专利名称：基于氧气自给的便携式麻醉机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种麻醉机，特别是涉及一种基于氧气自给的便携式麻醉机。属于医 疗器械技术领域。
背景技术：
目前，麻醉机大都采用压缩气瓶供氧的方式，无法实现氧气自给。由于氧气属于易 爆气体，采用气瓶供氧存在不便运输与携带的缺点，同时，气瓶的供氧量极为有限，不能满 足麻醉呼吸系统的持续供氧要求，特别是在野外或灾难发生地等有诸多的不便条件的环境 下，问题尤其突出。而现有技术中的制氧机在技术上和物理条件又无法满足与呼吸系统的 无缝连接。此外氧气的运输由严格的限制，因此，气瓶供氧也存在适用范围小的缺陷。针对 中央供氧系统及压缩气瓶存在的缺陷，有人采用微型制氧机供氧的方式，但目前使用的微 型制氧机由于其结构不合理，其提供的压力一般都在0. 07Mpa以下、流速在5L/min以下， 其气压低、流速低，当作为呼吸机或麻醉机支持的氧源要求流量达到lOL/min、瞬间氧气流 速要达到35L/min、压力要求0. 19Mpa以上时，所述微型制氧机不能满足需要。现有的微型 如何解决二者之间的矛盾是本课题需要解决的一个难点。还有些供氧设备存在体积庞大 (740mmX 332mmX 790mm)、重量大(74kg)，使用中存在流量不稳定、出氧慢、氧浓度显示粗 略、噪声大、操作繁杂等缺陷。因此，有必要研发一款性能稳定、安全可靠，在设计思路要脱 离已有的传统设计模式，高集成度的便携式高压制氧设备。
发明内容
本发明的目的，是为了解决现有技术中的麻醉机使用的氧源存在其气压低、流速 低或者体积大、重量重、便携性能差的缺点，提供一种基于氧气自给的便携式麻醉机，该装 置的制氧系统与麻醉呼吸系统能够无缝连接，实现氧气自给；同时该装置可以分开打包，轻 便提携，在运输过程中毫无危险。适合在战伤救护、野外急救、突发救援等紧急情况下或正 常情况下进行有效和稳定的通气。本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到基于氧气自给的便携式麻醉机，包括麻醉装置，其结构特点是还包括与所述麻醉 装置配接的自给式氧源装置，所述麻醉装置和氧源装置之间的连接为易装拆式连接结构；1)氧源装置包括带空气进口的壳体，在壳体中设有通过密闭管路依次连通的过滤 器、增压机、冷却器、电磁阀、分子筛床、储氧气罐和调压阀，过滤器位于壳体的空气进口处， 在壳体上设有氧气输出接头和空气输出接头，氧气输出接头的进气口与储氧气罐的出气管 连通，空气输出接头的进气口与增压机的出气管连通；2)在氧源装置的壳体中设有PLC控制器和运行状态显示模块，PLC控制器的I/O 口之一与增压机的信号输入/输出端连接，PLC控制器的I/O 口之二与电磁阀的信号输入/ 输出端连接，PLC控制器的I/O 口之三与运行状态显示模块的信号输入/输出端之一连接； 运行状态显示模块的信号输入/输出端之二与调压阀的信号输入/输出端连接；构成自动控制结构的自给式氧源装置。本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到本发明的一种实施方案是所述麻醉装置可以包括机壳以及设置在机壳中的气体 流量控制模块、挥发罐和集成回路模块；在机壳上设有氧气输入接头、空气输入接头；气体 流量控制模块设有氧气输入口、空气输入口和混合气体输出口，氧气输入口、空气输入口分 别与氧气输入接头、空气输入接头，混合气体输出口与挥发罐的输入口连接，挥发罐的输出 口通过集成回路模块与供病人呼吸的呼吸管路连接；所述麻醉装置的机壳上的氧气输入接 头通过外管与所述氧源装置的壳体上的氧气输出接头连接；所述麻醉装置的机壳上的空气 输入接头通过外管与所述氧源装置的壳体上的空气输出接头连接。