CN105816286B - 空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置及其使用方法 - Google Patents

空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置及其使用方法，该装置包括：空气加压舱，分别连通有氧源、缓冲气罐和储气罐；分子筛氧氮分离***，与空气加压舱连通；氧气再利用***，一端与分子筛氧氮分离***连通，一端与氧源连通；氮气再利用***，一端与分子筛氧氮分离***连通，一端通过缓冲气罐与空气加压舱连通；空气质量清新***，一端连通有空气，一端与储气罐连通；智能微电子控制***，分别与空气加压舱、分子筛氧氮分离***、氧气再利用***、氮气再利用***和空气质量清新***连接。还提供了其使用方法，包括步骤S1～S6。该装置能快速降低空气加压舱内的氧浓度，以及改善舱内空气质量。

Description

空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置及其使用方法。
背景技术
高压氧治疗分为两种：一种采用氧气加压舱高压氧治疗，舱内仅容纳1人治疗，采用纯氧加压，现因舱内氧浓度过高(氧浓度需80％以上)，安全危险性(易起火)较大，在全国各医院较少使用；另一种采用空气加压舱高压氧治疗，舱内能容纳多人同时治疗，使用压缩空气加压，患者佩戴面罩吸氧，此种方法高压氧治疗在全国各医院普遍使用。高压氧治疗过程分为加压、稳压吸氧、减压三个阶段，加压阶段采用压缩空气输入舱内使之压力升高；稳压吸氧是指舱内维持既定压力，由氧源提供氧气输进舱内供患者吸入，在稳压阶段有2次固定通风换气过程，即采取同等小流量的压缩空气进入与排出(一般为10分钟)；减压是将舱内压力减至常压从而完成治疗过程。高压氧治疗过程每次大约为2小时。
目前，空气加压舱高压氧治疗存在如下不足：
(一)空气加压舱内氧浓度高，存在安全隐患。
根据最新国家标准规定，高压氧治疗时空气加压舱内氧浓度不超过23％。空气加压舱高压氧治疗吸氧方式分为肺式供氧(俗称二级供氧)和自流式供氧(俗称一级供氧)，二级供氧患者必须扣紧面罩，使用一定呼吸功进行吸排氧；而一级供氧的氧气直接流入，患者不需额外耗费呼吸功。所以，高压氧治疗时在面罩扣戴不密封时，或舱内一级氧使用较多时，舱内氧浓度将会迅速升高。目前，当舱内氧浓度升高时处理方法是：加强压缩空气对舱内进行的通风换气，但因如下几点原因，舱内氧浓度升高现象较为普遍，且通风换气后舱内氧浓度下降很不明显。
1.现目前高压氧治疗中昏迷、气管切开、躁动患者越来越多，其只能使用一级供氧方式，而且其相应吸氧面罩扣戴不密封或无相应面罩(气管切开、儿童患者等)、或中间必须取下面罩(需吸痰、咳嗽等)等造成氧气流入舱内过多。
2.患者呼气时面罩内是正压，面罩易于不密封，导致呼出气排入舱内，而呼出气体中氧浓度也可高达50％以上。
3.一级供氧轻松，吸氧量大，患者及医务人员均愿意使用。
4.高压氧治疗舱内氧浓度升高时，通风换气流量不能过大(易造成舱内压力不稳定、温度变化等)。
5.空气中氧浓度为20.9％，与空气加压舱内国家标准规定不超过23％相差小。
当然，舱内氧浓度升高安全隐患也随之升高。针对这种现象，目前各医院高压氧多采取加大通风量、减少治疗病患或危重病患，降低氧气流量输入等，但这些都不能取得很好降低舱内氧浓度的效果，且也不利于病患的治疗和高压氧临床应用。
(二)空气加压舱内空气混浊，易发生医院感染。
空气加压舱高压氧治疗属于多人同时治疗，现目前空气加压舱为6人～50人座不等，如包括陪护人员和医护人员，舱内治疗时可达10人至80人左右。高压氧治疗为密闭环境，人均舱容仅为3m3～4m3，且治疗时间达2小时。在舱内治疗患者病情轻重、病种均有不同。在高压氧治疗时，尤其在治疗后期及减压时，舱内人员汗液蒸发、呼出气体、患者咳嗽及吸痰，且高压氧治疗减压阶段操作规程没有通风换气等原因造成舱内空气较为浑浊，加之高压氧治疗加减压过程舱内温度变化等因素，舱内体弱人员易出现感冒、呼吸道感染及肺炎或病患之间的交叉感染等。
有鉴于上述的缺陷，本发明人积极加以研究创新，以期创设一种新型的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置及其使用方法，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供了一种空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置及其使用方法，该装置能通过自动控制有效快速降低空气加压舱内的氧浓度，以及改善空气加压舱内的空气质量。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其包括：
