一种基于吸附式储氧的个体供氧装备及供氧方法技术

本发明专利技术公开了一种基于吸附式储氧的个体供氧装备及供氧方法。该装置包括智能控制模块、储氧模块、供氧控制模块、脉冲供氧模块和智能混合呼吸面罩。本发明专利技术的个体供氧装备可以同时滤毒和提供氧气，适用于高海拔高粉尘环境下作业人员的使用，还具有基于海拔高度和血氧浓度检测数据的自动调节供氧功能，可有效缓解高原地区人员缺氧以及疲劳的状况。并可根据人体呼吸时，微压传感器通过鼻吸管传来的压力变化，控制出氧脉冲阀开闭，来达到供氧频率与人体呼吸频率相耦合的目的，送风过滤呼吸器和呼吸面罩都有防阻恶劣气体环境的措施，能够有效保证在高海拔隧道的恶劣气体环境内使用。保证在高海拔隧道的恶劣气体环境内使用。保证在高海拔隧道的恶劣气体环境内使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于吸附式储氧的个体供氧装备及供氧方法


[0001]本专利技术涉及高原环境专用制氧装备
，涉及一种可穿戴便携式的基于吸附式储氧的个体供氧装备及供氧方法。

技术介绍

[0002]氧气是人类生命活动不可缺少的气体，但是在一些特殊情况如高原环境下，空气中的氧气并不能完全满足人体生存需求，人们时常出现头疼、恶心呕吐等高原反应症状，但是在海拔3000m以上的高原，高原地区土地面积广阔，矿产资源丰富，战略位置重要，属于开发和发展的重点目标。因此在高原地区从事生产工作，日常生活的人员不在少数，首要考虑的问题就是高原地区极端环境生命安全保障问题，高原地区海拔均在3000m以上，存在高海拔、低气压、高寒、大温差等极端自然条件，这些极端自然条件对高原地区工作人员的生命安全和身体健康有严重的威胁。高原地区工作人员时常出现头疼、恶心呕吐等高原反应症状，因此在高原极端环境的人员有时需要吸氧来缓解高原反应，所以轻巧便捷的供氧装备在这样的特殊环境下显得必不可少。在高原施工隧道建设中，面临最主要的一个难题就是施工人员工作状态下需要大量的氧气，但是施工环境的高尘和有害物等气体环境严重影响了工人的吸氧供氧。
[0003]目前，高海拔隧道施工供氧方法主要包括氧吧车供氧、隧道内弥散式供氧及个人携氧，其中氧吧车供氧是在隧道内设置氧吧车使得各工区作业人员轮流吸氧休息，但氧吧车的轨道需要随着施工进度的推进而跟进，且施工人员必须停下工作进入氧吧车才能吸氧，无法在工作过程中提供氧气；弥散式供氧是将高浓度氧气大量喷出，形成氧帘，进而将氧气弥散式分布在掌子面处，该方法虽然能够显著提高隧道内氧气浓度度，但是需要大量的氧气且利用率很低，会增加施工成本，而且智能适用于空气环境较好的掌子面。个人携氧是施工人员解决氧气需求的重要手段。
[0004]市场上面对高原环境下针对人体的便携补氧策略主要有小型制氧机和小型氧气瓶两种，小型制氧机采用变压吸附制氧的原理生产氧气，变压吸附制氧技术是利用分子筛的选择吸附性分离空气中的氧气和氮气。然而高原隧道施工环境下往往存在粉尘含量大、有害气体存在、且湿度高，这些问题往往对便携式制氧机参数较大的影响，将导致变压吸附制氧机很快便出现失效的问题。个体背负氧气瓶进行施工作业，可解决系统供氧稳定的问题，但为满足工作过程中氧气的携带量，背负重量大也是一直困扰背负式供氧的难题。同时空气中的粉尘以及有害气体的存在情况下，仅仅通过个体供氧的鼻吸管吸氧无法解决作业过程中的健康呼吸的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种基于吸附式储氧的个体供氧装备及供氧方法，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于吸附式储氧的个体供氧装备，该
个体供氧装备包括：
[0007]储氧模块，用于采用高容量吸附式储存氧气；
[0008]供氧控制模块，用于将所述储氧模块释放出氧气进行解吸释放；
[0009]智能控制模块，用根据使用者所处的环境调节所述供氧控制模块的出氧量
[0010]脉冲呼吸供氧模块，用于氧气供给时与人体呼吸同步，实现脉冲供氧；
[0011]智能混合呼吸面罩模块，用于根据使用者的呼吸频率和血氧浓度调节供氧量；
[0012]其中，所述储氧模块与所述供氧控制模块连接，所述供氧控制模块通过所述脉冲呼吸供氧模块与所述智能混合呼吸面罩连接，所述脉冲呼吸供氧模块设置在所述智能混合呼吸面罩上；
[0013]所述智能控制模块分别与所述储氧模块、供氧控制模块、脉冲供氧模块和智能混合呼吸面罩通过有线和无线方式控制连接。
[0014]进一步，所述储氧包括碳纤维氧气罐和分子筛；
[0015]其中，所述碳纤维氧气罐的下端设有用于分子筛填充的端盖，上端设有出氧口，且所述出氧口处有分流板和缓冲棉；
[0016]所述分子筛设置在所述碳纤维氧气罐内部。
[0017]进一步，所述供氧控制模块包括减压阀、阀门组、打气孔和连接管；
[0018]其中，所述减压阀与所述出氧口连接，且所述打气孔设置在所述减压阀的一侧，并与所述碳纤维氧气罐联通；
[0019]所述阀门组一端与所述减压阀连接，另一端与所述连接管连接。