本发明的一种实施方案是所述气体流量控制模块中可以设有气源压力表和流量 计，氧气输入口、空气输入口分别通过气源压力表与流量计的输入端连接，流量计的输出端 连接混合气体输出口 ；所述气体流量控制模块中设有快速充氧阀，快速充氧阀的一端连接 氧气输入口，另一端与集成回路模块连接。本发明的一种实施方案是所述集成回路模块中可以设有二氧化碳吸收罐、呼气 单向阀、吸气单向阀、呼气口和吸气口 ；二氧化碳吸收罐的输入端之一与挥发罐的输出端连 接、其输入端之二通过呼气单向阀与呼气口连接，二氧化碳吸收罐的输出端之一通过吸气 单向阀与吸气口连接。本发明的一种实施方案是所述集成回路模块中可以设有手控/机控开关、手动 皮囊、风箱罩、PEEP阀；手控/机控开关分别与二氧化碳吸收罐、手动皮囊、风箱罩连接，风 箱罩的一个输入端连接氧气输入口，风箱罩的一个输出端通过PEEP阀与AGSS系统连接。本发明的一种实施方案是在增压机与冷却器之间的管路上可以设有安全泄压 阀。本发明的一种实施方案是在过滤器与增压机之间的管路上可以设有进气消声 器；在电磁阀的排气管上设有排气消声器，所述电磁阀为两位三通阀。本发明的一种实施方案是所述分子筛床可以由三个或者三个以上的颗粒分子筛 桶构成，在分子筛床的出气口处设有冲洗通道；在壳体的顶面上设有提手带；在壳体的空 气进口处设有过滤网。本发明的一种实施方案是在壳体中还可以设有电源模块和压力过高报警装置， 电源模块的输出端之一与增压机的电源输入端连接，电源模块的输出端之二与PLC控制器 的电源输入端连接；PLC控制器的信号输入/输出端之一与增压机的信号输入/输出端连 接，PLC控制器的信号输入/输出端之二与电磁阀的信号输入/输出端连接，PLC控制器的 信号输入/输出端之三与运行状态显示模块的信号输入/输出端之一连接；运行状态显示 模块的信号输入/输出端之二与调压阀的信号输入/输出端连接；压力过高报警装置的输 入/输出端之一与增压机的信号输入/输出端连接，压力过高报警装置的输入/输出端之 二与储氧气罐的信号输入/输出端连接。本发明的一种实施方案是所述增压机可以由涡轮压缩机或空气压缩机构成。本发明的有益效果1、本发明摆脱了传统的麻醉机需瓶装供氧或中心供氧的供气模式，将制氧、气体 压缩/过滤/净化过程小型化设计，能满足单个麻醉机连续供氧的需求，便于携带、转运甚至空投，解决了野外恶劣条件下氧气供应的难题。2.本发明对分子筛主体系统的设计，利用PLC(可编程序逻辑控制器)技术，同时 对3个或3个以上的分子筛床进行智能控制，有效地优化了吸附流程，使吸附设备效率提 高，成本降低。多个分子筛床的连接循环工作，解压和吸附的过程更为彻底，均压过程更为 充分，分子筛的性能得到较好的发挥，产氧率也会更高。利用涡轮增压技术，摆脱了体积庞 大、形体笨重的设计理念，它利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮 又带动同轴的叶轮，叶轮压送空气，使之增压进入气缸，当发动机转速增快，废气排出速度 与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸。本研究利用涡轮增压器将空气 压缩功能单位进行了小型化处理，同时可以实现流量的精确控制，使得整个氧供装置无论 是体积、重量还是噪声方面都大大减少，且运行稳定。3、本发明能够实现该氧源供给装置与麻醉装置之间的无缝对接，实现氧气自给； 同时该装置可以分开打包，轻便提携，适合在战伤救护、野外急救、突发救援等紧急情况下 或正常情况下进行有效和稳定的通气。氧源装置的安全泄压阀和压力过高报警装置，能够 防止压力过大对管道和设备的损害。
