【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辅助呼吸装置，特别是适用于高原低压地区的高原辅助呼吸装置。
技术介绍
1、在高原地区中，空气中氧气、氮气占比与平原相似，但氧分压远低于平原，从而带来高反等疾病。2006年，罗二平教授等提出《便携式高原呼吸增氧装置及其应用》（以下简称呼吸增氧装置），将高原气体加压，压缩至常压的气体时，加压气体理论上与平原气体相同，再以加压吸气方式以满足机体吸氧需求。然呼吸装置如何将压缩气体转移至机体，是原授权专利中忽视的技术问题。肺部的扩张吸气，在常压环境下认为是靠机体“吸”进去的；呼吸增氧装置提供的常压气体，似乎也理所当然的认为机体能吸进去。然而现实的情况却不是这样的。假如在海拔3600米的高原（气压约为0.7标准大气压），呼吸增氧装置内存在1升的常压气体，而机体单次吸气0.5升。那么相当于1.0升的常压气体膨胀了，若膨胀至1.5升，则此时肺部气体的气压不到0.7标准大气压。加压后的气体难以气压相对稳定的转移，是呼吸增氧装置难以发挥理想效果的主要原因。如何解决这个问题，储压器（专利申请号2023100788004）、储气器（2023105945622）可解决气体稳态转移的问题。虽两专利技术均提及可解决高原反应，但又不限于解决高原反应，上述两专利技术中未具体阐明如何运用储压器、储气器克服高反的技术方案。本专利技术就利用上述储压器、储气器中展示的技术方案予以应用化的衍生专利技术，展示其在解决高反这一具体
中的价值。
技术实现思路
1、本专利技术的构思均是站在呼吸增氧装置的角度，如何
2、第一种高原辅助呼吸装置的结构包括装有液体（液体可采用水、液体合金等）的壳体，所述壳体内部设有吸气腔体、呼气腔体，当所述腔体内含有气体且腔体浸没于液体中时，气体受到周围液体挤压，通过调节腔体所处液体深度进而控制腔体内气体气压。腔体可以是一个固定在液体深处的一个橡胶气球，也可以与壳体一体化设计，像一个倒扣的水杯等。作为吸气腔体，其气腔容积要大，若单次吸气0.5升，则气腔容积最好留有一定裕量、大于0.5升（除非空气压缩机输气量很大，腔体容积可小于单次吸气体量）。所述吸气腔体位于呼气腔体下方，吸气腔体内的气压略大于呼气腔体，有以下考虑：吸气会一定程度降低液面高度、升高气液交界面，则吸气会略微使气压降低。而不断的充气行为会使吸气气腔气压回升至吸气前的状态。若呼气至吸气腔体内，在气压差不大的情况下机体可以在吸气气腔内同时实现吸气和呼气行为，但这相对而言耗费体力。将呼气腔体置于吸气腔体上方，系考虑到提高呼气的低负担性。但若直接呼气至环境，则容易使面罩内气压骤降，气压差过大。人体内也有气压，体内外气压差过大对耳部等敏感部位具有一定副作用。以上系储气器的结构。所述空气压缩机与吸气腔体通过通气管连接，打开空气压缩机往吸气腔体内输送气体。此处使用压缩机的目的是为了将气体运输至相对环境气压更高的吸气腔体内。腔体内气压大小，并不取决于空气压缩机，而是取决于周围液压。所述面罩通过通气管分别与吸气腔体、呼气腔体连接，所述自动控制器当检测到吸气动作终止（包括检测到呼气动作开始）时，面罩与呼气腔体间的通气通道打开（同时闭合与吸气腔体连接的通气管），此时吸气腔体是一个相对隔绝环境的密闭空间，空气压缩机往吸气腔体空间内输送气体为下一次吸气准备。所述自动控制器当检测到呼气动作终止（包括当检测到吸气动作开始）时，面罩与吸气腔体间的通气通道打开，此时呼气腔体是一个相对独立的气体空间。为了防止液体倒灌，使用时，壳体可放于相对低位，佩戴者位于相对高位；或增设止逆阀防止液体倒灌设备。
3、第二种高原辅助呼吸装置的结构包括装有液体的壳体，所述壳体内设有包括隔档的呼吸腔体，所述呼吸腔体随腔体内气体量增加，在隔档的调节下，腔体上浮以降低腔体内的气压值、随腔体内气体量减少，在隔档的调节下，腔体下沉以增高腔体内的气压值，以上系储压器结构。隔档如何调节腔体内气压在现有技术中已详有说明，不再赘述。所述呼吸腔体优先采用倒“u”型结构，当气体过多时通过下浮溢出腔体上浮至液面而释放。所述空气压缩机与呼吸腔体通过通气管连接，所述面罩通过通气管分别与呼吸腔体连接。当腔体内气体减少时，可视为进行了吸气，气压增加；当腔体内气体增加时，可视为空气压缩机在供气为下一次吸气准备，同时期间将发生呼气行为，气压降低，也便于呼气。如此吸气气压略高、呼气气压略低，使机体低负担呼吸（耗费较少体力完成呼吸）。相对于第一种高原辅助呼吸装置，本装置的储压器机构比储气器结构复杂，设有隔档装置，然相比较而言，自动控制器的成本比隔档的成本更高，故在追求低负担的呼吸下，本结构更具有成本优势。
