CN212700126U - 一种氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氧气‑二氧化碳自呼吸平衡装置，属于呼吸装置技术领域。解决现有呼吸面罩无法实现及时供给氧气并消除二氧化碳的技术问题。本实用新型提供一种氧气‑二氧化碳自呼吸平衡装置，包括产氧吸收二氧化碳模块和外套模块；所述产氧吸收二氧化碳模块置于所述外套模块内；所述产氧吸收二氧化碳模块由按顺序依次堆叠的外层气密限制层、多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层、水层、及内层阻水透气层组成。本实用新型提供的氧气‑二氧化碳自呼吸平衡装置能实现人体所需氧气的供给，并消耗人体所呼出的二氧化碳，无须与外部气体环境接触，满足人体一定时间的呼吸需求，安全可靠。

Description

一种氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置

技术领域

本实用新型属于呼吸装置技术领域，具体涉及一种能提供氧气，并吸收二氧化碳的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置。

背景技术

呼吸是维持生命体正常运转的一种活动。人类在地球上的的正常呼吸活动是在大气环境下进行的，呼吸时主要吸入氧气，呼出的气体中主要成分为二氧化碳。然而在一些环境恶劣或者特殊环境下，如何能维持人体正常的呼吸活动一直是人类探索的方向。如水下作业、高空作业、外太空活动、以及一些军事特殊场景如毒气环境下，人类无法与大气系统建立联系，需要辅助完成呼吸。如水下运动，潜水者需要背着氧气瓶，供给呼吸所需要的氧气，呼出的气体直接排到水里；飞机上也会有急救氧气罩，当机舱内氧气不足时，就会提供给乘客氧气；士兵极端环境作战时，也需要携带氧气瓶，提供一种氧气环境。然而氧气瓶一般本身有一定的质量，会加重使用者负担，且目标比较明显。即使在固定使用地点有氧气管道，如飞机上和医院中，但是工程浩大，且使用地点比较固定。

而目前大部分的呼吸面罩，能提供呼吸所需要的氧气，但都是通过附加氧气瓶或者氧气管路，如[CN 206381473U]、[CN 208448375U]、[CN 208756736U][CN 208301984U]，且并不具备同时消耗呼气产生的二氧化碳的功能。

实用新型内容

本实用新型要解决现有呼吸面罩无法实现及时供给氧气并消除二氧化碳的技术问题，提供一种能用于密闭空间(如水下作业、有毒环境等)的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置。本实用新型提供的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置能实现人体所需氧气的供给，并消耗人体所呼出的二氧化碳，无须与外部气体环境接触，满足人体一定时间的呼吸需求，安全可靠。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案具体如下：

本实用新型提供一种氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，包括产氧吸收二氧化碳模块和外套模块；所述产氧吸收二氧化碳模块置于所述外套模块内；所述外套模块为能够起到与外界空气隔绝的装置；

所述产氧吸收二氧化碳模块由按顺序依次堆叠的外层气密限制层、多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层、水层、及内层阻水透气层组成；

所述外层气密限制层为不透气且不透水的柔性材料，能阻挡人体与外界气体环境接触；

所述多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层的过氧化物/超氧化物颗粒均匀的分散在纤维支撑层上，使过氧化物/超氧化物均匀分散，增大比表面积；

所述水层为水袋，需要使用的时候，水袋可以捏破，出来的水起到诱发与过氧化物/超氧化物反应生成氧气的作用；

所述内层阻水透气层，能够阻挡水、及过氧化物/超氧化物颗粒透过，但是可以使得生成的氧气和人体呼出的二氧化碳透过。

在上述技术方案中，所述外层气密限制层为涂氯丁尼龙胶布材料。

在上述技术方案中，所述多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层中的过氧化物/超氧化物为固体的过氧化钙、过氧化钠、或者超氧化钾。

在上述技术方案中，所述多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层中的纤维支撑层的厚度小于0.2mm，材料为无纺布、或者棉麻织物。

在上述技术方案中，所述水层为大小与所述多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层相匹配的柔性不耐拉材料PVC。

