一种高原地区压力自平衡式空气吸入系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型设及一种空气吸入系统，具体设及一种高原地区压力自平衡式空气吸 入系统。
【背景技术】
[0002] 在海拔超过4500~5000m的高原地区，环境中的空气密度平均只有海平面空气密 度的60%~80%。在海平面高度，成年人体正常情况下每一次的呼吸量大约为500ml左右， 运个呼吸量中所含的氧分子足够维持人体正常生理活动;然而在高原地区，由于空气密度 较低，因此人在高原上每一次吸入空气624~833ml，才能获取与海平面高度处相同的氧量。 然而无论是在高原地区还是处于海平面的高度，人体肺部的容量是有限的，即每一次呼吸 过程中吸入肺中的气体体积大小是相对恒定的，因此如果是刚到高原地区，在高原环境下 人体呼吸时不能摄入足够的氧量，会造成缺氧症状，W致引发头痛、失眠、食欲减退、疲倦、 呼吸困难等高原反应，严重的还可能危及生命安全。
[0003] 虽然高原反应在高原环境中一定时间后症状会消减，但在运动等耗氧量增加的情 况下或者身体不适的时候，缺氧仍是较为严重的问题。
[0004] 我国疆域迂阔，随着高原地区的开发建设不断进行，由内地前往高原地区工作的 人员逐年增加；同时高原地区风景秀美，越来越多的内地游客也选择高原地区作为旅游目 的地;在我国的高原边境线上，常年驻扎着边防战±;在日常活动过程中，运些人员是最容 易出现高原反应的人群，如突遇缺氧症状又不能及时缓解，将可能带来严重后果。
[0005] 对于高原地区使用的增氧设备，一般为高原医院、医疗场所配备的大型呼吸机。运 种呼吸设备基本原理是，利用高浓度氧和空气混合，或者用分子筛除去一部分空气中的氮 气，W达到增加氧气浓度的目的。
[0006] 上述设备虽然增氧效果较好，但结构复杂，主要是起医疗作用，装置成本高，不能 携带，尤其是稀释氧气类型的呼吸机，还要求有氧气供应，应用成本很高，限制了其广泛使 用。
[0007] 然而，目前高原地区对便携式、经济型的小型呼吸机要求非常迫切，但现有技术中 还没有一种能完全满足各类应用要求的理想设备。
【发明内容】
[0008] 针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于，提供一种高原地区压 力自平衡式空气吸入系统，具有便携、高效率的特点，可有效增氧，环节缺氧症状，为游客、 高原地区工作人员、边防战±等提供了一种有效的呼吸辅助工具。
[0009] 为了实现上述任务，本实用新型采用W下技术方案：
[0010] -种高原地区压力自平衡式空气吸入系统，包括用于压缩空气的增压气囊，W及 用于向增压气囊供给空气的供气装置;空气由供气装置提供给增压气囊，增压气囊对空气 压缩增压后提供给使用者。
[0011] 进一步地，所述的空气吸入系统还包括设置在供气装置与增压气囊之间的和/或 设置在增压气囊与使用者之间的过滤装置。
[0012] 进一步地，所述的增压气囊对空气增压并通过增溫装置后将空气提供给使用者。
[0013] 进一步地，所述的增压气囊上连接有送气管，增压气囊对空气压缩后，依次通过送 气管W及设置在送气管端部的面罩提供给使用者。
[0014] 进一步地，所述的面罩内部设置有隔板，将面罩分为上下两部分，其中上部分的面 罩上开设有出气孔，或下部分的面罩上开设有出气孔;使用者佩戴面罩后，隔板与使用者 口、鼻之间的部分紧密接触。
[0015] 进一步地，所述的增压气囊的进气口、出气口上分别设置有第一风压传感器与第 二风压传感器，第一风压传感器与第二风压传感器连接至一个控制器，控制器与所述的供 气装置连接。
[0016] 进一步地，所述的增压气囊的内部设置有第Ξ风压传感器，第Ξ风压传感器与控 制器连接。
[0017] 进一步地，所述的增压气囊的进气口、出气口上分别设置有第一单向阀和第二单 向阀。
[0018] 进一步地，所述的增溫装置包括内嵌在送气管内部的增溫管，增溫管的内壁上设 置有加热丝，或者增溫管的内部布设有加热网。
[0019] 进一步地，所述的过滤装置包括过滤管，过滤管内部填充有过滤棉。
[0020] 进一步地，所述的供气装置采用满轮风机，满轮风机与供电装置连接。
[0021] 进一步地，所述的面罩的边缘上设置有密封圈。
[0022] 进一步地，所述的增压气囊为橄揽球型结构。
[0023] 进一步地，所述的面罩通过固定带佩戴在使用者的面部。
[0024] 进一步地，所述的系统还包括一个用于盛装增压气囊的袋体，袋体连接在一个上 衣上，所述的供气装置设置在上衣的内部。
[0025] 进一步地，所述的控制器上连接有显示屏W及报警器。
[0026] 本实用新型与现有技术相比具有W下技术特点：
[0027] 1.采用了增压气囊结构，能利用有限空间增加空气密度，达到增加氧气浓度的目 的，该气囊结构简单，成本低廉，能起到有效的增压作用，便于携带；
