[发明专利]一种适用于高原地区的便携式制氧机

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气分离制氧技术，尤其为一种适用于高原地区环境的采用变压吸附方式分离空气制备氧气的便携装置。

背景技术

我国幅员辽阔，海拔3000米以上的高原、高山地区，约占全国总面积的六分之一。高原地区气候多变，寒冷、风大、空气稀薄，其中空气稀薄，大气压和氧分压降低，是高原环境对人体机体影响的主要因素。世居在高原地区的少数民族，对高原环境已经适应，而对于长年生活在低海拔地区的人员来说，初抵3000米以上高原地区，由于大气压中氧分降低，肺泡气和动脉血氧分压也相应的降低，毛细血管血液与细胞线粒体间氧分压梯度差缩小，从而引起缺氧。高原地区缺氧对人体机体的影响，加之高原地区寒冷、大风、雨雪气候以及强紫外线照射，成为诸多高原病症诱发和加重因素。及时地补充氧气成为提高人体机体适应能力和减轻高原反应甚至是挽救生命的有效途径。

目前，已有多种制氧供氧设备可以在固定场所提供氧气，但对于移动人群，以往的供氧装置主要有氧气袋、小型氧气瓶等。这类装置需要不断充氧，且氧气容量有限，既不方便使用，也不能保障供氧。为此，国内外都在着力研究开发便携式制氧机。考虑到变压吸附(PSA)方法制氧不但浓度高，而且不产生有害气体，因此，被国内外大多数便携式制氧机都采用该方法。

进入高原地区，随着海拔高度的增加，空气逐渐稀薄，大气压降低，PSA制氧机产氧量及浓度都将减小，使得制氧机在高原环境下性能明显有所下降。如何在不增加便携式制氧机体积重量的前提下保持制氧机制氧效率和氧气的利用效率，这已成为便携式制氧机进入高原地区使用所必须克服的技术难题。

发明内容

本发明的目的是在现有变压吸附制氧机的基础之上，充分考虑制氧机在高原环境下使用的诸因素，提供一种能较好适用于高原地区的便携式制氧机。

为实现上述发明目的，本发明的技术思路是，一是“开源”，即随着海拔高度的变化调节制氧机的氧输出流量；二是“节流”，即采用脉冲方式供氧，“吸”时供氧，“呼”时不供氧，从而节省氧气。

本发明的技术方案是，此种适用于高原地区的便携式制氧机构成包括有，空气供给系统、空气分离系统、阀门系统、氧气供给系统、管道系统、电源系统、废气外排及降湿系统和机箱壳体，上述各系统均安装在同一个机箱壳体内部，空气供给系统对空气进行净化、加压、冷却、干燥，将高压洁净的空气送入空气分离系统，废气外排及降湿系统将空气供给系统冷却、干燥过程中交换出来的湿热空气排至壳体之外，空气分离系统将分离出来的氮气由废气外排及降湿系统排出机箱壳体之外，空气分离系统将分离出来的氧气送入氧气供给系统，阀门系统保证空气分离系统分离氧气与氮气，阀门系统还调节氧气供给系统中输出氧气的压力、流量，氧气供给系统将过滤后的氧气经吸氧管送出机箱壳体之外，管道系统连通所有气路，电源系统为整机提供电源，其特征在于：其构成中还包括有智能控制系统，该智能控制系统包括有呼吸端压力检测装置、高原环境氧气浓度检测装置、输出氧气浓度检测装置、智能判断及控制电路以及报警装置，所述呼吸端压力检测装置信号输出端与上述智能判断及控制电路中的信号识别电路输入端相连接，智能判断及控制电路中的单片机依据预先编制的软件程序对信号识别电路输出的信号进行判断和处理，并使智能判断及控制电路中的控制电路实时输出控制信号至阀门系统，进而对氧气供给系统中的氧气压力流量进行实时控制调节，形成脉冲式供氧模式，一旦呼吸端压力检测装置检测到非正常状况，智能判断及控制电路输出控制信号至报警装置，使之发出声光报警提示；所述高原环境氧气浓度检测装置以及输出氧气浓度检测装置的信号输出端与上述智能判断及控制电路中的信号识别电路输入端相连接，智能判断及控制电路中的单片机依据预先编制的软件程序对信号识别电路输出的信号进行判断和处理，并使智能判断及控制电路中的控制电路实时输出控制信号至阀门系统、电源系统，使电源系统中的电源占空比调节电路能根据智能判断及控制电路输出的控制信号，结合驱动电机电源实际电压，调节提供给空气压缩装置驱动电机输入电源的占空比，从而实现对空气压缩装置输出空气流量的调节，进而实现对输出氧气压力流量的调节。