專利名稱：分子篩分小型醫(yī)用富氧機的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于醫(yī)療設備技術(shù)領域，具體涉及一種分子篩分小型醫(yī)用富氧機。
技術(shù)背景呼吸富氧空氣對腦、心、肺、腎等病患者的疾病治療、癥狀緩解和病變預防具有重要 的意義。隨著生活、工作節(jié)奏加快及壓力加劇，再加上城市空氣污染所導致的空氣含氧量 的下降，導致機體供氧嚴重不足，頭暈目眩，四肢乏力。呼吸富氧空氣己不僅是那些腦、 心、肺、腎等病患者的需要，而且成為現(xiàn)代人實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)及自我放松的一種方式與手段。 富氧療法就是近年來發(fā)展起來的一種新型、簡便、經(jīng)濟、高效的輔助治療手段，它是指利 用吸入富氧空氣來改善人體的生理、生化內(nèi)環(huán)境、促進代謝過程的良性循環(huán)，以達到治療 疾病、緩解癥狀、促進康復和預防病變、增進健康目的的治療方法。空氣是一種取之不盡的資源，從空氣中分離得到的富氧氣體可直接用于那些臨床治療 的患者。富氧空氣過去主要采用"深冷分離"和"變壓吸附分離"等技術(shù)來制備，但是由 于利用這些技術(shù)制氧的裝置體積龐大、運行成本高且無法連續(xù)工作、存在安全隱患等問題， 一直無法成功制成小型醫(yī)用富氧設備。如何開發(fā)一種價格低廉、安全可靠、操作簡便且能 連續(xù)使用的小型醫(yī)用富氧設備是人們長期以來的夢想。近年來，隨著膜分離技術(shù)的迅速發(fā) 展，高選擇性膜的開發(fā)及制造技術(shù)的日趨成熟,膜分離技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應用日益廣泛。 氣體膜分離技術(shù)是膜分離科學與技術(shù)的重要組成部分，相比"深冷分離"和"變壓吸附 分離"技術(shù)，具有"經(jīng)濟、便捷、高效、安全、潔凈"的技術(shù)特點，在中小規(guī)模的空分系 統(tǒng)方面有著廣闊的應用前景。從20世紀90年代開始，無機氣體分離膜的研究引起了廣泛關 注，其中最重要的是分子篩膜的研究。分子篩是指一系列以硅氧四面體、鋁氧四面體為基 本結(jié)構(gòu)單元、具有規(guī)整孔道的微孔晶體材料的統(tǒng)稱。當分子篩膜的孔徑與氣體分子的尺寸 相近時，氣體分子按大小不同而被分離。美國富氧(OE)公司采用GE公司開發(fā)的有機高分子 膜，研制成功一種醫(yī)用富氧器，其形狀與大小宛如一個家用床頭柜，可以連續(xù)不斷地提供 含氧濃度40%的空氣，既方便，又安全。但由于有機高分子氣體分離膜的滲透量較小、制 造成本較高、性能穩(wěn)定性差、使用壽命短等缺陷，限制了其大規(guī)模的應用。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種格低廉、安全可靠、操作簡便且能連續(xù)使用的分子篩分 小型醫(yī)用富氧機。本實用新型提出的分子篩分小型醫(yī)用富氧機，由空氣凈化器1、空氣壓縮機2、加熱 器3、控制閥4、分子篩膜組件5和流量計6組成，空氣凈化器l出口通過管線連接空氣 壓縮機2進口，空氣壓縮機2出口通過管線連接加熱器3進口，加熱器3出口與分子篩膜 組件5進口之間通過管線連接，分子篩膜組件5上設有富氧空氣輸出口和富氮空氣輸出口 ， 富氧空氣輸出口通過富氧空氣輸出管7連接流量計6，流量計6出口通過管線連接使用者， 富氮空氣輸出口連接富氮空氣輸出管8，加熱器3進口和流量計6之間以及加熱器3出口 與分子篩膜組件6進口之間設有控制閥4,用來控制氣體流量大小。本實用新型中，分子篩膜組件5采用A型分子篩膜，其內(nèi)設有多孔陶瓷管表面或金屬 網(wǎng)，A型分子篩膜擔載在多孔陶瓷管表面或金屬網(wǎng)表面。本實用新型的工作原理是利用空氣中氧氣與氮氣分子在壓力作用下通過分子篩膜的 相對滲透速率不同，在分子水平上實現(xiàn)氧/氮分離，得到富氧空氣而直接供患者使用。本實用新型的工作過程如下作為原料氣的空氣通過空氣凈化器1預處理，以除去空 氣中的大部分灰塵，以防止堵塞膜組件。接著，經(jīng)預處理的原料氣(或與循環(huán)氣混合后) 進入空氣壓縮機2，成為高壓原料氣。為了增加分子篩膜的滲透量，提高其分離效率，高壓 原料氣在進入分子篩膜組件5前先通過加熱器3,以便使高壓原料氣溫度提高到分子篩膜 組件5的工作溫度。最后，高壓原料氣進入分子篩膜組件5分離成為兩股氣體——富氧空 氣與富氮空氣。富氧空氣一部分作為循環(huán)氣重新回到加熱器3處理，再進行循環(huán)，以提高 原料氣的含氧量。其余部分則供患者使用。