便携式防泄漏供氧装置及供氧控制方法

本发明属于医疗供氧设备，具体涉及一种便携式防泄漏供氧装置及供氧控制方法。

背景技术：

1、随着医疗护理、野外极限运动以及高原户外作业等活动的增加，便携式供氧设备越来越多的被人们所认可。在诸多不同类型的便携式供氧设备中，利用储存液态氧(也称液氧)并气化后为使用者供氧的设备，具有结构简单、储氧量大、供氧时间长、体积小便于随身携带等优势，因此被推广使用。

2、但是，这种便携式液氧供氧设备由于体积较小，在使用中会经常发生倾斜甚至倒置，或者是液氧在储液罐内不断气化造成内部压力超限；在上述情况下，供氧设备储液罐存储的液氧在内部压力的作用下便会经气相管路或液相管路泄漏至外部。大量的液氧泄漏使得液氧无法全部升温气化为氧气。液氧的温度极低(低于-183℃)，一旦发生泄漏，一方面会造成设备中控制阀体的损坏和氧气的流失；另一方面，如果发生在为使用者供氧的过程中，液氧直接从供氧阀喷溅到人体会造成严重的冻伤。

3、基于上述内容，亟需提供一种在能够满足小巧便携需求和提供优质供氧的前提下解决现有便携式液氧供氧设备存在的液氧泄漏问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种便携式防泄漏供氧装置，具有壳体、储液罐、液相管、气相管、第一气化盘管、第二气化盘管、流量调节阀和控制阀组件，能够满足小巧便携需求和提供优质供氧的前提下解决现有便携式液氧供氧设备存在的液氧泄漏问题。具体内容如下：

2、一种便携式防泄漏供氧装置，包括壳体、储液罐、液相管、气相管、第一气化盘管、第二气化盘管、流量调节阀和控制阀组件；

3、所述储液罐，具有容纳液氧的空腔，套装在所述壳体内部，其外壁与所述壳体内壁之间形成真空夹层；

4、所述液相管，第一端由上至下依次穿过所述壳体和储液罐并延伸至所述储液罐底部，第二端与安装在所述壳体上端的所述第一气化盘管的第一端连接；

5、所述气相管，第一端由上至下依次穿过所述壳体和储液罐并延伸至所述储液罐的顶端，第二端与安装在所述壳体上端的所述第二气化盘管的第一端连通；

6、所述第二气化盘管盘绕套设在所述第一气化盘管整体的外端面；

7、所述控制阀组件，布置在所述壳体上端，包括控制阀体、压力调节阀、第一进气口和第一出气口；所述第一进气口，设置在所述控制阀体一端，与所述第二气化盘管的第二端连接；所述第一出气口，设置在所述控制阀体另一端，通过管路与所述流量调节阀连接；所述压力调节阀，设置在所述控制阀体上端，分别与所述第一进气口和第一出气口连通；

8、所述流量调节阀，布置在所述壳体上端，具有第二进气口和第二出气口所述第二进气口与所述第一气化盘管的第二端连接，所述第二出气口与外设的呼吸罩连接；

9、所述压力调节阀与所述流量调节阀相互配合，用于调节氧气供应流量；所述压力调节阀与所述第二气化盘管相互配合，用于防止所述供氧装置倒置状态下液氧的泄漏。

10、进一步的，所述控制阀组件还包括泄压阀；

11、所述泄压阀，设置在所述控制阀体上端，分别与所述第一进气口和外界大气连通，用于限制第一进气口与外界大气之间的压力差。

12、进一步的，所述控制阀体内部分别置有，可以连通所述第一进气口、泄压阀和压力调节阀的第一气道，可以连通所述压力调节阀和第一出气口的第二气道以及可以连通所述泄压阀和外界大气的第三气道。

