專利名稱：急救車不間斷制供氧系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及氧氣制備以及氧氣灌裝技術領域，更具體地說，是涉及一種急救車車載氧氣瓶氧源不間斷補給以及車內氧源供給控制的設備。
背景技術：
急救車是醫(yī)療急救、醫(yī)院間傷員轉運、長途轉運的重要運輸工具，而車內氧氣能否有效供給是成功救治傷員的關鍵。目前，各種急救車輛配備的供氧裝備一般為2個IOL氧氣瓶，由于車載氧氣瓶儲氧量有限，使得救護車長途轉運病人能力受到很大限制。在長途轉運中常常發(fā)生由于供氧量不足，引發(fā)醫(yī)療事故，造成了不必要的人員傷亡。因此，為了增加供氧時間，長途轉運中常采用在救護車內增加高壓氧氣瓶攜帶數(shù)量或專門增加一輛運氧車輛，以達到增加氧氣保障能力的目的。存在的問題是1)在救護車內增加氧氣瓶攜帶數(shù)量，占用救護車有限的使用空間，易影響到患者上下急救車輛，有時甚至影響到醫(yī)護人員開展急救處置；2)高壓氧氣瓶運輸存在安全隱患。此外，現(xiàn)有的救護車氧氣瓶氧源補充依靠 更換氧氣瓶方式實現(xiàn)，除增加醫(yī)護人員勞動強度外，還可能因為醫(yī)護人員未及時更換氧氣瓶等原因，造成救護車在救護途中出現(xiàn)“氧危機”，引發(fā)不必要的醫(yī)療事故。因此，如何使得急救車輛氧源實現(xiàn)不間斷供應已經成為新型救護車研發(fā)的重點研究方向。國內的急救車輛氧源一般采用氧氣瓶供應,而美國的Caire公司設計有EMS液氧系統(tǒng)作為急救車的氧源，最大可為急救車提供21. 6L液態(tài)氧,相當于17780L氣態(tài)氧,有效延長了急救車長途轉運的能力。該系統(tǒng)存在的問題是1)對現(xiàn)有急救車輛改裝困難；2)運輸途中液氧補給困難；3)液氧日常儲存時存在蒸發(fā)性，易造成浪費。中國專利200420054726. 5介紹了一種采用壓縮泵和真空泵制取氧氣的車載變壓吸附制氧裝置，制取的氧氣不但可以用于車內乘客正常氧氣消耗，還可以將剩余的氧氣彌散至車內，當車內氧含量達到一定濃度后，即呈現(xiàn)氧吧效果，提高乘車的得舒適度，該制氧裝置提高空間內氧濃度，適合用于改善呼吸環(huán)境，無法滿足醫(yī)療急救用氧需求。中國專利200820087034. 9介紹了一種采用氧氣收集裝置的氧氣壓縮機，屬于大型獨立的工業(yè)用壓氧裝置，而且體積大，不適合與車載制壓氧的集成。中國專利03209598. 8介紹一種車載制氧機，利用DC/AC逆變器將機動車的低壓12V直流電源轉變?yōu)楦邏航涣麟娫?，驅動車載制氧機，該制氧機產氧流量小、壓力低，不具有壓氧充瓶功能，用于普通車輛乘員保健使用，不適合急救車病人使用。中國專利200420002875. 7介紹一種車載變壓吸附制氧機，通過逆變裝置將車載12V和24V電源轉變?yōu)?20V交流電源，該制氧機也不具有壓氧充瓶功能，只適合普通車輛乘員保健使用，不適合急救車病人使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有急救車車載氧源保障系統(tǒng)存在的不足，提供一種適宜急救車輛安裝使用的制供氧系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的一種急救車制供氧系統(tǒng)，其特征是，所述系統(tǒng)包括依次連接的制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺，主控單元分別控制制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺；所述制氧單元由制氧機、氧氣緩沖罐和氧氣傳感器通過管路依次連接組成，所述壓氧單元由驅動泵、壓氧機和壓力傳感器通過管路依次連接組成；所述氧氣充供平臺由灌充支路和供氧支路組成，所述的灌充支路包括依次連接的進氣單向閥、進氣壓力傳感器和安全閥，安全閥通過管路分別連接第一灌充通路和第二灌充通路，所述第一、第二灌充通路分別連接第一、第二氧氣瓶通路，所述灌充通路由依次連接的氣動閥和灌氧單向閥組成，所述氧氣瓶通路由依次連接的瓶氧壓力傳感