氧氣濃縮器供應(yīng)管路超壓保護(hù)的制作方法
【專利摘要】一種便攜式氧氣濃縮器（10）包括：用于存儲(chǔ)富含氧氣的氣體的存儲(chǔ)器（26）以及用于將富含氧氣的氣體從存儲(chǔ)器運(yùn)送到受治療者的運(yùn)送管路（41）。氧氣運(yùn)送閥（36）通過(guò)運(yùn)送管路而與存儲(chǔ)器相通。傳感器（48）與流過(guò)運(yùn)送管路的氣體相通并且產(chǎn)生與受治療者呼吸特征有關(guān)的信號(hào)?？刂破鳎?1）在第一模式和第二模式下操作，其中第一模式下控制器打開(kāi)氧氣運(yùn)送閥用于將氣體連續(xù)地運(yùn)送到受治療者，第二模式下控制器對(duì)傳感器的信號(hào)作出響應(yīng)而選擇性地打開(kāi)以及關(guān)閉氧氣運(yùn)送閥從而以脈沖持續(xù)時(shí)間運(yùn)送氣體。泄壓閥（46）與運(yùn)送管路相關(guān)聯(lián)并且對(duì)運(yùn)送管路中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值作出響應(yīng)而打開(kāi)以降低運(yùn)送管路中的壓力。
【專利說(shuō)明】氧氣濃縮器供應(yīng)管路超壓保護(hù)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本專利申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§ 119 (e)要求享有2011年9月13日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/533，912的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參考而被結(jié)合在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及氧氣濃縮器中使用的氧氣供應(yīng)管路中的壓力釋放。
【背景技術(shù)】
[0004]氧氣濃縮器被用于提供補(bǔ)充氧氣，從而提高受治療者的舒適度和/和生命質(zhì)量。氧氣濃縮器可以是固定的并且可包括醫(yī)院或者向受治療者提供氧氣的其它設(shè)施中的氧氣管路。氧氣濃縮器還可以是便攜的，用于向走動(dòng)的受治療者提供氧氣，同時(shí)離開(kāi)固定的系統(tǒng)。
[0005]氧氣濃縮器通常包括壓力傳感器，其能夠探測(cè)出套管管路上由于受治療者吸氣而引起的真空水平，從而確定出受治療者吸氣的開(kāi)始。吸氣的探測(cè)被用于觸發(fā)濃縮器的供應(yīng)管路/回路從而在脈沖運(yùn)送模式期間運(yùn)送氧氣團(tuán)(bolus)，其中氧氣以脈沖持續(xù)時(shí)間運(yùn)送到受治療者。對(duì)于還具有連續(xù)的運(yùn)送模式的濃縮器(其中氧氣連續(xù)地運(yùn)送到受治療者)，壓力傳感器在連續(xù)運(yùn)送模式期間會(huì)暴露于氧氣濃縮器的全系統(tǒng)壓力下。具有連續(xù)運(yùn)送模式和脈沖運(yùn)送模式的較高輸出濃縮器會(huì)具有壓力超過(guò)特定閾值的運(yùn)送管路。然而，一般的壓力傳感器并未配置成能夠允許連續(xù)地暴露于閾值之上的壓力。這樣就限制了供應(yīng)管路的氣動(dòng)回路可以被設(shè)置用于實(shí)施脈沖和連續(xù)氣流運(yùn)送模式的濃縮器。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]由此，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的一個(gè)方面提供了一種便攜式氧氣濃縮器，包括被配置成存儲(chǔ)富含氧氣的氣體的存儲(chǔ)器以及被配置成將富含氧氣的氣體從存儲(chǔ)器運(yùn)送到受治療者的運(yùn)送管路。濃縮器還包括通過(guò)運(yùn)送管路而與存儲(chǔ)器相通的氧氣運(yùn)送閥以及傳感器，該傳感器與流過(guò)運(yùn)送管路的氣體流體相通并且被配置成產(chǎn)生輸出信號(hào)，該信號(hào)傳達(dá)有關(guān)受治療者呼吸特征的信息。濃縮器還包括控制器，其被配置成在I)第一模式下操作，其中控制器打開(kāi)氧氣運(yùn)送閥，用于將氣體通過(guò)運(yùn)送管路連續(xù)地運(yùn)送到受治療者；以及在2)第二模式下操作，其中控制器對(duì)傳感器的輸出信號(hào)作出響應(yīng)而選擇性地打開(kāi)以及關(guān)閉氧氣運(yùn)送閥，從而將氣體以脈沖持續(xù)時(shí)間運(yùn)送到受治療者。濃縮器還包括泄壓閥，其與運(yùn)送管路相關(guān)聯(lián)并且被配置成對(duì)運(yùn)送管路中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值作出響應(yīng)而打開(kāi)以降低運(yùn)送管路中的壓力。
