CN219251587U - 高精度低氧呼吸装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了高精度低氧呼吸装置及系统，该装置包括中空纤维膜、第一调压阀、气体检测组件、流量调节阀和呼吸面罩，中空纤维膜与空气气源连接，用于将空气中的氮气和氧气分离并输出低氧气体和富氧气体，中空纤维膜的低氧气体输出端通过管道连接至呼吸面罩，第一调压阀、气体检测组件和流量调节阀依次安装在中空纤维膜低氧气体输出端与呼吸面罩之间的管道上，第一调压阀调节中空纤维膜低氧气体输出端的压力值，以使低氧气体的氧浓度达到预定的氧浓度设定值；气体检测组件用于对经第一调压阀调节的低氧气体进行氧浓度检测；呼吸面罩用于接收低氧气体以提供给使用者。本申请提出的高精度低氧呼吸装置能够便捷地为使用者提供低氧气体。

Description

高精度低氧呼吸装置及系统

技术领域

本申请涉及低氧健身训练技术领域，特别涉及高精度低氧呼吸装置及系统。

背景技术

近年来随着人们对低氧训练认识的加深，低氧训练也逐渐深入人们的生活。以往的常压低氧训练方式，在日常应用中存在诸多不便，比如健身房没有专门的气密低氧房间用来做常压低氧系统；目前的低氧训练装置不能根据使用者自身情况设定低氧气体氧浓度；以及低氧训练系统制取低氧气体的过程复杂、所提供的低氧气体的氧浓度、流量不精确。

针对相关技术中的上述问题，目前尚未发现存在有效的解决方案。以上仅是发明人了解的与本申请有关的背景信息，并不构成对现有技术的自认。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本申请提出了一种高精度低氧呼吸装置及系统，能够解决至少一个技术问题。

本申请提出的高精度低氧呼吸装置包括：中空纤维膜、第一调压阀、气体检测组件、流量调节阀和呼吸面罩，其中，

所述中空纤维膜与空气气源连接，用于将空气中的氮气和氧气分离并输出低氧气体和富氧气体，其中中空纤维膜的低氧气体输出端通过管道连接至呼吸面罩，并且，所述第一调压阀、所述气体检测组件和所述流量调节阀依次安装在所述中空纤维膜低氧气体输出端与所述呼吸面罩之间的管道上；其中，

所述第一调压阀用于调节所述中空纤维膜低氧气体输出端的压力值，以使低氧气体的氧浓度达到预定的氧浓度设定值；

所述气体检测组件用于对经所述第一调压阀调节的低氧气体进行氧浓度检测，并允许达到所述氧浓度设定值的低氧气体通过；

所述流量调节阀用于对即将进入所述呼吸面罩的低氧气体的流量进行调节，所述呼吸面罩用于接收低氧气体以提供给使用者。

可选的，所述高精度低氧呼吸装置还包括：第二调压阀，其位于空气气源与所述中空纤维膜的进气口之间；作业时，通过调节所述第二调压阀与所述第一调压阀之间的压差，使低氧气体的氧浓度达到所述氧浓度设定值。

可选的，所述第一调压阀设定的压力值大于所述第二调压阀设定的压力值。

可选的，所述第二调压阀与所述中空纤维膜之间的管道上设有至少两台净化过滤器，对进入所述中空纤维膜的空气进行过滤。

可选的，所述气体检测组件还通过管路及阀门接入大气环境，所述气体检测组件还用于将不符合所述氧浓度设定值的低氧气体排至大气环境中。

可选的，所述中空纤维膜还设有富氧气体输出端，所述富氧气体输出端通过管路及阀门接入大气环境，用于将富氧气体输出至大气环境中。

可选的，所述高精度低氧呼吸装置还包括：流量显示器，其位于所述流量调节阀与所述呼吸面罩之间，用于显示进入所述呼吸面罩的气体的流量。

可选的，所述高精度低氧呼吸装置还包括人体监测设备，用于监测使用者的生理参数，并将所述生理参数反馈至所述高精度低氧呼吸装置，所述高精度低氧呼吸装置根据所述生理参数调节低氧气体的氧浓度。

