CN212617584U - 一种集成供氧阀及连续式供氧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成供氧阀及连续式供氧装置，集成供氧阀包括气瓶接口、氧气输出口、充气接口和流量控制阀，所述充气接口与所述气瓶接口气路连通，高压氧气经所述流量控制阀从所述氧气输出口输出；其特征在于，所述流量控制阀包括减压阀、调节板；所述调节板设置在所述减压阀与所述氧气输出口之间，调节板设置有控制氧气输出流量的关闭和若干个限流限流通孔。供氧阀将各功能组件集成在阀体上；实行了小型化设计，安装该阀的供氧装置可广泛应用于高原地区。

Description

一种集成供氧阀及连续式供氧装置

技术领域

本实用新型涉及一种供氧装置，主要应用于医疗、消防、军队、应急救援、公共安全、安全生产等领域，尤其是一种集成供氧阀及配备该阀的连续式供氧装置。

背景技术

在标准大气压下，空气中氧气含量约占比28%，我们的身体各项机能的正常运行离不开氧气，但在一些高原地区由于海拔高度高的自然原因或者病人的自身疾病原因造成身体的缺氧，身体缺氧会对人体器官造成伤害，严重时会危害生命。据统计，我国高原地形约占全国国土面积的四分之一，由于高原地区海拔高，空气稀薄，氧气分子数量会随着海拔高度的增加而逐渐减少低氧坏境已成为人类生存的一大威胁。医学科学证明，高原缺氧不同程度地影响人类的身体健康，轻者会呼吸困难、胸闷心慌、思维能力和记忆力减退等明显状况，重者会在缺氧3-5分钟出现“脑死亡”或永久死亡。对高原缺氧环境正常人一时很难适应，当出现高原反应时只要及时吸氧就可减轻上诉症状，一些有基础疾病的病人在康复治疗或者家庭保健当中常吸氧对其身体健康也是起到很好的保健作用。

现有的吸氧装置大多是传统的氧气瓶，吸氧装置采用钢瓶或者铝瓶用于贮存15MPa氧气，氧气通过减压阀和流量调节阀调节后才能供人体使用，重量重，移动不方便，操作繁琐，占用体积大。有的是利用市电通过过滤空气中的氮气达到制氧的目的，具有重量大，需要在有电的场所使用，不便于携带。还有部分输氧器采用了储氧式原理，体积比较小，也可以在无电源场合使用，但是输出流量不稳定且不易调节，如需确认输出流量还需连接流量计，增加了体积且不易携带。

实用新型内容

基于以上考虑，结合现有我公司技术开发了便携式供氧装置，该供氧装置采用碳纤维复合缠绕气瓶，将减压阀、充气阀、压力显示装置、安全阀、流量调节等功能集成在一集成供氧阀上，该装置具有体积小，重量轻，贮存氧气的压力高（20MPa）操作方便等优点，便于携带随时使用，通过旋转集成供氧阀体调节不同档位还可方便的调节输出流量，档位直观准确，无论储气瓶内压力高低，输出流量基本恒定。可广泛的应用于家庭保健、登山、应急救援或者高原执行任务的部队官兵使用。

本实用新型的目的是提供一种结构新颖独特，能够快速选择氧气输出流量，使用方便的集成供氧阀；具体技术方案为：

一种集成供氧阀，包括气瓶接口、氧气输出口、充气接口和流量控制阀，所述充气接口与所述气瓶接口气路连通，高压氧气经所述流量控制阀从所述氧气输出口输出；所述流量控制阀包括减压阀、调节板；所述调节板设置在所述减压阀与所述氧气输出口之间，调节板设置有控制氧气输出流量的关闭或择一连通减压阀出口与氧气输出口的若干个分档限流通孔。

进一步，所述减压阀包括减压弹簧、阀芯和阀体构成；所述阀芯的设置有沿轴向的通孔，所述通孔的两端分别与节流口和减压腔连接。

进一步，所述减压阀出口和所述氧气输出口的输入端均设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈，所述密封圈保持减压阀出口与氧气输出口连通通道的密封。

进一步，所述流量控制阀的调节旋钮设置有锁定机构。

进一步，所述充气接口设置有单向阀。

进一步，还包括安全阀接口，所述安全阀接口与所述气瓶接口气路连通。

进一步，所述安全阀接口设置有安全阀，所述安全阀由外向内安装的螺塞、***膜片和垫片组成，所述***膜片的***压力为27～30Mpa，所述螺塞和所述垫片均设置有使***膜片内外两面分别与所述气瓶接口或大气连通的通孔连通。

进一步，还包括用于连接压力显示装置的压力显示接口，所述压力显示接口与所述气瓶接口气路连通。

本实用新型还公开了一种连续式供氧装置，包括供氧阀和瓶体；使用上述的集成供氧阀作为供氧阀控制氧气输出流量。

进一步，所述瓶体为碳纤维复合缠绕气瓶。

本实用新型集成供氧阀阀体加工有减压器接口、充气阀接口、压力显示装置接口、输出流量控制接口、安全阀卸放装置接口，可将各功能组件集成在阀体上；实行了小型化设计。该供氧装置的成功研发可广泛应用于高原地区，可应用于高原部队官兵随身携带，对提高我军官兵在高原地区的生存力和战斗力具有重要的军事效益，也可用于登山爱好者，应急救援，家庭的医疗保健，便捷的操作，较小的体积，重量，可随时为需求者提供氧气。

附图说明

图1为本实用新型集成供氧阀结构示意图分解图；

图2为安全阀结构示意图；

图3为充气阀结构示意图；

图4为调节片结构示意图；

图5为调节盘结构示意图；

图6为减压阀结构示意图分解图1；

图7为减压阀结构示意图分解图2；

图8为本实用新型集成供氧阀结构示意图剖面图。

图中：1、出气口；2、出气口O型圈；3、上壳体；4、螺母；5、弹簧垫圈；6、固定盘；7、调节片；701、定位槽；702、第一定量孔；703、第二定量孔；8、钢珠弹簧；9、限位销；10、减压弹簧；11、减压阀下壳体O型圈；12、下壳体；13、安全阀垫圈；14、螺堵；15、安全片；16、阀体；17、气瓶接口O型圈；18、复合缠绕气瓶；19、充气阀O型圈；20、活塞；21、充气螺塞；22、压力表；23、充气阀弹簧；24、调节盘；2401、定位齿；2402、上壳体滑槽；2403、钢珠弹簧槽；2404、显示盘固定槽；2405、下壳体滑槽；25、减压阀下壳体；26、壳体卡簧；27、减压阀芯；28、减压阀O型圈；29、螺钉；30、减压阀上壳体；31、固定盘O型圈；32、钢珠；33、通气气道O型圈；34、显示盘；35、垫圈；36、出气口螺钉；37、出气口卡簧。

具体实施方式

下面利用实施例对本实用新型进行更全面的说明。本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1、8所示，本实施例中的连续式供氧装置包括集成供氧阀和氧气瓶；氧气瓶可以选用普通钢瓶；最好选用耐压较高，质量较轻的碳纤维复合缠绕气瓶18，进一步减少装置的体积和重量；瓶内充装的压缩氧气。

集成供氧阀包括下端的阀体16和上端的流量控制阀；阀体16的底端设置有与气瓶连接的气瓶接口；气瓶接口设置有气瓶连接孔，气瓶接口与气瓶之间设置有气瓶接口O型圈17。气瓶接口O型圈17应选用四氟密封圈。阀体16上端设置有与流量控制阀入口连通的阀体出气口。

流量控制阀上端为氧气输出口，简称出气口，流量控制阀设置有可旋转的调节盘24。通过旋转集成供氧阀的调节盘24可实现供氧装置的开关状态以及选择输出的氧气流量。图中只示出2L/min，5L/min两档；如果需要通过增加相应的限流通孔增加更多档流量；限流通孔的流量取决于减压阀出口的输出压力以及限流通孔的面积；流量公式为现有技术，这里不再赘述。

阀体16上还设置有压力显示接口，例如设置在侧壁；压力显示接口的出气孔与气瓶连接孔连通；可以安装压力表，用压力显示的压力表22实时显示瓶内剩余气体的压力；当然，也可以选用压力开关指示，通过压力开关提醒压力过低，进行报警。集成供氧阀还可以设置充气阀，可用于供氧装置的反复充气，压力表22可监测瓶内的剩余压力。

压力显示装置采用压力表，压力表采用35MPa无油压力表，用于实时显示气瓶内的氧气压力。

阀体16上还设置有安全阀接口，例如设置在侧壁；安全阀接口用于安装安全阀，安全阀接口的出气孔与气瓶连接孔连通；避免充气过压发生事故。

如图2所示，安全阀是由螺堵14、安全片15，安全阀垫圈13组成。螺堵14中心设置有通孔，螺堵14与安全阀接口通过螺纹连接，螺堵14通过安全阀垫圈13将安全片15固定在安全阀接口内开口平面，利用安全片15封堵内开口。安全片15承压能力(27～30)Mpa。当气瓶内气体超压时为防止超压对集成供氧阀以及气瓶造成损害及时排空气瓶内气体。安全阀的安全片15采用镍基的金属薄片，当气瓶内气体达到(27～30)MPa时金属薄片破裂排气。

为了重复使用，还在阀体16上设置有充气接口；充气接口的出气孔与气瓶连接孔连通；便于利用充气工具对气瓶进行充气。

如图3所示，充气阀是将高压氧气充入气瓶内的组件，其与充气工装相连接可对气瓶进行反复充气，充气阀采用单向阀式结构，内部设有充气螺塞21、活塞20，充气阀弹簧23等零件。充气螺塞21与阀体采用端面O型圈19进行端面密封，活塞20的外壁与阀体之间设置有密封圈19；在活塞后端形成气密腔，充气阀弹簧23设置在气密腔内，向左顶推活塞2。活塞20的前部***螺塞21的后部的活塞插孔中，活塞与螺塞的活塞插孔内壁采用活塞前O型圈19进行密封，当外部压力高于内部压力时，高压氧气从充气螺塞中心的通孔进入，推动活塞向右移动，充气阀弹簧23被压缩，活塞前O型圈脱离活塞插孔后，高压氧气从活塞插孔进入内腔，顺内腔设置的气道进入气瓶。当停止充气时，活塞在充气阀弹簧23和内部气体压力的共同作用下恢复初始位置，活塞前O型圈将活塞前端与活塞插孔之间密封，保证气体的密封。

集成供氧阀是供氧装置的功能组件，阀体16开有通气孔道用于连接集成供氧阀的各功能组件；可将气瓶内的高压气体减压至低压气体并根据一定的流量进行输出，集成供氧阀集减压阀、充气阀、安全阀、压力显示装置等功能于一体，可通过旋转调节盘调节输出的流量。

流量控制阀包括换挡调节机构和减压阀。

减压阀包括减压阀上壳体30，减压阀下壳体25和减压阀芯27；压阀上壳体30与阀体16的输出口螺纹连接。压阀上壳体30内壁设置有凸台，减压阀下壳体25中部设置有凸缘，凸台通过凸缘将减压阀下壳体25与阀体16的输出口固定连接。减压阀下壳体25顶端设置有减压弹簧导柱，减压弹簧导柱的顶端中心设在有减压活塞腔；减压活塞腔的底部与进气口之间设置有节流口。减压阀芯27下端为减压活塞；上端为闭合活塞。减压活塞的端面面积小于闭合活塞的端面面积。减压活塞与闭合活塞可以一体设置。减压活塞的外壁与减压活塞腔通过密封圈28密封。密封槽可以设置在减压活塞腔内壁，也可以设置在减压活塞的外壁上。同样，闭合活塞与减压阀上壳体30内腔上端的闭合活塞腔通过密封圈28密封；密封槽可以设置在闭合活塞腔内壁，也可以设置在闭合活塞的外壁上。减压阀上壳体30的顶部支撑柱外套设固定盘O型圈31。

减压阀下壳体12的入口安装有过滤网，可对氧气进行过滤。减压阀下壳体12的入口外套设减压阀下壳体O型圈11；减压阀上壳体30外壁设置有卡簧槽，壳体卡簧26卡接在卡簧槽内，限制下壳体12与减压阀上壳体30之间上下移动。卡簧槽下方设置有螺钉孔，通过螺钉29将减压阀上壳体30与阀体16的上端锁紧固定。

减压弹簧10套接在减压弹簧导柱上。减压活塞设置有一个或多个与中心轴平行并与节流口错开的通孔。高压氧气经节流口进入减压活塞腔，再经减压活塞与减压活塞腔顶端面的缝隙节流减压，从通孔中进入闭合活塞腔。减压弹簧10的弹力、闭合活塞腔的压力与减压活塞底面的压力平衡，保持闭合活塞腔的气压恒定。

压阀上壳体30顶壁设置有减压输出孔，将低压氧气输出至换挡调节机构。

换挡调节机构包括调节盘24、调节片7和固定盘6。

如图4、5所示，调节片7外缘设置有定位槽701，定位槽702与调节盘24内缘的定位齿2401相适配；调节片7通过定位槽安装于调节盘24上，与调节盘24同时转动。通过调节盘24的转动位于调节片7上两个不同孔径的小孔：第一定量孔702和第二定量孔703，与固定盘的出口相连通，集成供氧阀的输出流量是通过旋转调节孔径的大小来改变氧气的流量；其他位置，调节片7和上下设置密封环隔离减压阀芯27和固定盘 6，关闭集成供氧阀。输出流量与调节孔的孔径和调节孔两端的压差有关，调节孔输出为标准大气压，孔径的设置和输入端的压力根据现有技术计算，这里不再赘述。

调节盘24上端有内向外还分别设置了上壳体滑槽2402，供上壳体3的下沿滑动；下端设置了下壳体滑槽2405，供下壳体12的上沿滑动；设置了钢珠弹簧槽2403用于安放钢珠弹簧8。

如图6、7所示，固定盘6开有与调节片7径向位置对应的出气通道，固定盘6下端以出气通道为中心设在沉槽，可安装通气气道O型圈33，通气气道O型圈33用于通气气道密封；通气气道关闭时，通气气道O型圈保证固定盘6与调节片7之间的密封。换挡槽口的位置应和调节孔的位置对应。通过与固定在调节盘上的调节片来实现气体的关闭和不同档位的流量出气，固定盘有出气口组件的固定螺栓螺纹孔。固定盘底端靠近外缘开有若干个容纳钢珠32的钢珠弹簧槽2403，通过钢珠32和钢珠弹簧8以及调节盘24顶面设置的钢珠弹簧容纳槽形成锁定结构，阻滞固定盘与调节盘之间相对转动。当转动调节盘实现不同档位时出气时，固定盘与调节盘上的弹簧与钢珠共同作用完成调节盘的固定，实现不同档位的锁定。

当调节盘片7旋转至关闭位置时；由于没有流量，闭合活塞腔的气压增加，闭合活塞顶面压力大于减压弹簧10的弹力与减压活塞底面的压力和，压力会推动减压活塞向下移动，直至闭合减压阀，降低闭合活塞腔的气压的上限。还可以在减压活塞下端与节流口对应位置设置密封槽，密封槽内设置密封块在关闭时堵住节流口，提高关闭减压阀时的密封效果。减压活塞的端面面积是闭合活塞的端面面积 10倍时，闭合活塞腔的气压可以将至气瓶压力的1/10；降低气道关闭时通气气道O型圈的承压，提高密封性能。

固定盘6中心设置有通孔作为阀壳体固定孔，阀壳体固定孔的内壁设置有槽口；减压阀上壳体30的上端中部设置有固定柱，固定柱***阀壳体固定孔，固定柱可以设置凸缘与槽口配合，也可以设置槽口，利用限位销9将两个槽口连接，防止减压阀上壳体30与固定盘6相对转动。减压阀上壳体30的上端面设置有与调节孔对应的减压气体输出孔。减压气体输出孔可以以固定柱为中心轴对称设置；减压气体输出孔也应如固定盘6设置通气气道密封结构，实现调节片7与减压阀上壳体30上端面的密封以及通气气道的密封。

出气口1用于连接外部的鼻氧管用于吸氧，出气口1外壁设置有卡簧接口；卡簧用于上壳体3的固定，出气口1下端安装出气口O型圈2用于与固定盘的密封；出气口1基部设置有与出气孔轴向平行的螺钉安装孔，上壳体3上设置有与该螺钉安装孔对应的通孔，出气口螺钉36将出气口1与固定盘6固定连接。出气口1与固定盘6之间设置螺母5、弹簧垫圈5。

