一种应用于机上空勤人员供氧的电子呼吸调节器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种应用于机上空勤人员供氧的电子呼吸调节器，通过在中空腔体中增加引射喷嘴，能够在供氧的同时引射出空气，形成氧气与空气和混合气体充入中空腔体，本装置的电磁阀和比例阀均通过控制单元控制，从而使本装置的重量轻、体积小，便于空勤人员携带，并减小了空勤人员的负担。

Electronic breathing for aircrew oxygen machine regulator

The utility model discloses electronic breathing for aircrew oxygen machine regulator, the ejector nozzle increased in the hollow cavity, while supplying oxygen to lead air injection, oxygen and air mixed gas formation and filling into the hollow cavity, the electromagnetic valve and proportional valve of the device through the control unit control thus, the device of light weight and small volume, easy to carry and aircrew, reduce the burden of aircrew.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于机上空勤人员供氧的电子呼吸调节器
本技术属于航空供氧装备领域，具体涉及一种应用于机上空勤人员供氧的电子呼吸调节器。
技术介绍
氧气从氧气瓶出来经过减压阀减压后，进入呼吸调节器，呼吸调节器感受到使用者吸气后即将腔体中调节好的含氧气体供给空勤人员使用，含氧气体的浓度也根据当时所在的高度进行调节。航空用机械式呼吸调节器通常有肺式机构和氧浓度控制机构两部分组成。肺式机构负责空勤人员吸气时，面罩内有氧气供给，保证供氧气，氧浓度控制机构控制进空气量的大小，高度越高时进空气量越少，氧浓度越高，从而控制呼吸调节器供出的氧气浓度满足人体要求。肺式机构安装在一个中空腔体内，其中空腔体的一面或两面是使用可以变形的橡胶薄膜制成。肺式机构是由橡胶薄膜、传递杠杆及进氧活门等组成。橡胶薄膜的变形通过一个传递杠杆控制进氧气活门的开启，橡胶薄膜的变形量直接控制进氧气活门开度的大小。面罩的输氧管道连接到呼吸调节器的中空腔体，当使用者通过面罩呼吸时，中空腔体即形成负压，橡胶薄膜向内凹陷，这样通过杠杆打开进氧气的活门，吸气量越大，中空腔体形成的负压越大，进氧活门开度越大，进氧气量越多，这样可以满足不同使用者的用氧量。氧浓度控制机构安装在中空腔体的旁边，通过一进空气的小孔和中空腔体相连接。氧浓度控制机构是由真空膜盒和进空气活门组成，真空膜盒可以随着外界气压的变化发生膨胀(变厚)和缩小(变薄)，利用真空膜盒的这一特性去调节进空气活门的大小。呼吸调节器利用这两部分机构从而供给空勤人员不同氧浓度的吸入气体，以保证空勤人员飞行时不发生缺氧。但该类型调节器存在机构多、体积大、重量重、维护困难等问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种应用于机上空勤人员供氧的电子呼吸调节器，能够使供氧浓度随着高度的变化而变化。为了达到上述目的本技术包括中空腔体，中空腔体上开设有氧气入口、空气入口和面罩接口，中空腔体内设置有引射喷嘴，引射喷嘴的喷咀连接氧气入口，引射喷嘴的空气进气口连接空气入口，氧气入口上设置有电磁阀，空气入口上设置有比例阀，中空腔体内设置有第一压力传感器，中空腔体外设置有第二压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器、电磁阀和比例阀均连接控制单元；所述控制单元用于采集第一压力传感器的信息，并控制电磁阀的的流量，采集第二压力传感器的信息，并控制比例阀的开度。所述空气入口上设置有单向活门。所述电磁阀和比例阀均采用5V电源供电。当第二压力传感器的压力≥84kPa时，电磁阀常闭，比例阀常开；当第二压力传感器的压力≤47kPa时，电磁阀常开，比例阀常闭。与现有技术相比，本技术的装置通过在中空腔体中增加引射喷嘴，能够在供氧的同时引射入空气，形成氧气与空气的混合气体充入中空腔体，本装置的电磁阀和比例阀均通过控制单元控制，从而使本装置的重量轻、体积小，便于空勤人员携带，并减小了空勤人员的负担。进一步的，本技术设置有单向活门，在中空腔体内部压力大于外部压力时，避免了内部气体倒流。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术中引射喷嘴的结构示意图；其中，1、中空腔体；2、氧气入口；3、空气入口；4、面罩接口；5、引射喷嘴；6、电磁阀；7、比例阀；8、第一压力传感器；9、第二压力传感器；10、单向活门；5-1、喷咀；5-2、空气进气口。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明。