一种高海拔旅游途中的便携供氧方法技术

本发明专利技术涉及一种高海拔旅游途中的便携供氧方法，包括如下步骤：S1、当需要对储气瓶进行灌充时，经制氧机构制取的富氧气体经过控制单元的充氧电磁阀及单向阀进入储气瓶内．第一压力传感器实时监测充氧压力，当瓶内氧气压力达到设定值时，充氧自动停止，完成储气瓶的灌充；S2、当储气瓶作为供氧瓶时，通过第一减压阀调节压力至0.3～0.6MPa，并通过供氧电磁阀将氧气从供氧端输出至氧气面罩内，第二压力传感器实时监测供氧压力，开始氧气的供给；本发明专利技术提供的便携供氧方法，同时具有制氧和供氧功能，有效提高血氧饱和度，克服缺氧困难。克服缺氧困难。克服缺氧困难。

【技术实现步骤摘要】
一种高海拔旅游途中的便携供氧方法


[0001]本专利技术属于供氧
，具体涉及一种高海拔旅游途中的便携供氧方法。

技术介绍

[0002]人体的生命活动需要的能量都是靠组织细胞的氧化代谢来提供，人体进行新陈代谢活动的时候需要的能量和维持体温的热能都是通过对体内营养物质的氧化来获得的，而氧化代谢所需要的氧则是由呼吸获得的。人体的能量代谢是在线粒体中进行的，通过把摄入的营养物质进行氧化才能够获得能量，因此能量的获得必须要有足够的氧气供应才能实现。在旅游途中，由于海拔升高、空间封闭、气流阻塞以及生理特征等因素引起人体外部环境或内部环境出现短时急性缺氧或长期慢性缺氧，导致机体功能出现障碍。由于人的神经组织对内外环境变化最为敏感，因此在缺氧条件下，脑功能损害发生最早，损害程度也比较严重，且暴露时间越长，损害越严重，特别是对感觉、记忆、思维和注意力等认知功能的影响显著而持久，因而，在高原低氧环境条件下，严重时血压增高、心跳加快、甚至出现昏迷现象，对抗缺氧的最好办法是供氧，以此减轻和消除由于缺氧所引起的各种症状。
[0003]在氧气稀薄地区旅游时，人体易因为缺氧和对海拔高度的不适应造成身体伤害，且这些地区一般徒步旅行较多，尤其在高海拔地区，大气中大气压和氧分压的下降，会导致人体肺泡内气体氧分压和动脉血氧分压随之降低，产生低张性缺氧，从而引起血氧饱和度下降，心率升高，使人体因缺氧而产生一系列生理和病理改变，如头痛、头晕、恶心、呕吐、失眠、食欲减退、疲倦、呼吸困难等，严重时引发急慢性高原病。目前常用的应对策略是使用液体瓶装氧，但液态瓶装氧不便于储存和携带，且存在一定的安全隐患，且容量有限，对于特殊时刻急需供氧的情况不太有利。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决
技术介绍
中所提出的问题，而提供一种高海拔旅游途中的便携供氧方法，根据空气不同组分在压力差的作用下透过膜的渗透速率差异，使渗透速率相对快的氧气得到富集，从而制取富氧气体，通过呼吸面罩将富氧气体输送到人体鼻腔供人体呼吸，使富氧气体直接进入人体呼吸，能有效提高血氧饱和度，克服缺氧困难。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：一种高海拔旅游途中的便携供氧方法，包括壳体、设于壳体内的制氧机构和控制氧气充气、供氧的控制单元，包括如下步骤：S1、当需要对储气瓶进行灌充时，经制氧机构制取的富氧气体经过控制单元的充氧电磁阀及单向阀进入储气瓶内．第一压力传感器实时监测充氧压力，当瓶内氧气压力达到设定值时，充氧自动停止，完成储气瓶的灌充；S2、当储气瓶作为供氧瓶时，通过第一减压阀调节压力至0.3～0.6MPa，并通过供氧电磁阀将氧气从供氧端输出至氧气面罩内，第二压力传感器实时监测供氧压力，开始氧气的供给。
[0006]优选的，所述的制氧机构包括将壳体内部分隔为上腔室和下腔室的隔板，所述的下腔室内设有真空泵，所述的上腔室内设有与真空泵连接的板式富氧膜组，所述的真空泵将经板式富氧膜组形成的富氧气体通过增压泵输送至设于壳体内部的储气瓶内。
[0007]优选的，所述的壳体的底部铺设有对进入壳体内气体进行过滤的滤网，所述的下腔室内还设有将外部气体抽入壳体内的负压风机。
[0008]优选的，所述的板式富氧膜组的抽气端与真空泵的进气口连通，所述的板式富氧膜组的进气端与真空泵的出气口端连通，在板式富氧膜组内外侧形成压力差。
[0009]优选的，所述的板式富氧膜组采用高分子硅橡胶负荷分离膜材质，所述的高分子硅橡胶负荷分离膜材质的透气量为14.6
×
10
‑4‑
18.3
×
10
‑4(STP)cm3/(s
·
cm2·
cmHg)。
[0010]原料气体与膜表面接触，气体混合物中的渗透组分在高压侧溶解在膜表面上，其次渗透组分在溶解产生的浓度梯度作用下从膜的高压侧通过分子扩散传递到膜的低压侧，随后在膜的低压侧解吸到气相，待膜中渗透组分浓度梯度沿膜厚方向变成直线时达到稳定状态。
[0011]优选的，所述的供氧电磁阀通过波纹管道将富氧气体输送至氧气面罩内，所述的氧气面罩上设有调节氧气浓度的调节机构，所述的调节机构包括设于波纹管道与氧气面罩连接处的容置壳，所述的容置壳朝向氧气面罩外部的两侧面上分别设有氧气进口和空气进口，所述的空气管道连接至设于壳体的下腔室内的空压机，所述的容置壳内设有与氧气进口和空气进口连通的平衡组件，所述容置壳朝向氧气面罩内部的一侧面上设有氧气出口，所述平衡组件依次通过阀体和第二减压阀将空氧混合气体输送至氧气出口。