图1是本发明具体实施例的整体结构示意图。图2是本发明具体实施例的麻醉装置的原理框图。图3a是本发明具体实施例的麻醉装置的主视图。图北是本发明具体实施例的麻醉装置的侧视图。图3c是本发明具体实施例的麻醉装置的俯视图。图4是本发明具体实施例的氧源装置的内部气路结构示意图。图5是本发明具体实施例的氧源装置的原理框图。图6a是本发明具体实施例的氧源装置的主视图。图6b是本发明具体实施例的氧源装置的俯视图。图6c是本发明具体实施例的氧源装置的后视图。
具体实施例方式具体实施例1 参照图1 图6c，本实施例包括麻醉装置1和氧源装置2，所述麻醉装置1包括机 壳1-1以及设置在机壳1-1中的气体流量控制模块1-2、挥发罐1-3和集成回路模块1-4 ；在 机壳1-1上设有氧气输入接头1-5、空气输入接头1-6 ；气体流量控制模块1-2设有氧气输 入口、空气输入口和混合气体输出口，氧气输入口、空气输入口分别与氧气输入接头1-5、空 气输入接头1-6，混合气体输出口与挥发罐1-3的输入口连接，挥发罐1-3的输出口通过集 成回路模块1-4与供病人呼吸的呼吸管路连接；所述氧源装置2包括壳体2-1，在壳体2-1 上设有空气进口，在壳体2-1中设有通过密闭管路依次连通的过滤器2-2、增压机2-3、冷却 器2-4、电磁阀2-5、分子筛床2-6、储氧气罐2-7、调压阀2_8，过滤器2_2位于空气进口处， 在壳体2-1上设有氧气输出接头2-9、空气输出接头2-10，氧气输出接头2-9的进气口与储 氧气罐2-7的出气管连通，空气输出接头2-10的进气口与增压机2-3的出气管连通；所述麻醉装置1的机壳1-1上的氧气输入接头1-5通过外管与所述氧源装置2的壳体2-1上的 氧气输出接头2-9连接；所述麻醉装置1的机壳1-1上的空气输入接头1-6通过外管与所 述氧源装置2的壳体2-1上的空气输出接头2-10连接。参照图2、图3a、图北、图3c，所述气体流量控制模块1_2中设有气源压力表1_21 和流量计1-22，氧气输入口、空气输入口分别通过气源压力表1-21与流量计1-22的输入端 连接，流量计1-22的输出端连接混合气体输出口。所述气体流量控制模块1-2中设有快速 充氧阀1-23，快速充氧阀1-23的一端连接氧气输入口，另一端与集成回路模块1-4连接。 所述集成回路模块1-4中设有二氧化碳吸收罐1-41、呼气单向阀1-42、吸气单向阀1-43、呼 气口和吸气口 ；二氧化碳吸收罐1-41的输入端之一与挥发罐的输出端连接、其输入端之二 通过呼气单向阀1-42与呼气口连接，二氧化碳吸收罐1-41的输出端之一通过吸气单向阀 1-43与吸气口连接。所述集成回路模块1-4中设有手控/机控开关1-44、手动皮囊1-45、 风箱罩1-46、PEEP阀1-47 ；手控/机控开关1_45分别与二氧化碳吸收罐1_41、手动皮囊 1-45、风箱罩1-46连接，风箱罩1-46的一个输入端连接氧气输入口，风箱罩1_46的一个 输出端通过PEEP阀1-47与AGSS系统连接。在机壳1_1中还设有控制器1_5、气道压力表
1-6、系统开关1-7和扶手1-8。风箱罩1-46与控制器1_5作为一个模块安装在集成回路模 块1-4上，尽可能的节省空间，控制器1-5包含显示部分和控制部分，是麻醉机的主机部分， 可以控制各种模式并监测各种参数。流量计靠近中间上方，并设有防误操作保护。气道压 力表1-6较明显的放置在右上角，便于观察。挥发罐1-3则放在右下角，只设置单罐位，保 持整个结构的紧凑性。系统开关1-7和快速充氧阀1-23都属于常用的机构，设置在中间， 较容易识别和找到。氧源装置2通过螺钉直接和麻醉机相连，放置在顶部，直接接管即可工 作。参照图4，在增压机2-3与冷却器2-4之间的管路上设有安全泄压阀2_11。在过 滤器2-2与增压机2-3之间的管路上设有进气消声器2-12 ；在电磁阀2-5的排气管上设有 排气消声器2-13，所述电磁阀2-5为两位三通阀。