在上述技术方案中，所述内层阻水透气层为无纺布。

在上述技术方案中，所述外套模块为面罩、头盔、或者防毒面具。

在上述技术方案中，所述面罩包括面罩本体和绳子，所述面罩本体的两端分别连接所述绳子，所述面罩本体用于罩住人体面部，所述绳子用于挂在人体耳部以固定住面罩本体。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，利用过氧化物/超氧化物与水反应生成氧气和氢氧化物，氢氧化物能与CO₂反应这一基本化学原理，如:(CaO₂+2H₂O＝2Ca(OH)₂+O₂,Ca(OH)₂+CO₂＝CaCO₃+H₂O)，提出利用人体所呼出的水蒸气与高度分散的过氧化物/超氧化物反应，提供呼吸所需要的氧气，并吸收呼吸所产生的二氧化碳。本实用新型有很广泛的应用场景，如空气质量差时普通市民外出佩戴、士兵在毒气环境下作战，水下运动时可以单独佩戴也可以配合头盔共同使用，普通家庭可以作为应急储备，可防范火灾逃生中因为呼吸困难窒息等。

本实用新型提供的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，无需外接氧气瓶等明显的供氧装置，实现与外界空气隔绝后，一定时间内人体呼吸所需氧气和呼出二氧化碳的一个自平衡。同时可以通过更换外套模块里面的产氧吸收二氧化碳模块部件，不断地提供一种呼吸环境。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1为氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置的产氧吸收二氧化碳模块结构示意图。

图2为氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置的外套模块结构示意图。

图中的附图标记表示为：

1-外层气密限制层、2-多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层、3-水层、4-内层阻水透气层；

5-面罩本体、6-绳子。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做以详细说明。

本实用新型要解决现有呼吸面罩无法实现及时供给氧气并消除二氧化碳的技术问题，提供一种能用于密闭空间(如水下作业、有毒环境等)的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置。利用过氧化物/超氧化物与水反应生成氧气和氢氧化物，氢氧化物能与CO₂反应这一基本化学原理，如:(CaO₂+2H₂O＝2Ca(OH)₂+O₂,Ca(OH)₂+CO₂＝CaCO₃+H₂O)。

本实用新型提出利用人体所呼出的水蒸气与高度分散的过氧化物/超氧化物反应，提供呼吸所需要的氧气，并吸收呼吸所产生的二氧化碳。有很广泛的应用场景，如空气质量差时普通市民外出佩戴、士兵在毒气环境下作战，水下运动时可以单独佩戴也可以配合头盔共同使用，普通家庭可以作为应急储备，可防范火灾逃生中因为呼吸困难窒息等。

本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案如下。

本实用新型的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，包括产氧吸收二氧化碳模块和外套模块；所述产氧吸收二氧化碳模块置于所述外套模块内；所述外套模块为能够起到与外界空气隔绝的装置；

所述的产氧吸收二氧化碳模块由按顺序依次堆叠的外层气密限制层1、多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层2、水层3、内层阻水透气层4组成。外层气密限制层1为不透气且不透水的柔性材料，能阻挡人体与外界气体环境接触。多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层2是指将过氧化物/超氧化物颗粒均匀的分散在多孔纤维垫上，使过氧化物/超氧化物均匀分散，增大比表面积。水层3为水袋，需要使用的时候，水袋可以捏破，出来的水起到诱发与过氧化物/超氧化物反应生成氧气的作用。内层阻水透气层4，可以阻挡水和过氧化物/超氧化物颗粒透过，但是可以使得生成的氧气和人体呼出的二氧化碳透过。

所述外套模块为可以起到与外界空气隔绝的装置，产氧吸收二氧化碳模块可以装在里面，如面罩、头盔、面具等。

进一步的，所述的外层气密限制层1，指的是疏水不透气的柔性材料，如气密性好的涂氯丁尼龙胶布材料。

进一步的，所述的多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层2中的过氧化物/超氧化物，指的是过氧化钙、过氧化钠、超氧化钾等能与水反应放出氧气的金属氧化物，且为固体。

进一步的，所述的多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层2中的纤维支撑层，指的是能吸附过氧化物/超氧化物粉末的柔性材料。如无纺布、棉麻织物。纤维支撑层的厚度小于0.2mm，吸附的过氧化物/超氧化物质量根据实际有效担载量确定。

进一步的，所述的水层3，指的是大小与所述的多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层2相匹配的柔性不耐拉材料，如PVC材料。里面装有少量水，用于引发反应。