[0007]本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種濃縮氧氣的方法，該方法包括提供便攜式設(shè)備，該設(shè)備包括:被配置成存儲(chǔ)富含氧氣的氣體的存儲(chǔ)器；被配置成將富含氧氣的氣體從存儲(chǔ)器運(yùn)送到受治療者的運(yùn)送管路；通過(guò)運(yùn)送管路與存儲(chǔ)器相通的氧氣運(yùn)送閥；與流過(guò)運(yùn)送管路的氣體流體相通的傳感器；用于控制氧氣運(yùn)送閥的操作的控制器；以及與運(yùn)送管路相關(guān)聯(lián)的泄壓閥。該方法還包括通過(guò)傳感器產(chǎn)生傳達(dá)有關(guān)受治療者呼吸特征的信息的輸出信號(hào)以及通過(guò)控制器在a)第一模式下操作，其中控制器打開(kāi)氧氣運(yùn)送閥，用于將氣體連續(xù)地運(yùn)送到受治療者；以及在b)第二模式下操作，其中控制器對(duì)傳感器的輸出信號(hào)作出響應(yīng)而選擇性地打開(kāi)以及關(guān)閉氧氣運(yùn)送閥，從而將氣體以脈沖持續(xù)時(shí)間運(yùn)送到受治療者。該方法還包括對(duì)運(yùn)送管路中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值作出響應(yīng)而打開(kāi)泄壓閥，以降低運(yùn)送管路中的壓力。
[0008]本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種便攜式氧氣濃縮器，該濃縮器包括用于存儲(chǔ)富含氧氣的氣體的裝置以及用于將富含氧氣的氣體從存儲(chǔ)器運(yùn)送到受治療者的裝置。該濃縮器還包括用于允許或者阻止富含氧氣的氣體流過(guò)運(yùn)送管路的氧氣閥裝置以及用于產(chǎn)生輸出信號(hào)的裝置，該信號(hào)傳達(dá)與受治療者呼吸特征相關(guān)的信息。輸出信號(hào)的產(chǎn)生由傳感器提供。濃縮器還包括用于控制在(a)第一模式下和(b)第二模式下操作的裝置，在第一模式下，控制器打開(kāi)氧氣運(yùn)送閥用于將氣體連續(xù)地運(yùn)送到受治療者，在第二模式下，控制器對(duì)傳感器的輸出信號(hào)作出響應(yīng)而選擇性地打開(kāi)以及關(guān)閉氧氣運(yùn)送閥，從而將氣體以脈沖持續(xù)時(shí)間運(yùn)送到受治療者。濃縮器還包括泄壓閥裝置，用于對(duì)運(yùn)送管路中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值作出響應(yīng)而降低運(yùn)送管路中的壓力。
[0009]在參考附圖理解接下來(lái)的描述以及附加權(quán)利要求之后，本發(fā)明的這些及其它目標(biāo)、特征以及特性，以及結(jié)構(gòu)相關(guān)元件和零件組合的操作方法和功能性以及制造的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)變得更加清楚，所有這些內(nèi)容形成了本說(shuō)明書(shū)的一部分，其中各個(gè)附圖中類似的附圖標(biāo)記代表對(duì)應(yīng)的部件。然而可以清楚理解的是，附圖僅僅用于解釋和描述的目的并且并非作為本發(fā)明界限的限定。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1a是便攜式氧氣濃縮器的外殼元件以及支撐便攜式氧氣濃縮器的部件的支撐元件的一個(gè)側(cè)面的透視圖；
[0011]圖1b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的便攜式氧氣濃縮器的外殼元件和支撐元件的另一個(gè)透視圖；
`[0012]圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的便攜式氧氣濃縮器；
[0013]圖3是便攜式氧氣濃縮器的套管和泄壓閥的實(shí)施例的截面圖；以及