分子筛床2-6由三个或者三个以上的颗 粒分子筛桶构成，在分子筛床2-6的出气口处设有冲洗通道2-20。参照图5，在壳体2-1中还设有电源模块2-14、PLC控制器2_15和运行状态显示 模块2-16，电源模块2-14的输出端之一与增压机2-3的电源输入端连接，电源模块2_14的 输出端之二与PLC控制器2-15的电源输入端连接；PLC控制器2-15的信号输入/输出端 之一与增压机2-3的信号输入/输出端连接，PLC控制器2-15的信号输入/输出端之二与 电磁阀2-5的信号输入/输出端连接，PLC控制器2-15的信号输入/输出端之三与运行状 态显示模块2-16的信号输入/输出端之一连接；运行状态显示模块2-16的信号输入/输 出端之二与调压阀2-8的信号输入/输出端连接；在壳体2-1中还设有压力过高报警装置
2-17，压力过高报警装置2-17的输入/输出端之一与增压机2-3的信号输入/输出端连接， 压力过高报警装置2-17的输入/输出端之二与储氧气罐2-7的信号输入/输出端连接。参照图6a、图6b、图6c，在壳体1的顶面上设有提手带2_18。在壳体2_1的空气 进口处设有过滤网2-19。在壳体2-11上还设有显示器2-21、报警器2-22、压力表2-23、电 源开关2-24、功能按键2-25、电源输入插座246。本实施例中本实施例中，所述增压机2-3由涡轮压缩机构成，使氧源装置2成为电脑控制的涡轮增压氧源装置。由于涡轮增加具有体积小、压力大、流速快的优点，因此，本实施例利用涡 轮增压技术，摆脱了体积庞大、形体笨重的设计理念，它利用发动机排出的废气惯性冲力来 推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送空气，使之增压进入气缸，当发动 机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸。本 研究利用涡轮增压器将空气压缩功能单位进行了小型化处理，同时可以实现流量的精确控 制，使得整个氧供装置无论是体积、重量还是噪声方面都大大减少，且运行稳定。PEEP阀与 AGSS系统采用常规技术的PEEP阀与AGSS系统。本发明的工作原理麻醉装置工作原理氧源装置提供的氧气分三路直接进入到麻醉装置，通过控制 器设置各种呼吸模式。1)机控模式下，吸气时，PEEP阀关闭，通过氧源装置输送过来的气体压缩风箱内 的折叠囊，风箱内的气体将依次通过手控/机控开关、吸收罐和吸气单向阀直接输送给病 人；呼气时，PEEP阀打开，病人呼出的气体经过单向阀后回到风箱罩内折叠囊，多余的气体 经过PEEP阀直接排到AGSS系统。吸收罐在吸气过程中将呼出的二氧化碳过滤后，与流量 计输送过来的新鲜气体一起提供给病人。2)手动模式下，吸气时，通过手捏皮囊将气体依次通过手控/机控开关、吸收罐和 吸气单向阀直接输送给病人；呼气时，病人呼出的气体经过单向阀后回到皮囊中，多余的气 体经过APL阀直接排到AGSS系统。吸收罐在吸气过程中将呼出的二氧化碳过滤后，与流量 计输送过来的新鲜气体一起提供给病人。手动模式下需要配合快速充氧进行。3)工作时，氧源装置提供的氧气直接进入氧气输入口，通过控制器设置各种通气 模式后，吸气时，呼吸机就会按照指令将气体通过回路输送到病人；呼气时，病人呼出气体 由病人回路循环回到风箱罩折叠囊内并排出。气道压力表实时监测病人呼吸时的压力；流 量计可以定量的将麻药输送给病人，各种人体参数由控制器进行监测和反馈。氧源装置的工作原理通过PLC控制器对涡轮压缩机进行控制，涡轮机抽取的空 气通过空气过滤模块(含过滤器和消声器)处理后达到一定的压力，后由冷却器对压缩后 的空气进行冷却处理，直接通过电磁阀控制进入分子筛床，从分子筛出来的氧气会合后直 接进入储氧气罐，保持一定的容量和压力，最后经过调压阀调压到麻醉装置。