空气加压舱，分别连通有氧源和用于储存压缩空气的缓冲气罐和储气罐；
分子筛氧氮分离***，与所述空气加压舱连通，以将所述空气加压舱内的气体引出并分离出氧气和氮气；
氧气再利用***，一端与所述分子筛氧氮分离***连通，另一端与所述氧源连通，以将所述分离出的氧气进行过滤、增压和净化后，通过所述氧源重新回流入所述空气加压舱内；
氮气再利用***，一端与所述分子筛氧氮分离***连通，另一端通过所述缓冲气罐与所述空气加压舱连通，以将所述分离出的氮气进行过滤、增压、净化和与所述储气罐内气体混合，混合后气体氧浓度控制在19％后，通过所述缓冲气罐重新回流入所述空气加压舱内，用以置换空气加压舱内氧浓度升高的气体；
空气质量清新***，一端连通有外界空气，另一端与所述储气罐连通，所述空气质量清新***对外界空气进行净化和加压处理后，将干净的压缩空气经所述储气罐进入空气加压舱内，用以更新所述空气加压舱内空气，以及在空气加压舱高压氧治疗加压阶段使所述空气加压舱内压力升高；以及
智能微电子控制***，分别与所述空气加压舱、分子筛氧氮分离***、氧气再利用***、氮气再利用***和空气质量清新***连接。
优选的，所述装置还包括气体质量浓度监控***，所述智能微电子控制***连接并控制所述气体质量浓度监控***，所述气体质量浓度监控***的一端分别与所述氧源和空气加压舱连接，另一端分别与所述氧气再利用***、分子筛氧氮分离***、缓冲气罐和储气罐连接。
优选的，所述气体质量浓度监控***通过顺次连通的空气消毒器、空气净化器、空气压缩机和精密过滤器与所述分子筛氧氮分离***连接。
优选的，所述氧气再利用***包括顺次连通的储氧罐、增压机和灭菌/除尘过滤器，所述储氧罐与分子筛氧氮分离***连通，所述灭菌/除尘过滤器通过气体质量浓度监控***与氧源连通。
优选的，所述储氧罐和增压机之间设有精密过滤器和精筛塔，所述储氧罐、精密过滤器、精筛塔和增压机顺次连通。
优选的，所述氮气再利用***包括顺次连通的储氮罐、增压机和灭菌/除尘过滤器，所述储氮罐与分子筛氧氮分离***连通，所述灭菌/除尘过滤器与缓冲气罐连通；和/或，所述储氮罐和增压机之间设有精密过滤器，所述储氮罐、精密过滤器和增压机顺次连通。
优选的，所述空气质量清新***包括顺次连通的空气消毒器、空气净化器、空气压缩机和精密过滤器，所述空气消毒器与外界空气连通，所述精密过滤器与储气罐连通。
优选的，所述分子筛氧氮分离***还顺次连通有真空泵和废气出口，所述废气出口用于排出经过分子筛氧氮分离***分离后的废气。
本发明还提供了一种空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置的使用方法，该方法包括：
步骤S1、通过所述智能微电子控制***控制气体质量浓度监控***检测空气加压舱内的氧浓度，当所述氧浓度升高至超过国家标准规定的氧浓度时，通过智能微电子控制***启动分子筛氧氮分离***；
步骤S2、通过所述分子筛氧氮分离***将所述空气加压舱内的气体引出并分离出氧气和氮气；
步骤S3、所述分离出的氧气通过氧气再利用***过滤、增压和净化后，使所述氧气符合医用氧气质量标准，将符合医用氧气质量标准的氧气引入氧源内，以重新通入所述空气加压舱内；
所述分离出的氮气通过氮气再利用***过滤、增压和净化后，进入缓冲气罐内，此时，通过气体质量浓度监控***引入储气罐内的压缩空气，将缓冲气罐内气体的氧浓度控制在19％，再将缓冲气罐内的气体输入所述空气加压舱内，用以置换空气加压舱内氧浓度升高的气体；
步骤S4、重复步骤S1～S3，直至通过所述气体质量浓度监控***检测到的空气加压舱内的氧浓度低于国家标准规定的氧浓度时，通过所述智能微电子控制***停止分子筛氧氮分离***的运行；
步骤S5、通过所述智能微电子控制***控制气体质量浓度监控***检测空气加压舱内的空气质量，当所述空气质量超过空气清新标准，通过智能微电子控制***启动空气质量清新***，所述空气质量清新***对外界空气进行净化和加压处理后，将干净的压缩空气经所述储气罐进入空气加压舱内，用以更新所述空气加压舱内空气，以及在空气加压舱高压氧治疗加压阶段使所述空气加压舱内压力升高；
