向使用者提供浓缩氧气的系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种便携式制氧机。该便携式制氧机可包括输入、输入过滤器、压缩机、第一柱和第二柱，其中输入被配置成接收气流；压缩机被配置成压缩气流；第一柱包括第一吸附剂床；第二柱与第一柱相邻并包括第二吸附剂床。便携式制氧机可进一步包括第一输出和第二输出，其中第一输出被配置成向使用者释放氧气；第二输出被配置成释放废气。第一和第二吸附剂床可包括多种沸石。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】向使用者提供浓缩氧气的系统和方法相关专利申请案交叉申请本申请根据《美国法典》第35章第119条要求2018年4月20日提交的第62/660,421号美国临时专利申请的优先权，该申请的披露内容通过引用其全部内容并入本文。
技术介绍
目前市场上现有的供氧系统重量大，成本高，需要持续维护，并包含方便易用的刻度盘和开关，该刻度盘和开关允许使用者改变流速设置。此外，目前技术在最大剂量能力和氧气纯度水平上受到限制。而且，目前市场上的便携式制氧机(POC)提供对氧气输出的手动控制。因此，在医生开具处方后，患者可以选择每分钟升数(LPM)(通常为1至5LPM)的预设输出。通常，按照处方，患者将在空闲或休息时设置较低的LPM设置，在预期进行剧烈活动时设置较高的LPM。目前的医疗器械还狭隘地专注于提供以线性疾病治疗为重点的单一“静态”解决方案。遗憾的是，疾病及其所需的治疗并不总是限于一个学科或器官。同样，如果医生不传达病情，会导致重复检查、浪费时间并损失金钱。此外，虽然目前的POC使用吸附剂床，如沸石床，但利用率却在25％左右。因此，当传质区(MTZ)到达沸石床的末端时，沸石吸附性能就变得无效。因此，需要改进POC以减少MTZ，使MTZ在沸石床中停留更长时间，从而使更多沸石进行吸附。本专利技术的实施例提供了一种便携式制氧机(POC)，其专门用于实现患者和医生在校正剂量体积和氧气纯度上的需求和要求目标，从而满足任何活动水平的患者需求。长寿人口的增加以及提高生活质量的需求正在推动医疗保健行业的发展。低氧血症(血液中的氧气不足)等疾病，尤其是慢性阻塞性肺病(COPD)、哮喘、肺炎、心力衰竭、重大创伤和产科急症需要一种与使用者生活方式相结合的有效供氧系统。支持这一趋势的基础包括以下大趋势：·长寿人口增加·需要提高生活质量，以及需要医疗器械具有灵活性，能够“智能化”并适应使用者需求·需要医疗器械具备分析能力，以协助临床医生和患者监测其状况，同时开展各种正常的日常活动。·空气污染加剧导致有氧医疗保健增加·需要简化的轻量级技术·更加关注性能和效率
技术实现思路
根据本专利技术的示例性实施例，提供了一种便携式制氧机。便携式制氧机可包括输入、输入过滤器、压缩机、第一柱、第二柱、第一输出和第二输出，其中该输入被配置成接收气流；该压缩机被配置成压缩气流；该第一柱包括第一吸附剂床；该第二柱与该第一柱相邻；该第一输出被配置成向使用者释放氧气，以及该第二输出被配置成释放废气。该第二柱可包括第二吸附剂床。该第一和第二吸附剂床可各自包含多种沸石。在另一实施例中，该便携式制氧机可进一步包括位于该第一和第二柱远端的顶部歧管和位于该第一和第二柱近端的底部歧管。该顶部和底部歧管可包括该第一和第二输出以及被配置成允许气流通过的内部管网络。在其他方面，该顶部和底部歧管可进一步包括多个电磁阀，该多个电磁阀被配置成控制空气流动。在又一实施例中，该顶部和底部歧管可进一步包括多个孔，该多个孔被配置成控制空气流速。该顶部和底部歧管可由各种材料制成，包括金属合金或聚合物材料，如塑料或树脂。该顶部和底部歧管可通过注射成型、计算机数控(CNC)或3D打印(增材制造)制造。根据另一实施例，该便携式制氧机的该输入的第一直径可大于该第二输出的第二直径。在其他方面，该顶部和底部歧管可包括多个止回阀，该多个止回阀被配置成密封该多个孔。该便携式制氧机的该第一和第二柱可包括铝或热塑性材料中的至少一种。在其他方面，该第一和第二柱的形状可能有所不同。例如，该第一和第二柱的形状可以是圆柱形、矩形或三角形。在一些实施例中，该第一和第二柱可以采用3D打印。在另一实施例中，该第一和第二柱的近端可连接到该第一输出，并且该第一和第二柱的远端可连接到该压缩机。