底面（23）的一侧连接，上表面（21）的前端、另一侧和后端分别与前端面（22）、底面（23）的另一侧和后端面（24）通过一体的密封防水拉链（5）连接；舱头支撑架（7）、舱尾支撑架（8）分别设置在前端面（22）和后端面（24）上，骨架（3）弯成拱形并设置在TPU塑料套的上表面（21）上。
5.根据权利要求4所述医用隔离负压舱，其特征在于：所述TPU塑料套的底面（23）两侧内外分别设有人体安全带固定耳（4）和担架固定耳（6）；TPU塑料套的上表面（21）对应隔离舱（2）的左右两侧设有若干第一手套安装孔（25），上表面（21）对应隔离舱（2）的顶部设有供氧管插孔（272）和输液管插孔（271）；TPU塑料套的前端面（22）设有所述进气口（28）和第二手套安装孔（29）；TPU塑料套的后端面（24）设有所述出气口（26）。
6.根据权利要求5所述医用隔离负压舱，其特征在于：所述骨架（3）为塑料板条，塑料板条前后两侧延伸出翼面（31），所述TPU塑料套的上表面（21）对应塑料板条设有条形插套（211），塑料板条设置在条形插套（211）内。
7.根据权利要求6所述医用隔离负压舱，其特征在于：所述舱头支撑架（7）设置在所述TPU塑料套的前端面（22）内侧，其包括前端板（71）、前拱形板（72）和前底板（73），前拱形板（72）连接在前底板（73）的上侧并共同围成前拱形框，前端板（71）设置在前拱形框的前侧，前端板（71）表面设有分别对应所述进气口（28）和第二手套安装孔（29）设有进气过滤罐安装孔（74）和手套操作让位孔（75）。
8.根据权利要求6所述医用隔离负压舱，其特征在于：所述舱尾支撑架（8）设置在所述TPU塑料套的后端面（24）内侧，其包括后端板（81）、后拱形板（82）和后底板（83），后拱形板（82）连接在后底板（83）的上侧并共同围成后拱形框，后端板（81）设置在后拱形框的后侧，后端板（81）表面设有与所述出气口（26）连通的开孔（84），所述负压控制系统（1）设置在开孔（84）上。
9.一种根据权利要求1所述医用隔离负压舱的负压控制方法，其特征在于：压力检测装置（14）检测隔离舱（2）内压力并反馈至主控芯片（11），主控芯片（11）根据隔离舱（2）内压力不断对控制风机（18）的无刷直流电机（17）做出调节，使隔离舱（2）内与大气压的压差控制在(﹣20Pa)±5Pa，并且，2min内迅速建立不小于15Pa的负压值、隔离舱（2）内换气量不小于75L/min、避免隔离舱（2）内病人因为隔离舱（2）内二氧化碳含量上升从而感到不适。
10.根据权利要求9所述医用隔离负压舱的负压控制方法，其特征在于：负压控制系统（1）工作过程中，不断对当前压力进行调节，最终使隔离舱（2）内压力保持在目标压力差(-5Pa)-+5Pa；另外，显示装置（13）用于压差显示、电量显示、低电量报警。
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