4、第三种高原辅助呼吸装置的结构包括设有运动滑轨的壳体，所述运动滑轨上设有可上下运动的隔档，隔档和运动滑轨间可通过齿轮结构密切连接，使隔档与运动滑轨间运动时能减少运动摩擦力，在需要保持密闭状态下也能实现相对的密闭功能（运动滑轨穿过整个隔档的情况下需要考虑滑轨与隔档间相对接触密闭）。所述隔档与壳体间设有软质隔膜，隔膜具有小幅弹性，隔膜在隔档与壳体间呈现为倒“u”型结构，所述隔档、隔膜下方的壳体形成一个密闭的呼吸腔体，通过隔档重力大小选择、壳体横截面大小共同控制呼吸腔体内气压。在隔档重力确定的情况下，壳体上方横截面相较壳体下方横截面更大，使呼吸腔体内气体越多时气压越小，气体越少气压越大。所述运动滑轨上方设有凹槽，隔档运行至凹槽处时，凹槽破坏下方气体空间的密闭性，实现对外排放气体，所述空气压缩机与呼吸腔体通过通气管连接，所述面罩通过通气管与呼吸腔体连接。与隔膜接触的壳体上可设有众多小孔，使壳体与隔膜间不会存在气体鼓包。与第一第二种高原辅助呼吸装置相比，本装置不依赖液体深度，装置能更小巧，从而更具有携带便利性。
5、作为进一步改进，将第三种重力控压技术与第一种或第二种高原辅助呼吸装置结合。基于完全采用液压控制气压，在液体采用常用的水为介质时，1个标准大气压的压差需要10.33米的液体高度。0.3个标准大气压也要3米左右的液体深度。而单纯使用重力控制气压，在提高呼吸机体低负担性上不如液压灵活，特别是当装置有多人共同使用时吸气腔体与呼气腔体分离更为优选方案或必选方案。在两种装置叠加下，可有效降低需要的液压高度，保持腔体设计灵活性。具体结构为：壳体上方加设有运动滑轨，所述运动滑轨上设有可上下运动的隔档，所述隔档与壳体间设有软质隔膜，所述隔档、隔膜下方、液体上方形成一个密闭的气体空间，所述运动滑轨上方设有凹槽，隔档向上运行至凹槽处时，隔档与运动滑轨间因凹槽的出现而使隔膜下方、液体上方的密闭气体空间与外界连通，部分气体（液体上方的气体）对外排放气体。当气体排放后，基于内部气体减少，无法支撑隔档位于高位状态，隔档会在重力作用下再次下降而停止排气。在该体系下，空气压缩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高原辅助呼吸装置，包括装有液体（1）的壳体（2），所述壳体（2）内部设有吸气腔体（3）、呼气腔体（4），当所述腔体内含有气体且腔体浸没于液体（1）中时，气体受到周围液体（1）挤压，通过调节腔体所处液体（1）深度进而控制腔体内气体气压，其特征在于：所述吸气腔体（3）位于呼气腔体（4）下方，还包括通气管（5）、空气压缩机（6）、自动控制器（7）、面罩（8），所述空气压缩机（6）与吸气腔体（3）通过通气管（5）连接，所述面罩（8）通过通气管（5）分别与吸气腔体（3）、呼气腔体（4）连接，所述自动控制器（7）当检测到吸气动作终止时，面罩（8）与呼气腔体（4）间的通气通道打开、所述自动控制器（7）当检测到呼气动作终止时，面罩（8）与吸气腔体（4）间的通气通道打开。
2.另一种高原辅助呼吸装置，包括装有液体（1）的壳体（2），所述壳体（2）内设有包括隔档（9）的呼吸腔体（10），所述呼吸腔体（10）在隔档（9）的调节下，随腔体内气体量增加，隔档（9）通过调节腔体上浮幅度控制腔体内的气压降低幅度、随腔体内气体量减少，在隔档（9）的调节下，腔体下沉并增高腔体内的气压，其特征在
