本发明专利技术属于气体分离技术领域，具体为一种分布式安装的可穿戴背心式高原个体用制氧装置。本发明专利技术装置包括：压缩模块、氧分离模块、供气模块、电力模块、控制模块、微压传感器、可穿戴背心、氧气鼻吸软管或面罩，以及太阳能充电模块；各个功能模块分别以外挂袋或者缝制形式与可穿戴背心组合；并且各个功能模块分别设置有各种接口，便于与相关模块接插连接；使所有连接管路、电力与控制电缆隐藏在可穿戴背心中，整个可穿戴背心简洁、美观；本装置便于快速拆装、更换、维护保养和日常检修；另外，电力模块独可携带多个，便于更换，以延长续行时间。本发明专利技术装置适于高原缺氧环境下个体人员使用，尤其适于高原缺氧环境下战时单兵使用。
【技术实现步骤摘要】
一种分布式安装的可穿戴背心式高原个体用制氧装置
本专利技术属于气体分离
，具体涉及一种高原个体用制氧装置。
技术介绍
随着海拔高度的不断上升，大气中的含氧量（绝对值，g/m3）和氧分压（压力值，kPa）相应下降，血液中的含氧量(血氧饱和度)降低，人体的自然反应随之剧烈，造成如心率加快、反应迟缓、情绪急躁、免疫力下降等人体伤害，伴生出现如头痛、腹胀、脱发、呼吸困难、精神不振、睡眠质量不高、记忆力减退甚至肺水肿死亡等一系列问题，无论是急进高原的作战部队、政府或工业部门的干部职工、旅行者，还是世居高原的藏民，有效的供氧都是非常重要的解决方案。目前，面向个体的供氧方法中，大都采用便携式氧气瓶、液氧罐、便携式制氧机，显然，携带氧气、液氧的方法，受制于携带量；采用直接自空气中制氧的方法，受制于额定所需制氧量条件下所需的能量（电力）。尤其目前的这些面向个体的供氧方法，其产品结构大都采用传统的“集成式”安装方法，将供气设施集成为一个有较为严格外部物理尺寸约束的装置，因为这些外部尺寸“约束”，整体散热通风流道设计、各部件固定约束点、功能分割条件下的安装顺序，维护保养的拆装顺序，这些，使得浓缩器的尺寸、体积、重量以及所需功率、续航综合保障能力的设计挑战巨大，即使部分产品耦合采用了脉冲呼吸的设计，以期望减少单位呼吸频率下的供氧量而降低设备供气流量的需求，但本质上因为“集成式”安装，均存在设计、制造上的难度，因此，亟需一种更为有效的可面向高原作战用途的制氧方法与装置的解决方案。
技术实现思路
鉴于以上情况，本专利技术的目的在于提供一种分布式安装的可穿戴背心式高原个体用制氧装置。本专利技术提供的分布式安装的可穿戴背心式高原个体用制氧装置，包括：压缩模块、分离功能模块、供气模块、电力模块、控制模块、微压传感器、可穿戴背心、氧气鼻吸软管或面罩，以及优选但非必要的太阳能充电模块，其中：所述压缩模块，用于将空气压缩至适合分离的压力，包括空气压缩机、气体冷却组件、气体过滤组件、散热通风组件，集成安装在一个单元内，以外挂袋或缝制形式与可穿戴背心组合；并预留有可插拔式标准电力接口、控制接口、气源接口，电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；其中，电力接口与控制接口可采用多芯电缆合并输送；气源接口用于与分离功能模块的进排气阀组的进气口以气管（软管）相连接；压缩模块与可穿戴背心组合时，应可确保与外界大气相连通，制氧所需的原料空气与散热通风所需的空气可自外界补给，并且散热通风排除的热空气可排向外界环境；所述分离功能模块，采用变压吸附方法制取氧气；分离功能模块包括分离模块，进排气阀组；分离模块与进排气阀组两者可集成安装、也可分开安装，以外挂袋或缝制形式与可穿戴背心组合；优选集成安装，以尽可能减少分离模块与进排气阀组之间的连接管路；并且预留有可插拔式气源输入接口、气源输出接口、电力接口和控制接口，气源输入接口用于与压缩模块的出气口以气管（软管）相连接，接收前级压缩模块提供的压缩空气；气源输出接口用于与供气模块以气管（软管）相连接；电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；其中，电力接口与控制接口可采用多芯电缆合并输送；分离功能模块以外挂袋或缝制形式与可穿戴背心组合时，应确保与外界大气相连通，确保将制氧产生的废气排向大气；所述供气模块，包括储罐或气囊、供气阀组件，储罐或气囊用于接收前级分离功能模块制取的氧气，并予暂存，供气阀用于控制氧气持续或者脉冲形式通过鼻吸软管送给人员呼吸；其中，储罐或气囊与供气阀两者可集成安装，也可分开安装，以外挂袋或缝制形式与可穿戴式背心组合，优选集成安装，以尽可能减少之间的连接管路；并且预留可插拔式气源输入接口、气源输出接口、电力接口、控制接口；气源输入接口用于与分离功能模块的出气口以气管（软管）相连接，接收前级分离功能模块产生的氧气；气源输出接口，用于将储罐或气囊中的氧气通过供气阀以氧气鼻吸软管送给人员呼吸；电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