通過調(diào)節(jié)控制閥4,患者可以控制滲透物再循 環(huán)的流量，從而可以得到不同濃度的富氧空氣，以滿足不同患者的需要。本實用新型中使用的分子篩膜為八元環(huán)的A型分子篩(LTA)，其孔徑約為0.4mn，孔 徑大小介于02和N2分子大小之間(02和&分子動力學直徑分別為0.38 nm禾B 0.42 nm)， 所以02優(yōu)先透過A分子篩膜而獲得良好的分離效果(CVN2分離系數(shù)高達4.8，即可以制 備得到氧濃度達60%的富氧空氣)。另外由于分子篩膜的厚度僅為IO多微米(有機高分子 膜的厚度通常為幾毫米)，大大減小了氣體分子的滲透路程，增加了氣體滲透量，提高了 氣體分離速率。所以，采用分子篩膜分子篩分技術(shù)，有望"經(jīng)濟、便捷、高效、安全、潔 凈"地從空氣中分離制得富氧氣體，從而開發(fā)一種價格低廉、安全可靠、操作簡便且能連 續(xù)使用的小型醫(yī)用富氧設備。分子篩分小型醫(yī)用富氧機可廣泛用于腦血管系統(tǒng)疾病、心血 管系統(tǒng)疾病、中風患者、高血壓病等患者的輔助治療，對緩解癥狀、預防病變和促進康復 有著重要的意義，具有廣闊的應用前景和市場，經(jīng)濟利益十分可觀。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)圖示。圖中標號l為空氣凈化器，2為空氣壓縮機，3為加熱器，4為控制閥，5為分子篩 膜組件，6為流量計，7為富氧空氣輸出管，8為富氮空氣輸出管。
具體實施方式
下面通過實施例結(jié)合附圖進一步說明本實用新型。實施例l:裝置由空氣凈化器l、空氣壓縮機2、加熱器3、控制闊4、分子篩膜組件5和 流量計6、富氧空氣輸出管7和富氮空氣輸出管8組成，其中，空氣凈化器l的出口通過 管線連接空氣壓縮機2的進口，使原料氣的空氣通過空氣凈化器1的預處理,除去空氣中大 部分灰塵；空氣壓縮機2的出口通過管線連接加熱器3的進口，使經(jīng)預處理的原料氣(或 與循環(huán)氣混合后)成為高壓原料氣；加熱器3的出口與分子篩膜組件5的進口通過管線連 接，分子篩膜組件5上設有富氧空氣輸出口和富氮空氣輸出口，富氧空氣輸出口通過富氧 空氣輸出管7連接流量計6，流量計6出口通過管線連接使用者，富氮空氣輸出口連接富 氮空氣輸出管8，加熱器3的進口和流量計6之間設有控制閥4，加熱器3的出口與分子 篩膜組件6的進口之間設有控制閥4，用以控制氣體流量大小。患者可以控制滲透物再循 環(huán)的流量，從而可以得到不同濃度的富氧空氣，以滿足不同患者的需要。分子篩膜組件6 可以采用A型分子篩膜，A型分子篩膜擔載在多孔陶瓷管表面或金屬網(wǎng)表面。
權(quán)利要求1、一種分子篩分小型醫(yī)用富氧機，由空氣凈化器(1)、空氣壓縮機(2)、加熱器(3)、控制閥(4)、分子篩膜組件(5)和流量計(6)組成，其特征在于空氣凈化器(1)出口通過管線連接空氣壓縮機(2)進口，空氣壓縮機(2)出口通過管線連接加熱器(3)進口，加熱器(3)出口與分子篩膜組件(5)進口之間通過管線連接，且加熱器(3)出口與分子篩膜組件(5)進口之間設有控制閥(4)，分子篩膜組件(5)上設有富氧空氣輸出口和富氮空氣輸出口，富氧空氣輸出口通過富氧空氣輸出管(7)連接流量計(6)，流量計(6)出口通過管線連接使用者，富氮空氣輸出口連接富氮空氣輸出管(8)，加熱器(3)進口和流量計(6)之間以及加熱器(3)出口與分子篩膜組件(5)進口之間設有控制閥(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的分子篩分小型醫(yī)用富氧機，其特征在于分子篩膜組件(5) 采用A型分子篩膜，其內(nèi)設有多孔陶瓷管表面或金屬網(wǎng)，A型分子篩膜擔載在多孔陶瓷管 表面或金屬網(wǎng)表面。
專利摘要本實用新型屬于醫(yī)療設備技術(shù)領域，具體涉及一種分子篩分小型醫(yī)用富氧機，由空氣凈化器、空氣壓縮機、加熱器、控制閥、分子篩膜組件和流量計組成。空氣凈化器出口通過管線連接空氣壓縮機進口，空氣壓縮機出口通過管線連接加熱器進口，加熱器出口與分子篩膜組件進口之間通過管線連接，分子篩膜組件上設有富氧空氣輸出口和富氮空氣輸出口，富氧空氣輸出口通過富氧空氣輸出管連接流量計，流量計出口通過管線連接患者，富氮空氣輸出口連接富氮空氣輸出管，加熱器進口和流量計之間以及加熱器出口與分子篩膜組件進口之間設有控制閥，用來控制氣體流量大小。本實用新型價格低廉、安全可靠、操作簡便且能連續(xù)使用。
文檔編號A61M16/10GK201101791SQ20072007651
公開日2008年8月20日 申請日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者昂 李, 黃愛生 申請人:同濟大學