CN110916945A - 一种智能控温婴儿保温箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及婴儿护理设备技术领域，特别涉及一种智能控温婴儿保温箱，包括箱体、婴儿床、控制***和外置空气加热设备；当外置空气加热设备将空气加热至所需温度后，通过通气道输送至箱体内部；通气道内设置有控温过滤柱，控温过滤柱根据温度的变化来控制通气道的打开或关闭。本发明提供的婴儿保温箱，通过控温过滤柱与加热气体的直接接触并根据温度来控制加热气体通气道的打开或关闭，结合物理控温的方式，防止一旦控温***出现故障，而导致保温箱内温度被加热过高的问题发生；同时该过滤柱还具有洁净过滤的作用，箱体本身结合自动化控制***，通过自动化控制，保证了保温箱内环境的稳定性和安全性，在婴幼儿健康防护领域具有重要的实际应用价值。

Description

一种智能控温婴儿保温箱

技术领域

本发明涉及婴儿护理设备技术领域，特别涉及一种智能控温婴儿保温箱。

背景技术

婴儿保温箱如今已成为医院必备的医疗设备，一般早产儿或者身体状况不佳的婴儿，往往需要置于婴儿保温箱中进行隔离保护，刚出生的婴儿需要保持温度一般在28℃-33℃之间。然而现有的婴儿保温箱，大多采用直接电控加热的方式对保温箱进行加热，不仅会带来较强的电磁辐射，此外一旦电控***出现错误，将带来极大的安全隐患。

公布日为2017年09月15日，公布号为CN 107157682 A的专利申请，公开了一种婴儿医用保温箱，该方案通过在箱体和箱盖外侧设置带有加热丝和液态相变材料的保温夹层，将温度传递给箱体内的导热；然而该专利直接在保温箱体内设置了相变材料，对于需要将箱体制备成透明材料的婴儿保温箱来说存在极大不便，且该方案也是直接对箱体进行加热，存在安全隐患；此外，该方案中并未说明该相变材料是具体什么。

公布日2018年06月29日，公布号为CN 108210216 A的专利申请，公开了一种婴儿保温箱；该保温箱箱体采用相变储热材料作为婴儿保温箱的热源，箱体材料中间层设置有制热层，采用直接对箱体材料进行加热的方式，对箱体本身材料要求高，且一旦制热和控制***出现问题，将造成安全隐患；此外，相变材料采用了有机醇、酸或者醇酸混合物，其挥发性能也存在有对婴儿身体健康造成不利的隐患。

目前，婴儿箱的控温方式几乎都是依赖单一的电学方式控制，一旦出现了***或元件故障，可能造成婴儿保温箱内温度过高的问题发生，对婴儿的健康造成威胁。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种智能控温婴儿保温箱，包括箱体、婴儿床、控制***和外置空气加热设备；

所述婴儿床的底侧设置有通气道；所述通气道的一端与外置空气加热设备连接；所述外置空气加热设备将空气加热至所需温度后，通过通气道输送至所述箱体内部；所述通气道内设置有控温过滤柱，所述控温过滤柱的直径与所述通气道的内直径一致；所述控温过滤柱根据温度的变化来控制通气道的打开或关闭。

在上述方案的技术上，进一步地，所述控温过滤柱由进气口至箱内方向，依次包括了第一过滤段、控温中段和第二过滤段；

所述第一过滤段和所述第二过滤段均采用气体过滤柱制成；所述控温中段采用酚醛树脂、MQ硅橡胶、骨胶、活性炭粉末、聚氨酯、羧甲基纤维素混合后发泡制得。

在上述方案的技术上，进一步地，所述控温中段的制备方法为：将酚醛树脂、MQ硅橡胶、骨胶、活性炭粉末、聚氨酯、羧甲基纤维素按照10：2：2：5：2.5：1.8的质量比混合后，于发泡机中进行发泡，发泡温度为95-110℃，发泡压力为1.8-2.5Mpa；发泡结束后，将浆料置于磨具中冷却成型，即得到所述控温中段。

在上述方案的技术上，进一步地，所述婴儿床包括床垫和床座；所述床座设置在所述床垫的底部，其内部设置有回形排气管；所述回形排气管一端与所述箱体内部连通，另一端与所述设置在所述箱体底侧的排气口连通；所述排气口处设置有排气口过滤柱。在床垫的底部设置回形排气管，能够增加气体的排除路径，并具有储热功能，使得当断电时，能够保证温度不迅速下降；同时，过滤柱一方面能够吸附外界污染性气体，同时也具有储热功能，能够维持箱体内温度的稳定。

