一种面罩式碳-氧交换型自主呼吸器及其制备方法技术

一种面罩式碳-氧交换型自主呼吸器由开口面罩、空气室、反应室、反应室连接套及呼气导管构成，气体分流是由设在空气室上方的带有三个单向阀阀片的隔板实现的，中央的单向阀只准气体出不准气体进，通过呼吸导管将呼气直接导入具有双层结构特别设计的反应室，与分层放置的金属超氧物反应，将呼出的CO2吸收生成固体K2CO2，同时放出O2，含充足氧气的气体从反应室的多孔盖子逸出，进入空气室，再经两个只准流入不准流出的单向阀吸入呼吸器官。本发明专利技术克服了混流式呼吸器，碳-氧交换反应滞后，需用氧烛提前制氧供呼吸用的弊端，可制成小巧、方便佩戴的自主供氧呼吸器，可防止有毒烟雾伤害，并作为缺氧条件下应急供氧的工具。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种面罩式碳-氧交换型自主呼吸器由开口面罩、空气室、反应室、反应室连接套及呼气导管构成，气体分流是由设在空气室上方的带有三个单向阀阀片的隔板实现的，中央的单向阀只准气体出不准气体进，通过呼吸导管将呼气直接导入具有双层结构特别设计的反应室，与分层放置的金属超氧物反应，将呼出的CO2吸收生成固体K2CO2，同时放出O2，含充足氧气的气体从反应室的多孔盖子逸出，进入空气室，再经两个只准流入不准流出的单向阀吸入呼吸器官。本专利技术克服了混流式呼吸器，碳-氧交换反应滞后，需用氧烛提前制氧供呼吸用的弊端，可制成小巧、方便佩戴的自主供氧呼吸器，可防止有毒烟雾伤害，并作为缺氧条件下应急供氧的工具。【专利说明】
本专利技术涉及一种呼气与吸气分流的面罩式碳-氧交换型自主呼吸器及其制备方法，该呼吸器是一种用于火灾中逃生的器材，属消防器材的一种。
技术介绍
据统计，火灾致死的人数中约有80%以上是被有毒烟雾熏死的，只有不到20%是被直接烧死的。因此，如何防止被熏死是减少火灾死亡人数的重要措施之一。据了解消防主管部门已要求酒店、宾馆、娱乐场所等人群集中的地方配备防烟雾器材。但是，目前市场上供上述单位应用的防烟雾器材，主要有两种:一种是用活性炭吸附过滤有害物质的过滤型呼吸器；另一种是化学制氧的自供氧呼吸器。以过滤型呼吸器用得最普遍。实践证明，这种过滤型呼吸器不能有效地防止被毒烟熏死，主要原因是过滤型呼吸器在浓烟滚滚、毒烟雾高度饱和的火灾现场，有限活性炭的吸附过滤作用很快被毒烟饱和，三几分钟内便失去滤除毒烟雾的作用。而化学氧呼吸器虽也有用超氧化物吸收CO2和放出O2供呼吸用，但是未能按反应特点，进行气体分流设计，只是一个盛有超氧化物的大气囊，呼气与吸气都在这一大气囊中，呼出的CO2要通过较慢的扩散作用，才能到达底部的反应区与超氧化物反应放出O2，部分CO2还未来得及扩散到底部又被吸入肺部。出于供氧与呼吸需要，常需要用氧烛提前产生氧气供氧。所谓氧烛就是一种可用于在缺氧环境中自救使用的通过加热氯酸钾(KClO3)或氯酸钠(NaClO3)产生氧气的装置。这种化学供氧呼吸器要附带KClO3或NaClO3制氧装置，体积较大，笨重，不便携带，成本和售价较高，不受用户欢迎，难于推广。有鉴于此，本专利技术专门设计了一种可将呼气与吸气分流，让呼出气体先与超氧化物反应，吸收了呼出的CO2，并放出O2之后，再返回空气室，供吸气之用的呼气与吸气分流的面罩式碳?氧交换型自主呼吸器，此新型设计的呼吸器克服了现有的简单气囊设计的缺点，无需用氧烛提前制氧。装置紧凑轻便，便于做成个人佩戴式逃生呼吸器，成本较低，易于推广。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种呼气与吸气分流，可让呼出的气体先进入反应室，让超氧化物吸收呼出的CO2，同时释放出O2之后再供吸入之用的新型自主呼吸器，该新型自主呼吸器可确保呼出的CO2基本被吸收清除，吸入的空气有充足的氧气。本专利技术首先提供了一种面罩式碳-氧交换型自主呼吸器，为呼气与吸气分流的面罩式碳-氧交换型自主呼吸器，包含下列部件:在开口处嵌有过滤纱布层且带有视窗的开口面罩；可让呼气和吸气分流的空气室；可吸收CO2和放出O2的碳-氧交换反应室，反应室内分层放置有超氧化物；套住并固定反应室、使与空气室紧密接合的反应室连接套；引导呼出气流直达碳-氧交换反应室的呼气导管。其中空气室的壳体内部、靠近人嘴一侧设置了带有三个单向阀阀片的隔板，隔板中央处的单向阀阀片只准气体流出，不准气体流入，两侧的两个单向阀只准气体流入，不准气体流出，中央单向阀的出口有与呼气导管连接的接口，空气室同时具有可与开口面罩与反应室连接套连接的上接口与下接口； 其中反应室是一个具有上室和下室的双层结构罐体，两层之间设置了一个特别结构的挡板，该隔板中央开有一个直径l_3cm圆孔，圆孔边沿焊接一个与圆孔直径相同且向上伸出罐体I~2cm的小圆管，圆孔周围的隔板上按同心圆方式钻有许多均匀分布的小孔，罐体最上端还有一盖子，盖子中央开有一可插入上述小圆管的圆孔，圆孔周围的盖子上也按同心圆方式钻有多个均匀分布的小孔；下室空间较小，主要供气体分配到各小孔用；上室按一层玻璃纤维布、一层超氧化物颗粒的顺序叠置足量的超氧化物，最上一层为玻璃纤维布，加盖压紧。