[0014]圖4是便攜式氧氣濃縮器的泄壓閥的實(shí)施例的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如在此所使用，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“該”也包括復(fù)數(shù)個(gè)指代物，除非行文中清楚地表達(dá)出相反的意思。如在此所使用，兩個(gè)或多個(gè)零件或部件進(jìn)行“連接”的表達(dá)方式指的是零件相結(jié)合或者共同地操作，無(wú)論直接地還是間接地，即通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間零件或部件，只要發(fā)生聯(lián)系。如在此所使用，“直接地連接”指的是兩個(gè)元件直接地彼此接觸。如在此所使用，“固定地連接”或者“固定的”指的是兩個(gè)部件進(jìn)行連接，從而作為一體進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)相對(duì)彼此保持恒定的定向。
[0016]如在此所使用，術(shù)語(yǔ)“單一的”指的是部件被生成為單一件或單元。也就是說(shuō)，包括單獨(dú)生成以及隨后連接到一起的小件的部件并非“單一的”部件或者主體。如在此所使用，兩個(gè)或多個(gè)零件或部件彼此“接合”應(yīng)當(dāng)指的是零件向著彼此施加作用力，無(wú)論是直接地還是通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間零件或部件。如在此所使用，術(shù)語(yǔ)“數(shù)量”指的是一個(gè)或者大于一個(gè)(即多個(gè))的整數(shù)。
[0017]在此使用的方向性用語(yǔ)，如(例如且非限制性)頂、底、左、右、上、下、前、后以及它們的派生詞涉及到附圖中所示元件的定向并且沒(méi)有對(duì)權(quán)利要求產(chǎn)生限制，除非在權(quán)利要求中明確地表述。
[0018]圖1a和Ib顯示了便攜式氧氣濃縮器10的實(shí)施例，該濃縮器具有由兩個(gè)配合的外殼元件100A、100B所形成的外殼100，外殼元件100A、100B彼此相互協(xié)同作用以在其中限定出中空內(nèi)部102。外殼100的中空內(nèi)部102可容納支撐元件108，該支撐元件支撐便攜式氧氣濃縮器10的部件。便攜式氧氣濃縮器10可包括承載手柄104，該手柄連接到至少一個(gè)壁從而使得便攜式氧氣濃縮器10能夠被運(yùn)輸。
[0019]外殼100可包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣開(kāi)口 12，該開(kāi)口與便攜式氧氣濃縮器10的內(nèi)部102相通。進(jìn)氣開(kāi)口 12被配置成允許空氣容易地通過(guò)進(jìn)氣開(kāi)口 12，但是阻止大型物體通過(guò)。
[0020]如圖1a和Ib所示，便攜式氧氣濃縮器10可包括支撐元件(中央底架或框架)108。便攜式氧氣濃縮器10的空氣歧管110和氧氣運(yùn)送歧管112整體地形成或者整體地模制在支撐元件108上。歧管110、112可包含通路或通道，用于空氣或者氧氣流經(jīng)濃縮器，下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。具有整體地形成的空氣歧管和氧氣運(yùn)送歧管的示例性中央底架或框架的其它信息可以在2011年9月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)n0.61/533，962中知曉，該申請(qǐng)的整個(gè)說(shuō)明書(shū)通過(guò)參考而被明確地結(jié)合在此。
[0021]歧管110、11 2可基本上剛性，例如由此提供了或者加強(qiáng)了設(shè)備10的結(jié)構(gòu)完整性?？諝馄绻芸捎扇我还こ碳?jí)材料(例如塑料，如ABS、聚碳酸酯以及類似物；金屬，如鋁以及類似物；或者復(fù)合材料)形成?？諝馄绻芸赏ㄟ^(guò)注射成型、鑄造、機(jī)加工以及類似工藝制成。
[0022]圖2是具有氧氣發(fā)生系統(tǒng)11和氧氣運(yùn)送系統(tǒng)13的便攜式氧氣濃縮器10的實(shí)施例的示意性表示?？諝饪梢酝ㄟ^(guò)濃縮器10的開(kāi)口 12而從空氣供應(yīng)源120 (例如環(huán)境空氣)進(jìn)入到濃縮器10中。開(kāi)口 12可以是單個(gè)開(kāi)口或者可以是多個(gè)開(kāi)口。氧氣發(fā)生系統(tǒng)11包括進(jìn)氣過(guò)濾器14，該過(guò)濾器在管線中設(shè)置在進(jìn)氣口 12與壓縮機(jī)16之間，從而將從環(huán)境空氣吸入到進(jìn)氣口 12中的灰塵或其它顆粒在進(jìn)入到壓縮機(jī)16中之前將它們?nèi)コ?。過(guò)濾后的空氣可以通過(guò)壓縮機(jī)通道15而從過(guò)濾器14通到壓縮機(jī)16的開(kāi)口 24。壓縮機(jī)16被配置成將空氣壓縮或者加壓至期望的壓力水平。在部分實(shí)施例中，濃縮器10會(huì)發(fā)出高水平的噪音，這主要是由進(jìn)氣開(kāi)口引起的，所述進(jìn)氣開(kāi)口可以是將空氣從空氣供應(yīng)源(例如環(huán)境空氣)接收進(jìn)來(lái)用于被壓縮機(jī)16加壓的任一進(jìn)氣口或開(kāi)口。
