一种高原粉尘环境下个体通风供氧系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及高原粉尘环境专用除尘制氧装备领域，尤其涉及一种高原粉尘环境下个体通风供氧系统及其控制方法。该装置包括新风系统子单元、氧气分离单元、输送单元、压缩机、氧气分离模块、智能控制单元、脉冲呼吸供氧单元及供电单元。本发明专利技术的供氧系统可以同时补充新风和氧气，可以满足高原地区高粉尘环境如隧道等施工现场人员对于新风和氧气的需求，通过单独的脉冲式供氧可以在满足人员氧气供应的条件下大大降低氧气的供应量，从而减小设备体积和重量，实现作业人员的便携使用，可随时随地对高原缺氧环境的人员补充氧气。原缺氧环境的人员补充氧气。原缺氧环境的人员补充氧气。

【技术实现步骤摘要】
一种高原粉尘环境下个体通风供氧系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及高原粉尘环境专用除尘制氧装备领域，尤其涉及一种高原粉尘环境下个体通风供氧系统及其控制方法。

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，中国的国土面积中，存在1/4的地区是海拔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，一直是国家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、低氧等极端自然条件，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。
[0003]随着青藏高原地区的经济开发的进一步深入，越来越多的人员在高原地区从事生产活动，如高原地区隧道的施工，地下空间矿产的开发。在这种条件下施工过程中往往存在粉尘和缺氧共同危害人员健康的问题。传统的长管呼吸器可以解决粉尘状态下人员呼吸新鲜空气的需求，但由于高原地区海拔高，仅补充新风无法满足施工人员在高原环境下缺氧导致的工作效率低并危害身体健康的问题。单独的便携式制氧机无法满足高原环境，特别是施工隧道里人员对氧气的需求。所以需要对高海拔粉尘环境下施工人员同时进行新风补充和氧气供给，使得人员能够呼吸新鲜空气，并且呼吸气的氧气含量能够满足施工要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了一种高原粉尘环境下个体通风供氧系统及其控制方法，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种高原粉尘环境下个体通风供氧系统，该供氧系统包括：
[0006]新风系统子单元，用于对吸入的空气，并对吸入的空气中的粉尘进行过滤；
[0007]氧气分离单元，用于对过滤后的一部分空气进行分离处理，得到氧气；
[0008]输送单元，用于将输送过滤后空气和分离出的氧气；
[0009]脉冲呼吸供氧单元，用于氧气供给时与人体呼吸同步，实现脉冲供氧；
[0010]智能控制单元，用于根据使用者所处的环境调节所述氧气分离单元的产氧量；
[0011]供电单元，用于为新风系统子单元、氧气分离单元、脉冲呼吸供氧单元和智能控制单元供电；
[0012]其中，所述新风系统子单元、氧气分离单元、输送单元、供电单元和脉冲呼吸供氧单元的一部分均设置在壳体内部，所述智能控制单元设置在所述壳体上；
[0013]所述新风系统子系统通过所述单元输送单元与所述脉冲呼吸供氧单元连接；
[0014]所述氧气分离单元一端与所述新风系统子系统连接，另一端通过所述单元输送单
元与所述脉冲呼吸供氧单元连接；
[0015]所述智能控制单元分别与所述新风系统子单元、氧气分离单元和脉冲呼吸供氧单元控制连接；
[0016]所述供电单元分别与所述新风系统子单元、氧气分离单元、脉冲呼吸供氧单元和智能控制连接。
[0017]进一步，所述新风系统子单元包括：新风过滤模块、新风送风机、新风缓冲腔和压缩机；
[0018]其中，所述新风送风机通过所述新风过滤模块与所述新风缓冲腔连接；
[0019]所述压缩机通过管路与所述新风缓冲腔连接。
[0020]进一步，所述氧气分离模块包括：进气管路、进排气组合阀、下端盖、第一吸附床、第二吸附床、上端盖、清洗管路、第一单向阀、第二单向阀、排气节流孔、氧气排气管和废气排放管；
[0021]其中，所述进气管路一端与所述压缩机连接，所述进气管路的另一端与所述进排气组合阀连接，所述进排气组合阀集成在所述第一吸附床和第二吸附床的下端盖上，所述第一单向阀、第二单向阀、清洗管路、排气节流孔集成在所第一吸附床和第二吸附床的上端盖上，氧气排气管和排气节流孔连接，废气排放管与所述进排气组合阀连接。
[0022]进一步，所述脉冲供氧单元包括供氧控制模块与吸氧模块；
[0023]其中，所述供氧控制模块与所述吸氧模块连接。
[0024]进一步，所述供氧控制模块包括氧气储存腔、供氧控制阀和微压差传感器；
[0025]所述吸氧模块包括鼻吸管和新风呼吸面罩；