[0020]进一步，所述脉冲供氧模块包括脉冲供氧阀、显示屏、异形PU管、微型储氧罐和微压传感器；
[0021]其中，所述显示屏、微压传感器和脉冲供氧阀的一端均与所述异形PU管连接；所述脉冲供氧阀的另一端与微型储氧罐的排氧口连接，所述微型储氧罐与连接管连接。
[0022]进一步，所述智能控制模块包括主控制板、蓝牙连接模块和海拔检测模块；
[0023]其中，所述蓝牙连接模块和海拔检测模块均设置在所述主控制板上，所述主控制板通过所述蓝牙连接模块分别与所述阀门组、血氧检测装置脉冲供氧阀和微压传感器连接。
[0024]进一步，所述智能混合呼吸面罩包括呼吸面罩、滤毒盒、鼻吸管、头带和血氧检测装置；
[0025]其中，所述脉冲供氧模块在呼吸面罩内，并与所述智能控制模块通过蓝牙连接；
[0026]两个所述滤毒盒对称设置在所述呼吸面罩的外侧壁上，且所述滤毒盒上设有空气入口；
[0027]所述鼻吸管设置在所述呼吸面罩内部，且与所述排氧口连接，
[0028]所述呼吸面罩的边缘位置设有一圈设有密封罩，密封罩内中心处设有面罩架，位于所述面罩架上方设有血氧检测装置。
[0029]进一步，所述分子筛为：沸石分子筛，MOF或ZIF。
[0030]本专利技术的另一目的是提供一种采用上述的个体供氧装备的供氧方法，该供养方法具体包括以下步骤：
[0031]S1)主控制板通过海拔探测器实时采集使用者的海拔高度数据，并根据判断条件
确认阀门组开启时长；
[0032]首先，打开减压阀，将存储在碳纤维氧气罐的氧气经过减压阀减压后释放，释放出的氧气通过管路进入到微型储氧罐内；
[0033]S2)使用者吸气时，微压传感器感受到压力变化启动智能控制模块，智能控制模块根据吸气时长控制脉冲供氧阀打开，将氧气缓冲腔内的氧气依次通过脉冲供氧阀、异形PU管、微压传感器后流入呼吸面罩内；
[0034]S4)海拔检测模块实时采集使用者所处的海拔高度数据，并根据判断条件对供氧模式进行调整。
[0035]进一步，所述S1)中的判断条件是：
[0036]海拔高度低于2500m时，开启3s；
[0037]海拔高度高于2500m时，开启5s。
[0038]进一步，所述S3)中的判断条件为：
[0039]当实时海拔超过2500m或者呼吸面罩的血氧检测装置检测到吸氧人员血氧指数低于90，则进入高原模式，否则为平原模式；
[0040]平原模式的减压阀开启量为：0.4
‑
0.6L/min；
[0041]高原模式的减压阀开启量为：0.6
‑
1.5L/min。
[0042]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于吸附式储氧的个体供氧装备，其特征在于，所述个体供氧装备包括：储氧模块，用于采用高容量吸附式储存氧气；供氧控制模块，用于将所述储氧模块释放出氧气进行解吸释放；智能控制模块，用根据使用者所处的环境调节所述供氧控制模块的出氧量脉冲供氧模块，用于氧气供给时与人体呼吸同步，实现脉冲供氧；智能混合呼吸面罩，用于根据使用者的呼吸频率和血氧浓度调节供氧量；其中，所述储氧模块与所述供氧控制模块连接，所述供氧控制模块通过所述脉冲供氧模块与所述智能混合呼吸面罩连接，所述脉冲供氧模块设置在所述智能混合呼吸面罩上；所述智能控制模块分别与所述储氧模块、供氧控制模块、脉冲供氧模块和智能混合呼吸面罩通过有线和无线方式控制连接。2.根据权利要求1所述的个体供氧装备，其特征在于，所述储氧包括碳纤维氧气罐和分子筛；其中，所述碳纤维氧气罐的下端设有用于分子筛填充的端盖，上端设有出氧口，且所述出氧口处有分流板和缓冲棉；所述分子筛设置在所述碳纤维氧气罐内部。3.根据权利要求2所述的个体供氧装备，其特征在于，所述供氧控制模块包括减压阀、阀门组、打气孔和连接管；其中，所述减压阀与所述出氧口连接，且所述打气孔设置在所述减压阀的一侧，并与所述碳纤维氧气罐联通；所述阀门组一端与所述减压阀连接，另一端与所述连接管连接。4.根据权利要求3所述的个体供氧装备，其特征在于，所述脉冲供氧模块包括脉冲供氧阀、显示屏、异形PU管、微型储氧罐和微压传感器；其中，所述显示屏、微压传感器和脉冲供氧阀的一端均与所述异形PU管连接；所述脉冲供氧阀的另一端与微型储氧罐的排氧口连接，所述微型储氧罐与连接管连接。5.根据权利要求4所述的个体供氧装备，其特征在于，所述智能控制模块包括主控制板、蓝牙连接模块和海拔检测模块；其中，所述蓝牙连接模块和海拔检测模块均设置在所述主控制板上，所述主控制板通过所述蓝牙连接模块分别与所述阀门组、血氧检测装置脉冲供氧阀和微压传感器连接。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄，贝剑秋，马世伟，郭海峰，刘应书，刘文海，刘光奇，黄晓瑞，李子宜，张全立，李烨，周鑫，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所中国铁道科学研究院集团有限公司中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：