[0023]可以設(shè)置進(jìn)氣開(kāi)口限流器(未示出)來(lái)動(dòng)態(tài)地改變進(jìn)氣開(kāi)口的尺寸或者形狀或者其它特性(其對(duì)于所有輸入/輸出設(shè)置都是成比例的)，從而使得特定設(shè)置下的噪音輸出達(dá)到最低，該限流器在2011年9月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)n0.61/533，864中進(jìn)行了描述，該申請(qǐng)的整個(gè)說(shuō)明書(shū)整體結(jié)合在此。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)氣開(kāi)口可形成在空氣過(guò)濾器14的外殼上以及進(jìn)氣開(kāi)口限流器可以相對(duì)于進(jìn)氣開(kāi)口樞轉(zhuǎn)從而改變進(jìn)氣開(kāi)口的特性，從而使得空氣能夠通過(guò)并且使得進(jìn)氣開(kāi)口輸出的聲音水平降到最低。
[0024]再次參考圖2，氧氣發(fā)生系統(tǒng)11包括隔膜閥20。盡管這個(gè)實(shí)施例中顯示了 4個(gè)隔膜閥(20A、20B、20C、和20D )，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，隔膜閥的數(shù)目在其它實(shí)施例中可以改變。控制器21可以連接到空氣控制閥20，用于選擇性地打開(kāi)以及關(guān)閉空氣控制閥20，從而控制通過(guò)的氣流，以及由此通過(guò)篩床通道19A、19B到達(dá)篩床通道18A、18B。篩床通道19A、19B可以至少部分地由空氣歧管110中的通路所限定。
[0025]空氣控制閥20可以選擇性地打開(kāi)和關(guān)閉，從而提供流路，例如從壓縮機(jī)16通過(guò)壓縮機(jī)出氣通道17到達(dá)篩床18A、18B和/或從篩床18A、18B通過(guò)排氣通道23A、23B到達(dá)排氣端口 22A、22B。由此，當(dāng)供應(yīng)空氣控制閥20B打開(kāi)的時(shí)候，可限定從壓縮機(jī)16、通過(guò)壓縮機(jī)通道17、通過(guò)空氣控制閥20B、通過(guò)篩床通路19A、并進(jìn)入到篩床18A中的流路。當(dāng)排氣空氣控制閥20D打開(kāi)的時(shí)候，可限定從篩床18B、通過(guò)篩床通路19B、通過(guò)空氣控制閥20D、通過(guò)排氣通道23B、并排出到排氣開(kāi)口 22A、22B之外的流路。
[0026]針對(duì)每個(gè)閥20，可以使用的示例性雙通閥為SMC DXT閥，該閥可以從SMCCorporation of America, of Indianapolis, Ind.獲得。該閥可以設(shè)置成“常開(kāi)”。當(dāng)壓力通過(guò)導(dǎo)向閥施加到隔膜的頂側(cè)時(shí)，隔膜被下壓到閥座上，切斷氣流?？梢允褂贸ｉ_(kāi)或者常閉的導(dǎo)向電磁閥。由于隔膜閥自身是常開(kāi)的，因此使用常開(kāi)的電磁閥會(huì)產(chǎn)生常閉的整體操作，這需要應(yīng)用電力來(lái)打開(kāi)閥。
[0027]在圖2所示的實(shí)施例中，氧氣發(fā)生系統(tǒng)11包括包含有分子篩材料的至少一個(gè)篩床18AU8B (這個(gè)實(shí)施例中顯示有兩個(gè))，篩床被配置成將受壓空氣分離成濃縮的氣體組分用于運(yùn)送到受治療者。篩床18A、18B可包括第一端口 39A、39B和第二端口 43A、43B，所述第一端口分別地被配置成接收空氣以及運(yùn)輸?shù)獨(dú)猓龅诙丝诜謩e地被配置成將氧氣運(yùn)輸?shù)胶Y床18A、18B之外。篩材料可包括一種或多種已知材料，所述材料能夠從受壓的環(huán)境空氣中吸附氮?dú)?，由此允許氧氣逸出或者以其它方式從篩床18A、18B中排出?？梢允褂玫氖疽庑院Y材料包括合成沸石、LiX、以及類似物,例如UOP 0xysiv5,5A, Oxysiv MDX,或者ZeochemZ10-06。盡管圖2中顯示了兩個(gè)篩床18A、18B，但是可以理解的是，可以根據(jù)期望的重量、性能效率、以及類似的而設(shè)置一個(gè)或多個(gè)篩床。