该第一柱和第二柱可各包括O形环，该O形环连接到该近端或该远端中的至少一个。在其他实施例中，该便携式制氧机可进一步包括在该第一和第二柱的该近端和该远端处的盖或帽。该盖或该帽可包括锥形气流路径。在另一实施例中，该便携式制氧机可包括在该第一和第二柱的该近端和远端处的至少一个烧结玻璃过滤盘。该烧结玻璃过滤盘可被配置成从该压缩空气中过滤该多种沸石。在其他实施例中，该便携式制氧机可进一步包括波形弹簧，该波形弹簧位于该盖和该至少一个烧结玻璃过滤盘之间。该波形弹簧可被配置成压缩该第一和第二柱中的该多种沸石。或者，该便携式制氧机可以包括位于该盖中的致密泡沫材料。该致密泡沫材料可被配置成压缩该第一和第二柱中的该多种沸石。在又一实施例中，该便携式制氧机可包括位于该盖中的橡胶硬度计。该橡胶硬度计可被配置成压缩该第一和第二柱中的该多种沸石。在另一实施例中，该便携式制氧机可进一步包括至少一个传感器和处理器。该传感器可被配置成检测该使用者的至少一个生理参数。该处理器可被配置成根据该检测到的至少一个生理参数调整释放给该使用者的氧量。在一些实施例中，该传感器可包括脉搏血氧仪、差压传感器、ECG、EEG、陀螺仪、加速度计或其任意组合中的至少一个。该检测到的使用者生理参数可包括至少一种呼吸量、CO2空气呼出浓度、SpO2浓度、心率、脉率、每分钟平均呼吸次数、吸气压力、呼气压力、呼吸声或其任意组合中的至少一个。在一些实施例中，该便携式制氧机可包括连接到压缩机的印刷电路板(PCB)，并且至少一个传感器可连接到PCB。在其他实施例中，该处理器可被配置成当该检测到的至少一个生理参数高于或低于预定阈值时产生警报。根据本专利技术的实施例，该多种沸石可包含LiLSX沸石、LiAgX沸石、AgX沸石、NaX沸石或CaA沸石中的至少一种。例如，该多种沸石可包含至少一个活性氧化铝组合物和LiLSX组合物。在一些实施例中，该活性氧化铝组合物可包含Al2O3、Na2O、Fe2O3、TiO2或SiO2中的至少一个。在其他实施例中，该LiLSX组合物可包括沸石、立方体、结晶、合成、无纤维、矿物粘合剂或石英(SiO2)中的至少一个。根据另一实施例，当该第二柱被配置成将废气释放到该第二输出时，该便携式制氧机的该第一柱可被配置成向该第一输出提供氧气。当该第二柱被配置成向该第一输出提供氧气时，该第一柱可进一步被配置成将废气释放到该第二输出。在其他实施例中，该第一和第二柱的直径与长度之比约为1∶6。在其他方面，该第一和第二柱可各包含约20至约80克沸石。在一些实施例中，该第一和第二柱内的该压力可保持在约1巴压力和约5巴压力之间。例如，该第一和第二柱内的该压力可保持在约1.25巴压力和约2巴压力之间。在一些实施例中，该第一和第二柱可被配置成允许空气径向流动，从而使空气通过该第一和第二柱并增加与该第一和第二吸附剂床中的该多种沸石的接触。该便携式制氧机可进一步包括被配置成接收使用者输入的使用者接口。该处理器可被配置成根据该接收到的使用者输入调整释放给该使用者的氧气量。在其他实施例中，该便携式制氧机可包括无线接收器，该无线接收器被配置成从远程设备接收数据。该处理器可被配置成根据该接收到的数据调整释放给该使用者的氧气量。该远程设备可包括计算机、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式制氧机，该便携式制氧机包括：/n输入，该输入被配置成接收气流；/n输入过滤器；/n压缩机，该压缩机被配置成压缩气流；/n第一柱，该第一柱包括第一吸附剂床；/n第二柱，该第二柱与该第一柱相邻并且包括第二吸附剂床；/n第一输出，该第一输出被配置成向使用者释放氧气；以及/n第二输出，该第二输出被配置成释放废气,/n其中，该第一和第二吸附剂床包括多种沸石。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180420 US 62/6604211.一种便携式制氧机，该便携式制氧机包括：
输入，该输入被配置成接收气流；
输入过滤器；
压缩机，该压缩机被配置成压缩气流；
第一柱，该第一柱包括第一吸附剂床；
第二柱，该第二柱与该第一柱相邻并且包括第二吸附剂床；
第一输出，该第一输出被配置成向使用者释放氧气；以及
第二输出，该第二输出被配置成释放废气,
其中，该第一和第二吸附剂床包括多种沸石。