可选的，所述高精度低氧呼吸装置还包括浓度调节模块，用于接收外部指令并根据所述外部指令设定所述低氧气体中的氧浓度，所述高精度低氧呼吸装置根据所述浓度调节模块的设定值调节低氧气体中的氧浓度，以供使用者根据自身需求调节低氧气体的氧浓度。

本申请还提出一种高精度低氧呼吸系统，包括主机和如上所述的高精度低氧呼吸装置，所述高精度低氧呼吸装置的数量为一个或多个，其中，所述主机包括供气装置，用于为所述高精度低氧呼吸装置提供洁净的压缩空气气源。

可选的，所述主机还包括中央控制单元，用于控制所述供气装置和所述高精度低氧呼吸装置的工作状态，以使所述高精度低氧呼吸装置输出的低氧气体达到预定的氧浓度设定值。

可选的，所述供气装置包括依次连接的空气压缩机、初级过滤装置、冷却装置、高级过滤装置和空气均压装置，所述空气压缩机用于压缩空气，所述冷却装置用于过滤空气中的水，所述过滤装置用于过滤空气中的杂质，所述均压装置用于将空气均匀的输送至多个所述供气装置。

本申请提出的高精度低氧呼吸装置，巧妙的使用调压阀控制低氧气体的氧浓度，操作方便、快捷，制取的低氧气体能够满足使用者的训练需求。相比于以往的制取低氧气体的装置，本申请实施例的高精度低氧呼吸装置使用的设备简单，成本低，并且能够精确控制低氧气体的流量。

附图说明

下面，将结合附图对本申请的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是本申请的一个实施例的高精度低氧呼吸装置的原理图；

图2是本申请的一个实施例的高精度低氧呼吸系统的结构图；

图3是本申请的一个实施例的供气装置的原理图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

图1示意性地示出了本申请实施例的一种高精度低氧呼吸装置的原理图，如图1所示，本申请提出的高精度低氧呼吸装置，包括：中空纤维膜101、第一调压阀102、气体检测组件103、流量调节阀104和呼吸面罩105，其中，

中空纤维膜101与空气气源连接，用于将空气中的氮气和氧气分离并输出低氧气体和富氧气体，其中中空纤维膜101的低氧气体输出端通过管道连接至呼吸面罩105，并且，第一调压阀102、气体检测组件103和流量调节阀104依次安装在中空纤维膜101低氧气体输出端与呼吸面罩105之间的管道上，其中，

第一调压阀102用于调节中空纤维膜101低氧气体输出端的压力值，以使低氧气体的氧浓度达到预定的氧浓度设定值；

103气体检测组件用于对经第一调压阀调节102的低氧气体进行氧浓度检测，并允许达到氧浓度设定值的低氧气体通过；

流量调节阀104用于对即将进入呼吸面罩105的低氧气体的流量进行调节，呼吸面罩用于接收低氧气体以提供给使用者。

具体来说，中空纤维膜101的进气口与空气气源通过管道连接，用于分离出空气气源输出的空气中的氮气和氧气并输出低氧气体和富氧气体；中空纤维膜101的低氧气体输出端与第一调压阀102的进气口通过管道连接，用以调节中空纤维膜101低氧气体输出端的压力值，以使低氧气体的氧浓度达到预定的氧浓度设定值；第一调压阀102的出气口与气体检测组件103通过管道连接，气体检测组件103用于检测经第一调压阀102调节的低氧气体的氧含量是否符合氧浓度设定值，并将符合氧浓度设定值的低氧气体输送至与气体检测组件103通过管道相连接的流量调节阀104，流量调节阀104用于调节通过流量调节阀104的低氧气体的流量，呼吸面罩105与流量调节阀104通过管道连接，用于接收经流量调节阀104调节的低氧气体。

