一種面罩式碳-氧交換型自主呼吸器的制造方法
【專利摘要】一種面罩式碳～氧交換型自主呼吸器由開口面罩、空氣室、反應室、反應室連接套及呼氣導管構成，氣體分流是由設在空氣室上方的帶有三個單向閥閥片的隔板實現的，中央的單向閥只準氣體出不準氣體進，通過呼吸導管將呼氣直接導入具有雙層結構特別設計的反應室，與分層放置的金屬超氧物反應，將呼出的CO2吸收生成固體K2CO2，同時放出O2，含充足氧氣的氣體從反應室的多孔蓋子逸出，進入空氣室，再經兩個只準流入不準流出的單向閥吸入呼吸器官。本實用新型克服了混流式呼吸器，碳-氧交換反應滯后，需用氧燭提前制氧供呼吸用的弊端，可制成小巧、方便佩戴的自主供氧呼吸器，可防止有毒煙霧傷害，并作為缺氧條件下應急供氧的工具。
【專利說明】—種面罩式碳-氧交換型自主呼吸器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種呼氣與吸氣分流的面罩式碳-氧交換型自主呼吸器，該呼吸器是一種用于火災中逃生的器材，屬消防器材的一種。
【背景技術】
[0002]據統計，火災致死的人數中約有80%以上是被有毒煙霧熏死的，只有不到20%是被直接燒死的。因此，如何防止被熏死是減少火災死亡人數的重要措施之一。據了解消防主管部門已要求酒店、賓館、娛樂場所等人群集中的地方配備防煙霧器材。但是，目前市場上供上述單位應用的防煙霧器材，主要有兩種:一種是用活性炭吸附過濾有害物質的過濾型呼吸器；另一種是化學制氧的自供氧呼吸器。以過濾型呼吸器用得最普遍。實踐證明，這種過濾型呼吸器不能有效地防止被毒煙熏死，主要原因是過濾型呼吸器在濃煙滾滾、毒煙霧高度飽和的火災現場，有限活性炭的吸附過濾作用很快被毒煙飽和，三幾分鐘內便失去濾除毒煙霧的作用。而化學氧呼吸器雖也有用超氧化物吸收CO2和放出O2供呼吸用，但是未能按反應特點，進行氣體分流設計，只是一個盛有超氧化物的大氣囊，呼氣與吸氣都在這一大氣囊中，呼出的CO2要通過較慢的擴散作用，才能到達底部的反應區與超氧化物反應放出O2，部分CO2還未來得及擴散到底部又被吸入肺部。出于供氧與呼吸需要，常需要用氧燭提前產生氧氣供氧。所謂氧燭就是一種可用于在缺氧環境中自救使用的通過加熱氯酸鉀(KClO3)或氯酸鈉(NaClO3)產生氧氣的裝置。這種化學供氧呼吸器要附帶KClO3或NaClO3制氧裝置，體積較大，笨重，不便攜帶，成本和售價較高，不受用戶歡迎，難于推廣。
[0003]有鑒于此，本實用新型專門設計了一種可將呼氣與吸氣分流，讓呼出氣體先與超氧化物反應，吸收了呼出的CO2，并放出O2之后，再返回空氣室，供吸氣之用的呼氣與吸氣分流的面罩式碳?氧交換型自主呼吸器，此新型設計的呼吸器克服了現有的簡單氣囊設計的缺點，無需用氧燭提前制氧。裝置緊湊輕便，便于做成個人佩戴式逃生呼吸器，成本較低，易于推廣。
【發明內容】
[0004]本實用新型目的是為了克服上述【背景技術】的不足，提供一種呼氣與吸氣分流，可讓呼出的氣體先進入反應室，讓超氧化物吸收呼出的CO2，同時釋放出O2之后再供吸入之用的新型自主呼吸器，該新型自主呼吸器可確保呼出的CO2基本被吸收清除，吸入的空氣有充足的氧氣。
[0005]本實用新型首先提供了一種面罩式碳-氧交換型自主呼吸器，為呼氣與吸氣分流的面罩式碳-氧交換型自主呼吸器，包含下列部件:在開口處嵌有過濾紗布層且帶有視窗的開口面罩；可讓呼氣和吸氣分流的空氣室；可吸收CO2和放出O2的碳-氧交換反應室，反應室內分層放置有超氧化物；套住并固定反應室、使與空氣室緊密接合的反應室連接套；引導呼出氣流直達碳-氧交換反應室的呼氣導管。
