CN201101791Y - 分子筛分小型医用富氧机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于医疗设备技术领域，具体涉及一种分子筛分小型医用富氧机，由空气净化器、空气压缩机、加热器、控制阀、分子筛膜组件和流量计组成。空气净化器出口通过管线连接空气压缩机进口，空气压缩机出口通过管线连接加热器进口，加热器出口与分子筛膜组件进口之间通过管线连接，分子筛膜组件上设有富氧空气输出口和富氮空气输出口，富氧空气输出口通过富氧空气输出管连接流量计，流量计出口通过管线连接患者，富氮空气输出口连接富氮空气输出管，加热器进口和流量计之间以及加热器出口与分子筛膜组件进口之间设有控制阀，用来控制气体流量大小。本实用新型价格低廉、安全可靠、操作简便且能连续使用。

Description

分子筛分小型医用富氧机

技术领域

本实用新型属于医疗设备技术领域，具体涉及一种分子筛分小型医用富氧机。

背景技术

呼吸富氧空气对脑、心、肺、肾等病患者的疾病治疗、症状缓解和病变预防具有重要的意义。随着生活、工作节奏加快及压力加剧，再加上城市空气污染所导致的空气含氧量的下降，导致机体供氧严重不足，头晕目眩，四肢乏力。呼吸富氧空气已不仅是那些脑、心、肺、肾等病患者的需要，而且成为现代人实现自我调节及自我放松的一种方式与手段。富氧疗法就是近年来发展起来的一种新型、简便、经济、高效的辅助治疗手段，它是指利用吸入富氧空气来改善人体的生理、生化内环境、促进代谢过程的良性循环，以达到治疗疾病、缓解症状、促进康复和预防病变、增进健康目的的治疗方法。

空气是一种取之不尽的资源，从空气中分离得到的富氧气体可直接用于那些临床治疗的患者。富氧空气过去主要采用“深冷分离”和“变压吸附分离”等技术来制备，但是由于利用这些技术制氧的装置体积庞大、运行成本高且无法连续工作、存在安全隐患等问题，一直无法成功制成小型医用富氧设备。如何开发一种价格低廉、安全可靠、操作简便且能连续使用的小型医用富氧设备是人们长期以来的梦想。近年来，随着膜分离技术的迅速发展，高选择性膜的开发及制造技术的日趋成熟，膜分离技术在工业生产中的应用日益广泛。气体膜分离技术是膜分离科学与技术的重要组成部分，相比“深冷分离”和“变压吸附分离”技术，具有“经济、便捷、高效、安全、洁净”的技术特点，在中小规模的空分系统方面有着广阔的应用前景。从20世纪90年代开始，无机气体分离膜的研究引起了广泛关注，其中最重要的是分子筛膜的研究。分子筛是指一系列以硅氧四面体、铝氧四面体为基本结构单元、具有规整孔道的微孔晶体材料的统称。当分子筛膜的孔径与气体分子的尺寸相近时，气体分子按大小不同而被分离。美国富氧(OE)公司采用GE公司开发的有机高分子膜，研制成功一种医用富氧器，其形状与大小宛如一个家用床头柜，可以连续不断地提供含氧浓度40％的空气，既方便，又安全。但由于有机高分子气体分离膜的渗透量较小、制造成本较高、性能稳定性差、使用寿命短等缺陷，限制了其大规模的应用。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种格低廉、安全可靠、操作简便且能连续使用的分子筛分小型医用富氧机。

本实用新型提出的分子筛分小型医用富氧机，由空气净化器1、空气压缩机2、加热器3、控制阀4、分子筛膜组件5和流量计6组成，空气净化器1出口通过管线连接空气压缩机2进口，空气压缩机2出口通过管线连接加热器3进口，加热器3出口与分子筛膜组件5进口之间通过管线连接，分子筛膜组件5上设有富氧空气输出口和富氮空气输出口，富氧空气输出口通过富氧空气输出管7连接流量计6，流量计6出口通过管线连接使用者，富氮空气输出口连接富氮空气输出管8，加热器3进口和流量计6之间以及加热器3出口与分子筛膜组件6进口之间设有控制阀4，用来控制气体流量大小。

