专利名称：急救车不间断制供氧系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及氧气制备以及氧气灌装技术领域，更具体地说，是涉及一种急救车车载氧气瓶氧源不间断补给以及车内氧源供给控制的设备。
背景技术：
急救车是医疗急救、医院间伤员转运、长途转运的重要运输工具，而车内氧气能否有效供给是成功救治伤员的关键。目前，各种急救车辆配备的供氧装备一般为2个IOL氧气瓶，由于车载氧气瓶储氧量有限，使得救护车长途转运病人能力受到很大限制。在长途转运中常常发生由于供氧量不足，引发医疗事故，造成了不必要的人员伤亡。因此，为了增加供氧时间，长途转运中常采用在救护车内增加高压氧气瓶携带数量或专门增加一辆运氧车辆，以达到增加氧气保障能力的目的。存在的问题是1)在救护车内增加氧气瓶携带数量，占用救护车有限的使用空间，易影响到患者上下急救车辆，有时甚至影响到医护人员开展急救处置；2)高压氧气瓶运输存在安全隐患。此外，现有的救护车氧气瓶氧源补充依靠 更换氧气瓶方式实现，除增加医护人员劳动强度外，还可能因为医护人员未及时更换氧气瓶等原因，造成救护车在救护途中出现“氧危机”，引发不必要的医疗事故。因此，如何使得急救车辆氧源实现不间断供应已经成为新型救护车研发的重点研究方向。国内的急救车辆氧源一般采用氧气瓶供应,而美国的Caire公司设计有EMS液氧系统作为急救车的氧源，最大可为急救车提供21. 6L液态氧,相当于17780L气态氧,有效延长了急救车长途转运的能力。该系统存在的问题是1)对现有急救车辆改装困难；2)运输途中液氧补给困难；3)液氧日常储存时存在蒸发性，易造成浪费。中国专利200420054726. 5介绍了一种采用压缩泵和真空泵制取氧气的车载变压吸附制氧装置，制取的氧气不但可以用于车内乘客正常氧气消耗，还可以将剩余的氧气弥散至车内，当车内氧含量达到一定浓度后，即呈现氧吧效果，提高乘车的得舒适度，该制氧装置提高空间内氧浓度，适合用于改善呼吸环境，无法满足医疗急救用氧需求。中国专利200820087034. 9介绍了一种采用氧气收集装置的氧气压缩机，属于大型独立的工业用压氧装置，而且体积大，不适合与车载制压氧的集成。中国专利03209598. 8介绍一种车载制氧机，利用DC/AC逆变器将机动车的低压12V直流电源转变为高压交流电源，驱动车载制氧机，该制氧机产氧流量小、压力低，不具有压氧充瓶功能，用于普通车辆乘员保健使用，不适合急救车病人使用。中国专利200420002875. 7介绍一种车载变压吸附制氧机，通过逆变装置将车载12V和24V电源转变为220V交流电源，该制氧机也不具有压氧充瓶功能，只适合普通车辆乘员保健使用，不适合急救车病人使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有急救车车载氧源保障系统存在的不足，提供一种适宜急救车辆安装使用的制供氧系统。本发明的目的是通过下述技术方案实现的一种急救车制供氧系统，其特征是，所述系统包括依次连接的制氧单元、压氧单元和氧气充供平台，主控单元分别控制制氧单元、压氧单元和氧气充供平台；所述制氧单元由制氧机、氧气缓冲罐和氧气传感器通过管路依次连接组成，所述压氧单元由驱动泵、压氧机和压力传感器通过管路依次连接组成；所述氧气充供平台由灌充支路和供氧支路组成，所述的灌充支路包括依次连接的进气单向阀、进气压力传感器和安全阀，安全阀通过管路分别连接第一灌充通路和第二灌充通路，所述第一、第二灌充通路分别连接第一、第二氧气瓶通路，所述灌充通路由依次连接的气动阀和灌氧单向阀组成，所述氧气瓶通路由依次连接的瓶氧压力传感器、手动阀和氧气瓶组成；