器、手動閥和氧氣瓶組成；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連接的減壓閥和電磁閥，兩個減壓閥分別連接相應的瓶氧壓力傳感器，兩個手動閥電磁閥分別連接供氧壓力傳感器，供氧壓力傳感器連接氧氣匯流排；所述主控單元采用觸摸屏結合可編程序控制器(PLC)組成，可編程序控制器通過采集制氧單元的氧氣傳感器，識別氧氣流量及濃度信息，實現(xiàn)對制氧機的產氧狀態(tài)及過程進行實時監(jiān)測；可編程序控制器通過采集壓氧單元壓氧出口處設置的灌充壓力傳感器以及充供平臺內的進氣壓力傳感器，對壓氧及充瓶壓力進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)灌充安全控制；可編程序控制器通過控制供氧管路上的常開電磁閥的開閉實現(xiàn)瓶氧的輸出控制。
制氧機采用變壓吸附工藝制取氧氣，氧產量為2 5L/min ;氧氣傳感器采用超生波氧氣傳感器，可實現(xiàn)氧氣濃度和氧氣流量檢測功能。所述主控單元采用觸摸屏結合可編程序控制器(PLC)設計，運用觸摸屏良好的人機交互功能，實現(xiàn)了瓶氧氧量的實時顯示以及缺氧報警提示，確保急救車的足氧出警。同時，主控單元的人機界面觸摸屏可以實時顯示瓶氧氧量，以方便醫(yī)護人員了解氧量信息，提供有缺氧報警提示功能。此外，還設計有制氧工藝動態(tài)流程、氧氣濃度、流量實時顯示功能，并有多項報警監(jiān)測功能，如低壓報警、高壓報警、斷電報警、切換超時報警、低氧報警、灌充超時等，同時設置有趨勢圖，可顯示歷史數(shù)據信息。本發(fā)明系統(tǒng)適合急救車車載安裝，由車載電源供電，通過變壓吸附方法制取氧氣，并自動監(jiān)測氧氣瓶氧量，完成車載氧氣瓶的氧氣隨時灌充補充，使得車載氧氣瓶無需更換，確保了急救車輛的氧氣不間斷供應。同時，該系統(tǒng)還具備車載氧氣供給控制功能。本發(fā)明實現(xiàn)了急救車輛的移動不間斷制供氧，提高了急救車的長途轉運能力，具有工藝合理、性能穩(wěn)定、安全可靠、控制智能化、操作界面人性化、使用方便、體積小、重量輕等的優(yōu)點。本發(fā)明具有如下有益效果
I、本發(fā)明設計的急救車制壓氧系統(tǒng)，通過監(jiān)測車載氧瓶的氧氣量，實現(xiàn)制氧和壓氧充瓶自動化，完成車載瓶氧的及時補給，確保了車載氧源的不間斷供應。2、主控單元采用PLC結合觸摸屏設計，控制性能穩(wěn)定，人機界面美觀，氧瓶氧量實時在線顯示以及缺氧報警提示等功能，使得醫(yī)護人員直觀了解氧源信息，確保出車前車輛氧源充足。系統(tǒng)采用一鍵式操作，簡單易用。3、車載氧氣瓶的自動灌充設計，確保了車載氧源的不間斷供應，使得車載氧瓶無需更換，降低了醫(yī)護人員的勞動強度，同時避免了應氧瓶未及時更換，造成醫(yī)療事故的可倉泛。4、制氧、壓氧、供氧一體化設計以及壓氧接口標準化設計，適宜急救車安裝使用；車載改造、安裝，簡單方便。
5、灌充管路設計有單向閥、安全閥、氣動閥、手動閥、壓力傳感器等，確保灌充安全。6、供氧管路設計采用常開電磁閥設計，確保掉電條件下，車載氧氣瓶可以有效的輸出供應。


圖I是本發(fā)明的制供氧工藝流程示意 圖2是本發(fā)明的氧氣充供平臺工藝流程示意圖。圖中標號1_氧氣瓶2#，2-氧氣匯流排，3-壓氧機，4-驅動泵，5壓氧單元，6-制氧單元，7氧氣緩沖罐，8-制氧機，9-氧氣傳感器，10-主控單元，11-灌充壓力傳感器，12-氧氣充供平臺，13-氧氣瓶1#，14-手動閥2#’ 15-瓶氧壓力傳感器2#’ 16-減壓閥2#’ 17-減壓閥1#，18_電磁閥2#，19-電磁閥1#，20-供氧壓力傳感器，21-進氣單向閥，22-進氣壓力傳感器，23-安全閥，24-氣動閥2#，25-氣動閥1#，26-單向閥2#，27-單向閥3#，28-供氧支路，29-灌充支路，30-瓶氧壓力傳感器1#，31-手動閥1#。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳述。本發(fā)明急救車制供氧系統(tǒng)由制氧單元6、壓氧單元5、主控單元10、氧氣充供平臺12等組成。