其中开口面罩的边沿形态与人面部的形态基本匹配，用缚带或松紧带与面部扎紧，可形成密闭体系，并且在它的开口处设有一个可与空气室紧密接合的接口，接口内沿设有一个卡位，将夹有多层过滤纱布的塑胶网片嵌入卡位，另外，开口面罩上与人眼对应部位开有镶嵌透明塑胶片的视窗。其中反应室连接套是一个底部能放入反应室并将其固定，上口能与空气室(d)紧密接合的一个塑胶套。其中呼气导管是一条连接空气室上部中央单向阀出口的接口与反应室中央小圆管的塑胶软管。其中反应室内放置的超氧化物优选KO2或NaO2。其中反应室 用镀锌铁皮制造，其余有关零件均为塑料加工制造。本专利技术中的新型呼吸器的碳-氧交换是由超氧化物来完成，超氧化物(例如超氧化钾KO2)与二氧化碳反应，生成固体碳酸钾而被吸收，同时放出氧气。超氧化物还可与呼出的水蒸气反应放出氧气。人们的呼吸需要吸入氧气，呼出二氧化碳，还有少量水蒸气，这样我们就通过超氧化物将呼出的二氧化碳和水蒸气变换为氧气供吸入之用。具体反应过程如下式所示: 1)超氧化物(例如KO2)与呼出的CO2反应:4K02+2C02=2K2C03+302? 2)超氧化物(例如Κ02)与呼出的水蒸气反应:2Κ02+2Η20=2Κ0Η+Η202+02? 本专利技术另外提供了一种呼气与吸气分流的面罩式碳-氧交换型自主呼吸器的制备方法，包括如下步骤: (1)设计开口面罩各零件用塑料成型模具，采用通用塑胶加工法制备出面罩各零件，将数层过滤纱布剪成网片大小，用两个塑胶网片夹紧并压入面罩卡位中，按视窗大小剪裁透明塑料胶片，镶嵌入视窗边沿，热压或粘牢，即得开口面罩； (2)设计空气室各零件用塑料成型模具，用通用塑胶加工法制出空气室室体和单向阀阀片，将阀片固定在阀口上，即得带有三个单向阀的空气室； (3)用镀锌铁皮分别冲压和焊制反应室的上室、下室、挡板和盖子，在上、下室之间的挡板中央开设一直径I~3cm的圆孔，在圆孔周围的挡板上按同心圆方式钻出多个均匀分布的小孔；另制备一直径与上述圆孔直径相同材质为塑料的小圆管，将小圆管向上焊接在圆孔边沿，小圆管长度以伸出上室l-2cm为准；在盖子中央处也开设一直径大于小圆管I~2mm的圆孔，圆孔周围也按同心圆方式钻有多个均匀分布的小孔；然后将上室和下室套合焊死，再用玻璃纤维布按上室尺寸大小剪成小片，并在剪成小片的玻璃纤维布的中央处开一直径略大于小圆管的小孔；接下来在挡板上铺一层玻璃纤维布，再放入一层超氧化物颗粒，再铺一层玻璃纤维布，再放一层超氧化物颗粒，如此顺序放满反应室的上室为止，超氧化物颗粒层的厚度以l-3cm为准，最上一层铺1-2片玻璃纤维布，加盖压紧，即得反应室； (4)设计反应室连接套用塑料成型模具，用注射法或吹塑法制得反应室连接套； (5)设计呼气导管用塑料成型模具，用模压法或挤塑法制得呼气导管； (6)将开口面罩的接口与空气室上端接合密封，之后将反应室放入反应室连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面罩式碳‑氧交换型自主呼吸器，包含下列部件：在开口处嵌有过滤纱布层(c)且带有视窗（b）的开口面罩（a）；可让呼气和吸气分流的空气室(d)；可吸收CO2和放出O2的碳‑氧交换反应室（e），反应室内分层放置有超氧化物；套住并固定反应室(e)、使与空气室（d）紧密接合的反应室连接套(f)；引导呼出气流直达碳‑氧交换反应室的呼气导管（g）；其特征在于：空气室（d）的壳体（d1）内部、靠近人嘴一侧设置了带有三个单向阀阀片（h）的隔板（i），隔板（i）中央处的单向阀阀片只准气体流出，不准气体流入，两侧的两个单向阀只准气体流入，不准气体流出，中央单向阀的出口有与呼气导管（g）连接的接口，空气室（d）同时具有可与开口面罩（a）与反应室连接套(f)连接的上接口（q）与下接口（r）；反应室（e）是一个具有上室（e1）和下室（e2）的双层结构罐体，两层之间设置了一个特别结构的挡板（j），该挡板（j）中央开有一个直径1‑3cm圆孔，圆孔边沿焊接一个与圆孔直径相同且向上伸出罐体1～2cm的小圆管（k1），圆孔周围的挡板（j）上按同心圆方式钻有多个均匀分布的小孔，罐体最上端还有一盖子（k），盖子（k）中央开有一可插入上述小圆管（k1）的圆孔，圆孔周围的盖子（k）上也按同心圆方式钻有多个均匀分布的小孔；下室（e2）空间较小，主要供气体分配到各小孔用；上室（e1）按一层玻璃纤维布、一层超氧化物颗粒的顺序叠置足量的超氧化物，最上一层为玻璃纤维布，加盖压紧。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国风，徐宁，
申请(专利权)人：徐国风，
类型：发明
国别省市：广东;44