专利名称：携带式无电源富氧气体发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型属给人体呼吸提供富氧气体的聚氧装置技术领域，特别涉及一种 为高原野外无电源供电的情况下，为人体呼吸提供长时间连续不断的富氧增湿清 洁气体的发生装置。
背景技术：
在青藏高原，空气中的含氧量很低、气候干燥和沙尘比较大。给人体带来呼 吸困难、高原反应强烈等问题。从而，对青藏高原的旅游事业的发展、野外的施 工作业、部队的战备训练和国防建设等各方面人员的工作效率、身体健康都存在 很大影响，甚至危及人们的生命安全。
技术背景(1)是使用氧气钢瓶给人呼吸提供氧气的方法液化空气制氧是 工业上常用的方法。为了方便运输和使用，再将液氧汽化成氧气气体。将工厂制 造出的氧气气体注入到氧气钢瓶内，使用氧气钢瓶提供氧气方法，非常适合医院 和实验室的室内使用。但是，若在野外使用氧气钢瓶提供氧气方法，则需用汽车 或其它交通工具运输到公路沿线距使用地点最近的地方，然后由使用者携带，该 方法氧气的携带量极其有限。从而，限制人们工作中活动的范围、活动的时间和 活动的强度。而且，氧气钢瓶内的氧气的使用消耗完时，则需要即时更换氧气钢 瓶，对使用后的氧气钢瓶内进行充填氧气。所以，该方法不能连续不断的使用。 特别存在着氧气钢瓶体积大和重量重的问题。并且在氧气的提取和运输都消耗大 量的能源，所以使用氧气钢瓶方法提供氧气的成本很高。
技术背景(2)是使用化学制氧方法给人体呼吸提供氧气该方法是在一个 封闭的容器中填入定量的水，加入定量的制氧所需的化学药品，通过化学反应可 产生出氧气。非常适合病人和老人在家庭里使用，或病人从家庭到医院的途中短 时间使用。但是，若在野外使用化学制氧的方法给人体呼吸提供氧气，该装置的 体积和重量在使用时问题不是很大。但是，使用此装置制氧运行时，为保证供应 氧气气体的流量稳定，则需要频繁的、均匀的加注制氧化学药品，增加人们的繁 琐而单调的加注化学药品操作的所需时间。从而，降低了主要工作的效率。并且，
该方法制氧所需的化学药品消耗量非常大，存在需携带大量化学药品的问题。而且，制氧的运行成本也很高。同样，存在着携带大量化学药品所带来的体积大和 重量重的问题。从而，限制人们野外工作的范围、时间和强度。
总之，无论是使用氧气钢瓶提供氧气方法，还是使用化学制氧提供氧气方法， 使用者都需要携带体积大和重量重的氧气钢瓶或制氧所需的化学药品，都不能适 合人们野外长距离的携带和长时间连续不断使用的需要。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的体积大、重量重、能 源消耗大、运行成本高、不适合野外长距离的携带、不能长时间的连续使用，从 而限制人们在野外活动范围、野外活动时间和野外活动强度等的缺点，给出一种 新型高梯度磁场下，聚氧、增湿和除尘过滤功能集一体的气体发生装置。
本实用新型的携带式无电源富氧气体发生器由沙尘防护网、聚氧器、增湿器 和单向阀(流量计)等部分组成。具体的技术方案可参见图1、 2:
一种携带式无电源富氧气体发生器，结构包括能扣合的前外壳3和后外壳1 、 装在后外壳1外面上的腰夹2，结构还有装在前外壳3和后外壳1之内的聚氧器
27、增湿器29，以及气体输出管25和单向阀24，安装在前外壳3和后外壳1 端面的沙尘防护网8;
所述的聚氧器27，结构是在圆筒形的外骨架12内同轴装有圆筒形内骨架22， 外骨架12和内骨架22之间安装开口的圆环状的磁轭23，在磁轭23的两个侧面 外骨架12与内骨架22是相连并且密封的；磁轭23开口处的两个端头分别装有 上永磁块9和下永磁块10，两永磁块的异性磁极是相对的，在两永磁块的之间 构成梯形空间21形成了高梯度磁场，内骨架22在两永磁块之间距离小的位置开 口，外骨架12在两永磁块之间距离大的位置开口；聚氧器27的下方装富氧导入 管13，富氧导入管13底端封闭且下端侧面开有气体入水孔18;内骨架22、磁 轭23、外骨架12的下方均开有圆孔，各圆孔相通且与富氧导入管13顶端相通， 富氧导入管13伸入到增湿器29内；