其特征是，主控單元10通過監(jiān)測氧氣瓶I、13的氧量，控制制氧單元6和壓氧單元5啟動，通過氧氣充供平臺12的灌充支路29，實現(xiàn)對氧氣瓶I、13的自動灌充；同時主控單元10通過氧氣充供平臺12的供氧支路28，可控制氧氣瓶I、13的輸出，實現(xiàn)車載氧氣供應。所述制氧單元6包括制氧機8、氧氣緩沖罐7、氧氣傳感器9組成，制氧機8采用變壓吸附工藝制取氧氣，氧產量為2 5L/min ;氧氣傳感器9采用超生波氧氣傳感器，可實現(xiàn)氧氣濃度和氧氣流量檢測功能。所述壓氧單元5由驅動泵4、壓氧機3、灌充壓力傳感器11組成，在壓氧機3的進氣端配置了氧氣緩沖罐7，以減少壓氧時壓氧機3不連續(xù)進氣對吸氧接口造成的影響；壓氧機3采用活塞壓縮，出口壓力可達13MPa以上，在壓氧機3的輸出口配置有灌充壓力傳感器11，之后安裝一個單向閥1#21，防止壓氧時氧氣的回流。所述主控單元10采用觸摸屏結合可編程序控制器(PLC)設計，運用觸摸屏良好的人機交互功能，實現(xiàn)了氧氣瓶1、13氧量的實時顯示以及缺氧報警提示，確保急救車的足氧出警。主控單元10通過采集制氧單元6的氧氣傳感器9，識別氧氣流量及濃度信息，實現(xiàn)對制氧機8的產氧狀態(tài)及過程進行實時監(jiān)測；主控單元10通過采集壓氧單元5壓氧出口處設置的灌充壓力傳感器11以及氧氣充供平臺12內的瓶氧壓力傳感器15，30，對壓氧及充瓶壓力進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)灌充安全控制；主控單元10通過控制供氧支路28上的常開電磁閥18，19的開閉實現(xiàn)氧氣瓶1、13的輸出控制。同時，主控單元10的人機界面觸摸屏可以實時顯示氧氣瓶1、13氧量，以方便醫(yī)護人員了解氧量信息，提供有缺氧報警提示功能。此夕卜，還設計有制氧工藝動態(tài)流程、氧氣濃度、流量實時顯示功能，并有多項報警監(jiān)測功能，如低壓報警、高壓報警、斷電報警、切換超時報警、低氧報警、灌充超時等，同時設置有趨勢圖，可顯示歷史數(shù)據信息。所述的氧氣充供平臺12主要由灌充支路29和供氧支路28組成，所述的灌充支路28依次連接進氣單向閥21、進氣壓力傳感器22、安全閥23、氣動閥24，25、灌氧單向閥26，27、瓶氧壓力傳感器15，30、手動閥14，31等，實現(xiàn)對車載氧氣瓶I、13的灌充；所述的供氧支路28依次連接有手動閥14，31、瓶氧壓力傳感器15，30、減壓閥16，17、電磁閥18，19、供氧壓力傳感器20、氧氣匯流排2等，實現(xiàn)氧氣瓶I、13瓶氧源向車內供氧。灌充及供氧的具體實現(xiàn)由主控單元10控制，主要依據氧氣瓶I、13氧量大小，控制氧氣瓶1、13進行灌充或供氧。一個氧氣瓶不可同時進行灌充、供氧操作，因此氧氣瓶1、13形成互鎖關系，即氧氣瓶1#13灌充時，氧氣瓶2#1進行供氧，反之，氧氣瓶1#13供氧時，氧氣瓶2#I進行灌充。 以氧氣瓶1#13供氧，氧氣瓶2#1進行灌充描述灌充、供氧具體實施過程。實施例I :充供氧控制。在確保制供氧系統(tǒng)電源供應正常條件下，主控單元10正常工作，首先通過瓶氧壓力傳感器30，15分別獲得氧氣瓶1#13和氧氣瓶2#1的瓶氧壓力，并比較兩瓶氧壓力大小，假設氧氣瓶1#13壓力大，則氧氣瓶1#13作為供氧氧氣瓶使用，氧氣瓶2#1因壓力小需進行壓氧灌充。依據氧氣瓶1#13供氧，氧氣瓶2#1進行灌充操作時，將電磁閥2#18由常開變?yōu)槌ｉ]，實現(xiàn)氧氣瓶1#13的供氧通路，同時，驅動氣動閥2#24由常閉變?yōu)槌ｉ_，實現(xiàn)氧氣瓶2#1的灌充通路。實施例2 :氧氣瓶2#1壓氧灌充。主控單元10首先控制制氧機8氣動，氧氣產生后流入氧氣緩沖罐7中，并經過氧氣傳感器9進入壓氧機3的進氧口。主控單元10采樣氧氣傳感器9數(shù)值，判定氧流量大于2L/min，氧濃度大于等于92%后，啟動驅動泵4推動壓氧機3進行壓氧操作，同時主控單元10打開氣動閥2#24，氧氣依次經過進氣單向閥21，進氣壓力傳感器22，氣動閥2#24，單向閥2#26，瓶氧壓力傳感器2#15，手動閥2#14灌充進氧氣瓶2#1。