13、进一步的，所述液相管，嵌套在所述气相管内部，其外壁与所述气相管内壁之间形成间隙。

14、进一步的，所述流量调节阀还包括调节阀体和流量调节机构；

15、所述流量调节机构，可调节的安装在所述调节阀体内，可以调节所述第二进气口和第二出气口之间通道的开度。

16、进一步的，所述供氧装置还包括布置在所述壳体上端的排空阀；

17、所述排空阀，包括排空阀体、第三进气口、第三出气口、排气口和阀杆；

18、所述气相管第二端与所述第三进气口连接；

19、所述第二气化盘管的第一端与所述第三出气口连接，且所述第三进气口、第三出气口和排气口在所述排空阀体内部相互连通；

20、所述液相管第二端经所述第三进气口穿过所述排空阀体后与所述第一气化盘管的第一端连接；

21、所述阀杆可调节的安装在所述排空阀体内部，用于连通或阻断所述排气口与所述第三进气口和第三出气口之间的通路。

22、进一步的，所述供氧装置还包括充装接口和充装导管；

23、所述充装接口布置在所述壳体底端，并由下至上穿过所述壳体和储液罐并延伸至所述储液罐内部；

24、所述充装导管，布置在所述储液罐内部，其第一端与所述充装接口上端连接，第二端延伸至所述储液罐内部上端。

25、进一步的，所述供氧装置还包括过滤三通；

26、所述过滤三通包括相互连通的第四进气口、第五进气口和第四出气口，以及安装在第四进气口和第四出气口内部的过滤网；

27、所述第四进气口与所述第一气化盘管的第二端连通；

28、所述第五进气口与所述第一出气口通过第一管路连通；

29、所述第四出气口与所述第二进气口通过第二管路连通；

30、所述过滤网，用于将雾状液氧气化；

31、所述储液罐内部的液氧层、液相管、第一气化盘管、过滤三通、第一管路、第一出气口和第二气道形成第一压力通路；

32、所述储液罐内部的氧气层、气相管、第二气化盘管、第一进气口和第一气道形成第二压力通路。

33、一种供氧控制方法，所述方法包括：

34、s1、分别设定所述压力调节阀和所述泄压阀的开启阈值，保持所述泄压阀的开启阈值＞所述压力调节阀的开启阈值；

35、s2、调节所述流量调节机构，保持所述流量调节阀处于关闭氧气供应的状态；调节所述阀杆，并保持所述第三进气口与所述排气口处于连通状态；

36、s3、将外设的液氧储运罐与所述充装接口连接，进行液氧充装；

37、s4、当所述排气口喷出液氧时，脱开所述液氧储运罐与所述充装接口的连接，调节所述阀杆，利用所述阀杆将所述第三进气口与所述排气口的通道关闭，完成液氧的充装；

38、s5、充装进入所述储液罐内的液氧实时发生气化生成氧气，利用所述第二压力通路将生成的氧气导流至所述压力调节阀；利用所述液相管将所述储液罐内的液氧导流至所述第一气化盘管，利用所述第一气化盘管对这部分液氧进行气化，得到气化后的氧气；利用所述第一气化盘管和液相管将这部分氧气反向导流至所述储液罐内，所述第二压力通路内的压力值增大；

39、s6、当所述第二压力通路内的压力≤所述压力调节阀开启阈值、所述第二进气口和第二出气口断开且所述供氧装置未倒置时，执行s7；

40、当所述第二压力通路内的压力＞所述压力调节阀开启阈值、所述第二进气口和第二出气口断开且所述供氧装置未倒置时，执行s8；

41、当所述等压回路中的压力＞所述泄压阀的开启阈值、所述第二进气口和第二出气口断开且所述供氧装置未倒置时，执行s9；

42、当所述等压回路的压力≤所述泄压阀的开启阈值、所述第二进气口和第二出气口断开且所述供氧装置未倒置时，执行s10；

43、当调节所述流量调节机构连通所述第二进气口和第二出气口时，执行s11；

44、当所述供氧装置倒置时，执行s12；

45、s7、所述压力调节阀保持关闭状态，返回至s6；

46、s8、所述压力调节阀开启；所述第一压力通路与所述第二压力通路连通，形成等压回路，返回至s6；

47、s9、所述泄压阀开启，将所述等压回路与所述外界大气连通，返回至s6；

48、s10、泄压阀关闭将所述第三气道与所述等压回路断开，返回至s6；

49、s11、所述供氧装置实施供氧；

50、s12、利用所述控制阀组件和所述第二气化盘管防止液氧泄漏。

51、进一步的，所述供氧装置实施供氧，包括：

52、s111、所述储液罐内气化的氧气在所述等压回路与外界压力差的作用下利用所述第二压力通路、压力调节阀、第一管路、过滤三通、第二管路和流量调节阀导流至外设的呼吸罩供氧，且所述等压回路的压力降低；

53、s112、当所述等压回路的压力≤所述压力调节阀开启阈值时，所述压力调节阀关闭；利用所述第一压力通路与第二压力通路之间的压力差，将所述储液罐内的液氧压入所述液相管和第一气化盘管进行气化产生氧气，利用所述第一压力通路、过滤三通、第二管路和流量调节阀将氧气导流至外设的呼吸罩供氧；

