一种与呼吸机一体化的便携式制氧机及其使用方法

摘要

本发明公开了一种与呼吸机一体化的便携式制氧机及其使用方法，包括：一体设置在安装底板上的制氧机构和储氧罐体，制氧机构上部设置调压罐，调压罐通过输气管道连通储氧罐体，储氧罐体内部设置供氧机构；供氧机构包括：设置在温控部两端的联通部，联通部内设置管路控制阀，温控部内并列设置冷凝管件和升温管件。冷凝管件包括设置在第一保温壳体内的制冷螺旋管；升温管件包括：设置在第二保温壳体内的发热螺旋管，保温壳体内填充有水溶液，温控螺旋管内侧面设置螺旋电阻丝，且升温管件整体分为恒温部和若干个升温部。将供氧机构和制氧机构一体设置，使用时更便捷，尤其在方舱医院等设备使用压力较大的场合，更具有实用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及呼吸机研发制造技术领域，尤其涉及一种与呼吸机一体化的便携式制氧机及其使用方法。

背景技术

中国呼吸系统药物行业发展研究报告指出，我国呼吸系统疾病的患病率逐步升高，也就是说全国每年有很多人患上各类呼吸道疾病。在疾病构成上，急慢性支气管炎、急慢性鼻咽炎与流行性感冒等几大常见疾病占整个呼吸系统疾病的80％。呼吸系统疾病是严重危害人民健康的常见病、多发病,给社会发展和国民经济带来了沉重的负担。人们的上呼吸道发病率也很高，而这个数字还在不断地的上升。截止到目前为止，这类疾病最好的治疗方式就是药物雾化吸入治疗。雾化治疗有着见效快，用药少的优点，而且药物选择广泛，不同药物的雾化搭配可以针对不同种类的呼吸道疾病产生作用。

现在医疗系统中使用的呼吸机的氧气源都是依赖于医疗机构设有的固定氧气源，无法灵活应对特殊情况下的紧急需求。随着家庭和小型医疗机构的发展和现代医学对突发性疾病的治疗要求，自带氧源的医用治疗与辅助呼吸系统的市场越发广阔,且目前国内尚未出现同类产品。目前药物和治疗方法都已相对成熟，使用设备就成了连通二者的关键。对于那些无法自主呼吸或自主呼吸能力较差的患者来说，除了雾化设备外，往往也需要进行有创地辅助呼吸治疗。

一方面，现在医疗系统使用的呼吸机的氧气源都是依赖于医疗机构设有的氧气源，如没有就不能正常的工作，小型医疗机构以及未来的家庭等都无法使用，另一方面，现有的供氧机构不能有效的控制供氧温度，尤其是一些环境和体温相差较大的场合，如果输入人体内的氧气温度过低，反而会给人体造成不适，对人体造成不可恢复的创伤性损害。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种与呼吸机一体化的便携式制氧机及其使用方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种与呼吸机一体化的便携式制氧机及其使用方法，包括：一体设置在安装底板上的制氧机构和储氧罐体，所述制氧机构上方设置装配柱体，所述装配柱体上方设置显示控制界面，所述制氧机构上部设置调压罐，所述调压罐通过输气管道连通储氧罐体，所述储氧罐体内部设置供氧机构；所述供氧机构包括：设置在温控部两端的联通部，所述联通部内设置管路控制阀，所述温控部内并列设置冷凝管件和升温管件。

所述冷凝管件包括设置在第一保温壳体内的制冷螺旋管；所述升温管件包括：第二保温壳体以及设置在所述第二保温壳体内的发热螺旋管，所述温控螺旋管内侧面设置螺旋电阻丝，且所述升温管件整体分为恒温部和若干个升温部。

本发明一个较佳实施例中，所述制氧机构上方设置真空气压装置，所述真空气压装置用于调节制氧机构内的气体压强。

本发明一个较佳实施例中，所述制氧机构内并排设置若干个分子筛柱，所述分子筛柱用于氧气的制备。

本发明一个较佳实施例中，所述第一保温壳体内和所述第二保温壳体内均填充有水溶液。

本发明一个较佳实施例中，所述第二保温壳体内侧面设置有电阻片。

本发明一个较佳实施例中，所述显示控制界面线连接所述真空气压装置、所述制氧机构和所述供氧机构。

本发明一个较佳实施例中，所述温控机构还包括第二温度检测仪和第三温度检测仪，所述第二温度检测仪和所述第三温度检测仪分别检测患者身体温度和环境温度。

本发明所采用的第二种技术方案为，包括以下步骤：

步骤S1：空气经过过滤机构进行过滤之后进入空气压缩机中进行压缩，压缩之后的空气进入制氧机构中，通过制氧机构中的分子筛柱轮流吸附和解吸以实现持续制备氧气，氧气经过调压罐调压之后进入储氧罐中进行储存。