3.第三种高原辅助呼吸装置，包括设有运动滑轨（11）的壳体（2），所述运动滑轨（11）上设有可上下运动的隔档（9），所述隔档（9）与壳体（2）间设有软质隔膜（12），所述隔档（9）、隔膜（12）下方的壳体（2）形成一个密闭的呼吸腔体（10），通过调节隔档（9）的重力、壳体（2）横截面共同控制呼吸腔体（10）内气压，其特征在于：壳体（2）上方横截面相较壳体下方横截面更大，使呼吸腔体（10）内气体越多气压越小，所述运动滑轨（11）上方设有凹槽（13），隔档（9）运行至凹槽（13）处时凹槽（13）对外排放气体，还包括通气管（5）、空气压缩机（6）、面罩（8），所述空气压缩机（6）与呼吸腔体（10）通过通气管（5）连接，所述面罩（8）通过通气管（5）与呼吸腔体（10）连接。
4.根据权利要求1或2所述高原辅助呼吸装置，其特征在于：壳体（2）上方加设有运动滑轨（11），所述运动滑轨（11）上设有可上下运动的隔档（9），所述隔档（9）与壳体（2）间设有软质隔膜（12），所述隔档（9）、隔膜（12）下方、液体（1）上方形成一个密闭的气体空间，并可通过运动滑轨（11）上设有凹槽（13）进行排气。
5.根据权利要求1或2所述高原辅助呼吸装置，其特征在于：所述腔体（包括吸气腔体（3）、呼气腔体（4）和呼吸腔体（10））通过升降装置（14）实现在液体（1）中的深度调整。
6.根据权利要求1所述高原辅助呼吸装置，其特征在于：当所述与呼气气腔（4）相连的通气管（5）在液体（1）中保持端口朝下时，呼气气腔（5）可取消；当用于呼气的通气管（5）取消时，则一并取消自动控制器（7）。
7.根据权利要求2所述高原辅助呼吸装置，其特征在于：所述隔档（9）采用轻质浮块时，隔档（9）与呼吸腔体（10）间采用柔性绳（15）连接，并通过调节隔档（9）与呼吸腔体（10）间的柔性绳（15）长短调节腔体深度进而调节腔体内气压。
8.根据权利要求3或4所述高原辅助呼吸装置，其特征在于：在所述腔体上增设抽气泵（16）替代凹槽（13）进行排气，所述隔档（9）重力可通过增减配重物调整。
9.根据权利要求4所述高原辅助呼吸装置，其特征在于：所述隔膜（12）与液体（1）间的气体量固定，腔体内的气体排放通过抽气泵（16）对外排放。
10.根据权利要求1至9所述高原辅助呼吸装置，其特征在于：所述面罩（8）采用头盔外形，使眼耳鼻口外部气体与环境气体物理隔绝，所述面罩（8）上设有紧急通气阀（17）。
...【技术特征摘要】
1.一种高原辅助呼吸装置，包括装有液体（1）的壳体（2），所述壳体（2）内部设有吸气腔体（3）、呼气腔体（4），当所述腔体内含有气体且腔体浸没于液体（1）中时，气体受到周围液体（1）挤压，通过调节腔体所处液体（1）深度进而控制腔体内气体气压，其特征在于：所述吸气腔体（3）位于呼气腔体（4）下方，还包括通气管（5）、空气压缩机（6）、自动控制器（7）、面罩（8），所述空气压缩机（6）与吸气腔体（3）通过通气管（5）连接，所述面罩（8）通过通气管（5）分别与吸气腔体（3）、呼气腔体（4）连接，所述自动控制器（7）当检测到吸气动作终止时，面罩（8）与呼气腔体（4）间的通气通道打开、所述自动控制器（7）当检测到呼气动作终止时，面罩（8）与吸气腔体（4）间的通气通道打开。
2.另一种高原辅助呼吸装置，包括装有液体（1）的壳体（2），所述壳体（2）内设有包括隔档（9）的呼吸腔体（10），所述呼吸腔体（10）在隔档（9）的调节下，随腔体内气体量增加，隔档（9）通过调节腔体上浮幅度控制腔体内的气压降低幅度、随腔体内气体量减少，在隔档（9）的调节下，腔体下沉并增高腔体内的气压，其特征在于：还包括通气管（5）、空气压缩机（6）、面罩（8），所述空气压缩机（6）与呼吸腔体（10）通过通气管（5）连接，所述面罩（8）通过通气管（5）与呼吸腔体（10）连接。
3.第三种高原辅助呼吸装置，包括设有运动滑轨（11）的壳体（2），所述运动滑轨（11）上设有可上下运动的隔档（9），所述隔档（9）与壳体（2）间设有软质隔膜（12），所述隔档（9）、隔膜（12）下方的壳体（2）形成一个密闭的呼吸腔体（10），通过调节隔档（9）的重力、壳体（2）横截面共同控制呼吸腔体（10）内气压，其特征在于：壳体（2）上方横截面相较壳体下方横截面更大，使呼吸腔体（10）内气体越多气压越小，所述运动滑轨（11）上方设有凹槽（13），隔档（9）运行至凹槽（13）处时凹...
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