2.如权利要求1所述的便携式制氧机，进一步包括：
该第一和第二柱的远端的顶部歧管；以及
该第一和第二柱的近端的底部歧管,
其中该顶部和底部歧管包括该第一和第二输出以及被配置成允许气流通过的内部管网。


3.如权利要求2所述的便携式制氧机，其中，该顶部和底部歧管进一步包括多个电磁阀，该多个电磁阀被配置成控制空气流动。


4.如权利要求2所述的便携式制氧机，其中，该顶部和底部歧管通过注射成型、CNC或3D打印中的至少一种方式，使用金属合金、塑料或树脂中的至少一种材料制造。


5.如权利要求2所述的便携式制氧机，其中，该顶部和底部歧管进一步包括多个孔，该多个孔被配置成控制空气流速。


6.如权利要求1所述的便携式制氧机，其中，该输入的第一直径大于该第二输出的第二直径。


7.如权利要求6所述的便携式制氧机，进一步包括多个止回阀，该多个止回阀位于该顶部和底部歧管上，被配置成密封该多个孔。


8.如权利要求1所述的便携式制氧机，其中，该第一和第二柱包括铝或热塑性材料中的至少一种。


9.如权利要求1所述的便携式制氧机，其中，该第一和第二柱为圆柱形、矩形或三角形。


10.如权利要求1所述的便携式制氧机，其中，该第一和第二柱采用3D打印。


11.如权利要求1所述的便携式制氧机，其中：
该第一和第二柱的近端连接到该第一输出；
该第一和第二柱的远端连接到该压缩机；并且
该第一和第二柱各包括O形环，该O形环连接到该近端或远端中的至少一个。


12.如权利要求11所述的便携式制氧机，进一步包括在该第一和第二柱的该近端和该远端处的盖，其中该盖包括锥形气流路径。


13.如权利要求12所述的便携式制氧机，进一步包括在该第一和第二柱的该近端和该远端处的至少一个烧结玻璃过滤盘，其中该至少一个烧结玻璃过滤盘被配置成从压缩空气中过滤该多种沸石。


14.如权利要求13所述的便携式制氧机，进一步包括波形弹簧，该波形弹簧位于该盖和该至少一个烧结玻璃过滤盘之间，其中该波形弹簧被配置成压缩该第一和第二柱中的该多种沸石。


15.如权利要求13所述的便携式制氧机，进一步包括位于该盖中的致密泡沫材料，其中，该致密泡沫材料被配置成压缩该第一和第二柱中的该多种沸石。


16.如权利要求13所述的便携式制氧机，进一步包括位于该盖中的橡胶硬度计，其中该橡胶硬度计被配置成压缩该第一和第二柱中的该多种沸石。


17.如权利要求1所述的便携式制氧机，其中，该多种沸石的直径约为0.4mm。


18.如权利要求1所述的便携式制氧机，进一步包括至少一个传感器和处理器，其中：
该至少一个传感器被配置成检测该使用者的至少一个生理参数；并且
该处理器被配置成根据该检测到的至少一个生理参数调整释放给该使用者的氧气量。


19.如权利要求18所述的便携式制氧机，其中，该至少一个传感器包括脉搏血氧仪、差压传感器、ECG、EEG、陀螺仪或加速度计中的至少一个。


20.如权利要求18所述的便携式制氧机，其中，该使用者的该至少一个生理参数包括呼吸量、呼出空气中的CO2浓度、SpO2浓度、心率、脉率、每分钟平均呼吸次数、吸气压力、呼气压力或呼吸声中的至少一个。


21.如权利要求18所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：SS·王，N·J·巴罗尼，E·赖，D·劳，A·W·哈利尔，
申请(专利权)人：澳大利亚勒尔姆科技私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU