CN107714358A - 一种氦氧混合自动供气系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氦氧混合自动供气系统，其包括医疗氧舱、真空泵和控制平台，该供气系统还包括氦氧混合罐、缓冲罐，氦氧混合罐上连接进氧管和进氦管，进氧管和进氦管上均安装电控阀和流量计，氦氧混合罐的出口与缓冲罐的进口连接，缓冲罐的出口上引出一条正压舱供气管和一条负压舱供气管，正压舱供气管和负压舱供气管上均安装电控阀；正压舱内和负压舱内均安装有氧气浓度传感器和气压传感器；各流量计和各传感器的信号输出端以及各电控阀的控制端均与控制器电连接。本发明具有结构简单、操控方便、气体混合效果好、舱室压力稳定可靠的优点。

Description

一种氦氧混合自动供气系统

技术领域

本发明涉及医疗氧舱领域，具体的说是一种氦氧混合自动供气系统。

背景技术

医用氧舱主要用于各种缺血缺氧性疾病的高压氧治疗康复以及抢救。对于一些呼吸系统疾病，如间质性肺病、喉头水肿、呼吸衰竭等气道阻塞性疾病的患者，举例来说，Ⅱ型呼吸衰竭的患者按照常规治疗在氧舱内单吸入纯氧的话，不但达不到理想的治疗效果，反而会加重病情，而如果将一定比例的氦气与氧气混合后输入到高压氧舱内吸入则可以解决这个问题，取得较为理想的治疗效果。由于氦气的理化特性，按照治疗比例氦氧混合后，第一可以避免高浓度氧气对身体的损伤，第二可以很好的携带氧气在患者气道中弥散，可以弥散到远端细小微气道，解决患者气流受限、呼吸困难的问题，同时，降低患者气道阻力，排出二氧化碳更彻底，使呼吸更加通畅，提高通气血流比值，改善患者生活质量。

目前的医疗氧舱通常只具备高压氧舱的治疗功能，而高压氧治疗一般适用于煤气等气体的中毒、高原病等疾病。对于低氧环境的模拟和治疗，如对登山运动员的缺氧耐力的实验，普通的医疗氧舱没有负压低氧环境的模拟，因此，需要一种兼具正压和负压功能的医疗氧舱。供气问题和舱室气压稳定调节问题是医疗氧舱的核心问题，针对上述问题，本案提供一种专用于医疗氧舱的氦氧混合自动供气系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、操控方便、气体混合效果好、舱室压力稳定可靠的氦氧混合自动供气系统。

为解决上述技术问题，本发明的氦氧混合自动供气系统包括医疗氧舱、真空泵和控制平台，医疗氧舱分为正压舱和负压舱，真空泵分别通过正压舱吸气管和负压舱吸气管与正、负压舱连接，控制平台内置控制器，真空泵的控制端与控制器电连接，其结构特点是该供气系统还包括氦氧混合罐、缓冲罐，氦氧混合罐上连接进氧管和进氦管，进氧管上安装第一电控阀和第一流量计，进氦管上安装第二电控阀和第二流量计，氦氧混合罐的出口与缓冲罐的进口连接，缓冲罐的出口上引出一条正压舱供气管和一条负压舱供气管，正压舱供气管上安装第三电控阀，负压舱供气管上安装第四电控阀；正压舱内和负压舱内均安装有氧气浓度传感器和气压传感器；正压舱吸气管和负压舱吸气管上分别安装第五电控阀和第六电控阀；各流量计和各传感器的信号输出端以及各电控阀的控制端均与控制器电连接。

采用上述结构，由于通入舱室内的气体均为压力气体，借助气压传感器，控制器控制真空泵以及第五、第六两个电控阀，对两个舱室的压力进行调整，以保证舱室内气压稳定，尤其是负压舱，由于每个气压对应一个海拔高度，通过稳定的气压调节可模拟某一海拔高度，从而可对测试者进行高海拔适应性训练或测试；为了实现氧气和氦气的自动配比，在进氧管上安装第一电控阀和第一流量计，在进氦管上安装第二电控阀和第二流量计，控制器依据流量计的数据对电控阀的阀门开度进行调整，精确调节两种气体的配比；第三、第四电控分别控制两个舱室的混合气用量，控制器根据舱内患者数量和舱内气压大小，对第三和第四电控阀进行自动控制。可见，借助该供气系统，实现了对正负压氧舱的自动供气，通过采集传感信号对各电控阀进行闭环控制，操控更方便，舱内气压稳定可靠，氦氧气体混合比例精确，保证了氧舱的治疗效果。

具体使用中，根据患者病情需要，通常情况下氧气用量少，氦气用量多，两种气体能否混合均匀直接影响治疗效果。对于氦氧混合罐的具体结构，其包括竖向设置的空心罐体，罐体顶端壁的内部连接有竖直向下延伸的上套管，上套管延伸至靠近罐体底端的位置处截止，罐体底端壁的内部连接有竖直向上延伸的下套管，下套管的内径大于上套管的外径，下套管延伸至靠近罐体顶端的位置处截止；进氧管连接在罐体顶端壁上，进氧管的内端部伸入上套管中并在靠近罐体顶端的位置处截止；进氦管连接在罐体底端壁上，进氦管的内端部伸入罐体内并向上伸入上套管内直至靠近进氧管内端部的位置处截止；罐体的侧壁上开设混合气出口，为了增加气体流动路径的长度，混合气出口开设在靠近氦氧混合罐底部的位置上。

进氧管和进氦管的内端部相对设置，可以相互将进气吹散并在上套管内混合，上套管外壁与下套管内壁之间形成环形腔室，下套管外壁与罐体内壁之间也形成环形腔室，两环形腔室连通并形成迂回的气体通道，能将两气体混合的更加均匀，混合气体由罐体底部的混合气出口流出。该罐体结构简单，实现方便，保证了氦氧气体的混合效果。

所述氦氧混合罐的出口与缓冲罐的进口之间连接混合气输出管，混合气输出管上并联有采样管，采样管上安装第七电控阀、第三流量计以及测氧仪，第三流量计和测氧仪的信号输出端以及第七电控阀的控制端均与控制器电连接。两种气体在混合罐内充分混合后经过混合气输出管输送到缓冲罐中。当第七电控阀打开时，一小部分混合气进入采样管，经由测氧仪进行氧气浓度测试，其中，第七电控阀起到控制取样气体通断的作用，第三流量计与第七电控阀配合作用，起到精确控制采样管中气体流量的作用。测氧仪测量的氧含量数据通过控制器上的显示屏显示，便于操作者观察，不当时及时调整供氧供氦量，保证混合体在所需气体范围内。同时，利用测氧仪可设置氧气浓度的上下限，输出一个电信号控制氦气供给的开启或关闭。另外，万一操作者操作不当或其他原因造成氧气浓度达到下限时，供氦的电控阀将及时关闭，保证氦气在可控范围内，当氧含量达到标准范围时，开启供氦的电控阀继续供氦。

所述控制平台上安装与控制器电连接的人机界面触摸屏和声光报警器。设置人机界面触摸屏，更便于操作者操控，设置声光报警器，在气体压力或气体浓度失常时，可进行报警。

综上所述，本发明具有结构简单、操控方便、气体混合效果好、舱室压力稳定可靠的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明的结构原理示意图；

图2为本发明中氦氧混合罐的具体结构示意图。

具体实施方式

参照附图，本发明的氦氧混合自动供气系统包括医疗氧舱、真空泵1和控制平台，医疗氧舱分为正压舱2和负压舱3，真空泵1分别通过正压舱吸气管4和负压舱吸气管5与正、负压舱连接，控制平台内置控制器6，真空泵1的控制端与控制器6电连接，该供气系统还包括氦氧混合罐7、缓冲罐8，氦氧混合罐7上连接进氧管9和进氦管10，进氧管9上安装第一电控阀K1和第一流量计L1，进氦管10上安装第二电控阀K2和第二流量计L2，氦氧混合罐7的出口与缓冲罐8的进口连接，缓冲罐8的出口上引出一条正压舱供气管11和一条负压舱供气管12，正压舱供气管11上安装第三电控阀K3，负压舱供气管12上安装第四电控阀K4；正压舱2内和负压舱3内均安装有氧气浓度传感器13和气压传感器14；正压舱吸气管4和负压舱吸气管5上分别安装第五电控阀K5和第六电控阀K6；各流量计和各传感器的信号输出端以及各电控阀的控制端均与控制器6电连接。

上述结构中，由于通入舱室内的气体均为压力气体，借助气压传感器14，控制器6控制真空泵1以及第五、第六两个电控阀，对两个舱室的压力进行调整，以保证舱室内气压稳定，尤其是负压舱，由于每个气压对应一个海拔高度，通过稳定的气压调节可模拟某一海拔高度，从而可对测试者进行高海拔适应性训练或测试。为了实现氧气和氦气的自动配比，在进氧管9上安装第一电控阀K1和第一流量计L1，在进氦管10上安装第二电控阀K2和第二流量计L2，控制器6依据流量计的数据对电控阀的阀门开度进行调整，精确调节两种气体的配比。第三、第四电控分别控制两个舱室的混合气用量，控制器6根据舱内患者数量和舱内气压大小，对第三和第四电控阀进行自动控制。可见，借助该供气系统，实现了对正负压氧舱的自动供气，通过采集传感信号对各电控阀进行闭环控制，操控更方便，舱内气压稳定可靠，氦氧气体混合比例精确，保证了氧舱的治疗效果。

具体使用中，氧气存储在储氧罐中，氦气存储在储氦罐，由于医疗氧舱通常需要大量的氧气，因此，氧气通常以液态氧的方式高压储存在储氧罐中，而氦气由于使用量较小，因此，氦气可以储存在高压气瓶中。氧气用量大，氦气用量小，两种气体能否混合均匀直接影响治疗效果。参照附图，对于氦氧混合罐7的具体结构，其包括竖向设置的空心罐体71，罐体顶端壁的内部连接有竖直向下延伸的上套管72，上套管72延伸至靠近罐体底端的位置处截止，罐体底端壁的内部连接有竖直向上延伸的下套管73，下套管73的内径大于上套管72的外径，下套管73延伸至靠近罐体顶端的位置处截止；进氧管9连接在罐体顶端壁上，进氧管9的内端部伸入上套管72中并在靠近罐体顶端的位置处截止；进氦管10连接在罐体底端壁上，进氦管10的内端部伸入罐体内并向上伸入上套管72内直至靠近进氧管9内端部的位置处截止；罐体的侧壁上开设混合气出口74，为了增加气体流动路径的长度，混合气出口74开设在靠近氦氧混合罐7底部的位置上。

如图所示，进氧管9和进氦管10的内端部相对设置，可以相互将进气吹散并在上套管内混合，上套管72外壁与下套管73内壁之间形成环形腔室，下套管73外壁与罐体内壁之间也形成环形腔室，两环形腔室连通并形成迂回的气体通道，能将两气体混合的更加均匀，混合气体由罐体底部的混合气出口流出。该罐体结构简单，实现方便，保证了氦氧气体的混合效果。