；其中，电力接口与控制接口可采用多芯电缆合并输送；所述电力模块，为装置提供电力储存、充电、供电、电源管理，并接受控制模块的电源管理和控制；电力模块包括电源电芯等储能设备、外壳等，以外挂袋或缝制形式与在穿戴背心组合；并且预留有可插拔式标准电力接口、控制接口，电力接口用于与充电模块、其它用电负载（如压缩模块的压缩机、散热通风鼓风机，进排气阀组的电磁阀，供气模块的供气电磁阀、微压传感器、温度传感器等）以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；其中，电力接口与控制接口可采用多芯电缆合并输送；所述控制模块，对充电模块、电力模块、压缩模块、分离功能模块、供气模块进行控制与管理，控制动力设备的启停、负荷调节、阀门的开关以及运算等，以外挂袋或缝制形式与可穿戴背心组合，并且预留有可插拔式各种接口，用于与充电模块、电力模块、压缩模块、分离功能模块、供气模块连接；所述微压传感器，设置于分离模块的富氧气出口处，用于检测富氧气出口压力，并将检测到压力信息传输给控制模块；所述太阳能充电模块，为装置提供电力，安装在可穿戴背心的背面，并且预留有可插拔式标准电力接口、控制接口，电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；电力接口与控制接口可采用多芯电缆合并输送；所述可穿戴背心的颈脖处预留有标准接口，用于与所述氧气鼻吸软管、供氧面罩连接，向人员提供氧气。本专利技术中，所述可穿戴背心，可以是各种背心、马甲等，适合分布式安装各功能模块即可；各个功能模块分别以外挂袋或者缝制形式与可穿戴背心组合，所有连接管路、电力与控制电缆隐藏在其中，使得整个可穿戴背心简洁、美观；并且，各功能模块均预留有安装接口，便于快速拆装、更换、维护保养、日常检修；由于电力模块独立，可携带多个，便于更换，以延长续航时间。本专利技术的提供的便于人员个体携带的单兵供氧装置，优选采用脉冲供气方式，尤其优选可以跟随呼吸频率及时供气：本装置的工作流程为：由分离模块制取的富氧通过供气软管送至鼻子入口，当人体吸气时，即可将管道内压力造成一定程度的负压，安装在富氧出口的微压传感器即可感知并通过控制模块打开供气阀，通过供气软管迅速向人体供气；反之，当人体呼气时，安装在富氧出口的微压传感器即可感知压力变化，通过控制模块关闭供气阀，停止通过供气软管向人体供气，而将制取的富氧存储起来使用，节约了这部分气体的浪费。本专利技术装置更优选采用可跟随呼吸频率变化而改变供气流量的脉冲式供氧方式：在供气呼吸频率变化时，通过改变氧气浓缩器的运行负荷：通过控制系统打开供气阀使实际供气量同步变化，并通过控制系统作用于压缩机，调整其负荷（如调整其运行频率）即可降低电力消耗，可增强续航时间。本专利技术装置，相对于目前市场上的单兵便携式制氧机，由于没有了严格的整体尺寸的物理约束，大幅简化了设计难度，降低了生产制造的安装难度。采用本专利技术装置，不排除耦合如分布式安装伴热带，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式安装的可穿戴背心式高原个体用制氧装置，其特征在于，包括：压缩模块、分离功能模块、供气模块、电力模块、控制模块、微压传感器、可穿戴背心、氧气鼻吸软管或面罩，以及太阳能充电模块，其中：/n所述压缩模块，用于将空气压缩至适合分离的压力，包括空气压缩机、气体冷却组件、气体过滤组件、散热通风组件，集成安装在一个单元内，以外挂袋或缝制形式与可穿戴背心组合；并预留有可插拔式标准电力接口、控制接口、气源接口，电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；气源接口用于与分离功能模块的进排气阀组的进气口以软管相连接；/n所述分离功能模块，采用变压吸附方法制取氧气；分离功能模块包括分离模块、进排气阀组；分离模块与进排气阀组两者集成安装或者分开安装，以外挂袋或缝制形式与可穿戴背心组合；并且预留有可插拔式气源输入接口、气源输出接口、电力接口和控制接口，气源输入接口用于与压缩模块的出气口以软管相连接，接收前级压缩模块提供的压缩空气；气源输出接口用于与供气模块以软管相连接；电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；/n所述供气模块，包括储罐或气囊、供气阀组件，储罐或气囊用于接收前级分离功能模块制取的氧气，并予暂存，供气阀用于控制氧气持续或者脉冲形式通过鼻吸软管送给人员呼吸；其中，储罐或气囊与供气阀两者集成安装或者分开安装，以外挂袋或缝制形式与可穿戴式背心组合；并且预留可插拔式气源输入接口、气源输出接口、电力接口、控制接口；气源输入接口用于与分离功能模块的出气口以软管相