一种制氧呼吸一体机的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种制氧呼吸一体机。


背景技术：

2.呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置，是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。其工作原理是通过控制器检测患者呼吸道阻塞的信号，对呼吸机气道中的空气进行适当的加压，进而强制打开患者的呼吸道闭塞，对患者提供持续通气，保持患者身体内能获得足够的氧。制氧机作为一种通过过滤自然空气中的氮气从而获得高纯度氧气的一种设备，可以给缺氧患者提供一种低成本，快捷的氧气途径，相比于传统的灌装氧气瓶，该机器可以作为一种安全，低噪音的设备给患者带来极大的好处。
3.截至2022年1月，如果患者需要超过23％以上氧气的呼吸机，就必须通过外接医院氧气通道或者大体积的氧气罐。在家庭治疗中，唯一的氧源来自于灌装氧气瓶，而这种大体积的氧气瓶存在着体积大，不易运输，而且如果操作不当还会导致氧气泄露，起火暴涨等风险。因此，氧源的缺失给呼吸障碍患者带来极大的不便。当然，病人也可以分别购买制氧机和呼吸机来进行治疗，但是市面上的制氧机由于流量压力的限制，很难和呼吸机进行无阻碍连接，而且，由于缺乏空氧混合机制，导致呼吸的混合气体中氧浓度不稳定，会给患者带来极大的不适感。另外，单纯的制氧机，除了供氧外，并没有辅助患者进行自主呼吸的能力。
4.综上所述，相关呼吸机并没有产生纯氧的能力，当医院氧气短缺，或者患者在家中没有安全可靠氧气来源的时候，呼吸机并不能发挥其应用的作用。而制氧机作为一种产生氧气的设备，只能给有自主呼吸能力的轻度患者使用，当患者患有呼吸障碍的时候，制氧机就无法给予患者提供帮助。
5.因此，如何解决上述相关技术存在的不足，便成为一种制氧呼吸一体机所要研究解决的课题。


技术实现要素：

6.为了解决上述现有技术的不足和缺陷，本实用新型提供一种制氧呼吸一体机。
7.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种制氧呼吸一体机，包括设备机架、电源模块及主控模块，所述电源模块与主控模块连接，所述设备机架包括前壳、后壳及底壳，所述设备机架内部设有制氧模块、呼吸模块及氧气切换模块，所述制氧模块、呼吸模块及氧气切换模块均与所述主控模块连接；所述氧气切换模块包括电磁阀及控制电路，所述电磁阀与所述控制电路连接，所述控制电路连接所述主控模块；所述设备机架外侧设有出氧接口及混气接口，所述出氧接口与所述制氧模块连接，所述混气接口与所述呼吸模块连接；所述出氧接口、混气接口分别连接有鼻息管及过滤器，患者通过鼻息管直接送氧至患者鼻中，所述过滤器采用单管或双管呼吸回路与患者呼吸面罩连接。
8.具体的，所述制氧模块包括压缩机，所述压缩机位于所述底壳的上表面，所述压缩机连接有分子筛塔，所述分子筛塔连接有氧气罐，所述氧气罐连接有稳压阀，所述稳压阀连接有第一单向阀，所述第一单向阀连接有氧气流量表，所述氧气流量表与所述电磁阀连接。
9.具体的，所述分子筛塔有若干个，且内部填充有富含锂基lix或者钠基nax的分子筛。
10.具体的，所述电磁阀为二位三通阀，所述二位三通阀设有第一输出口及第二输出口；氧气经过所述氧气流量表与所述二位三通阀的输入端连接，所述出氧接口与所述第一输出口连接；所述第二输出口连接所述呼吸模块。
11.具体的，所述呼吸模块设有储氧袋，所述储氧袋连接有混气腔，所述混气腔内设有第二单向阀，过滤空气通过该第二单向阀进入混气腔,所述储氧袋与所述混气腔连接，通过第二单向阀的空气和通过储氧袋的氧气在混气腔进行混合，所述储氧袋与所述二位三通阀的第二输出口连接，所述混气腔连接所述混气接口。
12.具体的，所述二位三通阀通过主控模块控制氧气从第一输出口或第二输出口输出。
13.具体的，所述混气腔的顶面还设有泄压阀，用于排出所述混气腔内的过量的氧气。
14.具体的，所述储氧袋为医用硅胶或者丁晴材质的储氧袋，当由气体注入时会自动膨胀，停止供气后会利用自身弹力压缩气体排除。
15.具体的，所述呼吸模块还设有风机腔体、涡轮风机、第三单向阀及流量传感器，所述涡轮风机位于所述风机腔体内，所述混气接口通过所述流量传感器与所述涡轮风机连接，所述风机腔体通过所述第三单向阀与所述混气腔连接。
16.具体的，所述涡轮风机包括无刷电机、叶轮及连接电路，所述无刷电机与所述叶轮连接，所述连接电路与主控模块连接，通过流量传感器的反馈，主控模块根据患者的呼吸状态动态调整涡轮风机的转速以产生不同的压力和流量水平。
