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垂直醫藥領域“創意-發明-轉化”的一站式服務平臺情歌里唱著"人活著賴著一口氧氣,氧氣是你"。可以說,將心愛之人比作氧氣無疑是這世上最動聽的情話了。氧是維持生命最重要的能源之一,人體新陳代謝的各個過程中都需要足夠的氧,各種營養物質必須同氧結合
垂直醫藥領域“創意-發明-轉化”的一站式服務平臺
情歌里唱著"人活著賴著一口氧氣,氧氣是你"。可以說,將心愛之人比作氧氣無疑是這世上最動聽的情話了。氧是維持生命最重要的能源之一,人體新陳代謝的各個過程中都需要足夠的氧,各種營養物質必須同氧結合,才能完成生理氧化過程,產出能量。
隨著環境污染的不斷惡化,人們越發追求生活的高品質及高質量,許多人將目光放在了補氧保健上。專家認為,凡是空氣中氧含量低于20.9%的環境,都是缺氧環境。長期生活在輕度缺氧的環境中會對終身健康帶來不同程度的損害。因此近年來我們可以看到,除了家用血壓儀之外,家用制氧機的普及率也在逐年穩步上升中。
當人們遭遇高原缺氧病癥(如高原肺水腫、急性高山病、慢性高山病、高原昏迷、高原缺氧癥等)急性缺氧癥狀時,需要緊急吸氧。患有高血壓、心臟病、冠心病等心腦血管疾病的患者也需要適時檢測自己的吸氧情況。而在平日生活中,中老年人、孕婦等體弱、免疫力差的人群較易缺氧。而對于年輕人來說,倘若長期處于高壓環境、或長期從事重腦力勞動,或服用促腎上腺皮質激素、腎上腺皮質激素等激素,或缺乏維生素及微量元素時,也會碰到心慌氣短的情況。
吸氧可以使組織活性提高,系統功能增強,可以有效改善亞健康狀態,增強體質及抗病能力。但另一方面我們需要注意的是,長時間吸入高濃度氧氣(通常指氧濃度大于40%)時,可能刺激皮膚,使皮膚變得干燥、皸裂,引起鼻腔出血,嚴重時甚至會出現氧中毒和依賴。而當處于純氧環境中時,人體遭受的傷害就更大了。因此,我們并不能將吸氧視為"神丹妙藥"。對于網上盛傳的"孕婦常吸氧可使寶寶聰明"、"高三學子備考吸氧事半功倍"之類的廣告宣傳,我們需要理性對待。
制氧原理多分為四種:以化學制劑為原料制氧、以電解水方式制氧、采用富氧膜制氧和分子篩式制氧。其中,以化學制劑為原料制氧具有反應速度快、所得氧氣濃度高的特點,適用于急救補充氧氣。以電解水方式制氧多為工業采用,因其耗能較大,不宜移動。采用富氧膜制氧利用高分子層將空氣中的氧分子過濾并富集,耗能低,并且其效率有限,不用擔心氧中毒的問題。但也因其所得氧氣濃度水平一般較低,難以用于保健和理療。分子篩式制氧是目前正流行的制氧技術。其制氧效果根據分子篩和壓縮機的質量決定的。分子篩采用物理方法,將空氣中特定分子直徑大小的分子篩出,使用者可根據自身情況選擇合適的氧濃度。由于分子篩采用的是物理方法,所得氧氣純凈無雜質,同時制氧效率高,氧濃度可調節,因此廣受家用制氧機廠商的青睞。
分子篩變壓吸附制氧設備的工作原理是:由空氣壓縮機加壓后,經過空氣預處理系統處理后的加壓空氣,通過對分子篩吸附塔進行周期性的加壓、吸附塔內的壓力會隨之升高。這時,分子篩隨著環境壓力的升高,會大量的西服空氣中的氮氣,而空氣中的氧氣則仍然以氣體形式存在,并經過管道被收集起來,這個過程為"吸附"過程。當吸附塔內的分子篩吸附氮氣達到一定程度時,對吸附塔進行排氣減壓,分子篩隨著環境壓力的減小,吸附氮氣的能力下降,氮氣字分子篩內部被釋放,這個過程為"解吸"過程。
