具有氧疗功能的呼吸支持设备及控制方法与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种具有氧疗功能的呼吸支持设备及控制方法。

背景技术：

随着社会的快速发展，带来的大气污染、生活的环境恶化等问题，造成人类呼吸环境越来越恶劣，而对于需要借助呼吸支持设备辅助治疗的用户来说，更需要一个洁净的富氧环境，更有利于其病情的恢复。

随着社会的快速发展，同时也带来了的大气污染、生活的环境恶化，且空气中悬浮的细颗粒物进入人体到肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态。吸氧对于缓解和预防老年人心脑血管疾病、呼吸系统疾病具有良好的效果，采用即插即用的家用制氧机可以保证老年人每天能吸到充足的氧气，改善新陈代谢，预防疾病，延年益寿，是老年人保持健康的良药。

而对于需要借助呼吸支持设备辅助治疗的用户来说，更需要一个洁净的富氧环境，更有利于其病情的恢复。

目前，现有的家用呼吸支持设备多数仅仅用作呼吸机辅助治疗使用，没有集成制氧功能，如果用户需要氧疗，家中需要另外再配套一台制氧机，而传统的制氧机需要空气压缩机等提交较大的设备，在家中将两台设备连接在一起，才能达到氧疗的目的。但是这样就造成用户使用不便，操作麻烦，设备体积大等缺点，同时污染的空气经过呼吸机简单的过滤直接为用户供气，不能有效的隔离空气中的细菌和灰尘等。

因此，有必要提供一种具有氧疗功能的呼吸支持设备，既能满足用户呼吸辅助治疗的目的，又能在家享受氧疗。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种具有氧疗功能的呼吸支持设备及控制方法，设置有制氧单元，所述制氧单元既能有效过滤空气中细菌和灰尘，且体积小，方便集成在家用呼吸支持设备上。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有氧疗功能的呼吸支持设备，包括主气道和处理器，所述主气道包括自进气方向依次连接的用于产生富氧的富氧膜盒、真空泵、用于存储富氧空气的储气容器，所述储气容器的出气端连接有气管，所述气管上自进气方向依次连接有比例阀、第一压力检测装置；在真空泵的作用下，空气通过富氧膜盒后被输送到储气容器内，所述处理器根据用户的设定压力和第一压力检测装置检测到的出口压力的情况，控制比例阀从储气容器输送富氧空气到用户端。

作为上述方案进一步的改进，所述具有氧疗功能的呼吸支持设备还包括存储器和计时器，所述存储器和计时器分别与处理器电性连接，所述计时器用于记录富氧膜盒的工作时间，所述存储器用于存储每次富氧膜盒的工作时间及总工作时间。

作为上述方案进一步的改进，当第一压力检测装置检测到出口压力小于用户设定压力，处理器控制调大比例阀的开合度；当第一压力检测装置检测到出口压力大于用户设定压力，处理器控制调小比例阀的开合度，使得出口压力维持在用户设定压力范围内。

作为上述方案进一步的改进，所述富氧膜盒，具有连通空气的第一端口，还具有连通所述真空泵的第二端口。

作为上述方案进一步的改进，所述富氧膜盒包括容纳盒体、过滤器和多层富氧膜，所述过滤器设置在容纳盒体的第一端口，用于过滤空气中的细菌和粉尘，所述多层富氧膜依次上下并排横向设置在容纳盒体内或者依次作用并排竖向设置在容纳盒体内。

作为上述方案进一步的改进，当多层富氧膜上下并排横向设置在容纳盒体内时，所述容纳盒体内靠近第二端口端设置有装卡富氧膜的卡槽孔，所述富氧膜卡设在所述卡槽孔内，且富氧空气通过所述卡槽孔与第二端连通。

作为上述方案进一步的改进，所述储气容器上还设置有第二压力检测装置，用于监测储气容器内的压力。

作为上述方案进一步的改进，所述比例阀和第一压力检测装置之间还设置有流量检测装置，用于监测主气道内富氧空气的流量值。

作为上述方案进一步的改进，所述第一压力检测装置、第二压力检测装置分别为压力传感器，第一压力传感器用于检测主气道出气端的富氧空气压力；第二压力传感器用于检测储气容器内的富氧空气压力。

作为上述方案进一步的改进，所述流量检测装置为流量传感器。

作为上述方案进一步的改进，所述真空泵为微型真空泵，用于控制富氧空气的流量，还用于控制输出富氧空气的压力。

本发明还提供一种具有氧疗功能的呼吸支持设备的控制方法，步骤包括：

s1：呼吸支持设备处于开启状态，处理器从存储器中读取富氧膜盒的总工作时间，并判断富氧膜盒总工作时间是否大于设定时间，若是，处理器发出提示，提醒用户更换富氧膜盒，并退出氧疗治疗；若否，呼吸支持设备继续工作；

s2：处理器判断第二压力检测装置的检测压力是否达到用户若干呼吸周期所需压力值，若没有达到所需压力值，处理器控制加大真空泵的功率；若达到所需压力值，处理器控制减小真空泵的功率；

s3：处理器获取用户的设定压力，并结合第一压力检测装置检测到的出口压力值，控制比例阀输出到用户端所需的压力值；

s4：计时器开始氧疗计时，将此次工作时间累加总工作时间内，并将此总时间写入存储器内，返回步骤s1循环执行。

作为上述方案进一步的改进，所述步骤s3中，当第一压力检测装置检测到出口压力小于用户设定压力，处理器控制调大比例阀的开合度；当第一压力检测装置检测到出口压力大于用户设定压力，处理器控制调小比例阀的开合度，使得出口压力维持在用户设定压力范围内。

