用于保存氧气和其他物质的自动系统技术方案

一种用于保存供应到接收器的氧气和其他气体的系统(10)和方法。供应导管(408)将气体从源(406)供应到储存器(404)，储存器保持在环境压力下的一定体积的气体。导管(422)将气体从储存器(404)供应到接收器。诸如机电系统或非接触式系统(456)的充气检测系统检测：储存器(404)何时低于充气状态以及储存器(404)何时被充气到充气状态。当储存器(404)处于预定充气状态时，阀系统防止气体从源(406)流动并流入储存器(406)中，并且当储存器(404)低于预定充气状态时，阀系统允许气体从源(406)流动并流入储存器(404)中，从而可以在不加压到高于环境压力的情况下连续地补充储存器(404)内的气体。的气体。的气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于保存氧气和其他物质的自动系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年7月27日提交的美国临时申请号63/056,944和于2020年10月12日提交的美国专利申请号17/068,718的优先权，所述申请均通过引用并入本文。


[0003]本专利技术总体上涉及气体从源到接收器的输送。更特别地，本文公开了一种系统和方法，其用于在环境压力下通过体积置换将氧气和其他气体和物质从供氧储存器输送到接收器时保存氧气和其他气体和物质，同时从源自动重新填充供氧储存器。在所述系统和方法的实施例中，氧气和其他气体和物质根据接收器的需要经由它们之间的压力差从供氧储存器转移到接收器，同时环境压力下用气体自动重新填充供氧储存器。

技术介绍

[0004]氧气供应可能是医院患者和其他人的关键需求。同时，在发展中国家，且在所有地方需求增加的时期，氧气短缺和成本过高可能极大地限制可用性，并可能危及有需要的患者的健康和安全。例如，在撰写本文件期间正在发生的新型冠状病毒
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19疫情期间，对氧气的需求使医院和其他护理机构迫切需要救生用气体。2020年6月24日，美联社新闻网的一个标题提出警告：“Scarce Medical Oxygen Worldwide Leaves Many Gasping for Life(全球医用氧气短缺，让许多人窒息而死)”。一天之后，路透社观察到：“WHO Warns of Oxygen Shortage as COVID Cases Set to Top 10Min(世界卫生组织警告说，由于新冠肺炎病例将达到1000万，氧气短缺)”，世界卫生组织估计，基于全球每周约有100万个新冠病毒病例，仅新冠肺炎患者一天就需要62万立方米氧气，约相当于88,000个大气瓶。
[0005]向患者供应补充氧气的一种方式是经由加压氧气源(诸如氧气瓶或氧气罐)与患者之间的流体连接，通常是延长管。无论患者是吸气还是呼气，当氧气从储气罐连续通过连接器管行进时，加压源都向患者供应恒定的氧气流。结果，即使在患者呼气而无法吸入氧气时，氧气也持续流动并被浪费。事实上，在这种连续压力进给方法中，一半甚至更多的持续供应的氧气被浪费并排放到大气中。
[0006]因此，显而易见的是，为一个患者保存氧气资源可能挽救另一名患者的生命。此外，保存氧气不仅减少每位患者的总体需求，而且也倾向于降低每单位氧气的成本。同时，每位患者都需要充足的氧气供应。因此，挑战在于如何按需要提供充足的氧气供应，同时使浪费最少。
[0007]为了理解这一挑战的解决方案，必须理解的是，什么驱使含氧空气流入肺部中，患者与环境空气之间的流动是如何正常启动和维持的，以及，胸膜压力在整个吸气过程中下降的同时肺泡压力是如何变化的。空气(与其他流体一样)从高压区域移动到低压区域。空气流入肺部中需要在大气与肺泡之间建立压力梯度。这种驱动压力梯度是通过吸气肌的收缩来实现的。吸气肌的收缩使胸壁扩张，降低胸腔内的压力，使得胸膜内和肺泡内的压力根据波义耳定律降低。肌肉收缩导致胸腔容积的变化，导致肺泡压力的变化，其进而为流入肺
部中的空气提供驱动压力。
[0008]正常情况下，肺部在呼吸期间从空气中吸收氧气。然而，某些情况可能阻碍人获得足够的氧气。结果，需要使用氧气输送设备进行氧气治疗。患者可以通过放置在鼻子中的管子、通过面罩或通过放置在气管或嗓门中的管子从氧气源接受氧气治疗。氧气治疗增加了肺部接收和输送到血液中的氧气的量。当患者出现导致患者血氧水平过低的情况时，可以为患者开具氧气治疗处方。低血氧可能使患者感到呼吸急促、疲劳或混乱，并且可能损害患者的身体。氧气治疗可能是暂时需要的(诸如由于可治疗的呼吸道疾病)，或可能是长期的。通常，氧气的源是一罐压缩氧气或液体。
[0009]氧气罐必须连续地生产、运输、储存和重新充装。在紧急情况下，诸如在流行病或涉及呼吸窘迫的大流行病期间，需求可能严重超过供应。此外，在偏远且经济困难的地区，提供充足的氧气供应可能成本高昂，甚至灾难性地不可能。同时，由于救生氧气供应极为短缺，而且氧气不断通过管子输送给患者，至少一半的供应的氧气被简单地排放到大气中(包括呼气期间，在该期间，所有供应的氧气都被浪费了)。
[0010]鉴于上述情况，本专利技术人意识到迫切需要一种系统和方法，所述系统和方法能够向患者提供现成的氧气供应，同时使浪费的氧气最少或消除浪费的氧气，从而使单个患者的需求最小，以使氧气的有效供应最大，并且即使在公共卫生危机时期，也能够以成本有效的方式提供更好的患者护理和最佳的健康结果。