17.本实用新型相比现有技术至少具有以下优点及有益效果：
18.本实用新型提供一种制氧呼吸一体机，设备机架的内部设有制氧模块、呼吸模块及氧气切换模块，通过主控模块将制氧模块、呼吸模块及氧气切换模块连接进行控制。氧气切换模块包括电磁阀及控制电路，控制电路分别与电磁阀、主控模块连接，通过主控模块对电磁阀进行控制。设备机架的外侧面设有出氧接口及混气接口，出氧接口、混气接口分别连接有鼻息管及过滤器，患者可以通过出氧接口连接鼻息管直接送氧至鼻腔中，也可以通过主控模块切换供氧路线，将电磁阀连接至呼吸模块，此时氧气从混氧接口移动至过滤器，通过单管或双管呼吸回路与患者呼吸面罩连接。制氧模块可以产生纯氧，而呼吸模块可以给予没有自主呼吸能力的患者辅助呼吸。本实用新型弥补了现有技术的不足，在临床医疗领域有着良好的使用前景。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构立体图；
20.图2为本实用新型结构爆炸图；
21.图3为设备机架内部结构图；
22.图4为储氧袋的连接示意图；
23.图5为混气腔的结构示意图；
24.附图标记为：
25.100为设备机架、110为前壳、111为氧气流量表、112为出氧接口、114为混气接口、115为呼出阀、116为显示模块、117为按键模块、118为指示灯模块、120为后壳、124为过滤器、130为底壳、131 为减震装置、132为滚轮组件、150为主控模块、201为压缩机、202 为分子筛塔、203为储氧罐、204为稳压阀、206为消音器、301为储氧袋、310为混气腔、320为第二单向阀、330为泄压阀、401为风机腔体、403为第三单向阀、404为流量传感器、500为二位三通阀、510 为二位五通电磁阀。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
27.本实用新型提供一种制氧呼吸一体机，参照图1-5，包括设备机架100、电源模块及主控模块150，通过主控模块150进行供电。设备机架100包括前壳110、后壳120及底壳130，呈包围状将内部的结构包裹住，设备机架100的内部设有制氧模块、呼吸模块及氧气切换模块，制氧模块、呼吸模块及氧气切换模块通过连接主控模块150进行操作控制，结构简单。氧气切换模块包括电磁阀及控制电路，电磁阀为二位三通阀500，该电子阀通过控制电路与主控模块150电连接，用于控制氧气的输出路径。设备机架100的外侧面设有出氧接口112 及混气接口114，所述出氧接口112、混气接口114分别连接有鼻息管及过滤器124，通过出氧接口112连接制氧模块，患者可以利用鼻息管将氧气输送至鼻腔中。混气接口114连接呼吸模块，过滤器124 采用单管或者双管呼吸回路将患者的呼吸面罩连接，可以对没有自主呼吸能力的患者进行辅助呼吸。
28.在本实施例中，制氧模块包括压缩机201，压缩机201位于设备机架100的底壳130的上表面，具体的，压缩机201通过减震装置131，减震胶垫放置在底壳130上，这样可以有效减少压缩机201的振动及噪音，减震装置131可以是减震弹簧。底壳130的底面还设有滚轮组件132，通过四个滚轮方便设备机架100移动。压缩机201连接有分子筛塔202，分子筛塔202内部填充有富含锂基lix或者钠基nax的分子筛。通过变压吸附的原理，经过压缩机201将空气压缩，高压气体经过分子筛塔202后，空气中的氮气被分子筛吸附，氧气被释放出来，进入氧气罐203中，通过稳压阀204氧气流动经过氧气流量表111，并通过电磁阀释放出来。分子筛塔202优选为两个桶状铝合金桶，可以设有上下盖，氧气罐203的上方可以设置消音器206进行消音。可以通过一个二位五通电磁阀510进行连接，在每个工作周期内，通入分子筛塔202的压缩空气开启和闭合状态通过外部的二位四或五通电磁阀510来控制，例如，当其中一个铝合金桶(分子筛塔202)通气时，另一个铝合金桶则处于排除废气的模式，每个工作周期约为3～5 秒。分子筛塔202产生的废气通过消音器206排除至压缩机201的机罩内部，最终排放到大气中。分子筛塔202产生的高纯度氧气(至少＞87％)进入氧气罐203中，然后通过稳压阀204将氧气罐203内的高压气体(约200kpa)降低至30～50kpa，再依次通过第一单向阀、流量传感器404、氧气流量表111及二位三通阀500，通过连接电路连接主控模块150对
其进行控制。
