專利名稱：急救車不間斷制供氧系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧氣制備以及氧氣灌裝技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種急救車車載氧氣瓶氧源不間斷補(bǔ)給以及車內(nèi)氧源供給控制的設(shè)備。
背景技術(shù)：
急救車是醫(yī)療急救、醫(yī)院間傷員轉(zhuǎn)運(yùn)、長途轉(zhuǎn)運(yùn)的重要運(yùn)輸工具，而車內(nèi)氧氣能否有效供給是成功救治傷員的關(guān)鍵。目前，各種急救車輛配備的供氧裝備一般為2個(gè)IOL氧氣瓶，由于車載氧氣瓶儲(chǔ)氧量有限，使得救護(hù)車長途轉(zhuǎn)運(yùn)病人能力受到很大限制。在長途轉(zhuǎn)運(yùn)中常常發(fā)生由于供氧量不足，引發(fā)醫(yī)療事故，造成了不必要的人員傷亡。因此，為了增加供氧時(shí)間，長途轉(zhuǎn)運(yùn)中常采用在救護(hù)車內(nèi)增加高壓氧氣瓶攜帶數(shù)量或?qū)ｉT增加一輛運(yùn)氧車輛，以達(dá)到增加氧氣保障能力的目的。存在的問題是1)在救護(hù)車內(nèi)增加氧氣瓶攜帶數(shù)量，占用救護(hù)車有限的使用空間，易影響到患者上下急救車輛，有時(shí)甚至影響到醫(yī)護(hù)人員開展急救處置；2)高壓氧氣瓶運(yùn)輸存在安全隱患。此外，現(xiàn)有的救護(hù)車氧氣瓶氧源補(bǔ)充依靠 更換氧氣瓶方式實(shí)現(xiàn)，除增加醫(yī)護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度外，還可能因?yàn)獒t(yī)護(hù)人員未及時(shí)更換氧氣瓶等原因，造成救護(hù)車在救護(hù)途中出現(xiàn)“氧危機(jī)”，引發(fā)不必要的醫(yī)療事故。因此，如何使得急救車輛氧源實(shí)現(xiàn)不間斷供應(yīng)已經(jīng)成為新型救護(hù)車研發(fā)的重點(diǎn)研究方向。國內(nèi)的急救車輛氧源一般采用氧氣瓶供應(yīng),而美國的Caire公司設(shè)計(jì)有EMS液氧系統(tǒng)作為急救車的氧源，最大可為急救車提供21. 6L液態(tài)氧,相當(dāng)于17780L氣態(tài)氧,有效延長了急救車長途轉(zhuǎn)運(yùn)的能力。該系統(tǒng)存在的問題是1)對現(xiàn)有急救車輛改裝困難；2)運(yùn)輸途中液氧補(bǔ)給困難；3)液氧日常儲(chǔ)存時(shí)存在蒸發(fā)性，易造成浪費(fèi)。中國專利200420054726. 5介紹了一種采用壓縮泵和真空泵制取氧氣的車載變壓吸附制氧裝置，制取的氧氣不但可以用于車內(nèi)乘客正常氧氣消耗，還可以將剩余的氧氣彌散至車內(nèi)，當(dāng)車內(nèi)氧含量達(dá)到一定濃度后，即呈現(xiàn)氧吧效果，提高乘車的得舒適度，該制氧裝置提高空間內(nèi)氧濃度，適合用于改善呼吸環(huán)境，無法滿足醫(yī)療急救用氧需求。中國專利200820087034. 9介紹了一種采用氧氣收集裝置的氧氣壓縮機(jī)，屬于大型獨(dú)立的工業(yè)用壓氧裝置，而且體積大，不適合與車載制壓氧的集成。中國專利03209598. 8介紹一種車載制氧機(jī)，利用DC/AC逆變器將機(jī)動(dòng)車的低壓12V直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏航涣麟娫?，?qū)動(dòng)車載制氧機(jī)，該制氧機(jī)產(chǎn)氧流量小、壓力低，不具有壓氧充瓶功能，用于普通車輛乘員保健使用，不適合急救車病人使用。中國專利200420002875. 