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连接的减压阀和电磁阀，两个减压阀分别连接相应的瓶氧压力传感器，两个手动阀电磁阀分别连接供氧压力传感器，供氧压力传感器连接氧气汇流排；所述主控单元采用触摸屏结合可编程序控制器(PLC)组成，可编程序控制器通过采集制氧单元的氧气传感器，识别氧气流量及浓度信息，实现对制氧机的产氧状态及过程进行实时监测；可编程序控制器通过采集压氧单元压氧出口处设置的灌充压力传感器以及充供平台内的进气压力传感器，对压氧及充瓶压力进行实时监测，实现灌充安全控制；可编程序控制器通过控制供氧管路上的常开电磁阀的开闭实现瓶氧的输出控制。
制氧机采用变压吸附工艺制取氧气，氧产量为2 5L/min ;氧气传感器采用超生波氧气传感器，可实现氧气浓度和氧气流量检测功能。所述主控单元采用触摸屏结合可编程序控制器(PLC)设计，运用触摸屏良好的人机交互功能，实现了瓶氧氧量的实时显示以及缺氧报警提示，确保急救车的足氧出警。同时，主控单元的人机界面触摸屏可以实时显示瓶氧氧量，以方便医护人员了解氧量信息，提供有缺氧报警提示功能。此外，还设计有制氧工艺动态流程、氧气浓度、流量实时显示功能，并有多项报警监测功能，如低压报警、高压报警、断电报警、切换超时报警、低氧报警、灌充超时等，同时设置有趋势图，可显示历史数据信息。本发明系统适合急救车车载安装，由车载电源供电，通过变压吸附方法制取氧气，并自动监测氧气瓶氧量，完成车载氧气瓶的氧气随时灌充补充，使得车载氧气瓶无需更换，确保了急救车辆的氧气不间断供应。同时，该系统还具备车载氧气供给控制功能。本发明实现了急救车辆的移动不间断制供氧，提高了急救车的长途转运能力，具有工艺合理、性能稳定、安全可靠、控制智能化、操作界面人性化、使用方便、体积小、重量轻等的优点。本发明具有如下有益效果
I、本发明设计的急救车制压氧系统，通过监测车载氧瓶的氧气量，实现制氧和压氧充瓶自动化，完成车载瓶氧的及时补给，确保了车载氧源的不间断供应。2、主控单元采用PLC结合触摸屏设计，控制性能稳定，人机界面美观，氧瓶氧量实时在线显示以及缺氧报警提示等功能，使得医护人员直观了解氧源信息，确保出车前车辆氧源充足。系统采用一键式操作，简单易用。3、车载氧气瓶的自动灌充设计，确保了车载氧源的不间断供应，使得车载氧瓶无需更换，降低了医护人员的劳动强度，同时避免了应氧瓶未及时更换，造成医疗事故的可倉泛。4、制氧、压氧、供氧一体化设计以及压氧接口标准化设计，适宜急救车安装使用；车载改造、安装，简单方便。
5、灌充管路设计有单向阀、安全阀、气动阀、手动阀、压力传感器等，确保灌充安全。6、供氧管路设计采用常开电磁阀设计，确保掉电条件下，车载氧气瓶可以有效的输出供应。
图I是本发明的制供氧工艺流程示意 图2是本发明的氧气充供平台工艺流程示意图。图中标号1_氧气瓶2#，2-氧气汇流排，3-压氧机，4-驱动泵，5压氧单元，6-制氧单元，7氧气缓冲罐，8-制氧机，9-氧气传感器，10-主控单元，11-灌充压力传感器，12-氧气充供平台，13-氧气瓶1#，14-手动阀2#’ 15-瓶氧压力传感器2#’ 16-减压阀2#’ 17-减压阀1#，18_电磁阀2#，19-电磁阀1#，20-供氧压力传感器，21-进气单向阀，22-进气压力传感器，23-安全阀，24-气动阀2#，25-气动阀1#，26-单向阀2#，27-单向阀3#，28-供氧支路，29-灌充支路，30-瓶氧压力传感器1#，31-手动阀1#。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的详述。本发明急救车制供氧系统由制氧单元6、压氧单元5、主控单元10、氧气充供平台12等组成。