根据本申请的实施例，当需要制取氧浓度为预定的氧浓度设定值的低氧气体时，本申请提出的高精度低氧呼吸装置接收空气气源输出的空气，空气进入中空纤维膜101后，中空纤维膜101将空气中的氮气和氧气分离并输出低氧气体和富氧气体；第一调压阀102调节中空纤维膜101低氧气体输出端的压力值，使低氧气体输出端的压力大于空气进入中空纤维膜101时空气的压力，并且使低氧气体输出端输出的低氧气体的氧浓度达到预定的氧浓度设定值；气体检测组件103检测低氧气体的氧含量是否达到预定的氧浓度设定值，如果低氧气体的氧含量达到预定的氧浓度设定值，则气体检测组件103允许低氧气体通过，如果低氧气体的氧含量没有达到预定的氧浓度设定值，则低氧气体不能通过气体检测组件103；流量调节阀104调节低氧气体的流量，使低氧气体的流量符合人体呼吸需求或是设定值；呼吸面罩105接收氧含量符合氧浓度设定值及流量符合标准的低氧气体。

也就是说，本申请提出的高精度低氧呼吸装置通过使用调压阀调节低氧气体输出端的压力制取氧含量符合预定的氧浓度设定值，该方法简单、巧妙，无需使用多个装备，就能够快捷高效的制取低氧气体，节省低氧气体的制取成本。并且在低氧气体进入呼吸面罩之前调节低氧气体的流量，使低氧气体的流量符合人体需求或使用者的使用需求，整个装置更加人性化、合理化。

在本申请的一些实施例中，高精度低氧呼吸装置还包括第二调压阀106，其位于空气气源与中空纤维膜101的进气口之间；作业时，通过调节第二调压阀106与第一调压阀102之间的压差，使低氧气体的氧浓度达到氧浓度设定值。

在本申请的一些实施例中，第一调压阀设定的压力值大于所述第二调压阀设定的压力值。

具体来说，第二调压阀106调节进入中空纤维膜前空气的压力，第一调压阀102调节中空纤维膜低氧气体输出端低氧气体的压力，并且低氧气体输出端低氧气体的压力大于进入中空纤维膜的空气的压力，通过调节二者的压差使低氧气体的氧浓度符合氧浓度设定值。在实际使用中，可以通过第一调压阀102固定中空纤维膜低氧气体输出端低氧气体的压力，通过第二调压阀106调节进入中空纤维膜的空气的压力，使低氧气体的氧浓度达到氧浓度设定值。这样，靠近流量调节阀104处的第一调压阀102处的压力是固定值，方便调节流入流量调节阀104的流量，并且可以保证气体流量的准确性。

通过设定第一调压阀102和第二调压阀106的压差使低氧气体的氧浓度达到设定值，这种调节方式更加简单，并且有利于后续使用流量调节阀104调节低氧气体的流逝时准确更高。

在本申请的一些实施例中，第二调压阀106与中空纤维膜101之间的管道上设有至少两个净化过滤器108，用于对进入所述中空纤维膜的空气进行过滤。这样可以充分确保进入中空纤维膜的空气的洁净度。

在本申请的一些实施例中，气体检测组件103还通过管路及阀门接入大气环境，气体检测组件103还用于将不符合氧浓度设定值的低氧气体排至大气环境中。因气体检测组件排出的不符合氧浓度设定值的低氧气体为无毒无害的气体，不会对大气造成污染，因此可以不经过任何处理排至大气环境中。

在本申请的一些实施例中，中空纤维膜101还设有富氧气体输出端，富氧气体输出端通过管路及阀门接入大气环境，用于将富氧气体输出至大气环境中。

在本申请的一些实施例中，高精度低氧呼吸装置还包括流量传感器107，其位于流量调节阀104与呼吸面罩105之间，用于检测和显示进入呼吸面罩105的气体的流量。这样方便使用者看到自身使用的低氧气体的流量。

在本申请的一些实施例中，高精度低氧呼吸装置还包括人体监测设备，用于监测使用者的生理参数，并将生理参数反馈至高精度低氧呼吸装置，高精度低氧呼吸装置根据生理参数调节低氧气体的氧浓度。这种设定低氧气体氧浓度的方式适合使用者对自身身体情况不了解或是初次使用高精度低氧呼吸装置的人群，操作简单，使用方便。