7介紹一種車載變壓吸附制氧機(jī)，通過逆變裝置將車載12V和24V電源轉(zhuǎn)變?yōu)?20V交流電源，該制氧機(jī)也不具有壓氧充瓶功能，只適合普通車輛乘員保健使用，不適合急救車病人使用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有急救車車載氧源保障系統(tǒng)存在的不足，提供一種適宜急救車輛安裝使用的制供氧系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種急救車制供氧系統(tǒng)，其特征是，所述系統(tǒng)包括依次連接的制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺(tái)，主控單元分別控制制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺(tái)；所述制氧單元由制氧機(jī)、氧氣緩沖罐和氧氣傳感器通過管路依次連接組成，所述壓氧單元由驅(qū)動(dòng)泵、壓氧機(jī)和壓力傳感器通過管路依次連接組成；所述氧氣充供平臺(tái)由灌充支路和供氧支路組成，所述的灌充支路包括依次連接的進(jìn)氣單向閥、進(jìn)氣壓力傳感器和安全閥，安全閥通過管路分別連接第一灌充通路和第二灌充通路，所述第一、第二灌充通路分別連接第一、第二氧氣瓶通路，所述灌充通路由依次連接的氣動(dòng)閥和灌氧單向閥組成，所述氧氣瓶通路由依次連接的瓶氧壓力傳感器、手動(dòng)閥和氧氣瓶組成；所述的供氧支路包括第一供氧管路和第二供氧管路，所述供氧管路包括依次連接的減壓閥和電磁閥，兩個(gè)減壓閥分別連接相應(yīng)的瓶氧壓力傳感器，兩個(gè)手動(dòng)閥電磁閥分別連接供氧壓力傳感器，供氧壓力傳感器連接氧氣匯流排；所述主控單元采用觸摸屏結(jié)合可編程序控制器(PLC)組成，可編程序控制器通過采集制氧單元的氧氣傳感器，識(shí)別氧氣流量及濃度信息，實(shí)現(xiàn)對制氧機(jī)的產(chǎn)氧狀態(tài)及過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；可編程序控制器通過采集壓氧單元壓氧出口處設(shè)置的灌充壓力傳感器以及充供平臺(tái)內(nèi)的進(jìn)氣壓力傳感器，對壓氧及充瓶壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)灌充安全控制；可編程序控制器通過控制供氧管路上的常開電磁閥的開閉實(shí)現(xiàn)瓶氧的輸出控制。
制氧機(jī)采用變壓吸附工藝制取氧氣，氧產(chǎn)量為2 5L/min ;氧氣傳感器采用超生波氧氣傳感器，可實(shí)現(xiàn)氧氣濃度和氧氣流量檢測功能。所述主控單元采用觸摸屏結(jié)合可編程序控制器(PLC)設(shè)計(jì)，運(yùn)用觸摸屏良好的人機(jī)交互功能，實(shí)現(xiàn)了瓶氧氧量的實(shí)時(shí)顯示以及缺氧報(bào)警提示，確保急救車的足氧出警。同時(shí)，主控單元的人機(jī)界面觸摸屏可以實(shí)時(shí)顯示瓶氧氧量，以方便醫(yī)護(hù)人員了解氧量信息，提供有缺氧報(bào)警提示功能。此外，還設(shè)計(jì)有制氧工藝動(dòng)態(tài)流程、氧氣濃度、流量實(shí)時(shí)顯示功能，并有多項(xiàng)報(bào)警監(jiān)測功能，如低壓報(bào)警、高壓報(bào)警、斷電報(bào)警、切換超時(shí)報(bào)警、低氧報(bào)警、灌充超時(shí)等，同時(shí)設(shè)置有趨勢圖，可顯示歷史數(shù)據(jù)信息。本發(fā)明系統(tǒng)適合急救車車載安裝，由車載電源供電，通過變壓吸附方法制取氧氣，并自動(dòng)監(jiān)測氧氣瓶氧量，完成車載氧氣瓶的氧氣隨時(shí)灌充補(bǔ)充，使得車載氧氣瓶無需更換，確保了急救車輛的氧氣不間斷供應(yīng)。同時(shí)，該系統(tǒng)還具備車載氧氣供給控制功能。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了急救車輛的移動(dòng)不間斷制供氧，提高了急救車的長途轉(zhuǎn)運(yùn)能力，具有工藝合理、性能穩(wěn)定、安全可靠、控制智能化、操作界面人性化、使用方便、體積小、重量輕等的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明具有如下有益效果