其中涡轮压 缩机和电磁阀由可编程序逻辑控制技术进行控制，根据运行状态显示模块进行氧浓度和压 力、流量等反馈进行电磁阀和涡轮增压机的调节。在涡轮压缩机之后设置一个安全泄压阀， 以及储氧气罐后设置压力过高报警装置，通过运行状态显示模块进行反馈，防止压力过大 对管道和设备的损害。这些报警和保护装置包含安全阀、排气消声器等机械类装置。具体实施例2 本实施例的特点是所述增压机2-3可以由空气压缩机构成，使氧源装置2成为电 脑控制的空气增压氧源装置。其余同具体实施例1。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构 思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.基于氧气自给的便携式麻醉机，包括麻醉装置(1)，其特征是还包括与所述麻醉装 置(1)配接的自给式氧源装置O)，所述麻醉装置(1)和氧源装置( 之间的连接为易装拆 式连接结构；1)氧源装置(2)包括带空气进口的壳体0-1)，在壳体中设有通过密闭管路依 次连通的过滤器(2- 、增压机(2- 、冷却器(2-4)、电磁阀(2- 、分子筛床(2-6)、储氧气 罐(2-7)和调压阀0-8)，过滤器(2-2)位于壳体的空气进口处，在壳体(2-1)上设 有氧气输出接头(2-9)和空气输出接头(2-10)，氧气输出接头0-9)的进气口与储氧气罐 (2-7)的出气管连通，空气输出接头O-10)的进气口与增压机0-3)的出气管连通；2)在氧源装置O)的壳体中设有PLC控制器0-1 和运行状态显示模块 0-16)，PLC控制器0-15)的I/O 口之一与增压机0-3)的信号输入/输出端连接，PLC控 制器0-15)的I/O 口之二与电磁阀0-5)的信号输入/输出端连接，PLC控制器0-15)的 I/O 口之三与运行状态显示模块0-16)的信号输入/输出端之一连接；运行状态显示模块 (2-16)的信号输入/输出端之二与调压阀0-8)的信号输入/输出端连接；构成自动控制 结构的自给式氧源装置。
2.根据权利要求1所述的基于氧气自给的便携式麻醉机，其特征是所述麻醉装置(1) 包括机壳(1-1)以及设置在机壳(1-1)中的气体流量控制模块(1-2)、挥发罐(1- 和集成 回路模块(1-4)；在机壳(1-1)上设有氧气输入接头(1-5)、空气输入接头(1-6)；气体流量 控制模块(1- 设有氧气输入口、空气输入口和混合气体输出口，氧气输入口、空气输入口 分别与氧气输入接头(1-5)、空气输入接头(1-6)，混合气体输出口与挥发罐(1- 的输入 口连接，挥发罐(1-3)的输出口通过集成回路模块(1-4)与供病人呼吸的呼吸管路连接；所 述麻醉装置(1)的机壳(1-1)上的氧气输入接头(1- 通过外管与所述氧源装置的壳 体上的氧气输出接头(2-9)连接；所述麻醉装置(1)的机壳(1-1)上的空气输入接 头(1-6)通过外管与所述氧源装置的壳体上的空气输出接头0-10)连接。
3.根据权利要求2所述的基于氧气自给的便携式麻醉机，其特征是所述气体流量控 制模块(1-2)中设有气源压力表(1-21)和流量计(1-22)，氧气输入口、空气输入口分别通 过气源压力表(1-21)与流量计(1-2 的输入端连接，流量计(1-2 的输出端连接混合气 体输出口 ；所述气体流量控制模块(1- 中设有快速充氧阀(1-23)，快速充氧阀(1-23)的 一端连接氧气输入口，另一端与集成回路模块(1-4)连接。