连接，接收前级分离功能模块产生的氧气；气源输出接口，用于将储罐或气囊中的氧气通过供气阀以氧气鼻吸软管送给人员呼吸；电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；/n所述电力模块，为装置提供电力储存、充电、供电、电源管理，并接受控制模块的电源管理和控制；电力模块包括电源电芯储能设备、外壳，以外挂袋或缝制形式与在穿戴背心组合；并且预留有可插拔式标准电力接口、控制接口，电力接口用于与充电模块、其它用电负载以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；/n所述控制模块，用于对充电模块、电力模块、压缩模块、分离功能模块、供气模块进行控制与管理，控制动力设备的启停、负荷调节、阀门的开关以及运算，以外挂袋或缝制形式与可穿戴背心组合；并且预留有可插拔式各种接口，用于与充电模块、电力模块、压缩模块、分离功能模块、供气模块连接；/n所述微压传感器，设置于分离模块的富氧气出口处，用于检测富氧气出口压力，并将检测到压力信息传输给控制模块；/n所述太阳能充电模块，为装置提供电力，安装在可穿戴背心的背面，并且预留有可插拔式标准电力接口、控制接口；电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；/n所述可穿戴背心的颈脖处预留有标准接口，用于与所述氧气鼻吸软管、供氧面罩连接，向人员提供氧气。/n...
【技术特征摘要】
1.一种分布式安装的可穿戴背心式高原个体用制氧装置，其特征在于，包括：压缩模块、分离功能模块、供气模块、电力模块、控制模块、微压传感器、可穿戴背心、氧气鼻吸软管或面罩，以及太阳能充电模块，其中：
所述压缩模块，用于将空气压缩至适合分离的压力，包括空气压缩机、气体冷却组件、气体过滤组件、散热通风组件，集成安装在一个单元内，以外挂袋或缝制形式与可穿戴背心组合；并预留有可插拔式标准电力接口、控制接口、气源接口，电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；气源接口用于与分离功能模块的进排气阀组的进气口以软管相连接；
所述分离功能模块，采用变压吸附方法制取氧气；分离功能模块包括分离模块、进排气阀组；分离模块与进排气阀组两者集成安装或者分开安装，以外挂袋或缝制形式与可穿戴背心组合；并且预留有可插拔式气源输入接口、气源输出接口、电力接口和控制接口，气源输入接口用于与压缩模块的出气口以软管相连接，接收前级压缩模块提供的压缩空气；气源输出接口用于与供气模块以软管相连接；电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；
所述供气模块，包括储罐或气囊、供气阀组件，储罐或气囊用于接收前级分离功能模块制取的氧气，并予暂存，供气阀用于控制氧气持续或者脉冲形式通过鼻吸软管送给人员呼吸；其中，储罐或气囊与供气阀两者集成安装或者分开安装，以外挂袋或缝制形式与可穿戴式背心组合；并且预留可插拔式气源输入接口、气源输出接口、电力接口、控制接口；气源输入接口用于与分离功能模块的出气口以软管相连接，接收前级分离功能模块产生的氧气；气源输出接口，用于将储罐或气囊中的氧气通过供气阀以氧气鼻吸软管送给人员呼吸；电力接口用于与电力模块以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；
所述电力模块，为装置提供电力储存、充电、供电、电源管理，并接受控制模块的电源管理和控制；电力模块包括电源电芯储能设备、外壳，以外挂袋或缝制形式与在穿戴背心组合；并且预留有可插拔式标准电力接口、控制接口，电力接口用于与充电模块、其它用电负载以电力线束连接；控制接口用于与控制模块以电力线束连接；
所述控制模块，用于对充电模块、电力模块、压缩模块、分离功能模块、供气模块进行控制与管理，控制动力设备的启停、负荷调节、阀门的开关以及运算，以外挂袋或缝制形式与可穿戴背心组合；并且预留有可插...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈奕璇，张钢，罗二平，申广浩，王晨，汤池，谢康宁，景达，姜茂刚，翟明明，刘娟，颜择栋，张晨旭，李远辙，罗鹏，李新，俞晓峰，顾修筑，贾吉来，谢东红，邵华，李超，冯之廷，訾文涛，胡旭，
申请(专利权)人：上海穗杉实业股份有限公司，中国人民解放军陆军军医大学，中国人民解放军空军军医大学，陕西莫格医用设备有限公司，航天金鹏科技装备北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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