在本申请的一些实施例中，高精度低氧呼吸装置还包括浓度调节模块，用于接收外部指令并根据所述外部指令设定所述低氧气体中的氧浓度，高精度低氧呼吸装置根据浓度调节模块的设定值调节低氧气体中的氧浓度，以供使用者根据自身需求调节低氧气体的氧浓度。这种设定低氧气体氧浓度的方式适合使用者对自身身体情况了解，并有使用低氧呼吸装置的基础，能够根据自身身体情况或使用需求设定低氧气体的氧浓度。对于有增强心肺功能的使用者，可以自行设定满足训练要求的氧浓度，增强低氧训练难度。

也就是说本申请的高精度低氧呼吸装置提供两种低氧气体氧浓度设定方式，使用者可根据自身情况选择其中一种设定方式。

本申请提出的高精度低氧呼吸装置为使用者提供两种设定低氧气体氧浓度的方式，充分考虑每一位使用者的使用需求，并且，本申请提出的高精度低氧呼吸装置即能设定低氧气体的氧浓度，又能设定低氧气体的流量，使其低氧气体的流量符合人体需求或使用者的设定。

图2示意性地示出了本申请实施例的一种高精度低氧呼吸系统的结构图，图3示意性地示出了本申请实施例的供气装置的原理图，结合图2和图3所示，本申请还提出一种高精度低氧呼吸系统，包括主机200和如上所述的高精度低氧呼吸装置100，高精度低氧呼吸装置100的数量为一个或多个，其中，主机200包括供气装置，用于为高精度低氧呼吸装置100提供洁净的压缩空气气源。

在本申请的一些实施例中，主机200还包括中央控制单元，用于控制供气装置和所述高精度低氧呼吸装置100的工作状态，以使高精度低氧呼吸装置100输出的低氧气体达到预定的氧浓度设定值。

在本申请的一些实施例中，供气装置包括依次连接的空气压缩机201、初级过滤装置202、冷却装置203、高级过滤装置204和空气均压装置205，空气压缩机201用于压缩空气，初级过滤装置202用于过滤空气中的杂质，冷却装置203用于过滤空气中的水，高级过滤装置204用于对空气中的杂质进行二次过滤，均压装置205用于将空气均匀的输送至多个所述供气装置。根据本申请的实施例，主机可以为多个高精度低氧呼吸装置提供洁净的压缩空气气源，并且使用空气均压装置保证供气装置供气压力的稳定性，为高精度低氧呼吸装置提供稳定的空气气源。

以上通过多个实施例描述了本申请实施例的高精度低氧呼吸装置和高精度低氧呼吸系统的结构特点及技术优势。下面通过具体的例子描述本申请实施例的分低氧呼吸的高精度低氧呼吸装置和高精度低氧呼吸系统的操作流程。

使用者根据自身情况选择合适的低氧气体氧浓度设定方式，高精度低氧呼吸系统运行，冷却装置203、空气压缩机201依次开机，空气经空气压缩机201压缩后进入初级过滤装置202，经过初级过滤后的压缩空气进入到冷却装置203降低压缩空气露点，进一步去除压缩空气中的水分，之后在经过高级过滤装置204进行二次过滤。洁净空气进入空气均压装置205，供应高精度低氧呼吸装置使用。

多个高精度低氧呼吸装置开始工作，中空纤维膜101接收洁净空气，通过调节第一调压阀102和第二调压阀106之间的压差，使低氧气体的氧浓度达到氧浓度设定值，低氧气体经检测组件103检测合格后再由流量调节阀104调节低氧气体的流量，以供使用者使用，使用者可通过流量传感器107观测低氧气体的流量。

下面选取一台高精度低氧呼吸装置的低氧气体氧浓度测试数据，如下表：

上述实施例仅供说明本申请之用，而并非是对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本申请公开的范畴。

Claims (12)