在上述方案的技术上，进一步地，所述排气口过滤柱包括柱状蜂窝活性炭和包裹在所述柱状蜂窝活性炭外部的硅胶层密封圈制成；蜂窝活性炭优选孔径为300孔/平方英寸，硅胶层密封圈为不透气硅胶，能够增强柱状蜂窝活性炭与通道的接触面的气密性。

在上述方案的技术上，进一步地，所述排气口过滤柱和所述控温过滤柱对应的所述箱体上设置有抽拉门；通过抽拉门能够实现控温过滤柱和排气口过滤柱的更换。

在上述方案的技术上，进一步地，所述通气道通过管道与设置在所述箱体内部上侧的有气体分散装置连通，所述气体分散装置为环绕设置在所述箱体顶部的气体分散管，所述气体分散管设置有气体分散孔。

在上述方案的技术上，进一步地，所述箱体内设置有温度传感器、湿度传感器和氧气传感器，所述温度传感器、湿度传感器和氧气传感器均与所述控制***信号连接。该设计为现有的保温箱中可以借鉴的设计，通过不同传感器和控制***信号连接，能够实现箱体内环境的控制。

在上述方案的技术上，进一步地，所述外置空气加热设备内设置有气泵和加热丝，所述加热丝和所述气泵分别通过控制电路与所述控制***信号连接。

本发明提供的智能控温婴儿保温箱，通过将加热设备与保温箱分离，降低了加热装置发生故障而对婴儿箱造成影响的概率；通过空气加热的方式避免了对婴儿保温箱直接加热，采用加热空气对箱体通气进行置换，使加热更加温和；而通过控温过滤柱与加热气体的直接接触并根据温度来控制加热气体通气道的打开或关闭，结合物理控温的方式，防止一旦控温***出现故障，而导致保温箱内温度被加热过高的问题发生；该控温过滤柱还能对空气进行过滤，保证了保温箱内气体的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的智能控温婴儿保温箱结构示意图；

图2为图1的侧面结构示意图；

图3为图1的俯视结构示意图；

图4为本发明提供的智能控温婴儿保温箱的控制原理图。

附图标记：

100箱体 200婴儿床 300控制***

400外置空气加热设备 310控温过滤柱 311第一过滤段

312控温中段 313第二过滤段 210床垫

220床座 221回形排气管 120排气口

130排气口过滤柱 131柱状蜂窝活性炭 132硅胶层密封圈

140抽拉门 150气体分散管

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明提供一种智能控温婴儿保温箱，如图1-3所示，包括箱体100、婴儿床200、控制***300和外置空气加热设备400；

所述婴儿床200的底侧设置有通气道300；所述通气道300的一端与外置空气加热设备400连接；所述外置空气加热设备400将空气加热至所需温度后，通过通气道300输送至所述箱体100内部；所述通气道300内设置有控温过滤柱310，所述控温过滤柱310的直径与所述通气道300的内直径一致；所述控温过滤柱310根据温度的变化来控制通气道300的打开或关闭。

本发明通过将加热设备与保温箱分离，降低了加热装置发生故障而对婴儿箱造成影响的概率；通过空气加热的方式避免了对婴儿保温箱直接加热，采用加热空气对箱体通气进行置换，使加热更加温和；而通过控温过滤柱与加热气体的直接接触并根据温度来控制加热气体通气道的打开或关闭，通过物理控温的方式，防止一旦控温***出现故障，而导致保温箱内温度被加热过高的问题发生；此外，该控温过滤柱还能对空气进行过滤，保证了保温箱内气体的安全性。

具体地，控温过滤柱310由进气口至箱内方向，依次包括了第一过滤段311、控温中段312和第二过滤段313；所述第一过滤段311和所述第二过滤段313均采用气体过滤柱制成，例如采用蜂窝活性炭或者分筛子过滤材料制成，当然也可以采用过滤棉或过滤网代替；

而所述控温中段312采用酚醛树脂、MQ硅橡胶、骨胶、活性炭粉末、聚氨酯、羧甲基纤维素混合后发泡制得的过滤柱制得；本发明针对控温中段提供以下制备的实施例：

将酚醛树脂、MQ硅橡胶、骨胶、活性炭粉末、聚氨酯、羧甲基纤维素按照10：2：2：5：2.5：1.8的质量比(总质量为466g)混合后，于发泡机中进行发泡，发泡温度为100℃，发泡压力为2.0Mpa；发泡结束后，将浆料置于磨具(底面直径cm×高cm＝5cm×30cm)中冷却成型，冷却温度为15-20℃，冷却时间为12小时；其中，发泡机可以采用MC-600型发泡机；制备得到的过滤柱参数如下：