步骤S6、重复步骤S5，直至通过所述气体质量浓度监控***检测到的空气加压舱内的空气质量达到空气清新标准时，通过所述智能微电子控制***停止空气质量清新***的运行。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：
1、本发明的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其分子筛氧氮分离***将空气加压舱内的气体引出并分离出氧气和氮气，通过氧气再利用***将分离出的氧气进行过滤、增压和净化后，通过氧源重新回流入空气加压舱内；并通过氮气再利用***将分离出的氮气进行过滤、增压、净化和混合后，通过缓冲气罐重新回流入空气加压舱内；因而能够快速有效地降低空气加压舱内的氧浓度，且有效实现氧气和氮气的回收再利用。
2、本发明的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其空气质量清新***对外界空气进行处理，处理过的空气经储气罐进入空气加压舱内，因而改善了空气加压舱内的空气质量，有效避免了高压氧治疗时舱内发生医院感染。
3、本发明的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其智能微电子控制***，分别与所述空气加压舱、分子筛氧氮分离***、氧气再利用***、氮气再利用***和空气质量清新***连接，因而实现了该装置的智能化自动控制，具有安全、高效、环保和节能等优点。
附图说明
图1为本发明实施例的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本实施例提供了一种空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其包括：空气加压舱、分子筛氧氮分离***、氧气再利用***、氮气再利用***、空气质量清新***、气体质量浓度监控***和智能微电子控制***，智能微电子控制***，分别与所述空气加压舱、分子筛氧氮分离***、氧气再利用***、氮气再利用***、空气质量清新***和气体质量浓度监控***连接。
空气加压舱分别连通有氧源和用于储存压缩空气的缓冲气罐。
气体质量浓度监控***的一端分别与所述氧源、空气加压舱连接，另一端分别与所述氧气再利用***、分子筛氧氮分离***、氮气再利用***和储气罐连接。气体质量浓度监控***通过顺次连通的空气消毒器、空气净化器、空气压缩机和精密过滤器与所述分子筛氧氮分离***连接，分子筛氧氮分离***用以将所述空气加压舱内的气体引出并分离出氧气和氮气。分子筛氧氮分离***还顺次连通有真空泵和废气出口，所述废气出口用于排出经过分子筛氧氮分离***分离后的废气。
氧气再利用***包括顺次连通的储氧罐、精密过滤器、精筛塔、增压机和灭菌/除尘过滤器，所述储氧罐与分子筛氧氮分离***连通，所述灭菌/除尘过滤器通过气体质量浓度监控***与氧源连通，以将所述分离出的氧气进行过滤、增压和净化后，通过所述氧源重新回流入所述空气加压舱内。
氮气再利用***包括顺次连通的储氮罐、精密过滤器、增压机和灭菌/除尘过滤器，所述储氮罐与分子筛氧氮分离***连通，通过灭菌/除尘过滤器与缓冲气罐连通，缓冲气罐与气体质量浓度监控***连通，以将所述分离出的氮气进行过滤、增压、净化和混合后，重新回流入所述空气加压舱内。
空气质量清新***包括顺次连通的空气消毒器、空气净化器、空气压缩机、精密过滤器和储气罐，所述空气消毒器与外界空气连通，所述储气罐与气体质量浓度监控***连通，空气质量清新***对外界空气进行净化和加压处理后，将干净的压缩空气经储气罐进入空气加压舱内，用以更新空气加压舱内空气，以及在空气加压舱高压氧治疗加压阶段使空气加压舱内压力升高；
工作中，通过智能微电子控制***控制气体质量浓度监控***检测空气加压舱内的氧浓度，当所述氧浓度升高至超过国家标准规定的氧浓度时，通过智能微电子控制***启动分子筛氧氮分离***。分子筛氧氮分离***将所述空气加压舱内的气体引出并分离出氧气和氮气。分离出的氧气通过氧气再利用***过滤、增压和净化后，使其符合医用氧气质量标准，将符合医用氧气质量标准的氧气引入氧源内，以重新通入所述空气加压舱内。分离出的氮气通过氮气再利用***过滤、增压和净化后，进入缓冲气罐内，此时，通过气体质量浓度监控***引入储气罐内的压缩空气，将缓冲气罐内的氧浓度控制在19％，再将缓冲气罐内的气体输入所述空气加压舱内，以置换舱内高氧浓度的混浊气体。重复进行以上工作过程，直至通过气体质量浓度监控***检测到的空气加压舱内的氧浓度低于国家标准规定的氧浓度时，通过所述智能微电子控制***停止分子筛氧氮分离***的运行。