灌充中，主控單元10采樣瓶氧壓力傳感器2#15壓力大于等于13MPa時灌充停止。灌充中，主控單元10采樣進氣壓力傳感器22壓力與瓶氧壓力傳感器2#15比較，如進氣壓力傳感器22大于瓶氧壓力傳感器2#15說明灌充支路存在問題，主控單元10報警停機，確保灌充安全。灌充時氧氣瓶2#1與手動閥2#14的手動開關始終處于打開狀態(tài)。實施例3 :氧氣瓶1#13供氧。主控單元10控制電池閥2#18由常開變?yōu)槌ｉ]，氧氣瓶1#13內氧氣依次流經手動閥1#31，瓶氧壓力傳感器1#30，減壓閥1#17，電磁閥19，供氧壓力傳感器20輸出氧氣。輸出的氧氣通過氧氣匯流排2對車內進行供氧。供氧時氧氣瓶1#13與手動閥1#31的手動開關始終處于打開狀態(tài)。
權利要求
1.一種急救車制供氧系統(tǒng)，其特征是，所述系統(tǒng)包括依次連接的制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺，主控單元分別控制制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺；所述制氧單元由制氧機、氧氣緩沖罐和氧氣傳感器通過管路依次連接組成，所述壓氧單元由驅動泵、壓氧機和壓力傳感器通過管路依次連接組成；所述氧氣充供平臺由灌充支路和供氧支路組成，所述的灌充支路包括依次連接的進氣單向閥、進氣壓力傳感器和安全閥，安全閥通過管路分別連接第一灌充通路和第二灌充通路，所述第一、第二灌充通路分別連接第一、第二氧氣瓶通路，所述灌充通路由依次連接的氣動閥和灌氧單向閥組成，所述氧氣瓶通路由依次連接的瓶氧壓力傳感器、手動閥和氧氣瓶組成；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連接的減壓閥和電磁閥，兩個減壓閥分別連接相應的瓶氧壓力傳感器，兩個手動閥電磁閥分別連接供氧壓力傳感器，供氧壓力傳感器連接氧氣匯流排；所述主控單元采用觸摸屏結合可編程序控制器(PLC)組成，可編程序控制器通過采集制氧單元的氧氣傳感器，識別氧氣流量及濃度信息，實現(xiàn)對制氧機的產氧狀態(tài)及過程進行實時監(jiān)測；可編程序控制器通過采集壓氧單元壓氧出口處設置的灌充壓力傳感器以及充供平臺內的進氣壓力傳感器，對壓氧及充瓶壓力進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)灌充安全控制；可編程序控制器通過控制供氧管路上的常開電磁閥的開閉實現(xiàn)瓶氧的輸出控制。
2.根據權利要求I所述的急救車制供氧系統(tǒng)，其特征是，所述制氧機采用變壓吸附工藝制取氧氣，氧產量為2 5L/min。
3.根據權利要求I所述的急救車制供氧系統(tǒng)，其特征是，所述氧氣傳感器采用超生波氧氣傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種急救車制供氧系統(tǒng)。本發(fā)明所述系統(tǒng)包括依次連接的制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺，主控單元分別控制制氧單元、壓氧單元和氧氣充供平臺；所述制氧單元由制氧機、氧氣緩沖罐和氧氣傳感器通過管路依次連接組成，所述壓氧單元由驅動泵、壓氧機和壓力傳感器通過管路依次連接組成；所述氧氣充供平臺由灌充支路和供氧支路組成，所述主控單元采用觸摸屏結合可編程序控制器(PLC)組成，可編程序控制器采集制氧單元的氧氣傳感器、采集壓氧單元壓氧出口處設置的灌充壓力傳感器以及充供平臺內的進氣壓力傳感器和控制供氧管路上的常開電磁閥。本發(fā)明實現(xiàn)了急救車輛的移動不間斷制供氧，提高了急救車的長途轉運能力，工藝合理、性能穩(wěn)定。
文檔編號C01B13/02GK102923665SQ20121042164
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權日2012年10月30日
發(fā)明者朱孟府, 陳平, 劉新星, 鄧橙, 朱路, 吳太虎, 孫景工 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院衛(wèi)生裝備研究所