进一步的，所述的内层阻水透气层4，指的是能防止固体粉末、水透过，但是可以让生成的氧气和呼出的二氧化碳透过的一层柔性材料，如无纺布。

进一步的，所述的外套模块，指的是能隔绝外部空气环境与人体面部的装置，如不透气的面罩、头盔、防毒面具等。

进一步的，所述的外套模块为面罩，所述面罩包括面罩本体5和绳子6，所述面罩本体5的两端分别连接所述绳子6，所述面罩本体5用于罩住人体面部，所述绳子6用于挂在人体耳部以固定住面罩本体5。

通过跟现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，无需外接氧气瓶等明显的供氧装置，实现与外界空气隔绝后，一定时间内人体呼吸所需氧气和呼出二氧化碳的一个自平衡。同时可以通过更换外套模块里面的产氧吸收二氧化碳部件，不断地提供一种呼吸环境。

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式中的描述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实用新型的一些具体实施方式，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。

实施案例1

将72g过氧化钙均匀的涂覆在3层无纺布上得到多层吸附过氧化物的纤维支撑层2，2g水封装于PVC薄膜袋中得到水层3，然后依次将涂氯丁尼龙胶布外层气密限制层1、多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层2、水层3、疏水无纺布内层阻水透气层4组装在一起作为产氧吸收二氧化碳模块，然后将此模块封装于外套模块面罩夹层中，面罩包括面罩本体5和绳子6，面罩本体5由外层尼龙布和内层无纺布构成。面罩本体5两端分别连接一根绳子6。使用时用力挤压一下面罩本体5，使水层3破裂，出来的水可渗入负载过氧化钙的无纺布中激发反应发生，之后人体呼出的水蒸气可以与过氧化钙反应，此装置可提供正常情况下成年人半个小时的呼吸。

实施案例2

将144g超氧化钾均匀的涂覆在3层棉布上得到多层吸附超氧化物的纤维支撑层2，32g水封装于PVC薄膜袋中得到水层3，然后依次将涂氯丁尼龙胶布外层气密限制层1、多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层2、水层3、疏水无纺布内层阻水透气层4组装在一起作为产氧吸收二氧化碳模块，将此模块组装在外套模块头盔中，配合专利[ZL 2019 20678955.0]的多功能头盔共同使用，可实现水下运动1h呼吸所需要的氧气并吸收呼出的二氧化碳。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，包括产氧吸收二氧化碳模块和外套模块；所述产氧吸收二氧化碳模块置于所述外套模块内；所述外套模块为能够起到与外界空气隔绝的装置；

其特征在于，

所述产氧吸收二氧化碳模块由按顺序依次堆叠的外层气密限制层(1)、多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层(2)、水层(3)、及内层阻水透气层(4)组成；

所述外层气密限制层(1)为不透气且不透水的柔性材料，能阻挡人体与外界气体环境接触；

所述多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层(2)的过氧化物/超氧化物颗粒均匀的分散在纤维支撑层上；

所述水层(3)为水袋，需要使用的时候，水袋可以捏破，出来的水起到诱发与过氧化物/超氧化物反应生成氧气的作用；

所述内层阻水透气层(4)，能够阻挡水、及过氧化物/超氧化物颗粒透过，但是可以使得生成的氧气和人体呼出的二氧化碳透过。

2.根据权利要求1所述的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，其特征在于，所述外层气密限制层(1)为涂氯丁尼龙胶布材料。

3.根据权利要求1所述的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，其特征在于，所述多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层(2)中的过氧化物/超氧化物为固体的过氧化钙、过氧化钠、或者超氧化钾。

4.根据权利要求1所述的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，其特征在于，所述多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层(2)中的纤维支撑层的厚度小于0.2mm，材料为无纺布、或者棉麻织物。

5.根据权利要求1所述的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，其特征在于，所述水层(3)为大小与所述多层吸附过氧化物/超氧化物的纤维支撑层(2)相匹配的柔性不耐拉材料PVC。

6.根据权利要求1所述的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，其特征在于，所述内层阻水透气层(4)为无纺布。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，其特征在于，所述外套模块为面罩、头盔、或者防毒面具。

8.根据权利要求7所述的氧气-二氧化碳自呼吸平衡装置，其特征在于，所述面罩包括面罩本体(5)和绳子(6)，所述面罩本体(5)的两端分别连接所述绳子(6)，所述面罩本体(5)用于罩住人体面部，所述绳子(6)用于挂在人体耳部以固定住面罩本体(5)。

Images