然后通过所述智能微电子控制***控制气体质量浓度监控***检测空气加压舱内的空气质量，当所述空气质量超过空气清新标准时，通过智能微电子控制***启动空气质量清新***，所述空气质量清新***对外界空气进行净化和加压处理后，将干净的压缩空气经所述储气罐进入空气加压舱内，用以更新所述空气加压舱内浑浊空气；重复该过程，直至通过所述气体质量浓度监控***检测到的空气加压舱内的空气质量达到空气清新标准时，通过所述智能微电子控制***停止空气质量清新***的运行。
综上所述，本实施例的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其分子筛氧氮分离***将空气加压舱内的气体引出并分离出氧气和氮气，通过氧气再利用***将分离出的氧气进行过滤、增压和净化后，通过氧源重新回流入空气加压舱内；并通过氮气再利用***将分离出的氮气进行过滤、增压、净化和混合后，通过缓冲气罐重新回流入空气加压舱内；因而能够快速有效地降低空气加压舱内的氧浓度，且有效实现氧气和氮气的回收再利用。其空气质量清新***对外界空气进行处理，处理过的空气经储气罐进入空气加压舱内，因而改善了空气加压舱内的空气质量，有效避免了高压氧治疗时舱内发生医院感染。其智能微电子控制***，分别与所述空气加压舱、分子筛氧氮分离***、氧气再利用***、氮气再利用***和空气质量清新***连接，因而实现了该装置的智能化自动控制，具有安全、高效、环保和节能等优点。
基于以上装置，本实施例提供了一种上述空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置的使用方法，该方法包括：
步骤S1、通过所述智能微电子控制***控制气体质量浓度监控***检测空气加压舱内的氧浓度，当所述氧浓度升高至超过国家标准规定的氧浓度，即23％时，通过智能微电子控制***启动分子筛氧氮分离***；
步骤S2、通过所述分子筛氧氮分离***将所述空气加压舱内的气体引出并分离出氧气和氮气；
步骤S3、所述分离出的氧气通过氧气再利用***过滤、增压和净化后，使所述氧气符合医用氧气质量标准，将符合医用氧气质量标准的氧气引入氧源内，以重新通入所述空气加压舱内；
所述分离出的氮气通过氮气再利用***过滤、增压和净化后，进入缓冲气罐内，此时，通过气体质量浓度监控***引入储气罐内的压缩空气，将缓冲气罐内的氧浓度控制在19％，再将缓冲气罐内达到预设氧浓度的气体输入所述空气加压舱内，用以置换空气加压舱内氧浓度升高的气体；
步骤S4、重复步骤S1～S3，直至通过所述气体质量浓度监控***检测到的空气加压舱内的氧浓度低于国家标准规定的氧浓度时，通过所述智能微电子控制***停止分子筛氧氮分离***的运行；
步骤S5、通过所述智能微电子控制***控制气体质量浓度监控***检测空气加压舱内的空气质量，当所述空气质量超过空气清新标准时，通过智能微电子控制***启动空气质量清新***，所述空气质量清新***对外界空气进行净化和加压处理后，将干净的压缩空气经所述储气罐进入空气加压舱内，用以更新所述空气加压舱内空气；
步骤S6、重复步骤S5，直至通过所述气体质量浓度监控***检测到的空气加压舱内的空气质量达到空气清新标准时，通过所述智能微电子控制***停止空气质量清新***的运行。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其特征在于，包括：
空气加压舱，分别连通有氧源和用于储存压缩空气的缓冲气罐和储气罐；
分子筛氧氮分离***，与所述空气加压舱连通，以将所述空气加压舱内的气体引出并分离出氧气和氮气；
氧气再利用***，一端与所述分子筛氧氮分离***连通，另一端与所述氧源连通，以将所述分离出的氧气进行过滤、增压和净化后，通过所述氧源重新回流入所述空气加压舱内利用；
氮气再利用***，一端与所述分子筛氧氮分离***连通，另一端通过所述缓冲气罐与所述空气加压舱连通，以将所述分离出的氮气进行过滤、增压、净化和与所述储气罐内气体混合后，通过所述缓冲气罐重新回流入所述空气加压舱内，用以置换空气加压舱内的气体；