本实用新型中，分子筛膜组件5采用A型分子筛膜，其内设有多孔陶瓷管表面或金属网，A型分子筛膜担载在多孔陶瓷管表面或金属网表面。

本实用新型的工作原理是：利用空气中氧气与氮气分子在压力作用下通过分子筛膜的相对渗透速率不同，在分子水平上实现氧/氮分离，得到富氧空气而直接供患者使用。

本实用新型的工作过程如下：作为原料气的空气通过空气净化器1预处理，以除去空气中的大部分灰尘，以防止堵塞膜组件。接着，经预处理的原料气(或与循环气混合后)进入空气压缩机2，成为高压原料气。为了增加分子筛膜的渗透量，提高其分离效率，高压原料气在进入分子筛膜组件5前先通过加热器3，以便使高压原料气温度提高到分子筛膜组件5的工作温度。最后，高压原料气进入分子筛膜组件5分离成为两股气体——富氧空气与富氮空气。富氧空气一部分作为循环气重新回到加热器3处理，再进行循环，以提高原料气的含氧量。其余部分则供患者使用。通过调节控制阀4，患者可以控制渗透物再循环的流量，从而可以得到不同浓度的富氧空气，以满足不同患者的需要。

本实用新型中使用的分子筛膜为八元环的A型分子筛(LTA)，其孔径约为0.4nm，孔径大小介于O₂和N₂分子大小之间(O₂和N₂分子动力学直径分别为0.38nm和0.42nm)，所以O₂优先透过A分子筛膜而获得良好的分离效果(O₂/N₂分离系数高达4.8，即可以制备得到氧浓度达60％的富氧空气)。另外由于分子筛膜的厚度仅为10多微米(有机高分子膜的厚度通常为几毫米)，大大减小了气体分子的渗透路程，增加了气体渗透量，提高了气体分离速率。所以，采用分子筛膜分子筛分技术，有望“经济、便捷、高效、安全、洁净”地从空气中分离制得富氧气体，从而开发一种价格低廉、安全可靠、操作简便且能连续使用的小型医用富氧设备。分子筛分小型医用富氧机可广泛用于脑血管系统疾病、心血管系统疾病、中风患者、高血压病等患者的辅助治疗，对缓解症状、预防病变和促进康复有着重要的意义，具有广阔的应用前景和市场，经济利益十分可观。

附图说明

图1为本实用新型结构图示。

图中标号：1为空气净化器，2为空气压缩机，3为加热器，4为控制阀，5为分子筛膜组件，6为流量计，7为富氧空气输出管，8为富氮空气输出管。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。

实施例1：装置由空气净化器1、空气压缩机2、加热器3、控制阀4、分子筛膜组件5和流量计6、富氧空气输出管7和富氮空气输出管8组成，其中，空气净化器1的出口通过管线连接空气压缩机2的进口，使原料气的空气通过空气净化器1的预处理，除去空气中大部分灰尘；空气压缩机2的出口通过管线连接加热器3的进口，使经预处理的原料气(或与循环气混合后)成为高压原料气；加热器3的出口与分子筛膜组件5的进口通过管线连接，分子筛膜组件5上设有富氧空气输出口和富氮空气输出口，富氧空气输出口通过富氧空气输出管7连接流量计6，流量计6出口通过管线连接使用者，富氮空气输出口连接富氮空气输出管8，加热器3的进口和流量计6之间设有控制阀4，加热器3的出口与分子筛膜组件6的进口之间设有控制阀4，用以控制气体流量大小。患者可以控制渗透物再循环的流量，从而可以得到不同浓度的富氧空气，以满足不同患者的需要。分子筛膜组件6可以采用A型分子筛膜，A型分子筛膜担载在多孔陶瓷管表面或金属网表面。

Claims (2)

1、一种分子筛分小型医用富氧机，由空气净化器(1)、空气压缩机(2)、加热器(3)、控制阀(4)、分子筛膜组件(5)和流量计(6)组成，其特征在于空气净化器(1)出口通过管线连接空气压缩机(2)进口，空气压缩机(2)出口通过管线连接加热器(3)进口，加热器(3)出口与分子筛膜组件(5)进口之间通过管线连接，且加热器(3)出口与分子筛膜组件(5)进口之间设有控制阀(4)，分子筛膜组件(5)上设有富氧空气输出口和富氮空气输出口，富氧空气输出口通过富氧空气输出管(7)连接流量计(6)，流量计(6)出口通过管线连接使用者，富氮空气输出口连接富氮空气输出管(8)，加热器(3)进口和流量计(6)之间以及加热器(3)出口与分子筛膜组件(5)进口之间设有控制阀(4)。

2、根据权利要求1所述的分子筛分小型医用富氧机，其特征在于分子筛膜组件(5)采用A型分子筛膜，其内设有多孔陶瓷管表面或金属网，A型分子筛膜担载在多孔陶瓷管表面或金属网表面。