步骤S2：储氧罐中的氧气通过输氧管道直接传输至供氧机构中，根据第二温度检测仪和第三温度检测仪的检测温度自动选择进入冷凝管件和升温管件。

步骤S3：氧气经过冷凝管件和升温管件的逐级精密调整，温度逐渐与体温一致，最后输送至人体呼吸道内。

本发明一个较佳实施例中，沿氧气流通方向，若干个所述升温部温度呈阶梯式升高，且所述恒温部温度始终与人体温度一致。

本发明一个较佳实施例中，当外部环境温度小于人体温度时，智能控制阀连通升温管件；当外部环境温度大于人体温度时，智能控制阀连通冷凝管件。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)本发明将供氧机构和制氧机构一体设置，实现制氧系统和辅助呼吸系统的一体化，替代传统的氧气源和供氧设备分开的呼吸机设备，使用时更便捷，尤其在方舱医院等设备使用压力较大的场合，更具有实用价值。同时，利用显示控制界面对设备整体进行自动调整，使设备供氧功能运行更智能化，通过冷凝管件和升温管件的逐级精密调整，使进入人体的氧气温度始终与体温一致，减少温度不稳定以及相对人体体温偏高偏低对人体造成不可逆的损害，有效提高设备辅助呼吸效果。

(2)本发明将发热螺旋管分割为若干段独立控制的部分，沿氧气流通方向，若干个升温部温度呈阶梯式升高，当氧气进入恒温部之后，氧气温度温度恒定，且始终维持不变，进一步保证输入人体内的氧气与人体温度一致。

(3)本发明通过三个分子筛柱轮流吸附和解吸以实现持续制备氧气，同时，通过真空气压装置灵敏调整制氧机构压力，有效提高氧气制备的效率，满足患者的氧气需求量；同时，采用先进的变压吸附空气分离制氧技术，利用吸引剂对空气中氧、氮吸附能力的差异来实现氧、氮的分离，使空气中提取的氧气纯度更高。

(4)本发明使用空气压缩机提高管道内空气压力，使空气更容易输入制氧机构进行制氧，通过调压罐使氧气进入储养机构前增大输气管道内压力，从而使提高氧气进入储养机构效率，同时，利用过滤机构除去空气中的灰尘等杂质，提高氧气源的清洁度，进而使制得的氧气更纯净，同时减少杂质对制样设备造成损伤。

(5)本发明在使用时，当环境温度与人体温度相差较大时，先通过电阻片将升温管件内的水溶液调整到接近热体温度，此时温度波动为±5℃以内，当氧气经过升温部之后，温度波动在±1℃以内，当氧气经过恒温部之后，温度波动温度波动范围控制在±0.5℃以内，最终使温度与人体温度一致。当患者伴随感冒发烧等病症时，第二温度检测仪得到检测数据之后，适当增大升温部和恒温部温度，进一步使氧气温度与人体温度始终保持一致，进而提高辅助呼吸效果。

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中记载的一些实施例，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为本发明优选实施例的立体结构图；

图2为本发明优选实施例供氧机构的平面示意图；

图3为本发明优选实施例升温管件的平面示意图。

具体地，110-制氧机构，120-储氧罐体，130-调压罐，140-显示控制界面，150-装配柱体，160-真空气压装置，

200-供氧机构，210-温控部，220-联通部，230-冷凝管件，231-制冷螺旋管，240-升温管件，241-发热螺旋管，242-恒温部，243-升温部，244-电阻片， 250-智能控制阀，260-输气管道。

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，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种与呼吸机一体化的便携式制氧机及其使用方法，包括：一体设置在安装底板上的制氧机构110和供氧机构200，制氧机构110上方设置装配柱体150，装配柱体150上方设置显示控制界面140，制氧机构110内并排设置若干个分子筛柱，通过多个分子筛柱交替启动制备氧气，制氧机构110上部设置调压罐130，调压罐130通过气体输处管道连通储氧罐体120，储氧罐体 120内部设置供氧机构200。

如图2所示，供氧机构200包括：设置在温控部210两端的联通部220，联通部220内设置管路控制阀，温控部210内并列设置冷凝管件230和升温管件 240。通过冷凝管件230和升温管件240的逐级精密调整，使进入人体的氧气温度始终与体温一致，减少温度不稳定以及相对人体体温偏高偏低对人体造成不可逆的损害，有效提高设备辅助呼吸效果。