空气质量清新***，一端连通有外界空气，另一端与所述储气罐连通，所述空气质量清新***对外界空气进行净化和加压处理后，将干净的压缩空气经所述储气罐进入空气加压舱内，用以更新所述空气加压舱内空气，以及在空气加压舱高压氧治疗加压阶段使所述空气加压舱内压力升高；以及
智能微电子控制***，分别与所述空气加压舱、分子筛氧氮分离***、氧气再利用***、氮气再利用***和空气质量清新***连接；
所述装置还包括气体质量浓度监控***，所述智能微电子控制***连接并控制所述气体质量浓度监控***，所述气体质量浓度监控***的一端分别与所述氧源和空气加压舱连接，另一端分别与所述氧气再利用***、分子筛氧氮分离***、缓冲气罐和储气罐连接。
2.根据权利要求1所述的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其特征在于，所述气体质量浓度监控***通过顺次连通的空气消毒器、空气净化器、空气压缩机和精密过滤器与所述分子筛氧氮分离***连接。
3.根据权利要求1所述的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其特征在于，所述氧气再利用***包括顺次连通的储氧罐、增压机和灭菌/除尘过滤器，所述储氧罐与分子筛氧氮分离***连通，所述灭菌/除尘过滤器通过气体质量浓度监控***与氧源连通。
4.根据权利要求3所述的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其特征在于，所述储氧罐和增压机之间设有精密过滤器和精筛塔，所述储氧罐、精密过滤器、精筛塔和增压机顺次连通。
5.根据权利要求1所述的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其特征在于，所述氮气再利用***包括顺次连通的储氮罐、增压机和灭菌/除尘过滤器，所述储氮罐与分子筛氧氮分离***连通，所述灭菌/除尘过滤器与缓冲气罐连通；所述储氮罐和增压机之间设有精密过滤器，所述储氮罐、精密过滤器和增压机顺次连通。
6.根据权利要求1所述的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其特征在于，所述空气质量清新***包括顺次连通的空气消毒器、空气净化器、空气压缩机和精密过滤器，所述空气消毒器与外界空气连通，所述精密过滤器与储气罐连通。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置，其特征在于，所述分子筛氧氮分离***还顺次连通有真空泵和废气出口，所述废气出口用于排出经过分子筛氧氮分离***分离后的废气。
8.一种权利要求1-7中任一项所述的空气加压舱内氧浓度和空气质量管理装置的使用方法，其特征在于，该方法包括：
步骤S1、通过所述智能微电子控制***控制气体质量浓度监控***检测空气加压舱内的氧浓度，当所述氧浓度升高至超过国家标准规定的氧浓度时，通过智能微电子控制***启动分子筛氧氮分离***；
步骤S2、通过所述分子筛氧氮分离***将所述空气加压舱内的气体引出并分离出氧气和氮气；
步骤S3、所述分离出的氧气通过氧气再利用***过滤、增压和净化后，使所述氧气符合医用氧气质量标准，将符合医用氧气质量标准的氧气引入氧源内，以重新通入所述空气加压舱内；
所述分离出的氮气通过氮气再利用***过滤、增压和净化后，进入缓冲气罐内，此时，通过气体质量浓度监控***引入储气罐内的压缩空气，将缓冲气罐内气体的氧浓度控制在19％，再将缓冲气罐内的气体输入所述空气加压舱内，用以置换空气加压舱内的气体；
步骤S4、重复步骤S1～S3，直至通过所述气体质量浓度监控***检测到的空气加压舱内的氧浓度低于国家标准规定的氧浓度时，通过所述智能微电子控制***停止分子筛氧氮分离***的运行；
步骤S5、通过所述智能微电子控制***控制气体质量浓度监控***检测空气加压舱内的空气质量，当所述空气质量超过空气清新标准时，通过智能微电子控制***启动空气质量清新***，所述空气质量清新***对外界空气进行净化和加压处理后，将干净的压缩空气经所述储气罐进入空气加压舱内，用以更新所述空气加压舱内空气，以及在空气加压舱高压氧治疗加压阶段使所述空气加压舱内压力升高；
步骤S6、重复步骤S5，直至通过所述气体质量浓度监控***检测到的空气加压舱内的空气质量达到空气清新标准时，通过所述智能微电子控制***停止空气质量清新***的运行。
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