参照附图，氦氧混合罐7的出口与缓冲罐8的进口之间连接混合气输出管15，混合气输出管15上并联有采样管16，采样管16上安装第七电控阀K7、第三流量计L3以及测氧仪17，第三流量计L3和测氧仪17的信号输出端以及第七电控阀K7的控制端均与控制器电连接。两种气体在混合罐内充分混合后经过混合气输出管15输送到缓冲罐8中。当第七电控阀K7打开时，一小部分混合气体进入采样管16，经由测氧仪17进行氧气浓度测试，其中第七电控阀K7起到控制取样气体通断的作用，第三流量计L3与第七电控阀K7配合作用，起到精确控制采样管中气体流量的作用。测氧仪17测量的氧含量数据通过控制器6上的显示屏显示，便于操作者观察，不当时及时调整供氧供氦量，保证混合体在所需气体范围内。同时，利用测氧仪16可设置氧气浓度的上下限，输出一个电信号控制氦气供给的开启或关闭。另外，万一操作者操作不当或其他原因造成氧气浓度达到下限时，供氦的电控阀将及时关闭，保证氦气在可控范围内，当氧含量达到标准范围时，开启供氦的电控阀继续供氦。

参照附图，控制平台上安装与控制器6电连接的人机界面触摸屏18和声光报警器19。设置人机界面触摸屏18，更便于操作者操控，设置声光报警器19，在气体压力或气体浓度失常时，可进行报警。

综上所述，本发明不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做若干的更改或修饰。上述更改或修饰均落入本本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种氦氧混合自动供气系统，包括医疗氧舱、真空泵（1）和控制平台，医疗氧舱分为正压舱（2）和负压舱（3），真空泵（1）分别通过正压舱吸气管（4）和负压舱吸气管（5）与正、负压舱连接，控制平台内置控制器（6），真空泵（1）的控制端与控制器（6）电连接，其特征是该供气系统还包括氦氧混合罐（7）和缓冲罐（8），氦氧混合罐（7）上连接进氧管（9）和进氦管（10），进氧管（9）上安装第一电控阀（K1）和第一流量计（L1），进氦管（10）上安装第二电控阀（K2）和第二流量计（L2），氦氧混合罐（7）的出口与缓冲罐（8）的进口连接，缓冲罐（8）的出口上引出一条正压舱供气管（11）和一条负压舱供气管（12），正压舱供气管（11）上安装第三电控阀（K3），负压舱供气管（12）上安装第四电控阀（K4）；正压舱（2）内和负压舱（3）内均安装有氧气浓度传感器（13）和气压传感器（14）；正压舱吸气管（4）和负压舱吸气管（5）上分别安装第五电控阀（K5）和第六电控阀（K6）；各流量计和各传感器的信号输出端以及各电控阀的控制端均与控制器（6）电连接。

2.如权利要求1所述的氦氧混合自动供气系统，其特征是所述氦氧混合罐（7）包括竖向设置的空心罐体（71），罐体顶端壁的内部连接有竖直向下延伸的上套管（72），上套管（72）延伸至靠近罐体底端的位置处截止，罐体底端壁的内部连接有竖直向上延伸的下套管（73），下套管（73）的内径大于上套管（72）的外径，下套管（73）延伸至靠近罐体顶端的位置处截止；进氧管（9）连接在罐体顶端壁上，进氧管（9）的内端部伸入上套管（72）中并在靠近罐体顶端的位置处截止；进氦管（10）连接在罐体底端壁上，进氦管（10）的内端部伸入罐体内并向上伸入上套管（72）内直至靠近进氧管（9）内端部的位置处截止；罐体的侧壁上开设混合气出口（74）。

3.如权利要求2所述的氦氧混合自动供气系统，其特征是所述混合气出口（74）靠近氦氧混合罐（7）的底部。

4.如权利要求1所述的氦氧混合自动供气系统，其特征是所述氦氧混合罐（7）的出口与缓冲罐（8）的进口之间连接混合气输出管（15），混合气输出管（15）上并联有采样管（16），采样管（16）上安装第七电控阀（K7）、第三流量计（L3）以及测氧仪（17），第三流量计（L3）和测氧仪（17）的信号输出端以及第七电控阀（K7）的控制端均与控制器电连接。

5.如权利要求1所述的氦氧混合自动供气系统，其特征是所述控制平台上安装与控制器（6）电连接的人机界面触摸屏（18）。

6.如权利要求1所述的氦氧混合自动供气系统，其特征是所述控制平台上安装有与控制器（6）电连接的声光报警器（19）。