表1

尺寸(底面直径cm×高cm)	5cm×30cm
		平均孔径(微米)	325微米
开孔率	68.5％
		热导率W/m·K	0.85

上述制备的控温中段中，酚醛树脂作为良好的保温基体，聚氨酯和MQ硅橡胶能够增加控温中段的弹性和收缩性，骨胶不仅作为粘结剂，还能作为发泡剂使用，羧甲基纤维素能够作为稳定剂，使发泡的孔径保持均一；而活性炭粉末不仅能够吸附产生的微量挥发性气体，同时作为吸热的核体，使控温中段具有保温作用；上述原料均为无毒的环保材料制成保证了婴儿的安全；同时经过上述发泡工艺，使得控温中段具有一定的通气量，且当温度达到45℃以上时，在固体体积的通道内，控温中段的体积逐渐膨胀后向内压缩，并压缩内部的气孔，使内部的气孔关闭，从而阻止了高温气体的通过；而在气体温度降低时，控温中段体积回复原状，使得气孔重新打开，从而允许加热气体继续通过。

将上述制备得到的过滤柱进行以下测试，测试方法为：

采用如图1所述的保温箱作为测试设备，具体地，所述婴儿床200包括床垫210和床座220；所述床座220设置在所述床垫210的底部，其内部设置有回形排气管221；所述回形排气管221一端与所述箱体100内部连通，另一端与所述设置在所述箱体100底侧的排气口120连通；所述排气口120处设置有排气口过滤柱130；所述排气口过滤柱130包括柱状蜂窝活性炭131和包裹在所述柱状蜂窝活性炭131外部的硅胶层密封圈132制成，蜂窝活性炭优选孔径为300孔/平方英寸；采用的箱体材料和其它部件可参考SYYQ24-YXK-5GB婴儿保温箱。

控温过滤柱310中第一过滤段311和所述第二过滤段313均200孔/平方英寸的蜂窝活性炭柱子，控温中段312采用如上制备得到的过滤柱；通过第一过滤段311能够防止高温气体直接冲击控温过滤柱310，所述第二过滤段313具有二次吸附的功能。

外置空气加热设备的设置输出风量q0为30m³/h，输送风的温度通过内部控制可调，在控温过滤柱310前后的通气道300内均设置有风速测试传感器(可计算风量)，记录风量数据分别为q1和q2，单位为m³/h；在靠近第一过滤段311的通气道300内以及箱体100内部均设置有温度传感器，记录温度数据分别为t1和t2，单位为℃；开启外置空气加热设备，通过调节输送风的温度，每隔一段时间记录一组相应的测试数据，数据记录入下表所述，其中第1组为设备刚启动数据；室温为25℃，外置空气加热设备设置的调节温度为t0；其中，早产儿保温箱的温度要求为33℃～37℃。

表2

通过上述测试，可以看出当气温达到45℃以上时(模拟气温加热***故障而出现的问题)，控温过滤柱中控温中段的孔径开始缩小，通气量减少，阻止了高温度的气体的通入；而当气体温度降低后，气孔重新打开，允许加热气体重新通过。但重新打开后，气体通过率与之前相比有所下降，这是由于经过升温再降温后，原先发泡的气孔仍有部分无法完全疏通。此外，当加热关闭、送风关闭时(模拟断电故障)，保温箱内仍能保持3-4小时的使用温度时间，具有良好的保温效果。

优选地，如图2所示，所述排气口过滤柱130和所述控温过滤柱310对应的所述箱体100上设置有抽拉门140；通过抽拉门140可以实现控温过滤柱310和控温过滤柱310的更换。本发明提供的控温过滤柱310在出现高温失控使用的次数为2-3次，而在正常情况下，使用的时间为15-20天。

优选地，如图1和图3所示，所述通气道300通过管道与设置在所述箱体100内部上侧的有气体分散装置140连通，所述气体分散装置140为环绕设置在所述箱体顶部的气体分散管141，所述气体分散管141设置有气体分散孔。通过气体分散装置140的设置，保证了被加热气体输送至箱体内的均匀性，防止因箱体内气体温度在短期内不均匀而对婴儿的舒适度造成影响。

优选地，所述箱体100内设置有温度传感器、湿度传感器和氧气传感器，所述温度传感器、湿度传感器和氧气传感器均与所述控制***300信号连接。所述控制***300中主控芯片采用CC2530的单片机***，所述温度传感器为DHT11温度传感器；所述湿度传感器可以采用HTG3515湿度传感器；所述氧气传感器可以采用CPR-UV100氧气传感器；所述控制***300中还设置有蜂鸣器报警装置，一旦箱体内的环境条件超过设置的上下限值，报警装置将启动，提醒医护人员进行安全措施；