今天我們就帶領大家了解目前市場上分子篩制氧機的幾個領先品牌及其相關領域內專利,淺析該技術領域的發展趨勢。
1. 魚躍
魚躍制氧機作為國產制氧機第一品牌連續十年全國銷量第一,連續三年全球產銷第一,市場占有率也是常年穩居前列,是行業內的人氣品牌。自1998年成立以來,魚躍穩步發展,如今已經成為全國最大的醫藥供氧系列和康復護理系列醫療器械的專業生產企業。
2003年魚躍推出了第一臺制氧機,到現在已經完成了數百項技術創新與1000余項技術改進。例如CN109432951A中公開了一種吸附塔,其中吸附塔的出氣壓蓋和進氣壓蓋與其它部件相連通而無需設置連接管,切換閥、消音器、調節閥和儲氣筒均裝配在蓋上,分別與二者相連,分子篩筒設在兩蓋之間,氣路連通。這樣的設計使得吸附塔結構簡潔,大大降低了裝配的難度和所需時間,非常適合大批量生產。
而CN109482014A的過濾裝置,其結構包括過濾器架和過濾網,過濾網覆裹在過濾器架的上下表面,過濾器架保安闊邊框、進氣接頭和多條支撐筋,支撐筋設置在邊框內支撐所述過濾器架上下表面的過濾網,防止其吸合。該發明結構單一,新穎簡潔,生產方便,并且在使用過程中不用用戶更換過濾器裝置。
CN109529469A中的是一種貯存罐裝置,其含有兩個殼體,拼裝密封形成一個完整的罐體,內部相通,可采用塑料制備,無需采用復雜機構的模具即可實現,模具成本低,且可根據制氧機內部空間設計適合的形狀,便于制氧機的小型化及成本降低,可實現大批量生產。
2. 海龜
海龜制氧機由沈陽昌泰醫療科技有限公司所研發生產,先后開發出國內第一臺氧濃度同步監控變壓吸附制氧機、第一套分布式制氧系統及第一臺氧濃度及血氧飽和同步監控制氧機。目前海龜的海外銷售網絡包括俄羅斯、土耳其、英國、美國等五十多個國家和地區,其國內產品銷量及市場份額長期排名前列。
其專利申請CN204945812U中公開了一種超視距控制制氧機,進氣過濾器、壓縮機和電磁閥依次連接,吸附塔輸入端連接電磁閥,輸出端連接儲氧罐,將吸收的氧氣送到儲氧罐,而超聲波流量傳感器的輸出端連接用戶端,將氧氣送至用戶,控制單元的輸出端連接電子流量調節閥,根據反饋的流量信息進行調節。同時,控制單元與用戶端的無線控制器無線連接,根據控制信號對壓縮機和電磁閥。這樣的設計可以直觀準確的對氧氣流量進行控制,提高調節精度。
而CN206638642U中是一種具有濃度檢測的制氧機,進入的空氣在被壓縮后經吸附塔分離并T型吹掃進入儲氧罐,壓力傳感器采集儲氧罐內部壓力信息,濃度傳感器與制氧機出氣口相連。通過壓力和濃度傳感器的反饋,該制氧機可對制氧系統的工作參數進行分析,并在出現故障時迅速找到原因。
CN206649355U中的制氧機閉環電子流量調節系統,其電控流量調節閥被安裝在出氧口,用于控制氧氣流量,超聲波氧濃度流量檢測裝置則被安裝在電控流量調節閥輸出端,用于實施檢測電控流量調節閥輸出端的氧濃度流量信號并反饋給氧氣流量控制器。該實用新型較現有技術的機械式浮子流量調節閥實現了數字化控制氧氣流量,使得控制流量更加精確。
3. 飛利浦
大名鼎鼎的飛利浦公司,其旗下的飛利浦偉康品牌是進口家庭醫用級制氧機熱門人氣品牌,其技術重點在于提供睡眠障礙診斷及睡眠通氣治療整體方案。2015年,飛利浦偉康同時獲得"消費者新來的家用醫療器械品牌"、"消費者新來的家用呼吸機品牌"及"消費者新來的制氧機品牌"三項大獎,也是行業內唯一囊括三項大獎的品牌。在呼吸機領域,該公司擁有多項專利技術,以下僅選幾項進行淺析。