54、s113、当调节所述流量调节机构，增大所述第二进气口和第二出气口之间通道的开度时，执行s114；

55、当调节所述流量调节机构，减小所述第二进气口和第二出气口之间通道的开度时，执行s115；

56、当调节所述流量调节机构断开所述第二进气口和第二出气口时，返回s6；

57、s114、所述第一压力通路与第二压力通路之间的压力差增大，利用该压力差将更多的液氧压入所述液相管和第一气化盘管加速气化产生更多氧气，以便得到更多的氧气供应流量，返回至s112；

58、s115、所述第一压力通路和第二压力通路的压力均升高；且所述第一压力通路和第二压力通路之间的压力差减小；减少储液罐内的液氧压入所述第一气化盘管进行气化，以便减缓氧气供应；

59、s116、当所述第二压力通路的压力＞所述压力调节阀开启阈值时，所述压力调节阀开启，所述第一压力通路和第二压力通路连通，形成所述等压回路，返回至s111。

60、进一步的，所述利用所述控制阀组件和所述第二气化盘管防止液氧泄漏，包括：

61、s121、当所述流量调节阀处于开启状态，且所述压力调节阀处于开启状态时，执行s122；

62、当所述流量调节阀处于开启状态，且所述压力调节阀处于关闭状态时，执行s123；

63、当所述流量调节阀处于关闭状态，且所述压力调节阀处于开启状态时，执行s124；

64、当所述等压回路中压力逐渐增大至＞所述泄压阀开启阈值时，执行s125；

65、当所述等压回路中压力逐渐减小至≤所述泄压阀开启阈值时，执行s126；

66、当所述供氧装置回正时，返回至步骤s6；

67、s122、所述第一压力通路与第二压力通路连通，形成所述等压回路；倒置的所述储液罐中的氧气，利用所述液相管、第一气化盘管、过滤三通、第二管路和流量调节阀导流至外设的呼吸罩供氧；倒置的所述储液罐中的液氧，利用所述气相管经所述第二气化盘管气化后形成氧气，该部分氧气利用所述压力调节阀、第一管路、过滤三通、第二管路和流量调节阀导流至外设的呼吸罩供氧，返回至s121；

68、s123、所述第一压力通路与第二压力通路断开；倒置的所述储液罐中的氧气，利用所述液相管、第一气化盘管、过滤三通、第二管路和流量调节阀导流至外设的呼吸罩供氧；倒置的所述储液罐中的液氧，利用所述气相管经所述第二气化盘管气化后形成氧气，该部分氧气再经所述第二气化盘管和气相管返回所述储液罐，返回至s121；

69、s124、所述第一压力通路与第二压力通路连通，形成所述等压回路；所述储液罐内的液氧在重力作用下经所述气相管进入所述第二气化盘管进行气化，返回至s121；

70、s125、所述泄压阀打开，利用所述泄压阀的打开将所述等压回路与所述第三气道连通，将氧气排出至外界进行泄压，返回至s121；

71、s126、所述泄压阀关闭，断开所述等压回路与所述第三气道，返回至s121。

72、本发明的有益效果是：

73、1、采用壳体和储液罐之间具有真空夹层的双层结构，在加固强度的同时，可以减少液氧与外界的热交换，从而降低液氧的气化速度，防止气化过快造成内部压力过大出现液氧泄漏甚至罐体破裂等危险；

74、2、供氧装置中设置第一气化盘管和第二气化盘管，可以实现储液罐内的液氧层和氧气层在不同情况下的分别供氧；且发生储液罐倒置的情况下，第二气化盘管可以与压力调节阀相互配合，防止液氧的泄漏；

75、3、供氧装置中设置控制阀组件，其中的压力调节阀可以与流量调节阀相互配合，实现氧气供应流量的按需调节，即可以根据流量调节阀开度的大小自动控制液氧的气化速度；从而提供符合供氧需求的氧气流量；

76、4、第二气化盘管盘绕套设在第一气化盘管的外端面，且第一气化盘管、第二气化盘管、流量调节阀和控制阀组件均布置在所述壳体上端；使得供氧装置整体结构紧凑，空间利用率高，能够实现供氧装置的便携需求；

77、5、通过结构优化，供氧装置的外观体积可以降低至2l；液氧容积达到600ml；相较现有技术可在整体体积减小30％的前提下，液氧容积和供氧量均增加60％。