由于本发明采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

1、本发明的一种具有氧疗功能的呼吸支持设备，通过在主气道的进气端设置富氧膜盒，基于富氧膜对空气中氮分子的过滤，能够提供30％-40％氧浓度的富氧空气；而且在本发明中所述富氧膜盒中设置有多层富氧膜，多层富氧膜的设置了加大富氧膜内部与表面压力的，加速空气在富氧膜内的溶透速率，同时获得较大的富氧流量。

2、本发明的一种具有氧疗功能的呼吸支持设备，富氧膜盒的过滤器设置进气的第一端口，用于对空气中细菌和粉尘的初步过滤，被过滤后的空气再次经过富氧膜，在过滤掉空气中的氮分子的同时，对空气中的细菌和灰尘进行进一步的过滤，优化用户的呼吸环境。

3、本发明的一种具有氧疗功能的呼吸支持设备，还包括用于记录富氧膜盒工作时间的计时器和用于存储富氧膜盒工作时间的存储器，这样就能够监测到富氧膜盒的总工作时间，由于富氧膜在过滤的过程，其上会沉积细菌和粉尘，因此富氧膜盒到达设定工作时间时，处理器及时提醒用户更换富氧膜盒，以保证用户呼吸到的空气的洁净度。

4、本发明的一种具有氧疗功能的呼吸支持设备，由于富氧膜盒仅用于容纳富氧膜，因此体积小，方便集成在呼吸支持设备上。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明的一种具有氧疗功能的呼吸支持设备的主气道示意图；

附图标记：

1、富氧膜盒；11、过滤器；12、容纳盒体；121、卡槽孔；13、第一富氧膜；14、第二富氧膜；15、第三富氧膜；2、真空泵；3、储气容器；31、第二压力检测装置；4、气管；5、比例阀；6、第一压力检测装置；7、流量检测装置。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

其次，需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述:

实施例1：

参照图1，本发明提供一种具有氧疗功能的呼吸支持设备，包括主气道和处理器，所述主气道包括自进气方向依次连接的用于产生富氧的富氧膜盒1、用于输送富氧空气的真空泵2、用于存储富氧空气的储气容器3，所述储气容器3的出气端连接有气管4，气管4上自进气方向依次连接有比例阀5、第一压力检测装置6；在真空泵2的作用下，空气通过富氧膜盒1后被输送到储气容器3内，所述处理器根据用户的设定压力和第一压力检测装置6检测到的出口压力的情况，控制比例阀5从储气容器3输送富氧空气到用户端，具体的，当第一压力检测装置6检测到出口压力小于用户设定压力，处理器控制调大比例阀5的开合度；当第一压力检测装置6检测到出口压力大于用户设定压力，处理器控制调小比例阀5的开合度，使得出口压力维持在用户设定压力范围内。本发明通过在主气道的进气端设置富氧膜盒1，基于氧气分子和氮气分子在富氧膜内的溶透速率不同,氧气分子的溶透速率大于氮气分子溶透速率，从而实现从空气中把氧气富集、把部分氮气排斥,提升从富氧膜输出空气的氧气浓度，从而获得30％-40％氧浓度的富氧空气，这样的设置，仅仅需要富氧膜盒1和真空泵2即可，结构简单，体积小，便于集成在呼吸支持设备的主气道上，传统的实施方式，需要将额外的制氧设备与呼吸支持设备连接后才能进行氧疗，首先需要两台设备，占地空间大，且不方便用户操作，因此本发明在呼吸支持设备的主气道的空气进气端设置富氧膜盒1及真空泵2，占地空间小，操作容易，能够满足用户在使用呼吸支持设备治疗的同时还能够享受富氧氧疗。

作为优选的实施例，所述具有氧疗功能的呼吸支持设备还包括存储器和计时器，所述存储器和计时器分别与处理器电性连接，所述计时器用于记录富氧膜盒1的工作时间，所述存储器用于存储每次富氧膜盒1的工作时间及总工作时间，这样的设置能够监测到富氧膜盒1的总工作时间，由于富氧膜在过滤的过程，其上会沉积细菌和粉尘，因此富氧膜盒1到达设定工作时间时，处理器及时提醒用户更换富氧膜盒1是必要的，以保证用户呼吸到的空气的洁净度。