所述的增湿器29，安装在聚氧器27下方，结构有封闭容器14，在封闭容器 14上面装有注水管26和气体输出管25，在封闭容器14下面装有排水孔19和排 水孔封盖20;封闭容器14内横向装有防溅水挡板15;封闭容器14上壁开有圆 孔使富氧导入管13穿过，封闭容器14的圆孔与富氧导入管13之间是密封的，富氧导入管13穿过防溅水挡板15， 二者之间有空隙17，该空隙17与防溅水挡 板15和封闭容器14上壁之间的空间形成增湿富氧通道30，增湿富氧通道30与 气体输出管25相通；
所述的沙尘防护网8，安装在与外骨架12开口对应的位置；由两层防护网 组成，外层是由硬质材料制成的护网；内层是由微孔材料制成的防护层。
沙尘防护网加在聚氧器的外面，外层的护网可以由铜、铝、有一定强度的塑 料等硬质材料制成的；内层的防护层可以由海绵、纤维过滤网等微孔材料制成。 可防止杂质及灰尘进入永磁块和磁轭所在的空间，并且对富氧气体过滤清洁(第 一次富氧气体过滤清洁处理)和保障聚氧器的安全运行。
聚氧器中，磁轭开口处的两个永磁块之间的距离是逐渐变小，在磁块的之间 形成了一个梯形空间，在梯形空间到沙尘防护网之间构成高梯度磁场，两永磁块 的之间距离小的磁场强度高，两永磁块的之间距离大的磁场强度低；磁轭可把与 两永磁块相接触面的磁极发出的磁力线，闭合在磁轭中传输，这样可进一步提高 高梯度磁场的磁场强度，并且可防止磁场的磁力线向其它方向泄露。
聚氧器的工作原理是在空气中两种含量高的气体为氮气和氧气，氮气和 氧气之和占有量在空气中达98%。若将氮气和氧气两种气体分离，就能获得氧含 量十分丰富的富氧气体。空气中的氮气和氢气属于抗磁性气体，氧气属于顺磁 性气体。根据以上物质磁性的特点，本实用新型设计一个高梯度的磁场，当空气 中的氧气受到高梯度磁场作用后，感生出与磁化磁场同方向的磁化强度，其磁化 率Xd〉0。氧气就会在高梯度的磁场中向磁场强度高的方向移动。同时，空气 中的氮气和氢气受到高梯度磁场作用后，感生出与磁场方向相反的磁化强度，其 磁化率Xd<0。空气中的氮气和氢气就会在高梯度的磁场中向磁场强度低的方 向移动，从而达到氧气和氮气的分离。
聚氧器分离出气体的氧气含量与流量成反比，分离出气体氧气含量与高梯度 磁场的面积成正比。因为在人体呼吸时，呼气和吸气是交替进行的，两次吸气之 间富氧气体是没有流量的(单向阀控制人体呼出的气体不能进入该装置)。所以， 这样人体吸入富氧气体的氧气含量可以更高。
所述的单向阀24可以是一个轻质中空球；气体输出管25上端是气体输出口 5，其下端内壁有与单向阀24球体相配合的弧度，使球体在落下时塞堵气体输出管25的进气口处。
单向阀24装在气体输出管25管壁内，气体输出管25的下端与增湿富氧通 道30连接。单向阀24的内部是空心的，外壳所用材料可以与乒乓球材料相同或 相似，单向阀24的质量比较轻，它随着人吸气流量的大、小不同，单向阀24 是上、下起伏的。将软导管连接在气体输出口 5上，导管即可向人体供给富氧增 湿清洁的气体。当没有富氧气体流量时(人呼气)，单向阀24把气体输出管25 内侧的底部圆弧型内径密封，防止人体呼出的气体进入高梯度磁场下聚氧增湿清 洁气体发生装置。
本实用新型的携带式无电源富氧气体发生器，可源源不断地提供富氧气体， 还可对富氧气体进行增湿处理，而且，对富氧增湿的气体进行两次(沙尘防护网 和增湿器中的水)过滤除尘清洁处理。该装置在产生出富氧增湿清洁气体时不消 耗任何能源，也不消耗任何化学药品。所以，该装置没有任何运行成本。该装置 其结构具有结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便等特点。根据高梯度磁场下聚
氧增湿清洁气体发生装置的性能和特点，非常适用于如青藏高原区域，空气中的 含氧量低、气候干燥和沙尘比较大的气候环境特点。
可以总结出，本实用新型的携带式无电源富氧气体发生器的特点是-
1、 该装置克服了青藏高原空气中的含氧量低、气候干燥和沙尘大的特点， 所给人们带来的影响。
2、 该装置在输出富氧增湿清洁的气体时，不消耗任何能源，没有运行成本， 适合高原野外长时间连续使用。
3、 该装置在输出富氧增湿清洁的气体时，不用任何消耗材料或氧气钢瓶， 装置造价低。
4、 该装置具有结构紧凑、体积小、重量轻、便于野外长距离携带。
图1是本实用新型的外观示意图。
图2是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体的实施方式。