I、本發(fā)明設(shè)計(jì)的急救車制壓氧系統(tǒng)，通過監(jiān)測車載氧瓶的氧氣量，實(shí)現(xiàn)制氧和壓氧充瓶自動(dòng)化，完成車載瓶氧的及時(shí)補(bǔ)給，確保了車載氧源的不間斷供應(yīng)。2、主控單元采用PLC結(jié)合觸摸屏設(shè)計(jì)，控制性能穩(wěn)定，人機(jī)界面美觀，氧瓶氧量實(shí)時(shí)在線顯示以及缺氧報(bào)警提示等功能，使得醫(yī)護(hù)人員直觀了解氧源信息，確保出車前車輛氧源充足。系統(tǒng)采用一鍵式操作，簡單易用。3、車載氧氣瓶的自動(dòng)灌充設(shè)計(jì)，確保了車載氧源的不間斷供應(yīng)，使得車載氧瓶無需更換，降低了醫(yī)護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)避免了應(yīng)氧瓶未及時(shí)更換，造成醫(yī)療事故的可倉泛。4、制氧、壓氧、供氧一體化設(shè)計(jì)以及壓氧接口標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，適宜急救車安裝使用；車載改造、安裝，簡單方便。
5、灌充管路設(shè)計(jì)有單向閥、安全閥、氣動(dòng)閥、手動(dòng)閥、壓力傳感器等，確保灌充安全。6、供氧管路設(shè)計(jì)采用常開電磁閥設(shè)計(jì)，確保掉電條件下，車載氧氣瓶可以有效的輸出供應(yīng)。
圖I是本發(fā)明的制供氧工藝流程示意 圖2是本發(fā)明的氧氣充供平臺(tái)工藝流程示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1_氧氣瓶2#，2-氧氣匯流排，3-壓氧機(jī)，4-驅(qū)動(dòng)泵，5壓氧單元，6-制氧單元，7氧氣緩沖罐，8-制氧機(jī)，9-氧氣傳感器，10-主控單元，11-灌充壓力傳感器，12-氧氣充供平臺(tái)，13-氧氣瓶1#，14-手動(dòng)閥2#’ 15-瓶氧壓力傳感器2#’ 16-減壓閥2#’ 17-減壓閥1#，18_電磁閥2#，19-電磁閥1#，20-供氧壓力傳感器，21-進(jìn)氣單向閥，22-進(jìn)氣壓力傳感器，23-安全閥，24-氣動(dòng)閥2#，25-氣動(dòng)閥1#，26-單向閥2#，27-單向閥3#，28-供氧支路，29-灌充支路，30-瓶氧壓力傳感器1#，31-手動(dòng)閥1#。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。本發(fā)明急救車制供氧系統(tǒng)由制氧單元6、壓氧單元5、主控單元10、氧氣充供平臺(tái)12等組成。其特征是，主控單元10通過監(jiān)測氧氣瓶I、13的氧量，控制制氧單元6和壓氧單元5啟動(dòng)，通過氧氣充供平臺(tái)12的灌充支路29，實(shí)現(xiàn)對氧氣瓶I、13的自動(dòng)灌充；同時(shí)主控單元10通過氧氣充供平臺(tái)12的供氧支路28，可控制氧氣瓶I、13的輸出，實(shí)現(xiàn)車載氧氣供應(yīng)。所述制氧單元6包括制氧機(jī)8、氧氣緩沖罐7、氧氣傳感器9組成，制氧機(jī)8采用變壓吸附工藝制取氧氣，氧產(chǎn)量為2 5L/min ;氧氣傳感器9采用超生波氧氣傳感器，可實(shí)現(xiàn)氧氣濃度和氧氣流量檢測功能。所述壓氧單元5由驅(qū)動(dòng)泵4、壓氧機(jī)3、灌充壓力傳感器11組成，在壓氧機(jī)3的進(jìn)氣端配置了氧氣緩沖罐7，以減少壓氧時(shí)壓氧機(jī)3不連續(xù)進(jìn)氣對吸氧接口造成的影響；壓氧機(jī)3采用活塞壓縮，出口壓力可達(dá)13MPa以上，在壓氧機(jī)3的輸出口配置有灌充壓力傳感器11，之后安裝一個(gè)單向閥1#21，防止壓氧時(shí)氧氣的回流。所述主控單元10采用觸摸屏結(jié)合可編程序控制器(PLC)設(shè)計(jì)，運(yùn)用觸摸屏良好的人機(jī)交互功能，實(shí)現(xiàn)了氧氣瓶1、13氧量的實(shí)時(shí)顯示以及缺氧報(bào)警提示，確保急救車的足氧出警。主控單元10通過采集制氧單元6的氧氣傳感器9，識(shí)別氧氣流量及濃度信息，實(shí)現(xiàn)對制氧機(jī)8的產(chǎn)氧狀態(tài)及過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；主控單元10通過采集壓氧單元5壓氧出口處設(shè)置的灌充壓力傳感器11以及氧氣充供平臺(tái)12內(nèi)的瓶氧壓力傳感器15，30，對壓氧及充瓶壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)灌充安全控制；主控單元10通過控制供氧支路28上的常開電磁閥18，19的開閉實(shí)現(xiàn)氧氣瓶1、13的輸出控制。