参见图1和图2，本技术包括中空腔体1，中空腔体1上开设有氧气入口2、空气入口3和面罩接口4，中空腔体1内设置有引射喷嘴5，引射喷嘴5的喷咀5-1连接氧气入口2引射喷嘴5的空气进气口5-2连接空气入口3，氧气入口2上设置有电磁阀6，空气入口3上设置有单向活门10和比例阀7，中空腔体1内设置有第一压力传感器8，中空腔体1外设置有第二压力传感器9，第一压力传感器8、第二压力传感器9、电磁阀6和比例阀7均连接控制单元，电磁阀6和比例阀7均采5V电源供电；控制单元用于采集第一压力传感器8的信息，并控制电磁阀6的流量，采集第二压力传感器9的信息，并控制比例阀7的开度。当第二压力传感器9的压力≥84kPa时，电磁阀6常闭，比例阀7常开；当第二压力传感器9的压力≤47kPa时，电磁阀6常开，比例阀7常闭。本技术的工作方法，包括以下步骤：步骤一，第一压力传感器8实时采集中空腔体1内的压力值，第二压力传感器9实时采集中空腔体1外部的压力值；步骤二，当第一压力传感器8采集到中空腔体1内的压力增大时，第二压力传感器9采集中空腔体1外的压力值，并与阈值对比，计算出电磁阀6开启的时间(或氧气流量)和比例阀7的开度；步骤三，控制单元控制电磁阀6的开启时间和比例阀7打开至对应开度；步骤四，若电磁阀6和比例阀7同时开启，则纯氧进入引射喷嘴5的喷咀5-1，并从空气入口3处引射入空气，混合为空气与纯氧的混合气体进入中空腔体1；若只打开电磁阀6，则中空腔体1内充入纯氧；若只打开比例阀7，则中空腔体1内充入空气；步骤五，当中空腔体1中的压力降低至阈值后，控制单元控制电磁阀6和比例阀7关闭。步骤二中，电磁阀6入口供应的纯氧流量的计算公式如下：其中，Qs为通过面罩的吸入气量，FIO2为氧浓度，Fair为空气浓度。步骤二中，比例阀7引射的空气量的计算公式如下：Qair＝Qs-QO2电磁阀6的开启受控于第一压力传感器的8端口所感受的中空腔体1内压力。前期试验的第一压力传感器的8的压力为245～295kPa，当第一压力传感器的8小于或等于245kPa时，进氧气活门的电磁阀6打开，氧气进到中空腔体。当第一压力传感器的8大于或等于295kPa时，进氧气活门的电磁阀6关闭。空气入口3处安装有比例阀7(常开)，控制进入到中空腔体1的空气，比例阀7的开启受控于第二压力传感器9端口所感受的外界大气压力。前期试验的第二压力传感器9压力为大于或等于84kPa(小于1500米)时比例阀7常开，空气在中空腔体1负压时进(吸)入腔体，空勤人员呼吸的是外界空气。当第二压力传感器9压力小于或等于47kPa(大于5500米)时比例阀7全闭，中空腔体1中完全是氧气，空勤人员呼吸的是纯氧。从84kPa到47kPa两个压力之间进空气的量是通过比例阀7的开启口径来控制，而比例阀的开启口径却是根据第二压力传感器9所测的外界大气压力来确定。此时空气的吸入是通过进氧气的引射喷嘴5所产生，因为氧气入口2前端的压力是基本固定，因此引射喷嘴5在进空气的单向活门10处所产生的负压是基本恒定的，这样进空气的量基本由比例阀7的口径和外界空气压力所决定。本技术在1500米以下高度，空勤人员呼吸的是空气，当使用高度超过1500米时，进空气的比例阀7是根据调节器外界的气压值来调节，即随着外界气压值的降低，比例阀的口径逐步减小，进空气量也减少，呼吸调节器输出的气体氧浓度即增高。从而满足随高度的升高氧浓度升高的供氧方法。本技术的方法通过采集第一压力传感器和第二压力传感器的信息，通过阈值对比与分析，对电磁阀的开启时间和比例阀的开度进行控制，当第二压力传感器的压力变小时，也就是外界压力变低时，比例阀的开度逐步减小，使中空腔体中的氧浓度逐步增大，从而实现随高度升高时，供氧调节器输出的氧浓度增高，满足空勤人员所需的氧浓度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于机上空勤人员供氧的电子呼吸调节器，其特征在于，包括中空腔体(1)，中空腔体(1)上开设有氧气入口(2)、空气入口(3)和面罩接口(4)，中空腔体(1)内设置有引射喷嘴(5)，引射喷嘴(5)的喷咀(5‑1)连接氧气入口(2)引射喷嘴(5)的空气进气口(5‑2)连接空气入口(3)，氧气入口(2)上设置有电磁阀(6)，空气入口(3)上设置有比例阀(7)，中空腔体(1)内设置有第一压力传感器(8)，中空腔体(1)外设置有第二压力传感器(9)，第一压力传感器(8)、第二压力传感器(9)、电磁阀(6)和比例阀(7)均连接控制单元；所述控制单元用于采集第一压力传感器(8)的信息，并控制电磁阀(6)的流量，采集第二压力传感器(9)的信息，并控制比例阀(7)的开度。

【技术特征摘要】
1.一种应用于机上空勤人员供氧的电子呼吸调节器，其特征在于，包括中空腔体(1)，中空腔体(1)上开设有氧气入口(2)、空气入口(3)和面罩接口(4)，中空腔体(1)内设置有引射喷嘴(5)，引射喷嘴(5)的喷咀(5-1)连接氧气入口(2)引射喷嘴(5)的空气进气口(5-2)连接空气入口(3)，氧气入口(2)上设置有电磁阀(6)，空气入口(3)上设置有比例阀(7)，中空腔体(1)内设置有第一压力传感器(8)，中空腔体(1)外设置有第二压力传感器(9)，第一压力传感器(8)、第二压力传感器(9)、电磁阀(6)和比例阀(7)均连接控制单元；所述控制单元用于采集第一压力传感器(8)的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琳，程九华，白云刚，刘焕，马进，
申请(专利权)人：中国人民解放军第四军医大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61