作为优选的实施例，富氧膜盒1，具有连通空气的第一端口，还具有连通所述真空泵2的第二端口；富氧膜盒1包括容纳盒体12、过滤器11和多层富氧膜，过滤器11设置在容纳盒体12的第一端口，用于过滤空气中的细菌和粉尘，所述多层富氧膜依次上下并排横向设置在容纳盒体12内或者依次作用并排竖向设置在容纳盒体12内。多层富氧膜的设置了加大富氧膜内部与表面压力的，加速空气在富氧膜内的溶透速率，同时获得较大的富氧流量。同时，富氧膜盒1的过滤器11设置进气的第一端口，用于对空气中细菌和粉尘的初步过滤，被过滤后的空气再次经过富氧膜，在过滤掉空气中的氮分子的同时，对空气中的细菌和灰尘进行进一步的过滤，优化了用户的呼吸环境。

在本实施例中，容纳盒体12内设置有第一富氧膜13、第二富氧膜14和第三富氧膜15，且三层富氧膜依次上下并排横向设置在容纳盒体12内，具体的，所述容纳盒体12内靠近第二端口端设置有装卡富氧膜的卡槽孔121，所述富氧膜卡设在所述卡槽孔121内，且富氧空气通过所述卡槽孔121与第二端连通，横向设置的富氧膜，使得部分空气沿着富氧膜的长度方向被过滤后产生富氧空气，这样这部分空气能够得到充分的将氮气排除出去，得到较高浓度的富氧空气；还有部分空气，在真空泵2的负压作用下，经过第一富氧膜13、第二富氧膜14和第三富氧膜15过滤后产生富氧空气，三层横向富氧膜的设置，在保证空气流通量的同时，加大了富氧膜内部与表面压力的，加速空气在富氧膜内的溶透速率，同时获得较大的富氧流量。

作为优选的实施例，为了防止储气容器3内的压力过高，储气容器3上还设置有第二压力检测装置31，用于监测储气容器3内的压力，处理器根据第二压力传感器输出值控制真空泵2的功率，保证储气容器3内的有充足的富氧空气提供给用户。

作为优选的实施例，比例阀5和第一压力检测装置6之间还设置有流量检测装置7，用于监测主气道内富氧空气的流量值。

作为优选的实施例，第一压力检测装置6、第二压力检测装置31分别为压力传感器，第一压力传感器用于检测主气道出气端的富氧空气压力；第二压力传感器用于检测储气容器3内的富氧空气压力。

作为优选的实施例，流量检测装置7为流量传感器。

作为优选的实施例，真空泵2为微型真空泵2，微型真空泵2用于控制富氧空气的流量，还用于控制输出富氧空气的压力，具体的，处理器根据第二压力传感器输出值，判断是否达到用户若干呼吸周期所需压力值，若小于所需压力值，处理器控制真空泵2加大功率，若大于所需压力值，处理器控制真空泵2减小功率。

实施例2：

本发明还提供一种具有氧疗功能的呼吸支持设备的控制方法，步骤包括：

s1：呼吸支持设备处于开启状态，处理器从存储器中读取富氧膜盒1的总工作时间，并判断富氧膜盒1总工作时间是否大于设定时间，若是，处理器发出提示，提醒用户更换富氧膜盒1，并退出氧疗治疗；若否，呼吸支持设备继续工作；

s2：处理器判断第二压力检测装置31的检测压力是否达到用户若干呼吸周期所需压力值，若小于所需压力值，加大真空泵2的功率；若大于所需压力值，减小真空泵2的功率；

s3：处理器获取用户设定的压力，并结合第一压力检测装置6的检测压力值控制比例阀5输出到用户端所需的压力值；

s4：计时器开始氧疗计时，将此次工作时间累加总工作时间内，并将此总时间写入存储器内，返回步骤s1循环执行。

作为优选的实施例，所述步骤s3中，当第一压力检测装置6检测到出口压力小于用户设定压力，处理器控制调大比例阀5的开合度；当第一压力检测装置6检测到出口压力大于用户设定压力，处理器控制调小比例阀5的开合度，使得出口压力维持在用户设定压力范围内。

本发明利用富氧膜的原理，由于氧气分子和氮气分子在富氧膜内的溶透速率不同,氧气分子的溶透速率大于氮气分子溶透速率，因此，经过富氧膜后的空气，把空气中的氧气富集、把空气中部分氮气排斥,提升从富氧膜输出空气的氧气浓度，从而获得所需的富氧。在微型真空泵2的吸力作用下，空气先经过富氧膜盒1内的过滤器11，再经过第一富氧膜13、第二富氧膜14和第三富氧膜15提升进入储气容器3内空气中氧气的浓度，同时经过第一富氧膜13、第二富氧膜14和第三富氧膜15进一步的过滤空气中粉尘污染，洁净的富氧空气被存储到储气容器3内；然后呼吸支持设备的处理器根据用户的设定压力和第二压力传感器检测到的出气口压力，控制比例阀5输送富氧空气到用户端。本发明将三层富氧膜独立设计为一个富氧膜盒1，方便用户定期更换，并通过计时器和存储器记录呼吸机使用的时间，提醒用户定期更换，以保证用户呼吸到的空气的洁净度。

以上是本发明的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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