[0006]其中空氣室的殼體內部、靠近人嘴一側設置了帶有三個單向閥閥片的隔板，隔板中央處的單向閥閥片只準氣體流出，不準氣體流入，兩側的兩個單向閥只準氣體流入，不準氣體流出，中央單向閥的出口有與呼氣導管連接的接口，空氣室同時具有可與開口面罩與反應室連接套連接的上接口與下接口；
[0007]其中反應室是一個具有上室和下室的雙層結構罐體，兩層之間設置了一個特別結構的擋板，該隔板中央開有一個直徑l_3cm圓孔，圓孔邊沿焊接一個與圓孔直徑相同且向上伸出罐體I?2cm的小圓管，圓孔周圍的隔板上按同心圓方式鉆有許多均勻分布的小孔，罐體最上端還有一蓋子，蓋子中央開有一可插入上述小圓管的圓孔，圓孔周圍的蓋子上也按同心圓方式鉆有多個均勻分布的小孔；下室空間較小，主要供氣體分配到各小孔用；上室按一層玻璃纖維布、一層超氧化物顆粒的順序疊置足量的超氧化物，最上一層為玻璃纖維布，加蓋壓緊。
[0008]其中開口面罩的邊沿形態與人面部的形態基本匹配，用縛帶或松緊帶與面部扎緊，可形成密閉體系，并且在它的開口處設有一個可與空氣室緊密接合的接口，接口內沿設有一個卡位，將夾有多層過濾紗布的塑膠網片嵌入卡位，另外，開口面罩上與人眼對應部位開有鑲嵌透明塑膠片的視窗。
[0009]其中反應室連接套是一個底部能放入反應室并將其固定，上口能與空氣室(d)緊密接合的一個塑膠套。
[0010]其中呼氣導管是一條連接空氣室上部中央單向閥出口的接口與反應室中央小圓管的塑膠軟管。
[0011]其中反應室內放置的超氧化物優選KO2或NaO2。
[0012]其中反應室用鍍鋅鐵皮制造，其余有關零件均為塑料加工制造。
[0013]本實用新型中的新型呼吸器的碳-氧交換是由超氧化物來完成，超氧化物(例如超氧化鉀KO2)與二氧化碳反應，生成固體碳酸鉀而被吸收，同時放出氧氣。超氧化物還可與呼出的水蒸氣反應放出氧氣。人們的呼吸需要吸入氧氣，呼出二氧化碳，還有少量水蒸氣，這樣我們就通過超氧化物將呼出的二氧化碳和水蒸氣變換為氧氣供吸入之用。具體反應過程如下式所示:
[0014]I)超氧化物(例如 KO2)與呼出的 CO2 反應:4K02+2C02=2K2C03+302 ?
[0015]2)超氧化物(例如Κ02)與呼出的水蒸氣反應:2Κ02+2Η20=2Κ0Η+Η202+02 ?
[0016]本實用新型的呼氣與吸氣分流的面罩式碳?氧交換型自主呼吸器還可小型化為口罩式(只罩住口鼻)的、更輕便、易于佩戴的小型呼吸器。至于眼睛部位可另配置潛水用的密封式眼鏡。其中，面罩的形態要改成能罩住口鼻并且與面部緊貼形成密封狀態的小型面罩，其余各部件的結構與大面罩的基本相同，只是規格尺寸按一定比例縮小，如縮小50%便可。還可將面罩與空氣室與反應室連接的通道做成一定口徑(如直徑為5?6cm)的螺旋軟管，可將空氣室及反應室掛在頸上(胸前)。只是小型化后，裝入超氧化物的量會減少，有效供氧時間會縮短些。理論計算表明，只需在反應室中裝入150克超氧化物(例如KO2)，供氧一小時應不成問題。對于緊急逃生的要求，一小時已可基本滿足需要。
[0017]本實用新型這一新型設計的呼氣與吸氣分流的面罩式碳?氧交換型自主呼吸器克服了現有呼吸器的簡單氣囊設計的缺點，無需用氧燭提前制氧，通過將呼氣與吸氣分流，讓呼出氣體先與超氧化物反應以吸收呼出的CO2,并放出O2之后再返回空氣室供吸氣之用。另外，裝置緊湊輕便，便于做成個人佩戴式逃生呼吸器，成本較低，便于商業化推廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型呼氣與吸氣分流的面罩式碳-氧交換型自主呼吸器結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型呼氣與吸氣分流的面罩式碳-氧交換型自主呼吸器的氣體流動情況示意圖；