所述控制***中还设置有氧气输送装置，根据箱体内的情况，所述控制***可以控制氧气输送装置向箱体内输送氧气。当然，上述型号的元器件仅为使用的实施例，根据具体情况，技术人员可以更换相应型号的元器件。优选地所述外置空气加热设备400内设置有气泵、加热丝和温控装置，所述加热丝和所述气泵分别通过控制电路与所述控制***300信号连接。上述控制***以及的实现方案也可以参照现有保温箱中的相应实现方法，具体也可以采用如图4所示控制原理图，即相应传感器收集的信息反馈给控制***后，控制***再通过控制相应的环境调节装置进而控制箱体内环境的改变。

尽管本文中较多的使用了诸如箱体、婴儿床、控制***、外置空气加热设备、控温过滤柱、第一过滤段、控温中段、第二过滤段、床垫、床座、回形排气管、排气口、过滤柱、柱状蜂窝活性炭、硅胶层密封圈、抽拉门、气体分散管、硅橡胶密封层等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种智能控温婴儿保温箱，其特征在于：包括箱体(100)、婴儿床(200)、控制***(300)和外置空气加热设备(400)；

所述婴儿床(200)的底侧设置有通气道(300)；所述通气道(300)的一端与外置空气加热设备(400)连接；所述外置空气加热设备(400)将空气加热至所需温度后，通过通气道(300)输送至所述箱体(100)内部；所述通气道(300)内设置有控温过滤柱(310)，所述控温过滤柱(310)的直径与所述通气道(300)的内直径一致；所述控温过滤柱(310)根据温度的变化来控制通气道(300)的打开或关闭。

2.根据权利要求1所述的智能控温婴儿保温箱，其特征在于：所述控温过滤柱(310)由进气口至箱内方向，依次包括了第一过滤段(311)、控温中段(312)和第二过滤段(313)；

所述第一过滤段(311)和所述第二过滤段(313)均采用气体过滤柱制成；所述控温中段(312)采用酚醛树脂、MQ硅橡胶、骨胶、活性炭粉末、聚氨酯、羧甲基纤维素混合后发泡制得。

3.根据权利要求1所述的智能控温婴儿保温箱，其特征在于，所述控温中段(312)的制备方法为：将酚醛树脂、MQ硅橡胶、骨胶、活性炭粉末、聚氨酯、羧甲基纤维素按照10：2：2：5：2.5：1.8的质量比混合后，于发泡机中进行发泡，发泡温度为95-110℃，发泡压力为1.8-2.5Mpa；发泡结束后，将浆料置于磨具中冷却成型，即得到所述控温中段(312)。

4.根据权利要求1所述的智能控温婴儿保温箱，其特征在于：所述婴儿床(200)包括床垫(210)和床座(220)；所述床座(220)设置在所述床垫(210)的底部，其内部设置有回形排气管(221)；所述回形排气管(221)一端与所述箱体(100)内部连通，另一端与所述设置在所述箱体(100)底侧的排气口(120)连通；所述排气口(120)处设置有排气口过滤柱(130)。

5.根据权利要求4所述的智能控温婴儿保温箱，其特征在于：所述排气口过滤柱(130)包括柱状蜂窝活性炭(131)和包裹在所述柱状蜂窝活性炭(131)外部的硅胶层密封圈(132)制成。

6.根据权利要求5所述的智能控温婴儿保温箱，其特征在于：所述排气口过滤柱(130)和所述控温过滤柱(310)对应的所述箱体(100)上均设置有抽拉门(140)。

7.根据权利要求1所述的智能控温婴儿保温箱，其特征在于：所述通气道(300)通过管道与设置在所述箱体(100)内部上侧的有气体分散装置(140)连通，所述气体分散装置为环绕设置在所述箱体(100)顶部的气体分散管(150)，所述气体分散管(150)设置有气体分散孔。

8.根据权利要求2所述的智能控温婴儿保温箱，其特征在于：所述箱体(100)内设置有温度传感器、湿度传感器和氧气传感器，所述温度传感器、湿度传感器和氧气传感器均与所述控制***(300)信号连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的智能控温婴儿保温箱，其特征在于：所述外置空气加热设备(400)内设置有气泵和加热丝，所述加热丝和所述气泵分别通过控制电路与所述控制***(300)信号连接。

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