[0026]其中，所述鼻吸管设置在所述新风呼吸面罩内部，并与所述氧气输送管连接，所述供氧面罩与所述新风输送管连接；
[0027]所述新风呼吸面罩内部设有血氧浓度传感器；
[0028]所述供氧控制阀设置在所述氧气输送管上。
[0029]进一步，所述输送单元包括；氧气输送管和新风输送管；其中，所述氧气输送管的直径小于所述新风输送管的直径，且所述氧气输送管设置在所述新风输送管内部；
[0030]所述新风输送管的一端与所述新风缓冲腔连接，另一端与所述脉冲供氧单元连接；
[0031]所述氧气输送管的一端与脉冲供氧单元的供氧控制模块连接，另一端与脉冲供氧单元的吸氧模块连接。
[0032]进一步，所述智能控制单元包括主控制板、显示控制面板、蓝牙通讯模块和环境压力检测传感器；
[0033]其中，所述蓝牙通讯模块与环境压力检测传感器设置在所述主控制板上，所述显示控制面板通过数据线与所述主控制板连接；
[0034]所述主控制板和显示控制面板均设置在所述壳体上。
[0035]本专利技术的另一目的是提供一种采用上述的供氧系统的控制方法，该控制方法具体包括以下步骤：
[0036]S1)系统启动，开始送风供氧；
[0037]S2)智能控制单元实时采集环境压力检测模块、微压差传感器、血氧浓度传感器的
数据；并将采集的实时数据与供氧量调节条件进行判断，并按照判断结果进行调节供氧。
[0038]进一步，所述供氧量调节条件具体为如下：
[0039]当三分钟内平均血氧浓度值SPO2<90时，供氧档位值调整为最高档；
[0040]当三分钟内平均供应判断值y>3时，供氧档位值调整为最高档；
[0041]当三分钟内平均SPO2＞95时，将供氧档位值降低一档，最终供氧量维持在二档以上；
[0042]当三分钟内平均环境压力值P<62000Pa时，供氧档位值调整为最高档。
[0043]进一步，所述判断值y计算公式如下：
[0044]y＝79.8678+(95.48873
‑
79.86779)/(1+(25024.46/P)
11.17828
)
18530.85977
‑
SPO2[0045]式中，P为平均环境压力值，SPO2为血氧浓度值。
[0046]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0047]本专利技术高原粉尘环境下个体通风供氧的装备，可以满足高原地区高粉尘环境如隧道等施工现场人员对于新风和氧气的需求，通过单独的脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高原粉尘环境下个体通风供氧系统，其特征在于，所述供氧系统包括：新风系统子单元，用于吸入的空气并对吸入的空气中的粉尘进行过滤；氧气分离单元，用于对过滤后的一部分空气进行分离处理，得到氧气；输送单元，用于将输送过滤后空气和分离出的氧气；脉冲呼吸供氧单元，用于氧气供给时与人体呼吸同步，实现脉冲供氧；智能控制单元，用于根据使用者所处的环境调节所述氧气分离单元的产氧量；供电单元，用于为新风系统子单元、氧气分离单元、脉冲呼吸供氧单元和智能控制单元供电；其中，所述新风系统子单元、氧气分离单元、输送单元、供电单元和脉冲呼吸供氧单元的一部分均设置在壳体内部，所述智能控制单元设置在所述壳体上；所述新风系统子系统通过所述单元输送单元与所述脉冲呼吸供氧单元连接；所述氧气分离单元一端与所述新风系统子系统连接，另一端通过所述单元输送单元与所述脉冲呼吸供氧单元连接；所述智能控制单元分别与所述新风系统子单元、氧气分离单元和脉冲呼吸供氧单元控制连接；所述供电单元分别与所述新风系统子单元、氧气分离单元、脉冲呼吸供氧单元和智能控制连接。2.根据权利要求1所述的供氧系统，其特征在于，所述新风系统子单元包括：新风过滤模块、新风送风机、新风缓冲腔和压缩机；其中，所述新风送风机通过所述新风过滤模块与所述新风缓冲腔连接；所述压缩机通过管路与所述新风缓冲腔连接。3.根据权利要求2所述的供氧系统，其特征在于，所述氧气分离模块包括：进气管路、进排气组合阀、下端盖、第一吸附床、第二吸附床、上端盖、清洗管路、第一单向阀、第二单向阀、排气节流孔、氧气排气管和废气排放管；其中，所述进气管路一端与所述压缩机连接，所述进气管路的另一端与所述进排气组合阀连接，所述进排气组合阀集成在所述第一吸附床和第二吸附床的下端盖上，所述第一单向阀、第二单向阀、清洗管路、排气节流孔集成在所第一吸附床和第二吸附床的上端盖上，氧气排气管和排气节流孔连接，废气排放管与所述进排气组合阀连接。4.根据权利要求3所述的供氧系统，其特征在于，所述脉冲供氧单元包括供氧控制模块与吸氧模块；其中，所述供氧控制模块与所述吸氧模块连接。5.根据权利要求4所述的供氧系统，其特征在于，所述供氧控制模块包括氧气储存腔、供氧控制阀和微压差传感器；所述吸氧模块包括鼻吸管和新风呼吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄，王泳俨，马世伟，刘应书，郭海峰，李子宜，梅敏烽，姚帅墨，刘文海，钟浩涂，
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：