`[0028]篩床18A、18B可被清空(purge)或者排氣，即一旦篩床18A、18B中的壓力達(dá)到預(yù)定極限(或者預(yù)定時(shí)間以后)，第一端部39A、39B就被暴露于環(huán)境壓力。這會(huì)導(dǎo)致篩床18A、18B中的壓縮氮?dú)馔ㄟ^(guò)第一端部39A、39B逸出以及離開(kāi)排氣端口 22A、22B。可選地，隨著篩床18A、18B被清空，從其它篩床18A、18B (可以同時(shí)被填充)逸出的氧氣會(huì)通過(guò)清空孔口 30進(jìn)入到清空中的篩床18A、18B的第二端口 43A，43B中，例如如果正填充的篩床中的壓力大于正清空的篩床中的壓力的話，而這會(huì)在趨向清空結(jié)束時(shí)發(fā)生。附加地或者替換性地，在通過(guò)清空孔口 30之余或者代替通過(guò)清空孔口 30，氧氣可以通過(guò)位于篩床18A、18B之間的止回閥28A、28B，例如當(dāng)篩床18A、18B與存儲(chǔ)器26的相對(duì)壓力導(dǎo)致止回閥28A、28B打開(kāi)的時(shí)候。
[0029]氧氣發(fā)生系統(tǒng)11被配置成操作篩床18A、18B，從而使得它們替換性地“填充”和“清空”，從而產(chǎn)生濃縮氧氣。當(dāng)篩床18A或18B被填充或施壓的時(shí)候，壓縮的環(huán)境空氣從壓縮機(jī)16運(yùn)送到篩床18A或18B的第一端部39A，39B中，從而由于篩床18A或18B被施壓而導(dǎo)致篩材料吸附比氧氣更多的氮?dú)狻．?dāng)?shù)獨(dú)饣旧媳缓Y材料所吸附時(shí)，氧氣通過(guò)篩床18A或18B的第二端部43A、43B逸出，在此它可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器26中和/或被運(yùn)送到受治療者。
[0030]排氣端口 22A、22B可被配置成將廢氣(基本上是濃縮氮?dú)?從篩床18A、18B排出。在一個(gè)實(shí)施例中，廢氣可被引導(dǎo)到濃縮器10中的控制器21或者其它電子設(shè)備，用于冷卻電子設(shè)備。
[0031]如圖2中進(jìn)一步顯示，清空孔口 30可被設(shè)置在篩床18A、18B之間。清空孔口 30可保持連續(xù)打開(kāi)，由此為氧氣提供了通路以從一個(gè)篩床18A、18B通到另一個(gè)，例如在一個(gè)篩床18A、18B被填充以及另一個(gè)被清空時(shí)。清空孔口 30可具有精確限定的橫截面尺寸，這可以基于篩床18A、18B的一個(gè)或多個(gè)流量或其它性能標(biāo)準(zhǔn)。例如，清空孔口 30的尺寸被選擇出來(lái)允許填充以及清空的篩床18A、18B之間的預(yù)定氧氣流速。通常期望的是，經(jīng)過(guò)清空孔口 30的流量在兩個(gè)方向上都是相等的，從而使得兩個(gè)篩床18A、18B都可以同樣地清空，例如通過(guò)提供具有基本對(duì)稱幾何形狀的清空孔口 30。
[0032]氧氣發(fā)生系統(tǒng)11還可包括篩床18A、18B之間的氧氣側(cè)平衡閥32，該閥被配置成平衡篩床18A和篩床18B中的床壓，從而使效率達(dá)到最大(例如降低能耗)。在篩床18A、18B的壓力循環(huán)期間，篩床18A中的壓力可高于篩床18B中的壓力，指示出篩床沒(méi)有平衡。在這種情況下，平衡閥32進(jìn)行操作(打開(kāi))，從而從篩床18A中釋放部分壓力以及向篩床18B提供該壓力，例如在壓縮機(jī)16從篩床18A切換到篩床18B從而將壓縮空氣供應(yīng)到篩床18B之前。當(dāng)壓縮機(jī)開(kāi)始將壓縮空氣供應(yīng)到篩床18B的時(shí)候，將部分壓力從篩床18A傳遞到篩床18B能夠允許篩床18B處于一定的中間壓力(而不是處于零壓力)。
[0033]如上所述，止回閥28A、28B可以打開(kāi)，使得氧氣能夠穿過(guò)。止回閥28A、28B可以簡(jiǎn)單地是壓力致動(dòng)閥，其提供了從氧氣發(fā)生系統(tǒng)11的篩床18A、18B經(jīng)過(guò)氧氣運(yùn)送通道27A、27B而進(jìn)入到氧氣運(yùn)送系統(tǒng)13的存儲(chǔ)器26的單向流路。氧氣運(yùn)送通道27A、27B可以至少部分地由氧氣歧管112中的通路所限定。由于止回閥28A、28B允許氧氣從篩床18A、28B到存儲(chǔ)器26以及氧氣運(yùn)送通道27A、28B中的單向流動(dòng)，因此無(wú)論何時(shí)任一篩床18A、18B中的壓力超過(guò)存儲(chǔ)器26中的壓力，各個(gè)止回閥27A、27B都會(huì)打開(kāi)。一旦任一篩床18A、18B中的壓力變得等于或者小于存儲(chǔ)器26中的壓力，則各個(gè)止回閥28A、28B都會(huì)關(guān)閉。