[0020]圖3為開口面罩結構示意圖；
[0021]圖4為空氣室結構示意圖；
[0022]圖5為反應室結構示意圖；
[0023]圖6為裝滿超氧化物后的反應室示意圖；
[0024]圖7為開口面罩零件示意圖；
[0025]圖8為空氣室零件示意圖；
[0026]圖9為反應室零件示意圖(e3_上、下室之間的隔板及上蓋俯視效果；e4_上、下室焊合后縱剖面；e5_上、下室焊合并加蓋后縱剖面)；
[0027]圖10為反應室連接套縱剖面圖；
[0028]圖11為呼氣管示意圖；
[0029]圖12為口罩式小型面罩示意圖；
[0030]圖13為口罩式小型呼氣與吸氣分流的碳-氧交換型自主呼吸器示意圖。
[0031]圖中:a_面罩；b_視窗；c-過濾紗布層；d_空氣室；e_反應室；f_反應室連接套；g-呼氣導管；h_單向閥閥片；dl_殼體；1-隔板；q_上接口(接合面罩)；r-下接口(接合反應室連接套);m-卡位；n-夾過濾紗布用塑膠網片；p-與空氣室連接的接口 ；1_松緊帶或縛帶；el_上室；e2_下室；j-上下室檔板；k_上蓋；kl_小圓管；al_玻璃纖維布；bl_超氧化物(例如KO2 )。
【具體實施方式】
[0032]接下來結合上述附圖1-13說明本實用新型的面罩式碳-氧交換型自主呼吸器的構成及制備方法。
[0033]如圖1所示，本實用新型呼氣與吸氣分流的面罩式碳-氧交換型自主呼吸器，由如下部件構成:在開口處嵌有過濾紗布層c且帶有視窗b的開口面罩a;可讓呼氣和吸氣分流的空氣室d ;可吸收CO2和放出O2的碳?氧交換反應室e，反應室內分層放置有超氧化物bl ；套住并固定反應室e、使與空氣室d緊密接合的反應室連接套f ;引導呼出氣流直達碳-氧交換反應室的呼氣導管g。圖2顯示了本實用新型呼氣與吸氣分流的面罩式碳-氧交換型自主呼吸器在佩帶使用時的氣體流動情況。
[0034]從圖3可以看出，面罩a的眼部位置鑲嵌有透明視窗b，面罩的邊沿形態與人面部的結構相對應，用松緊帶或縛帶I將面罩扎緊，可與面部成密閉狀態，將眼、口、鼻密封其中，它的開口處設有一個可與空氣室緊密接合的接口 P。接口 P內沿設有一個卡位m。過濾紗布層就是由兩塊網狀塑膠片η夾著數層口罩用過濾紗布，卡緊在卡位m上構成。
[0035]圖4顯示了具有三個單向閥閥片h的空氣室d的結構，在空氣室d的殼體dl內部靠近人嘴一側設置了一塊隔板i，隔板i上開有三個單向閥孔口，隔板i的中央孔口的單向閥是只準氣體流出，不準氣體流入的，且還設置了一個與呼氣導管g連接的接口，兩側的單向閥只準氣體流入，不準氣體流出。空氣室d的上接口 q能夠與面罩相接，下接口 r可與反應室連接套f接合。空氣室d的殼體dl可用軟性塑料制造，在重力作用下，可彎曲變形，緊貼胸部，外加吊帶可懸掛于胸前，佩戴十分方便。
[0036]如圖5所示，反應室e是一個雙層結構的罐體，兩層之間設置了一個特別結構的擋板j。擋板j中央開著一直徑I?3cm的圓孔。圓孔邊沿焊接有一與圓孔直徑一致的小圓管k，向上伸出罐體I?2cm。圓孔周圍按同心圓排布鉆有許多小孔，見圖8所示。罐的底層空間較小，是供氣體分配到各小孔用的，上層用于放置超氧化物。按一層玻璃纖維布al，一層超氧化物bl (如K02)顆粒的程序放入足量的超氧化物bl。最上一層鋪上玻璃纖維布，再蓋上中央開有圓孔，圓孔周圍按同心圓鉆有許多小孔的上蓋k，壓緊即成圖6所示的反應室e。