同時(shí)，主控單元10的人機(jī)界面觸摸屏可以實(shí)時(shí)顯示氧氣瓶1、13氧量，以方便醫(yī)護(hù)人員了解氧量信息，提供有缺氧報(bào)警提示功能。此夕卜，還設(shè)計(jì)有制氧工藝動(dòng)態(tài)流程、氧氣濃度、流量實(shí)時(shí)顯示功能，并有多項(xiàng)報(bào)警監(jiān)測功能，如低壓報(bào)警、高壓報(bào)警、斷電報(bào)警、切換超時(shí)報(bào)警、低氧報(bào)警、灌充超時(shí)等，同時(shí)設(shè)置有趨勢圖，可顯示歷史數(shù)據(jù)信息。所述的氧氣充供平臺(tái)12主要由灌充支路29和供氧支路28組成，所述的灌充支路28依次連接進(jìn)氣單向閥21、進(jìn)氣壓力傳感器22、安全閥23、氣動(dòng)閥24，25、灌氧單向閥26，27、瓶氧壓力傳感器15，30、手動(dòng)閥14，31等，實(shí)現(xiàn)對車載氧氣瓶I、13的灌充；所述的供氧支路28依次連接有手動(dòng)閥14，31、瓶氧壓力傳感器15，30、減壓閥16，17、電磁閥18，19、供氧壓力傳感器20、氧氣匯流排2等，實(shí)現(xiàn)氧氣瓶I、13瓶氧源向車內(nèi)供氧。灌充及供氧的具體實(shí)現(xiàn)由主控單元10控制，主要依據(jù)氧氣瓶I、13氧量大小，控制氧氣瓶1、13進(jìn)行灌充或供氧。一個(gè)氧氣瓶不可同時(shí)進(jìn)行灌充、供氧操作，因此氧氣瓶1、13形成互鎖關(guān)系，即氧氣瓶1#13灌充時(shí)，氧氣瓶2#1進(jìn)行供氧，反之，氧氣瓶1#13供氧時(shí)，氧氣瓶2#I進(jìn)行灌充。 以氧氣瓶1#13供氧，氧氣瓶2#1進(jìn)行灌充描述灌充、供氧具體實(shí)施過程。實(shí)施例I :充供氧控制。在確保制供氧系統(tǒng)電源供應(yīng)正常條件下，主控單元10正常工作，首先通過瓶氧壓力傳感器30，15分別獲得氧氣瓶1#13和氧氣瓶2#1的瓶氧壓力，并比較兩瓶氧壓力大小，假設(shè)氧氣瓶1#13壓力大，則氧氣瓶1#13作為供氧氧氣瓶使用，氧氣瓶2#1因壓力小需進(jìn)行壓氧灌充。依據(jù)氧氣瓶1#13供氧，氧氣瓶2#1進(jìn)行灌充操作時(shí)，將電磁閥2#18由常開變?yōu)槌ｉ]，實(shí)現(xiàn)氧氣瓶1#13的供氧通路，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)閥2#24由常閉變?yōu)槌ｉ_，實(shí)現(xiàn)氧氣瓶2#1的灌充通路。實(shí)施例2 :氧氣瓶2#1壓氧灌充。主控單元10首先控制制氧機(jī)8氣動(dòng)，氧氣產(chǎn)生后流入氧氣緩沖罐7中，并經(jīng)過氧氣傳感器9進(jìn)入壓氧機(jī)3的進(jìn)氧口。主控單元10采樣氧氣傳感器9數(shù)值，判定氧流量大于2L/min，氧濃度大于等于92%后，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)泵4推動(dòng)壓氧機(jī)3進(jìn)行壓氧操作，同時(shí)主控單元10打開氣動(dòng)閥2#24，氧氣依次經(jīng)過進(jìn)氣單向閥21，進(jìn)氣壓力傳感器22，氣動(dòng)閥2#24，單向閥2#26，瓶氧壓力傳感器2#15，手動(dòng)閥2#14灌充進(jìn)氧氣瓶2#1。灌充中，主控單元10采樣瓶氧壓力傳感器2#15壓力大于等于13MPa時(shí)灌充停止。灌充中，主控單元10采樣進(jìn)氣壓力傳感器22壓力與瓶氧壓力傳感器2#15比較，如進(jìn)氣壓力傳感器22大于瓶氧壓力傳感器2#15說明灌充支路存在問題，主控單元10報(bào)警停機(jī)，確保灌充安全。灌充時(shí)氧氣瓶2#1與手動(dòng)閥2#14的手動(dòng)開關(guān)始終處于打開狀態(tài)。實(shí)施例3 :氧氣瓶1#13供氧。主控單元10控制電池閥2#18由常開變?yōu)槌ｉ]，氧氣瓶1#13內(nèi)氧氣依次流經(jīng)手動(dòng)閥1#31，瓶氧壓力傳感器1#30，減壓閥1#17，電磁閥19，供氧壓力傳感器20輸出氧氣。輸出的氧氣通過氧氣匯流排2對車內(nèi)進(jìn)行供氧。