1.一种高精度低氧呼吸装置，其特征在于，包括：中空纤维膜、第一调压阀、气体检测组件、流量调节阀和呼吸面罩，其中，

所述中空纤维膜与空气气源连接，用于将空气中的氮气和氧气分离并输出低氧气体和富氧气体，其中中空纤维膜的低氧气体输出端通过管道连接至呼吸面罩，并且，所述第一调压阀、所述气体检测组件和所述流量调节阀依次安装在所述中空纤维膜低氧气体输出端与所述呼吸面罩之间的管道上；其中，

所述第一调压阀用于调节所述中空纤维膜低氧气体输出端的压力值，以使低氧气体的氧浓度达到预定的氧浓度设定值；

所述气体检测组件用于对经所述第一调压阀调节的低氧气体进行氧浓度检测，并允许达到所述氧浓度设定值的低氧气体通过；

所述流量调节阀用于对即将进入所述呼吸面罩的低氧气体的流量进行调节，所述呼吸面罩用于接收低氧气体以提供给使用者。

2.根据权利要求1所述的高精度低氧呼吸装置，其特征在于，还包括：第二调压阀，其位于空气气源与所述中空纤维膜的进气口之间；作业时，通过调节所述第二调压阀与所述第一调压阀之间的压差，使低氧气体的氧浓度达到所述氧浓度设定值。

3.根据权利要求2所述的高精度低氧呼吸装置，其特征在于，所述第一调压阀设定的压力值大于所述第二调压阀设定的压力值。

4.根据权利要求2所述的高精度低氧呼吸装置，其特征在于，所述第二调压阀与所述中空纤维膜之间的管道上设有至少两台净化过滤器，对进入所述中空纤维膜的空气进行过滤。

5.根据权利要求1所述的高精度低氧呼吸装置，其特征在于，所述气体检测组件还通过管路及阀门接入大气环境，所述气体检测组件还用于将不符合所述氧浓度设定值的低氧气体排至大气环境中。

6.根据权利要求1所述的高精度低氧呼吸装置，其特征在于，所述中空纤维膜还设有富氧气体输出端，所述富氧气体输出端通过管路及阀门接入大气环境，用于将富氧气体输出至大气环境中。

7.根据权利要求1所述的高精度低氧呼吸装置，其特征在于，还包括：流量传感器，其位于所述流量调节阀与所述呼吸面罩之间，用于检测和显示进入所述呼吸面罩的气体的流量。

8.根据权利要求1所述的高精度低氧呼吸装置，其特征在于，所述高精度低氧呼吸装置还包括人体监测设备，用于监测使用者的生理参数，并将所述生理参数反馈至所述高精度低氧呼吸装置，所述高精度低氧呼吸装置根据所述生理参数调节低氧气体的氧浓度。

9.根据权利要求1所述的高精度低氧呼吸装置，其特征在于，所述高精度低氧呼吸装置还包括浓度调节模块，用于接收外部指令并根据所述外部指令设定所述低氧气体中的氧浓度，所述高精度低氧呼吸装置根据所述浓度调节模块的设定值调节低氧气体中的氧浓度，以供使用者根据自身需求调节低氧气体的氧浓度。

10.一种高精度低氧呼吸系统，其特征在于，包括主机和如权利要求1-9中任一所述的高精度低氧呼吸装置，所述高精度低氧呼吸装置的数量为一个或多个，其中，所述主机包括供气装置，用于为所述高精度低氧呼吸装置提供洁净的压缩空气气源。

11.根据权利要求10所述的高精度低氧呼吸系统，其特征在于，所述主机还包括中央控制单元，用于控制所述供气装置和所述高精度低氧呼吸装置的工作状态，以使所述高精度低氧呼吸装置输出的低氧气体达到预定的氧浓度设定值。

12.根据权利要求10所述的高精度低氧呼吸系统，其特征在于，所述供气装置包括依次连接的空气压缩机、初级过滤装置、冷却装置、高级过滤装置和空气均压装置，所述空气压缩机用于压缩空气，所述冷却装置用于过滤空气中的水，所述过滤装置用于过滤空气中的杂质，所述均压装置用于将空气均匀的输送至多个所述供气装置。

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