29.电磁阀为二位三通阀500，所述二位三通阀500设有第一输出口及第二输出口。氧气经过所述氧气流量表111与所述二位三通阀500 的输入端连接，出氧接口112与第一输出口连接，将制氧模块的氧气通过鼻息管输送至病患鼻腔中。呼吸模块设有储氧袋301，优选为医用硅胶或者丁晴材质制成的储氧袋301，当由气体注入时会自动膨胀，停止供气后会利用自身弹力压缩气体排除。呼吸模块设有储氧袋301，储氧袋301连接有混气腔310，混气腔310内设有第二单向阀320，通过第二单向阀320将储氧袋301与混气腔310连通，保证气体不会回流。储氧袋301与二位三通阀500的第二输出口连接，混气腔310连接混气接口114，通过混气接口114连接过滤器124以及呼吸管道进入患者体内。
30.呼吸模块还设有风机腔体401，风机腔体401与混气腔310使用同一个外壳罩，内部有个隔板，隔板设有第三单向阀403，通过第三单向阀403与混气腔310连通。还设有涡轮风机及流量传感器404，涡轮风气位于风机腔体401内，混气接口114通过流量传感器404与连接涡轮风机连接。涡轮风机包括一个无刷电机，叶轮(多个)及连接电路组成，无刷电机与叶轮连接，患者呼吸的时候，气体经过流量传感器404，通过流量传感器404的反馈，主控模块150根据患者的呼吸状态，可以动态调整涡轮风机的转速，从而产生不同的压力和流量水平。可以更好的辅助呼吸。经过储氧袋301的氧气最终会进入到混气腔310内，混气腔310中设有第二单向阀320，用于确保经过过滤的空气能够进入混气腔310内不会回流，混气腔310的顶面还设有一个泄压阀330，用于控制混气腔310内的大气压力，还可以确保过量的氧气可以排出混气腔310，同时，混气腔310还设有第三单向阀 403，用于连接风机腔体401，经过混合的空氧混合气体通过第三单向阀403进入风机腔体401内。在本实施例中，设备机架100的外侧面还设有呼出阀115，通过一个连接管道与涡轮风机连接，以确保在吸气状态时该呼出阀115关闭，在呼气状态时改呼出阀115打开。患者呼出的气体通过呼出阀115末端的正压阀(peep)排出。呼出阀115 的控制管和涡轮风机连接,涡轮风机运转时，呼出阀115关闭，反之则开启。
31.在本实施例中，设备机架100的外侧面还设有显示模块116、按键模块117、指示灯模块118，均与主控模块150电连接，显示模块 116为液晶屏，用于显示当前的工作模式(例如：制氧模式、呼吸模式)。按键模块117设有若干按键，至少包括一个模式切换按键，可以通过该按键来控制氧气的流向，例如：当用户按下制氧机模式时，二位三通阀500将分子筛塔202产生的氧气输出至设备机架100外部的出氧接口112。呼吸模式以bipap(双水平气道正压通气)为主，但不仅限于bipap，也可以压力控制(psv)，流量控制(vsv)以及压力及流量结合控制(prvc)。指示灯模块118可以显示帮助患者或者医护人员更好的观察设备的工作状态，例如：呼吸模式时指示灯长亮，制氧模式时指示灯闪烁，甚至可以在患者呼吸频率超过或者低于设定阈值时，自动发出警报并闪烁。
32.本实用新型的工作原理是：
33.自然空气通过初级及次级过滤进入压缩机201，气体经过压缩后进入分子筛塔202，该分子筛塔202由富含锂基lix或者钠基nax的分子筛填充，高压气体经过分子筛塔202后，空气中的氮气被分子筛所吸附，氧气被释放出来，进入储氧罐中，该储氧罐经过稳压阀204 及第一单向阀将氧气输出至流量传感器404后通过氧气流量表111。在制氧模式下，通过氧气流量表111的氧气进入二位三通阀500的输入端，然后通过第一输出口连接有出氧接
口112，出氧接口112连接有鼻息管，最终氧气通过鼻息管进入患者鼻腔中。在呼吸模式下，氧气经过二位三通阀500的第二输出口进入到储氧袋301中，在经过混气腔310与经过过滤的自然空气混合，经过涡轮风机后，通过混气接口114排出，通过连接呼吸面罩用于患者呼吸。制氧模块及呼吸模块两大模块在同一壳体中。该装置既可实现单独吸氧，作为一种制氧机，也可单独作为呼吸机对病患者实现辅助呼吸。制氧机所产生之氧气通过外部按键模块117或者按钮控制二位三通阀500，以实现纯氧在氧气出口112和呼吸机储氧袋301输入口之间的切换。在呼吸模式下，氧气先存储在储氧袋301中，利用储气袋301的自动伸缩扩张机理在混气腔和空气实现混合，输入混气腔310的空气通过第三单向阀403 自动输入风机腔体401中，经过混合的气体进入涡轮风机中，通过外部压力及流量传感器404的反馈信号来控制涡轮风机的转速从而实现不同水平的压力和流量输出。弥补了现有单纯呼吸机及单纯制氧机的不足，在临床医疗有着良好的使用前景。
34.需要说明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。