CN103813824A中的設計較為完整,是一種便攜式氧氣濃縮器,其結構中包含用于存儲富氧氣體的存儲器以及用于將富氧氣體從存儲器運送到使用者的運送管路。傳感器與流過運送管路的氣體相通并且產生與使用者呼吸特征有關的信號。控制器控制打開和關閉氧氣運送閥的時機,泄壓閥可以對運送管路中的壓力做出響應并調節。
CN106030295A中的是一種成本節約、具有良好敏感度的傳感器系統,這種傳感器系統可用于定量檢測流體混合物,能提供氧氣濃縮器中改進的測量,可用于提高制氧機中的氧氣濃縮器制造技術。其結構中包括可吸附特定氣體的吸附材料,該吸附材料吸附時會發生溫度變化,溫度傳感器以及可以檢測所吸附氣體的控制單元。其中溫度傳感器可靈敏檢測到吸附材料吸附前后的溫度變化并對控制單元發出信號。
CN103826721B公開了一種具有流量感測裝置的比例氧濃縮裝置,為一款便攜式裝置,與常規的制氧機相比,還包含流量傳感器和控制電子裝置,其中流量傳感器可對傳輸的富氧氣體的質量流速等進行測量及結果傳輸,而控制電子裝置則依據收到的結果通過閥門對氧氣的流量和比例進行調整。
CN104968410B中的氧氣分離系統及生產富養氣體流的方法含有多個自主氧氣分離單元,各個分離單元均可獨立吸附氣體中的其它成分以分離出氧氣,同時將氧氣運送至儲氧單元。這樣的氧氣分離系統省空間、低重量、低能耗,同時具有多單元靈活性,方便維護。
4. 愛爾泰
愛爾泰制氧機的制造商為沈陽愛爾泰有限公司,賣點主要是低噪音,集專業家用醫療保健設備的研發、制造為一體。其研發團隊曾參與中科院大連物化所國內變壓吸附制氧機研發項目,還是擁有二十多年專注于家用變壓吸附制氧技術的專業研發制造團隊。
其專利申請CN208975465U中公開了一種集成式分子篩罐封頭結構,可以用于保健制氧機中與制氧機分子篩罐一一對應。該實用新型在壓縮空氣通過進氣通道進入分子篩罐時可以使壓縮空氣分流,充分釋放壓縮空氣的沖擊力,避免氣流直吹分子篩使后者出現粉化、壽命縮短的情況,其結構簡單,制作方便,并能有效延長分子篩的使用壽命。
CN208980332U中是一種具有集成式分子篩罐的制氧裝置,兩個工作腔的頂部通過單向閥片連接儲氧罐,封頭下部通過快插接頭連接氣控閥體,進氣通道與封頭主體呈非中心軸線位置。這樣的設計同樣是為了避免分子篩管進氣端氣流直吹分子篩,縮短分子篩罐的使用壽命問題。
目前國內市場存在部分廠家在電商平臺夸大家用制氧機的使用效果和適用范圍,以低廉的價格誘導消費者購買。實際上,(準)字體制氧機才是經國家食品藥品監督管理局嚴格審批后進行生產銷售,這樣的制氧機所產生的氧氣純度及安全系數才能達到醫用氧氣標準,消費者在購買時需要謹慎。
隨著制氧機逐漸走入大眾生活,制氧機的發展也面臨著新的發展趨向。可以預見未來的制氧機在功用方面必將與其它電子移動端聯動,例如推出相應的手機App實現在線監測控制,對如氧氣濃度、壓力等參數進行控制。同時節能環保及降低成本也將是制氧機技術提升的重點方向。
責任編輯:Dr發明家服務平臺
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陳龍