[0034]氧氣運(yùn)送系統(tǒng)13包括存儲(chǔ)富含氧氣的氣體的存儲(chǔ)器26以及連接到受治療者接口(例如套管)從而將氧氣運(yùn)送到受治療者的連接部34 (例如套管倒鉤部)。在替換性實(shí)施例中，濃縮器10可包括多個(gè)存儲(chǔ)器(未示`出)，其可被設(shè)置在濃縮器10中的一個(gè)或多個(gè)位置。濃縮器10還可包括一個(gè)或多個(gè)柔性存儲(chǔ)器，例如袋子或者當(dāng)氧氣運(yùn)送到它們之中或者運(yùn)送出它們之外的時(shí)候能夠膨脹或者收縮的其它容器。存儲(chǔ)器在它們膨脹時(shí)可具有預(yù)定形狀或者可更彈性地膨脹以填充濃縮器10內(nèi)的可用空間?？蛇x地，可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)剛性存儲(chǔ)器，所述剛性存儲(chǔ)器與一個(gè)或多個(gè)柔性存儲(chǔ)器(未示出)相通，例如保護(hù)濃縮器10內(nèi)部的空間。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，氧氣運(yùn)送系統(tǒng)13包括運(yùn)送或供應(yīng)管路41，該管路具有比例氧氣運(yùn)送閥36、流量傳感器38、局部壓力傳感器37、氧氣氣體溫度傳感器47、壓力傳感器40、氧氣傳感器42、過(guò)濾器44、泄壓閥46、以及與之聯(lián)系的壓力傳感器48。運(yùn)送管路41還可包括外部套管管路(未示出)，該管路被配置成連接到套管從而將氧氣運(yùn)送到受治療者。這些部件可以是2011年9月13日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)n0.61/533，871中描述的同一類型，該申請(qǐng)整體結(jié)合在此。在這個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)送管路41被用于在連續(xù)模式和脈沖運(yùn)送模式期間將氧氣運(yùn)送到受治療者。
[0036]氧氣運(yùn)送閥36可被配置成控制經(jīng)過(guò)氧氣運(yùn)送通路或管路41從存儲(chǔ)器26流出濃縮器10而到達(dá)受治療者的氧氣流量。氧氣運(yùn)送閥36可以是連接到控制器21的電磁閥，其可以選擇性地打開(kāi)和關(guān)閉?？梢杂糜谘鯕膺\(yùn)送閥36的示例性閥是Hargraves TehnologyModel45M，其具有相對(duì)較大的孔口尺寸，由此使得經(jīng)過(guò)氧氣運(yùn)送閥36的可能流量達(dá)到最大。替換性地，還可以使用Parker Pneutronics V Squared or Seriesll閥?？刂破?1可被配置成根據(jù)從傳感器接收到的輸入來(lái)控制比例氧氣運(yùn)送閥36何時(shí)完全打開(kāi)、完全關(guān)閉、或者部分打開(kāi)以及閥36打開(kāi)的程度。當(dāng)氧氣運(yùn)送閥36打開(kāi)的時(shí)候，氧氣會(huì)流經(jīng)氧氣運(yùn)送通路41以及通過(guò)氧氣運(yùn)送閥36流到受治療者。氧氣運(yùn)送閥36可以以期望的頻率按照期望的持續(xù)時(shí)間打開(kāi)，這可以通過(guò)控制器21改變，由此提供脈沖運(yùn)送。替換性地，控制器21可保持氧氣運(yùn)送閥36打開(kāi)從而提供連續(xù)運(yùn)送而非脈沖運(yùn)送。在這個(gè)替換性方案中，控制器21可以是節(jié)流氧氣運(yùn)送閥36，用于調(diào)節(jié)運(yùn)送到受治療者的體積流速。
[0037]壓力傳感器40可以連接到處理器23，例如以便提供可被處理器23處理的信號(hào)，用于確定出穿過(guò)氧氣運(yùn)送閥36的壓力差。控制器21可使用這個(gè)壓力差來(lái)確定出從便攜式氧氣濃縮器10運(yùn)送的氧氣的流速或者被運(yùn)送的氧氣的其它參數(shù)。控制器21可以根據(jù)所得到的流速(例如根據(jù)一個(gè)或多個(gè)反饋參數(shù))，從而改變氧氣運(yùn)送閥36打開(kāi)的頻率和/或持續(xù)時(shí)間。