[00%] 2.该吸入系统整体可移植性强，可W附加在各类用具、交通工具、衣物上，固定或 随身携带均可，体积小，重量轻，效率高，使用方便，反应迅速；
[0029] 3.该吸入系统的能源供给为充电电池，一次充电续航时间久，电池可拆卸且能更 换，适应于长时间应用，满足室外、野外应用需求，储备、维护方便，故障率低，可靠性高；
[0030] 4.本装置使用成本低廉，是一种能普遍推广使用的产品，生产制作方便，具有良好 的实际应用价值与经济价值，为高原地区室外活动人员提供了一种理想的辅助工具；
[0031 ] 5.利用本系统能有效地缓解高原缺氧症状，使用过程安全无害，能为身体不适的 患者提供及时的缓解;还可W应用于井下、巷道等氧气密度较低的场所，应用范围广。
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0033] 图2为过滤装置部分的结构分解示意图；
[0034] 图3为增溫装置部分的剖视示意图；
[0035] 图4为增压气囊部分的结构示意图；
[0036] 图5为本实用新型应用在衣物上的结构示意图；
[0037] 图中标号代表：1-供电装置，2-供气装置，3-供气管，4-增压气囊，5-过滤装 置，501-过滤管，502-过滤棉，6-增溫装置，601-增溫管，602-加热丝，7-送气管，8- 隔板，9-出气孔，10-面罩，11-密封圈，12-固定带，13-第一风压传感器，14-第一单向 阀，15-第二单向阀，16-第二风压传感器，17-上衣。
【具体实施方式】
[0038] 传统的增氧机多为医用产品，其普遍体积庞大、难W携带，因而不适用于户外、长 时间、低成本的普遍应用。针对于高原地区游客、工作人员等逐年增加的情况，有必要开发 一种能适合大众化需求的新产品。
[0039] 遵从上述技术方案，如图1至图5所示，一种高原地区压力自平衡式空气吸入系统， 包括用于压缩空气的增压气囊4, W及用于向增压气囊4供给空气的供气装置2;空气由供气 装置2提供给增压气囊4，增压气囊4对空气压缩增压后提供给使用者。
[0040] 与传统的各类增氧设备不同，本实用新型提出了一种增压气囊4,利用增压气囊4 的弹性作用，对进入其中的空气进行加压，W达到增加单位空间氧分子含量的目的。
[0041] 高原地区造成空气稀薄的原因是大气压强低，压强低使空气密度变低，因此如能 通过增压气囊4壁的弹性补充一部分压强，使增压气囊4内部的气压能达到至少标准大气压 的程度，则增压气囊4内部空气密度变大，达到或接近人体在海平面高度地区的呼吸水平。
[0042] 根据伯努利方程可知，流速高处气压低，流速低处气压高，在本方案中，供气装置2 鼓动空气提供给增压气囊4,使增压气囊4当中的压力升高，大于增压气囊4外部的气压，从 而使增压气囊4开始膨胀。
[0043] 当增压气囊4膨胀到一定程度后，如不再向增压气囊4中继续充气，则增压气囊4达 到暂时的平衡状态。此时，增压气囊4当中的气体压强，等于增压气囊4外部大气压强与增压 气囊4壁对增压气囊4内部气体压强之和，即增压气囊4中的压强要大于增压气囊4外部的大 气压强，差值为增压气囊4壁对其中气体的压强，运部分压强使增压气囊4内部的气体密度 增大，使增压气囊4当中的气体达到适宜人体呼吸的水平。
[0044] 在增压气囊4膨胀并平衡后，增压气囊4内部的压强等于外部的大气压强与增压气 囊4壁对气囊中气体压强之和。
[0045] 根据气态方程:PV = nRT
[0046] P是指压强，V是指气体体积;η是指物质的量，R是个常数，T是指开尔文溫度；
[0047] 又由于；
旨气体质量，Μ指气体的摩尔质量，因此上式可变为 [004引 pv=mRT/M
[0049] 继而有
[0化0] p=m/v即气体密度。
[0051] 因此，同一种气体来讲R/M为常数，在气体溫度不变的情况下，气体压强与气体密 度成正比。
[0052] 因此，本方案的运种增压系统，可利用增压气囊4对空气加压，使氧含量增加，再将 加压后的空气输送给使用者，W此缓解使用者的缺氧症状。
[0053] 供气装置2可W有广泛的选择空间，其需要对空气提供一定的速度，使进入增压气 囊4的空气足W克服增压气囊4壁的弹性使其膨胀。考虑到便携和质轻的问题，整个供气装 置2不应过大。例如供气装置2可采用小型满轮风机，满轮风机与供电装置1连接，通过供气 管3与增压气囊4连接;采用满轮风机的好处是，相对于其他同类体积的供气装置2，满轮风 机出风口的风速快、风压大，容易满足本方案中增压气囊4的使用要求。
[0054] 关于供电装置1，可采用化学电池或其他类型的电池，W能为供气装置2提供稳定、 持续的能源。供电装置1的性能直接决定该系统的单次使用时间，因此要求供电装置1能持 久地提供电力供应。本方案中可考虑使用大电量的可充电电池，能使得本装置在闲置时，能 通过交流电及时补充电能，保证其能达到足够的续航能力。
[0055] 作为对上述技术方案的进一步改进：
[0056]