[0012]优选的，所述的平衡组件将平衡后的同等压力的富氧气体和空气输送至阀体，所述的平衡组件包括密封腔和设于密封腔内的第一活塞和第二活塞，所述的第一活塞和第二活塞将密封腔依次分隔为第一腔体、第三腔体和第二腔体，所述的第一腔体和第三腔体连通至氧气进口，所述的第三腔体和第二腔体连通至空气进口，所述的第一腔体和第二腔体的出口端与阀体连通。
[0013]优选的，所述的阀体由步进电机驱动控制氧气和空气的流入量，所述的步进电机根据氧气浓度传感器传输至PLC控制器的氧气浓度数据驱动阀体，所述的阀体两端的入口处采用完全相同的两减缩喷管结构，所述的步进电机通过控制阀体内阀杆的移动得到一定浓度的空氧混合气体。
[0014]优选的，所述壳体的外部覆设有可折叠的铜铟镓硒薄膜太阳能电池，为制氧机构供电。
[0015]优选的，所述的平衡组件平衡后的压力P满足：P=(P1V1+P2V2+P1V3+P2V3)/(V1+V2+V3)，其中P1为通入平衡组件内的富氧气体的压力，P2为通入平衡组件内的压缩空气的压力，V1为通入气体前第一腔体的容积，V2为通入气体前第二腔体的容积，V3为通入气体前第三腔体的容积，平衡后的压力P仅与初始的空气和富氧气体的压力以及三个腔体的初始容积有关，且活塞平衡的过程是瞬时完成的，所以经平衡组件流出的空气和氧气的压力始终是平衡的。
[0016]优选的，经阀体混合后输出的空氧混合气体的氧浓度A满足：A=(79L+21b)/b，其中L为阀体的阀杆的移动距离，b为阀体的入口处的宽度，在阀体两端结构完全一致的前提下，匀速调整阀杆可使混合气体的氧浓度线性变化，步进电机
每走一步所产生的位移是恒定的，采用步进电机带动阀杆，通过控制步进电机的步数来确定输出的氧浓度。
[0017]优选的，所述的第一压力传感器、第二压力传感器、氧气浓度传感器通过AD模块连接至PLC控制器，所述的PLC控制器还包括有灌充报警模块和供氧报警模块。
[0018]优选的，所述的壳体还连接有便于携带的背带，所述壳体靠近人体的一侧外部包覆有柔性垫。
[0019]优选的，所述的氧气面罩上设有吸气阀门和呼气阀门，所述的吸气阀门和呼气阀门均采用单向阀，所述的吸气阀门与调节机构连通并用来接收调节机构供给的气体，所述的呼气阀门用于将氧气面罩内的气体排出。
[0020]优选的，所述的氧气面罩内的气体密度ρ满足：ρ=ρ0+(Q
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高海拔旅游途中的便携供氧方法，其特征在于：包括壳体（1）、设于壳体（1）内的制氧机构和控制氧气充气、供氧的控制单元，包括如下步骤：S1、当需要对储气瓶（10）进行灌充时，经制氧机构制取的富氧气体经过控制单元的充氧电磁阀（13）及单向阀（14）进入储气瓶内．第一压力传感器（15）实时监测充氧压力，当瓶内氧气压力达到设定值时，充氧自动停止，完成储气瓶（10）的灌充；S2、当储气瓶（10）作为供氧瓶时，通过第一减压阀（17）调节压力至0.3～0.6MPa，并通过供氧电磁阀（18）将氧气从供氧端输出至氧气面罩内，第二压力传感器（16）实时监测供氧压力，开始氧气的供给。2.根据权利要求1所述的一种旅游途中的便携式供氧装置，其特征在于：S1中，所述的制氧机构包括将壳体（1）内部分隔为上腔室（3）和下腔室（4）的隔板（2），所述的下腔室（4）内设有真空泵（6），所述的上腔室（3）内设有与真空泵（6）连接的板式富氧膜组（5），所述的真空泵（6）将经板式富氧膜组（5）形成的富氧气体通过增压泵（11）输送至设于壳体（1）内部的储气瓶（10）内。3.根据权利要求2所述的一种旅游途中的便携式供氧装置，其特征在于：所述的壳体（1）的底部铺设有对进入壳体（1）内气体进行过滤的滤网（9），所述的下腔室（4）内还设有将外部气体抽入壳体（1）内的负压风机（7）。4.根据权利要求2所述的一种旅游途中的便携式供氧装置，其特征在于：所述的板式富氧膜组（5）采用高分子硅橡胶负荷分离膜材质，所述的高分子硅橡胶负荷分离膜材质的透气量为14.6
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18.3
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‑4(STP)cm3/(s
·
cm2·
cmHg)。5.根据权利要求1所述的一种旅游途中的便携式供氧装置，其特征在于：S2中，所述的供氧电磁阀（18）通过波纹管道将富氧气体输送至氧气面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，
申请(专利权)人：郑州旅游职业学院，
类型：发明
国别省市：