[0038]流量傳感器38也可連接到處理器23并且被配置成測(cè)量流經(jīng)運(yùn)送管路41的氧氣的瞬時(shí)質(zhì)量流量以及將反饋提供給比例氧氣運(yùn)送閥36。在一個(gè)實(shí)施例中，流量傳感器38是質(zhì)量流量傳感器。使用具有借助質(zhì)量流量傳感器38進(jìn)行閉環(huán)(反饋)控制的壓電比例閥36允許便攜式氧氣濃縮器10以連續(xù)流量或者脈沖流量波形來(lái)運(yùn)送氧氣。這種設(shè)置還允許便攜式氧氣濃縮器10使用單個(gè)運(yùn)送閥36或者回路來(lái)運(yùn)送連續(xù)流量以及具有動(dòng)態(tài)可控流量及運(yùn)送時(shí)間的脈沖流量波形。
[0039]氧氣氣體溫度傳感器47被配置成測(cè)量流經(jīng)運(yùn)送管路41的氧氣的溫度，同時(shí)局部壓力傳感器37被配置成測(cè)量局部環(huán)境壓力。
[0040]測(cè)量出的氧氣溫度以及測(cè)量出的局部環(huán)境壓力被發(fā)送到處理器23。處理器23被配置成使用這個(gè)來(lái)自于溫度傳`感器47的氧氣溫度測(cè)量值以及來(lái)自于局部壓力傳感器37的局部環(huán)境壓力測(cè)量值連同從流量傳感器38獲得的質(zhì)量流速測(cè)量值來(lái)獲得體積流速測(cè)量值。氧氣氣體溫度傳感器47和局部壓力傳感器37可被定位在流量傳感器38的上游。在另一個(gè)實(shí)施例中，氧氣氣體溫度傳感器47和局部壓力傳感器37可被定位在流量傳感器38的下游(仍然在附近)。
[0041]氧氣傳感器42可被連接到處理器23以及可產(chǎn)生與純度成比例的電信號(hào)，該信號(hào)可被控制器21處理并且被用于改變濃縮器10的操作。由于氧氣傳感器42的精度會(huì)受到流過(guò)傳感器的氣流的影響，因此希望在沒(méi)有流動(dòng)狀態(tài)期間對(duì)純度信號(hào)進(jìn)行取樣，例如在比例氧氣運(yùn)送閥36關(guān)閉的時(shí)候。
[0042]便攜式氧氣濃縮器10的處理器23可被配置成從便攜式氧氣濃縮器10的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)部件接收信號(hào)，例如流量傳感器38，壓力傳感器40，氧氣傳感器42和/或壓力傳感器48，從而根據(jù)接收到的信號(hào)確定出在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)運(yùn)送管路中富含氧氣的氣體的流量，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)運(yùn)送管路中富含氧氣的氣體的體積，或者兩者均被確定出。
[0043]空氣過(guò)濾器44可包括用于將不期望的顆粒從運(yùn)送到受治療者的氧氣中移除的任一傳統(tǒng)的過(guò)濾介質(zhì)?？諝膺^(guò)濾器44可被設(shè)置在泄壓閥46和壓力傳感器48的下游或上游。
[0044]泄壓閥46被配置成當(dāng)氧氣供應(yīng)到受治療者的時(shí)候?qū)\(yùn)送管路41中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值做出響應(yīng)而釋放壓力(打開(kāi))，以降低運(yùn)送管路41中的壓力。盡管如圖2所示泄壓閥46定位在套管倒鉤部34與空氣過(guò)濾器41之間，但是可以理解的是，泄壓閥46可被定位在運(yùn)送管路41上的任意位置，只要泄壓閥36與流經(jīng)運(yùn)送管路41的氣體相通。例如，泄壓閥36可被連接到通往套管倒鉤部34的內(nèi)部管道，可被連接到套管倒鉤部34(如圖3中所示)，或者可被連接到外部套管管路。
[0045]在圖3中所示的實(shí)施例中，泄壓閥46可被定位在套管倒鉤部34中。套管倒鉤部34可包括連接部72，其被配置成連接到外部套管管路或者使氧氣與受治療者相通的任意其它導(dǎo)管。套管倒鉤部34還可包括濃縮器部74，其被配置成被連接到濃縮器10。通道70設(shè)置在套管倒鉤部34中，使得氧氣能夠流動(dòng)穿過(guò)。泄壓閥46可與流經(jīng)通道70的氧氣相通。
[0046]圖4顯示了泄壓閥46的實(shí)施例，該泄壓閥采用常閉機(jī)械提升閥的形式。泄壓閥46可處在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置，其中關(guān)閉位置氧氣被阻止流動(dòng)經(jīng)過(guò)而打開(kāi)位置氧氣被允許流動(dòng)經(jīng)過(guò)。泄壓閥46可包括具有用于氧氣流到閥36內(nèi)的開(kāi)口 82的外殼81，設(shè)置在外殼81內(nèi)部的彈簧78，用于關(guān)閉和打開(kāi)閥36的提動(dòng)閥芯84，連接到提動(dòng)閥芯84的閥桿86，以及在閥處于關(guān)閉位置的時(shí)候接觸提動(dòng)閥芯84的閥座86。泄壓閥46還可包括出口(未示出)用于氧氣流動(dòng)經(jīng)過(guò)，以便在閥46處于打開(kāi)位置的時(shí)候能夠降低運(yùn)送管路41內(nèi)部的壓力。彈簧78可通常將提動(dòng)閥芯84推到靠著閥座76的關(guān)閉位置，從而密封外殼81的開(kāi)口 82，防止氧氣流動(dòng)到閥46中。