其特征是，主控单元10通过监测氧气瓶I、13的氧量，控制制氧单元6和压氧单元5启动，通过氧气充供平台12的灌充支路29，实现对氧气瓶I、13的自动灌充；同时主控单元10通过氧气充供平台12的供氧支路28，可控制氧气瓶I、13的输出，实现车载氧气供应。所述制氧单元6包括制氧机8、氧气缓冲罐7、氧气传感器9组成，制氧机8采用变压吸附工艺制取氧气，氧产量为2 5L/min ;氧气传感器9采用超生波氧气传感器，可实现氧气浓度和氧气流量检测功能。所述压氧单元5由驱动泵4、压氧机3、灌充压力传感器11组成，在压氧机3的进气端配置了氧气缓冲罐7，以减少压氧时压氧机3不连续进气对吸氧接口造成的影响；压氧机3采用活塞压缩，出口压力可达13MPa以上，在压氧机3的输出口配置有灌充压力传感器11，之后安装一个单向阀1#21，防止压氧时氧气的回流。所述主控单元10采用触摸屏结合可编程序控制器(PLC)设计，运用触摸屏良好的人机交互功能，实现了氧气瓶1、13氧量的实时显示以及缺氧报警提示，确保急救车的足氧出警。主控单元10通过采集制氧单元6的氧气传感器9，识别氧气流量及浓度信息，实现对制氧机8的产氧状态及过程进行实时监测；主控单元10通过采集压氧单元5压氧出口处设置的灌充压力传感器11以及氧气充供平台12内的瓶氧压力传感器15，30，对压氧及充瓶压力进行实时监测，实现灌充安全控制；主控单元10通过控制供氧支路28上的常开电磁阀18，19的开闭实现氧气瓶1、13的输出控制。同时，主控单元10的人机界面触摸屏可以实时显示氧气瓶1、13氧量，以方便医护人员了解氧量信息，提供有缺氧报警提示功能。此夕卜，还设计有制氧工艺动态流程、氧气浓度、流量实时显示功能，并有多项报警监测功能，如低压报警、高压报警、断电报警、切换超时报警、低氧报警、灌充超时等，同时设置有趋势图，可显示历史数据信息。所述的氧气充供平台12主要由灌充支路29和供氧支路28组成，所述的灌充支路28依次连接进气单向阀21、进气压力传感器22、安全阀23、气动阀24，25、灌氧单向阀26，27、瓶氧压力传感器15，30、手动阀14，31等，实现对车载氧气瓶I、13的灌充；所述的供氧支路28依次连接有手动阀14，31、瓶氧压力传感器15，30、减压阀16，17、电磁阀18，19、供氧压力传感器20、氧气汇流排2等，实现氧气瓶I、13瓶氧源向车内供氧。灌充及供氧的具体实现由主控单元10控制，主要依据氧气瓶I、13氧量大小，控制氧气瓶1、13进行灌充或供氧。一个氧气瓶不可同时进行灌充、供氧操作，因此氧气瓶1、13形成互锁关系，即氧气瓶1#13灌充时，氧气瓶2#1进行供氧，反之，氧气瓶1#13供氧时，氧气瓶2#I进行灌充。 以氧气瓶1#13供氧，氧气瓶2#1进行灌充描述灌充、供氧具体实施过程。实施例I :充供氧控制。在确保制供氧系统电源供应正常条件下，主控单元10正常工作，首先通过瓶氧压力传感器30，15分别获得氧气瓶1#13和氧气瓶2#1的瓶氧压力，并比较两瓶氧压力大小，假设氧气瓶1#13压力大，则氧气瓶1#13作为供氧氧气瓶使用，氧气瓶2#1因压力小需进行压氧灌充。依据氧气瓶1#13供氧，氧气瓶2#1进行灌充操作时，将电磁阀2#18由常开变为常闭，实现氧气瓶1#13的供氧通路，同时，驱动气动阀2#24由常闭变为常开，实现氧气瓶2#1的灌充通路。实施例2 :氧气瓶2#1压氧灌充。主控单元10首先控制制氧机8气动，氧气产生后流入氧气缓冲罐7中，并经过氧气传感器9进入压氧机3的进氧口。主控单元10采样氧气传感器9数值，判定氧流量大于2L/min，氧浓度大于等于92%后，启动驱动泵4推动压氧机3进行压氧操作，同时主控单元10打开气动阀2#24，氧气依次经过进气单向阀21，进气压力传感器22，气动阀2#24，单向阀2#26，瓶氧压力传感器2#15，手动阀2#14灌充进氧气瓶2#1。