[发明专利]一种穿戴式制氧衣

说明书

本发明提供了一种穿戴式的制氧衣，其特征在于：包括可穿戴马甲和呼吸面罩，马甲上集成了供氧系统、控制系统和电源系统。整个供氧系统包括：由过滤器、正负压一体小型空压机和装有LiA型沸石的分子筛组成的制氧系统以及由由四个长方形的串联氧气包组成的氧气储存系统。控制系统由CPU、气压检测传感器和氧气饱和度检测传感器组成，控制系统通过气压检测传感器和氧气饱和度检测传感器反馈给CPU的信息，来控制空压机改变系统的工作状态。穿戴式制氧衣解决了传统变压吸附（PSA）式制氧设备体积大，重量重，难以携带的问题。

技术领域

本发明涉及一种便携式制氧设备，尤其是一种穿戴式制氧衣，主要用于吸氧人群使用。

背景技术

高原地区空气稀薄，大气压和氧分压降低，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，加之高原地区寒冷、大风、雨雪气候以及强紫外线照射，对常年在边境高原地区执行战备训练、执勤巡逻的官兵们和到高原旅游的人群来说，是诸多高原病症诱发和加重的主要因素，难以保证官兵们的战斗力和高原地区旅游的雅兴。

为解决高原人群吸氧问题，维护高原人群健康，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，国内外大多数便携式制氧机都采用该方法。但这类制氧机一般都体积较大，而在高原地区，一般地形崎岖，不便于携带，如何在保证制氧功能的前提下，减轻制氧设备的体积和重量，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

本发明要解决的技术问题是改进便携式制氧设备的结构，减小其体积，减轻其重量，提供一种能较好适用于高原地区的便携式制氧设备。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种可随身穿戴式的制氧设备，其特征在于：包括可穿戴马甲和呼吸面罩，马甲上集成了控制系统、供氧系统，控制系统由CPU、气压检测传感器和氧气饱和度检测传感器组成。整个供氧系统由两部分组成：分子筛式制氧系统和氧气储存系统。

穿戴式制氧衣采用变压吸附（PSA）的方法制氧，利用沸石对氮气和氧气的吸附量不同的吸附特性，采用高压吸附，低压解吸的循环工艺从空气中分离出高浓度的氧气，工作原理如图1、2所示：当小型空压机处于正压力工作状态时，整个系统处于制氧状态，外部空气经过过滤器过滤后，被空压机压缩入装有LiA 型沸石的分子筛中，气体中的氮气被吸附得到高浓度的氧气，分子筛内出口处装有氧气饱和度检测传感器，实时监测分子筛内的氧气饱和度，氧气通过第二控制阀由氧气输送管送入到氧气包内，氧气包内有一气压检测传感器，负责实时监测串联式氧气包内的氧气气压，气压达到预设最大值时，空压机停止工作，系统停止制氧，当央企包内气压被消耗到预设最小值时，系统重新开始制氧。当氧气饱和度检测传感器检测到氧气浓度低于预设值时，系统开始运行解吸的程序，空压机进入负压工作状态，对分子筛内的沸石进行负压解吸。

图3为本穿戴式制氧衣所用的正负压一体小型空压机的工作原理图。空压机的工作原理如图所示：当第一电磁换向阀开启，第二电磁换向阀关闭（处于原始位置）时，空压机输出正压力空气，活塞向右运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，其中的气压低于大气压力，进气阀开启，外界空气进入气缸。直到工作容积变为最大时进气阀关闭。活塞向左运动时，气缸内的工作容积逐渐缩小，缸内气体被压缩，气体压力升高。当气缸内压力高于排气压力时，排气阀打开，气体从气缸中排出，进入分子筛。直到活塞运动到最左端位置时，排气阀关闭。当活塞再次向右运动时，上述过程重复出现。活塞连续不断的往复运动，就不断将压缩了的空气送进分子筛。