技术实现思路

[0011]由于已知向患者供应充足氧气的迫切需要，本专利技术的主要目的是拯救生命。
[0012]本专利技术人进一步提出了一个基本目的，即提供一种系统和方法，其用于向有需要的患者和其他接收器供应氧气和其他可流动物质，以减少浪费的氧气，从而最大限度地有效使用可用的氧气供应。
[0013]本专利技术实施例的另一个目的是，提供一种向接收器供应氧气和其他可流动物质的系统和方法，所述系统和方法能够按需要提供充足的氧气供应，同时使无效的氧气损失最小或消除。
[0014]本专利技术的表示的另一个目的是，提供一种向接收器供应氧气和其他可流动物质的系统和方法，以最大限度地提高使用效率并最大限度地降低供应成本。
[0015]本专利技术的这些和进一步的目的、优点和细节不仅对阅读本说明书和附图的人来说是显而易见的，而且对有机会观察本文公开的系统和方法的人来说也是显而易见的。然而，应该清楚的是，尽管在本专利技术的单个实施例中实现多个前述目的是可能的，并且实际上是优选的，但并非所有实施例都将寻求或需要实现每一个潜在的优点和功能。尽管如此，所有这样的实施例都应当被认为在本专利技术的范围内。
[0016]人们将清楚，上述讨论大致概述了本专利技术更重要的目标和特征，以更好地理解下面的详细描述，并更好地理解专利技术人对本领域的贡献。在详细解释其任何特定实施例或方面之前，必须清楚的是，以下构造细节和专利技术构思的说明仅仅是本专利技术的许多可能表现形式的示例。
[0017]在实现上述一个或多个目的的过程中，本专利技术的实施例可以被表征为一种用于保存供应给患者的氧气的系统。所述系统具有可膨胀和可压缩的供氧储存器，所述供氧储存
器具有外壁、内部体积以及至少一个孔，该内部体积用于保持一定体积的氧气，所述至少一个孔用于允许氧气进出该内部体积。如本文所公开的，供氧储存器可以包括柔性材料的外壳，诸如箔的外壳。供应导管适于从氧气源接收氧气。供应导管具有第一端和第二端，该第一端用于将氧气供应到供氧储存器，该第二端用于流体连接到氧气源，并且环境压力导管适于沿从供氧储存器到接收器的流体路径供应氧气。环境压力导管具有第一端和第二端，该第一端诸如通过连接器与供氧储存器流体连通，用于从供氧储存器接收氧气，该第二端用于流体连接到接收器。充气检测系统能够操作，以检测第一条件和第二条件，在所述第一条件中，将供氧储存器用氧气充气到预定充气状态，在所述第二条件中，供氧储存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于保存氧气的系统(10)，所述氧气被供应给患者，其特征在于，所述系统(10)包括：可膨胀和可压缩的供氧储存器(404)，所述供氧储存器具有外壁、内部体积以及至少一个孔，所述内部体积用于保持一定体积的氧气，所述至少一个孔用于允许氧气进出所述内部体积；供应导管(408)，所述供应导管适于从氧气源(406)接收氧气，其中，所述供应导管(408)具有第一端和第二端，所述第一端用于将氧气供应到所述供氧储存器(404)，所述第二端用于流体连接到所述氧气源(406)；环境压力导管(422)，所述环境压力导管适于沿从所述供氧储存器(404)到接收器的流体路径供应氧气，其中，所述环境压力导管(422)具有第一端和第二端，所述第一端与所述供氧储存器(404)流体连通，用于从所述供氧储存器(404)接收氧气，所述第二端用于流体连接到所述接收器；充气检测系统，所述充气检测系统能够操作，以检测第一条件和第二条件，在所述第一条件中，将所述供氧储存器(404)用氧气充气到预定充气状态，在所述第二条件中，所述供氧储存器(404)低于所述预定充气状态；以及阀系统，所述阀系统用于设置在所述氧气源(406)与所述供氧储存器(404)之间，其中，在所述供氧储存器(404)处于所述第一条件时，所述阀系统在处于关闭条件时能够操作，以防止氧气从所述氧气源(406)流动并流入所述供氧储存器(404)中，并且其中，当所述供氧储存器(404)处于所述第二条件时，所述阀系统在打开条件下能够操作，以允许氧气从所述氧气源(406)流动并流入所述供氧储存器(404)中。2.如权利要求1所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述阀系统和所述充气检测系统能够操作，以将所述供氧储存器(404)中的所述一定体积的氧气基本保持在环境压力下。