灌充中，主控单元10采样瓶氧压力传感器2#15压力大于等于13MPa时灌充停止。灌充中，主控单元10采样进气压力传感器22压力与瓶氧压力传感器2#15比较，如进气压力传感器22大于瓶氧压力传感器2#15说明灌充支路存在问题，主控单元10报警停机，确保灌充安全。灌充时氧气瓶2#1与手动阀2#14的手动开关始终处于打开状态。实施例3 :氧气瓶1#13供氧。主控单元10控制电池阀2#18由常开变为常闭，氧气瓶1#13内氧气依次流经手动阀1#31，瓶氧压力传感器1#30，减压阀1#17，电磁阀19，供氧压力传感器20输出氧气。输出的氧气通过氧气汇流排2对车内进行供氧。供氧时氧气瓶1#13与手动阀1#31的手动开关始终处于打开状态。
权利要求
1.一种急救车制供氧系统，其特征是，所述系统包括依次连接的制氧单元、压氧单元和氧气充供平台，主控单元分别控制制氧单元、压氧单元和氧气充供平台；所述制氧单元由制氧机、氧气缓冲罐和氧气传感器通过管路依次连接组成，所述压氧单元由驱动泵、压氧机和压力传感器通过管路依次连接组成；所述氧气充供平台由灌充支路和供氧支路组成，所述的灌充支路包括依次连接的进气单向阀、进气压力传感器和安全阀，安全阀通过管路分别连接第一灌充通路和第二灌充通路，所述第一、第二灌充通路分别连接第一、第二氧气瓶通路，所述灌充通路由依次连接的气动阀和灌氧单向阀组成，所述氧气瓶通路由依次连接的瓶氧压力传感器、手动阀和氧气瓶组成；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连接的减压阀和电磁阀，两个减压阀分别连接相应的瓶氧压力传感器，两个手动阀电磁阀分别连接供氧压力传感器，供氧压力传感器连接氧气汇流排；所述主控单元采用触摸屏结合可编程序控制器(PLC)组成，可编程序控制器通过采集制氧单元的氧气传感器，识别氧气流量及浓度信息，实现对制氧机的产氧状态及过程进行实时监测；可编程序控制器通过采集压氧单元压氧出口处设置的灌充压力传感器以及充供平台内的进气压力传感器，对压氧及充瓶压力进行实时监测，实现灌充安全控制；可编程序控制器通过控制供氧管路上的常开电磁阀的开闭实现瓶氧的输出控制。
2.根据权利要求I所述的急救车制供氧系统，其特征是，所述制氧机采用变压吸附工艺制取氧气，氧产量为2 5L/min。
3.根据权利要求I所述的急救车制供氧系统，其特征是，所述氧气传感器采用超生波氧气传感器。
全文摘要
本发明公开了一种急救车制供氧系统。本发明所述系统包括依次连接的制氧单元、压氧单元和氧气充供平台，主控单元分别控制制氧单元、压氧单元和氧气充供平台；所述制氧单元由制氧机、氧气缓冲罐和氧气传感器通过管路依次连接组成，所述压氧单元由驱动泵、压氧机和压力传感器通过管路依次连接组成；所述氧气充供平台由灌充支路和供氧支路组成，所述主控单元采用触摸屏结合可编程序控制器(PLC)组成，可编程序控制器采集制氧单元的氧气传感器、采集压氧单元压氧出口处设置的灌充压力传感器以及充供平台内的进气压力传感器和控制供氧管路上的常开电磁阀。本发明实现了急救车辆的移动不间断制供氧，提高了急救车的长途转运能力，工艺合理、性能稳定。
文档编号C01B13/02GK102923665SQ20121042164
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者朱孟府, 陈平, 刘新星, 邓橙, 朱路, 吴太虎, 孙景工 申请人:中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所