实施例1本实用新型的携带式无电源富氧气体发生器的外部结构。如图1所示，l为后外壳，3为前外壳，由前外壳3和后外壳1扣合并由连 接螺丝11固定组成携带式无电源富氧气体发生器的外壳；2为腰夹，是携带式 无电源富氧气体发生器与人体携带的部件；5气体输出口，用于连接气体软导管 向人体提供富氧增湿清洁的气体；6为透明窗口，用于观察向人体提供富氧增湿 的清洁气体的流量；7为水位计，通过水位计7的透明窗口可以看得见增湿器29 的水位高低，28为注水封盖，用于封盖注水管26。
在本实用新型的携带式无电源富氧气体发生器的外部结构中，还有沙尘防护 网8安装在气体入口处，即安装在装置的后部；用于封盖排水孔19的排水孔封 盖20，装在本实用新型的底部。沙尘防护网8和排水孔封盖20因安装位置在后 部和底部，因此在图l中没能标出。
实施例2 本实用新型的携带式无电源富氧气体发生器的整体结构。
如图2所示，本实用新型主要由聚氧器27、增湿器29、单向阀24等组成。
聚氧器27是由磁轭23、上永磁块9、下永磁块10和沙尘防护网8组成。磁 轭23有断开的开口，断面处分别装有两块永磁块，即上永磁块9和下永磁块10， 上永磁块9、下永磁块10是异性磁极相对的，在两永磁块的之间构成梯形空间 21形成了高梯度磁场，磁轭23和两块永磁块装在由外骨架12和内骨架22所围 成的空间内。在磁轭23的下方开有一个直径约为5mm圆孔，该圆孔与内骨架 22下方开的圆孔和外骨架12下方开的圆孔相通，并与增湿器29内的富氧导入 管13、以及富氧导入管13下端开有的气体入水孔18相通，从而形成从内骨架 22的右侧的两永磁块间开口到气体入水孔18的富氧气体通道。
该富氧气体通道也可以是内骨架22的下面装富氧导入管13，富氧导入管 13的上开口与内骨架22上的圆孔相接，富氧导入管13穿过磁轭23下方圆孔和 外骨架12下方的圆孔伸入到增湿器29内。
在聚氧器27的周围可以加加强筋32，提高装置抗变形的强度。聚氧器27 及壳体可以用固定螺丝11固定。
增湿器29是由封闭容器14、防溅水挡板15、注水管26、排水孔19、富氧 导入管13和增湿富氧通道30组成。
所述的封闭容器14是透明的，在前外壳3和/或后外壳1上与封闭容器14 的侧面对应的位置装有水位计7;所述的水位计7是有刻度的透明窗口。有了水位计7就可以根据水位的高低及时通过注水管26注水。封闭容器14内最好有 2/3的体积是水，水是由打开的注水封盖28和注水管26、防溅水挡板15后进入 封闭容器14。在携带式无电源富氧气体发生器不用时，封闭容器14的排水是由 排水孔19和打开排水孔封盖20排出的。
富氧导入管13底端封闭且下端侧面开有气体入水孔18，在封闭容器14上 壁穿过富氧导入管13的位置可以用密封胶垫31密封。人体吸气时，气体入水孔 18的多个小孔冒出很多小气泡使富氧气体进入封闭容器14的水中，再从容器14 底部向上返到水面，从而达到增湿的目的，同时富氧气体中的一些微小飘浮物被 容器中水吸附，对富氧气体进行第二次过滤除尘(第一次是在沙尘防护网8处)。 防溅水挡板15安装在封闭容器14内水面上方，可以是两块挡板中间留有穿过富 氧导入管13的空隙构成，也可以是一块挡板在穿过富氧导入管13处有一个与富 氧导入管13有空隙的圆洞构成；在人体活动时水面是上下起伏的，防溅水挡板 15就是防止水面上下起伏，防止一些小水珠通过单向阀吸入人体。所说的增湿 富氧通道30是防溅水挡板15与富氧导入管13间的空隙17、防溅水挡板15和 封闭容器14上壁之间的空间形成的气体输出通道，增湿富氧通道30与单向阀 24以及气体输出管25 (气体流量计)连接。
前述的气体输出管25可以有一段透明管；在前外壳3和/或后外壳1侧面 装有带刻度的透明窗口 6，透明窗口 6的位置与气体输出管25的透明管相对应； 气体输出管25的透明管、单向阀24的轻质中空球和透明窗口6构成气体流量计。 单向阀24的颜色可以为金黄色，单向阀24的上下起伏可以在带刻度的透明窗口 6观察到，即可指示富氧气体的流量。
单向阀24是由轻质材料制成的，且中间是空心的，单向阀24的作用是(1) 富氧增湿清洁的气体只能从增湿器方向流向单向阔24，而不能倒流，这样可防 止人们把呼出的气体流入该装置。(2)单向阀24根据气体流量的变化，单向阀 24上下浮动，这样单向阀24可起到富氧增湿气体的输出气体流量计的作用，气 体流量计的流量大小是由流量计透明窗口 6指示。