4.根据权利要求2所述的基于氧气自给的便携式麻醉机，其特征是所述集成回路模 块(1-4)中设有二氧化碳吸收罐(1-41)、呼气单向阀(1-42)、吸气单向阀(1-43)、呼气口和 吸气口 ；二氧化碳吸收罐(1-41)的输入端之一与挥发罐的输出端连接、其输入端之二通过 呼气单向阀(1-4 与呼气口连接，二氧化碳吸收罐(1-41)的输出端之一通过吸气单向阀 (1-43)与吸气口连接。
5.根据权利要求4所述的基于氧气自给的便携式麻醉机，其特征是所述集成回路模 块(1-4)中设有手控/机控开关(1-44)、手动皮囊(1-45)、风箱罩(1-46)、PEEP阀(1-47)； 手控/机控开关(1-45)分别与二氧化碳吸收罐(1-41)、手动皮囊(1-45)、风箱罩(1_46) 连接，风箱罩(1-46)的一个输入端连接氧气输入口，风箱罩(1-46)的一个输出端通过PEEP 阀(1-47)与AGSS系统连接。
6.根据权利要求1所述的基于氧气自给的便携式麻醉机，其特征是在增压机(2-3)与冷却器(2-4)之间的管路上设有安全泄压阀0-11)。
7.根据权利要求1所述的基于氧气自给的便携式麻醉机，其特征是在过滤器(2-2) 与增压机(2-3)之间的管路上设有进气消声器0-12)；在电磁阀0-5)的排气管上设有排 气消声器(2-13)，所述电磁阀(2-5)为两位三通阀。
8.根据权利要求1所述的基于氧气自给的便携式麻醉机，其特征是所述分子筛床 (2-6)由三个或者三个以上的颗粒分子筛桶构成，在分子筛床0-6)的出气口处设有冲洗 通道O-20)；在壳体的顶面上设有提手带0-18)；在壳体的空气进口处设有 过滤网(2-19)。
9.根据权利要求1所述的基于氧气自给的便携式麻醉机，其特征是在壳体中 还设有电源模块0-14)和压力过高报警装置0-17)，电源模块0-14)的输出端之一与增 压机0-3)的电源输入端连接，电源模块0-14)的输出端之二与PLC控制器0-15)的电 源输入端连接；PLC控制器0-1 的信号输入/输出端之一与增压机0-3)的信号输入/ 输出端连接，PLC控制器0-15)的信号输入/输出端之二与电磁阀0-5)的信号输入/输 出端连接，PLC控制器0-15)的信号输入/输出端之三与运行状态显示模块0-16)的信 号输入/输出端之一连接；运行状态显示模块0-16)的信号输入/输出端之二与调压阀 (2-8)的信号输入/输出端连接；压力过高报警装置0-17)的输入/输出端之一与增压机 (2-3)的信号输入/输出端连接，压力过高报警装置0-17)的输入/输出端之二与储氧气 罐0-7)的信号输入/输出端连接。
10.根据权利要求1至9任一权利要求所述的基于氧气自给的便携式呼吸机，其特征 是所述增压机0-3)由涡轮压缩机或空气压缩机构成。
全文摘要
本发明涉及基于氧气自给的便携式麻醉机，包括麻醉装置(1)，其特征是还包括与麻醉装置(1)配接的自给式氧源装置(2)，麻醉装置(1)和氧源装置(2)之间的连接为易装拆式连接结构；氧源装置(2)包括带空气进口的壳体(2-1)，在壳体(2-1)中设有过滤器(2-2)、增压机(2-3)、冷却器(2-4)、电磁阀(2-5)、分子筛床(2-6)、储氧气罐(2-7)和调压阀(2-8)；在氧源装置(2)的壳体(2-1)中设有PLC控制器(2-15)和运行状态显示模块(2-16)，PLC控制器(2-15)的I/O口分别与增压机(2-3)、电磁阀(2-5)和运行状态显示模块(2-16)连接；运行状态显示模块(2-16)与调压阀(2-8)连接。本发明的制氧系统与麻醉呼吸系统能够无缝连接，实现氧气自给；同时该装置可以分开打包，轻便提携，在运输过程中毫无危险。
文档编号A61M16/01GK102120055SQ201110055430
公开日2011年7月13日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者屠伟峰, 窦建洪, 郭勇 申请人:广州军区广州总医院