3.如权利要求2所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述供氧储存器(404)具有完全充气条件，其中，所述充气检测系统能够操作，以检测何时将所述供氧储存器(404)充气到所述完全充气条件的预定范围内，其中，所述充气检测系统在将所述供氧储存器(404)充气到所述完全充气条件的预定范围内时检测所述第一条件，并且其中，所述充气检测系统在将所述供氧储存器(404)充气到所述完全充气条件的预定范围以下时检测所述第二条件。4.如权利要求1所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述供氧储存器(404)包括柔性材料的外壳。5.如权利要求4所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述供氧储存器(404)包括箔的外壳。6.如权利要求1所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述系统(10)还包括氧气源(406)。7.如权利要求1所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述充气检测系统包括机电系统。8.如权利要求7所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述充气检测系统包括开关(414)，所述开关被设置成在将所述供氧储存器(404)用氧气充气到所述预定充气状态
时由所述供氧储存器(404)的外壁移动。9.如权利要求8所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述开关(414)朝向所述供氧储存器(404)偏置。10.如权利要求8所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述开关(414)具有激活状态和去激活状态，在所述激活状态中，所述开关(414)相对于所述供氧储存器(404)的内部体积设置在向内位置处或超出向内位置，在所述去激活状态中，当所述供氧储存器(404)中的氧气体积达到所述预定充气状态时，由所述供氧储存器(404)的外壁向外移动所述开关(414)，其中，当所述开关(414)处于所述去激活状态时，所述阀系统能够操作，以防止氧气从所述氧气源(406)流动并流入所述供氧储存器(404)中，并且其中，当所述开关处于所述激活状态时，所述阀系统能够操作，以允许氧气从所述氧气源(406)流动并流入所述供氧储存器(404)中。11.如权利要求10所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述开关(414)包括浮动开关(414)。12.如权利要求11所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述浮动开关(414)包括具有套环(440)的接触结构(416)，所述套环相对于中心柱(436)能够延伸和缩回，并且其中，所述套环(440)保持磁体(447)，并且其中，所述中心柱(436)保持电触点(445)，当所述开关(414)处于所述激活状态时，所述电触点通过靠近所述磁体(447)而电接触。13.如权利要求1所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，所述阀系统包括：与所述充气检测系统电通信的电磁阀(412)。14.如权利要求13所述的用于保存氧气的系统(10)，其特征在于，当所述供氧储存器(404)处于所述第一条件时，所述电磁阀(412)由所述充气检测系统感应到关闭条件，以防止氧气从所述氧气源流到所述供氧储存器(404)，并且其中，当所述供氧储存器(404)处于所述第二条件时，所述电磁阀由所述充气检测系统感应到打开条件，以允许氧气从所述氧气源流到所述供氧储存器(404)。15.如权利要求1所述的用于保存氧气的系统(10)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡洛斯，
申请(专利权)人：OXFO公司，
类型：发明
国别省市：