调节盘是调节流量、供氧装置开关的旋钮，设有初始，末位的限位，设有上3、下壳体12、钢珠弹簧8、调节片7，显示盘34的安装接口。

显示盘34外缘设置卡爪与调节盘24上设置的卡槽配合，使显示盘34随这调节盘24一同转动，设置有三个数字用于显示供氧装置的工作状态。显示盘与调节片对应，不限于三个状态；还可以设置更多的档位，在调节片上开设对应的流量调节孔。

出气口1设置卡簧槽，出气口卡簧37插接在卡簧槽内；通过出气口卡簧37限制上壳体3上下移动；出气口1底部设置有凸台，凸台上设置有3个通孔，螺钉穿过凸台以及上壳体3顶面的通孔，固定在固定盘6上。在壳体组件上，开有观察孔用于显示当前档位的输出流量。

根据气瓶所充装的介质，采用1.1L，20MPa的碳纤维全缠绕复合气瓶，碳纤维全缠绕复合气瓶为铝合金内衬经碳纤维缠绕成型，具有重量轻，安全性高，***后不产生碎片等优点。

供氧装置内贮存20MPa的高压氧气，通过集成供氧阀减压后经流量调节输出可供患者呼吸的氧气。

当需要输出氧气时将鼻氧管***到出气口上，顺时针旋转调节盘，通过观察上壳体3的窗口将调节盘24旋转到所需流量，流量共有2L/min,5L/min可供选择。

当供氧装置开启时，气瓶内的氧气通过阀体内的通道进入到减压阀下壳体与出气盘总成的腔内，气体通过腔内的弹簧来调节输出气体的压力，固定盘上设有出气孔，当进入腔内的压力过高时，气体反作用于出气盘总成，出气盘总成可将减压阀下壳体的出气口封住，待腔内压力降低后在弹簧力的作用下通道开启，氧气通过壳体的出气口与调节片的定量孔流入到出气口。

上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (10)

1.一种集成供氧阀，包括气瓶接口、氧气输出口、充气接口和流量控制阀，所述充气接口与所述气瓶接口气路连通，高压氧气经所述流量控制阀从所述氧气输出口输出；其特征在于，所述流量控制阀包括减压阀、调节板；所述调节板设置在所述减压阀与所述氧气输出口之间，调节板设置有控制氧气输出流量的关闭或择一连通减压阀出口与氧气输出口的若干个分档限流通孔。

2.如权利要求1所述的集成供氧阀，其特征在于，所述减压阀包括减压弹簧、阀芯和阀体构成；所述阀芯的设置有沿轴向的通孔，所述通孔的两端分别与节流口和减压腔连接。

3.如权利要求1所述的集成供氧阀，其特征在于，所述减压阀出口和所述氧气输出口的输入端均设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈，所述密封圈保持减压阀出口与氧气输出口连通通道的密封。

4.如权利要求1所述的集成供氧阀，其特征在于，所述流量控制阀的调节旋钮设置有锁定机构。

5.如权利要求1所述的集成供氧阀，其特征在于，所述充气接口设置有单向阀。

6.如权利要求1所述的集成供氧阀，其特征在于，还包括安全阀接口，所述安全阀接口与所述气瓶接口气路连通。

7.如权利要求6所述的集成供氧阀，其特征在于，所述安全阀接口设置有安全阀，所述安全阀由外向内安装的螺塞、***膜片和垫片组成，所述***膜片的***压力为27～30Mpa，所述螺塞和所述垫片均设置有使***膜片内外两面分别与所述气瓶接口或大气连通的通孔连通。

8.如权利要求1所述的集成供氧阀，其特征在于，还包括用于连接压力显示装置的压力显示接口，所述压力显示接口与所述气瓶接口气路连通。

9.一种连续式供氧装置，包括供氧阀和瓶体；其特征在于，使用根据权利要求1至8任一项所述的集成供氧阀作为供氧阀控制氧气输出流量。

10.如权利要求9所述的连续式供氧装置，其特征在于，所述瓶体为碳纤维复合缠绕气瓶。

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