如图3所示，冷凝管件230包括设置在第一保温壳体内的制冷螺旋管231；升温管件240包括：第二保温壳体以及设置在第二保温壳体内的发热螺旋管241，温控螺旋管内侧面设置螺旋电阻丝，且升温管件240整体分为恒温部242和若干个升温部243。通过将发热螺旋管241和螺旋电阻丝设置为螺旋状，能够更好地与输气管道260内氧气接触，提高温度调控效率。

本发明一个较佳实施例中，冷凝管件230和升温管件240前端连通处设置智能控制阀250，智能控制阀250用于控制氧气流通管路，当外部环境温度小于人体温度时，智能控制阀250连通升温管件240；当外部环境温度大于人体温度时，智能控制阀250连通冷凝管件230。通过在发热螺旋管241内设置的螺旋电阻丝，能够对进一步对升温管件240温度调控。

本发明一个较佳实施例中，在保温壳体内设置第一温度检测仪，第一保温壳体内侧面设置电阻片244；通过在保温壳体内设置第一温度检测仪，快速检测水溶液温度，在第一保温壳体内侧面设置电阻片244。利用电阻片244加热水溶液的温度，使温控机构的整体温度具有一个初步的调整，减小制冷螺旋管231 的工作负担，经过升温部243和恒温部242对氧气进行二次精密调整，两级范围不同的温度调整，使氧气温度调整速度更快，且数据更精密。

本发明一个较佳实施例中，将供氧机构200和制氧机构110一体设置，实现制氧系统和辅助呼吸系统的一体化，替代传统的氧气源和供氧设备分开的呼吸机设备，使用时更便捷，尤其在方舱医院等设备使用压力较大的场合，更具有实用价值。

本发明一个较佳实施例中，显示控制界面140线连接真空气压装置160、制氧机构110和供氧机构200；显示控制界面140线连接真空气压装置160、制氧机构110和供氧机构200，利用显示控制界面140对设备整体进行自动调整，使设备供氧功能运行更智能化。

本发明一个较佳实施例中，将发热螺旋管241分割为若干段独立控制的部分，沿氧气流通方向，若干个升温部243温度呈阶梯式升高，当氧气进入恒温部242之后，氧气温度温度恒定，且始终维持不变，进一步保证输入人体内的氧气与人体温度一致。

本发明一个较佳实施例中，通过真空气压装置160灵敏调整氧气制备机构压力，有效提高氧气制备的效率，满足患者的氧气需求量；同时，采用先进的变压吸附空气分离制氧技术，利用吸引剂对空气中氧、氮吸附能力的差异来实现氧、氮的分离，使空气中提取的氧气纯度更高。

本发明一个较佳实施例中，使用空气压缩机提高管道内空气压力，使空气更容易输入制氧机构110进行制氧，同时，在制氧机构110上方设置真空气压装置160，通过真空气压装置160灵敏调节氧气制备机构内的气体压强；通过调压罐130使氧气进入储养机构前增大输气管道260内压力，从而使提高氧气进入储养机构效率，同时，利用过滤机构除去空气中的灰尘等杂质，提高氧气源的清洁度，进而使制得的氧气更纯净，同时减少杂质对制样设备造成损伤。

本发明一个较佳实施例中，第一保温壳体内和第二保温壳体内均填充有水溶液，利用水的比热容较大这一原理，使温控机构内的温度具有较大的变化惯性，有效减小温控机构的温度波动。

本发明一个较佳实施例中，温控机构还包括第二温度检测仪和第三温度检测仪，第二温度检测仪和第三温度检测仪分别检测患者身体温度和环境温度，当环境温度与人体温度相差较大时，先通过电阻片244将升温管件240内的水溶液调整到接近热体温度，此时温度波动为±5℃以内，当氧气经过升温部243 之后，温度波动在±1℃以内，当氧气经过恒温部242之后，温度波动温度波动范围控制在±0.5℃以内，最终使温度与人体温度一致。当患者伴随感冒发烧等病症时，第二温度检测仪得到检测数据之后，适当增大升温部243和恒温部242 温度，进一步使氧气温度与人体温度始终保持一致，进而提高辅助呼吸效果。

本发明使用时，先通过显示控制界面140对设备进行数据设定，空气经过过滤机构进行过滤之后进入空气压缩机中进行压缩，压缩之后的空气进入氧气制备机构中，通过氧气制备机构中的三个分子筛柱轮流吸附和解吸以实现持续制备氧气，氧气经过调压罐130调压之后进入储氧罐中进行储存。储氧罐中的氧气通过输氧管道直接传输至供氧机构200中，根据第二温度检测仪和第三温度检测仪的检测温度自动选择进入冷凝管件230和升温管件240。氧气经过冷凝管件230和升温管件240的逐级精密调整，温度逐渐与体温一致，最后输送至人体呼吸道内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。