供氧時(shí)氧氣瓶1#13與手動(dòng)閥1#31的手動(dòng)開關(guān)始終處于打開狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種急救車制供氧系統(tǒng)，其特征是，所述系統(tǒng)包括依次連接的制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺(tái)，主控單元分別控制制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺(tái)；所述制氧單元由制氧機(jī)、氧氣緩沖罐和氧氣傳感器通過管路依次連接組成，所述壓氧單元由驅(qū)動(dòng)泵、壓氧機(jī)和壓力傳感器通過管路依次連接組成；所述氧氣充供平臺(tái)由灌充支路和供氧支路組成，所述的灌充支路包括依次連接的進(jìn)氣單向閥、進(jìn)氣壓力傳感器和安全閥，安全閥通過管路分別連接第一灌充通路和第二灌充通路，所述第一、第二灌充通路分別連接第一、第二氧氣瓶通路，所述灌充通路由依次連接的氣動(dòng)閥和灌氧單向閥組成，所述氧氣瓶通路由依次連接的瓶氧壓力傳感器、手動(dòng)閥和氧氣瓶組成；所述的供氧支路包括第一供氧管路和第二供氧管路，所述供氧管路包括依次連接的減壓閥和電磁閥，兩個(gè)減壓閥分別連接相應(yīng)的瓶氧壓力傳感器，兩個(gè)手動(dòng)閥電磁閥分別連接供氧壓力傳感器，供氧壓力傳感器連接氧氣匯流排；所述主控單元采用觸摸屏結(jié)合可編程序控制器(PLC)組成，可編程序控制器通過采集制氧單元的氧氣傳感器，識(shí)別氧氣流量及濃度信息，實(shí)現(xiàn)對制氧機(jī)的產(chǎn)氧狀態(tài)及過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；可編程序控制器通過采集壓氧單元壓氧出口處設(shè)置的灌充壓力傳感器以及充供平臺(tái)內(nèi)的進(jìn)氣壓力傳感器，對壓氧及充瓶壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)灌充安全控制；可編程序控制器通過控制供氧管路上的常開電磁閥的開閉實(shí)現(xiàn)瓶氧的輸出控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急救車制供氧系統(tǒng)，其特征是，所述制氧機(jī)采用變壓吸附工藝制取氧氣，氧產(chǎn)量為2 5L/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的急救車制供氧系統(tǒng)，其特征是，所述氧氣傳感器采用超生波氧氣傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種急救車制供氧系統(tǒng)。本發(fā)明所述系統(tǒng)包括依次連接的制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺(tái)，主控單元分別控制制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺(tái)；所述制氧單元由制氧機(jī)、氧氣緩沖罐和氧氣傳感器通過管路依次連接組成，所述壓氧單元由驅(qū)動(dòng)泵、壓氧機(jī)和壓力傳感器通過管路依次連接組成；所述氧氣充供平臺(tái)由灌充支路和供氧支路組成，所述主控單元采用觸摸屏結(jié)合可編程序控制器(PLC)組成，可編程序控制器采集制氧單元的氧氣傳感器、采集壓氧單元壓氧出口處設(shè)置的灌充壓力傳感器以及充供平臺(tái)內(nèi)的進(jìn)氣壓力傳感器和控制供氧管路上的常開電磁閥。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了急救車輛的移動(dòng)不間斷制供氧，提高了急救車的長途轉(zhuǎn)運(yùn)能力，工藝合理、性能穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C01B13/02GK102923665SQ20121042164
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者朱孟府, 陳平, 劉新星, 鄧橙, 朱路, 吳太虎, 孫景工 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所