[0037]如圖7所示，開口面罩的各零件包括面罩a、夾過濾紗布用塑膠網片η及透明塑膠片O。如圖8所示，空氣室d各零件包括殼體dl、隔板i及若干單向閥閥片h。如圖9所示，反應室e各零件包括上室el、下室e2、開孔擋板j、中央小圓管kl和開孔上蓋k等。如圖10所示，反應室連接套f是一個底部能放入反應室e并將其固定，上口能與空氣室d緊密接合的一個塑膠套。如圖11所示，呼氣導管g是一條連接空氣室d上部中央單向閥出口的接口與反應室中央小圓管e的塑膠軟管。
[0038]本圖12和圖13顯示了本實用新型的呼氣與吸氣分流的面罩式碳?氧交換型自主呼吸器小型化為口罩式(只罩住口鼻)的小型呼吸器，此時面罩的形態要改成能罩住口鼻并且與面部緊貼形成密封狀態的小型面罩，其余各部件的結構與大面罩的基本相同，只是規格尺寸按一定比例縮小，如縮小50%便可。
【權利要求】
1.一種面罩式碳-氧交換型自主呼吸器，包含下列部件: 在開口處嵌有過濾紗布層(C)且帶有視窗(b)的開口面罩(a)； 可讓呼氣和吸氣分流的空氣室(d)； 可吸收CO2和放出O2的碳-氧交換反應室(e)，反應室內分層放置有超氧化物； 套住并固定反應室(e)、使與空氣室(d)緊密接合的反應室連接套(f)； 引導呼出氣流直達碳-氧交換反應室的呼氣導管(g); 其特征在于: 空氣室(d)的殼體(dl)內部、靠近人嘴一側設置了帶有三個單向閥閥片(h)的隔板(i )，隔板(i )中央處的單向閥閥片只準氣體流出，不準氣體流入，兩側的兩個單向閥只準氣體流入，不準氣體流出，中央單向閥的出口有與呼氣導管(g)連接的接口，空氣室(d)同時具有可與開口面罩(a)與反應室連接套(f)連接的上接口(q)與下接口(r)； 反應室(e)是一個具有上室(el)和下室(e2)的雙層結構罐體，兩層之間設置了一個特別結構的擋板(j)，該擋板(j)中央開有一個直徑l_3cm圓孔，圓孔邊沿焊接一個與圓孔直徑相同且向上伸出罐體I?2cm的小圓管(kl)，圓孔周圍的擋板(j)上按同心圓方式鉆有多個均勻分布的小孔，罐體最上端還有一蓋子(k)，蓋子(k)中央開有一可插入上述小圓管(kl)的圓孔，圓孔周圍的蓋子(k)上也按同心圓方式鉆有多個均勻分布的小孔；下室(e2)空間較小，主要供氣體分配到各小孔用；上室(el)按一層玻璃纖維布、一層超氧化物顆粒的順序疊置足量的超氧化物，最上一層為玻璃纖維布，加蓋壓緊。
2.根據權利要求1所述的自主呼吸器，其特征在于:開口面罩(a)的邊沿形態與人面部的形態基本匹配，用松緊帶或縛帶(I)與面部扎緊，可形成密閉體系，并且在它的開口處設有一個可與空氣室緊密接合的接口(P)，接口 P內沿設有一個卡位(m)，將夾有多層過濾紗布的塑膠網片(η)嵌入卡位(m)，另外，開口面罩(a)上與人眼對應部位開有鑲嵌透明塑膠片(ο)的視窗(b)。
3.根據權利要求2所述的自主呼吸器，其特征在于:反應室連接套(f)是一個底部能放入反應室(e)并將其固定，上口能與空氣室(d)緊密接合的一個塑膠套。
4.根據權利要求3所述的自主呼吸器，其特征在于:呼氣導管(g)是一條連接空氣室(d)上部中央單向閥出口的接口與反應室中央小圓管(e)的塑膠軟管。
5.根據權利要求4所述的自主呼吸器，其特征在于:反應室(e)用鍍鋅鐵皮制造，其余相關零件均為塑料加工制造。
【文檔編號】A62B7/00GK203915813SQ201420341544
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】徐國風, 徐寧 申請人:徐國風