富氧增湿清洁的气体从气体输出管25流出，并经过气体输出口5，再经过 气体软导管向人体提供富氧增湿清洁的气体。
权利要求1、一种携带式无电源富氧气体发生器，结构包括能扣合的前外壳(3)和后外壳(1)、装在后外壳(1)外面上的腰夹(2)，其特征在于，结构还有装在前外壳(3)和后外壳(1)之内的聚氧器(27)、增湿器(29)，以及气体输出管(25)和单向阀(24)，安装在前外壳(3)和后外壳(1)端面的沙尘防护网(8)；所述的聚氧器(27)，结构是在圆筒形的外骨架(12)内同轴装有圆筒形内骨架(22)，外骨架(12)和内骨架(22)之间安装开口的圆环状的磁轭(23)，在磁轭(23)的两个侧面外骨架(12)与内骨架(22)是相连并且密封的；磁轭(23)开口处的两个端头分别装有上永磁块(9)和下永磁块(10)，两永磁块的异性磁极是相对的，在两永磁块的之间构成梯形空间(21)形成梯度磁场，内骨架(22)在两永磁块之间距离小的位置开口，外骨架(12)在两永磁块之间距离大的位置开口；聚氧器(27)的下方装富氧导入管(13)，富氧导入管(13)底端封闭且下端侧面开有气体入水孔(18)；内骨架(22)、磁轭(23)、外骨架(12)的下方均开有圆孔，各圆孔相通且与富氧导入管(13)顶端相通，富氧导入管(13)伸入到增湿器(29)内；所述的增湿器(29)，安装在聚氧器(27)下方，结构有封闭容器(14)，在封闭容器(14)上面装有注水管(26)和气体输出管(25)，在封闭容器(14)下面装有排水孔(19)和排水孔封盖(20)；封闭容器(14)内横向装有防溅水挡板(15)；封闭容器(14)上壁开有圆孔使富氧导入管(13)穿过，封闭容器(14)的圆孔与富氧导入管(13)之间是密封的；富氧导入管(13)穿过防溅水挡板(15)，二者之间有空隙(17)，该空隙(17)与防溅水挡板(15)和封闭容器(14)上壁之间的空间形成增湿富氧通道(30)，增湿富氧通道(30)与气体输出管(25)相通；所述的沙尘防护网(8)，安装在与外骨架(12)开口对应的位置；由两层防护网组成，外层是由硬质材料制成的护网；内层是由微孔材料制成的防护层。
2、 按照权利要求1所述的携带式无电源富氧气体发生器，其特征在于，所 述的单向阀(24)是一个轻质中空球；气体输出管(25)上端是气体输出口 (5)， 其下端内壁有与单向阀(24)球体相配合的弧度，使球体在落下时塞堵气体输出 管(25)的进气口处。
3、 按照权利要求1或2所述的携带式无电源富氧气体发生器，其特征在于，所述的气体输出管(25)有一段透明管；在前外壳(3)和/或后外壳(1)侧面 装有带刻度的透明窗口 (6)，透明窗口 (6)的位置与气体输出管(25)的透明 管相对应；气体输出管(25)的透明管、单向阀(24)的轻质中空球和透明窗口(6)构成气体流量计。
4、按照权利要求1所述的携带式无电源富氧气体发生器，其特征在于，所 述的封闭容器(14)是透明的，在前外壳(3)和/或后外壳(1)上与封闭容器(14)的侧面对应的位置装有水位计(7);所述的水位计(7)是有刻度的透明 窗口。
专利摘要本实用新型属于给人体呼吸提供富氧气体的装置技术领域。结构包括聚氧器(27)、增湿器(29)、气体输出管(25)、单向阀(24)和沙尘防护网(8)；聚氧器(27)是在外骨架(12)和内骨架(22)之间安装开口的圆环状的磁轭(23)，磁轭(23)的两端头分别装上永磁块(9)和下永磁块(10)；富氧导入管(13)伸入到增湿器(29)内，防溅水挡板(15)和封闭容器(14)上壁之间形成增湿富氧通道(30)，并与气体输出管(25)相通。本实用新型的装置，能不间断提供过滤除尘的增湿富氧气体，不消耗能源和化学药品；该装置结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便，适用于空气含氧量低、气候干燥和沙尘较大的气候环境。
文档编号C01B13/02GK201131998SQ20072009484
公开日2008年10月15日 申请日期2007年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者倩 刘, 杜晓波, 王德涌, 力 裴, 贺天民 申请人:吉林大学