[0047]氧氣的壓力會(huì)推動(dòng)提動(dòng)閥芯84遠(yuǎn)離閥座76，由此使閥46移動(dòng)到打開(kāi)位置。也就是說(shuō)，彈簧78被配置成對(duì)抗提動(dòng)閥芯84在方向A的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)氧氣的壓力會(huì)在方向A上推動(dòng)提動(dòng)閥芯84。閥座76可由彈性材料制成，使得提動(dòng)閥芯84能夠與閥座76形成密封，從而防止氧氣流到其中。彈簧的特性(例如彈簧彈力和/或彈性)可以根據(jù)閥46打開(kāi)情況下的期望預(yù)定閾值壓力而進(jìn)行 改變。也就是說(shuō)，當(dāng)運(yùn)送管路41中的壓力超過(guò)閾值時(shí)閥46打開(kāi)的期望預(yù)定閾值會(huì)與彈簧彈力相關(guān)聯(lián)。彈簧彈力根據(jù)胡克定律而改變。
[0048]可以理解的是，泄壓閥46在其它實(shí)施例中可具有其它配置或者采用其它形式。泄壓閥46可以是機(jī)械閥，但是在某些實(shí)施例中也可以是由控制器21操作的電子閥。例如，泄壓閥46可以是常閉導(dǎo)向電磁閥，其被配置成當(dāng)控制器21確定出運(yùn)送管路41中的壓力處于某一閾值之上或者等于某一閾值的時(shí)候通過(guò)控制器21打開(kāi)。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，這些示例并非為了限制以及泄壓閥46在其它實(shí)施例中可具有其它設(shè)置。
[0049]再次參考圖2，壓力傳感器48可與流經(jīng)運(yùn)送管路41的氣體以流體方式相通，并且可以在脈沖運(yùn)送模式期間使用。傳感器48可被配置成產(chǎn)生輸出信號(hào)，該信號(hào)傳達(dá)與受治療者呼吸特征相關(guān)的信息。例如，壓力傳感器48可被配置成感測(cè)運(yùn)送管路41中的壓力，從而使得受治療者的吸氣能夠被探測(cè)到。受治療者呼吸率可由控制器21所確定，例如基于壓力傳感器48的壓力讀數(shù)。壓力傳感器48可以探測(cè)到受治療者吸氣時(shí)壓力的降低。
[0050]控制器21可以監(jiān)測(cè)壓力傳感器48探測(cè)到壓力降低的頻率，從而確定呼吸率。此外，控制器21還可以使用壓力傳感器48探測(cè)到的壓力差。壓力傳感器122可以測(cè)量運(yùn)送管路41中氧氣的絕對(duì)壓力。這個(gè)壓力讀數(shù)可被用于探測(cè)出受治療者何時(shí)開(kāi)始吸氣，例如根據(jù)運(yùn)送管路41中導(dǎo)致的壓力下降，這會(huì)觸發(fā)將氧氣脈沖運(yùn)送到受治療者，下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。由于壓力傳感器48可以暴露于濃縮器10的全系統(tǒng)壓力，因此期望壓力傳感器48的超壓額定值超過(guò)全系統(tǒng)壓力。[0051]壓力傳感器48可以是能夠測(cè)量絕對(duì)壓力的壓電電阻壓力傳感器?？梢允褂玫氖纠詡鞲衅靼?Honeywell Microswitch24PC01SMT Transducer, Sensym SX01, MotorolaMOX,或者All Sensors制造的其它傳感器。由于壓力傳感器48可被暴露在濃縮器10的全系統(tǒng)壓力，因此期望壓力傳感器48的超壓額定值超過(guò)全系統(tǒng)壓力。
[0052]控制器21可包括一個(gè)或多個(gè)硬件部件和/或軟件模塊，用于控制便攜式氧氣濃縮器10的操作的一個(gè)或多個(gè)方面。控制器21可連接到便攜式氧氣濃縮器10的一個(gè)或多個(gè)部件，例如壓縮機(jī)16，空氣控制閥20，和/或氧氣運(yùn)送閥36。控制器21還可連接到氧氣濃縮器10的一個(gè)或多個(gè)部件，例如傳感器，閥，或者其它部件。部件可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線或者能夠在控制器21和部件之間接收和/或傳輸信號(hào)的其它電引線連接。
[0053]控制器21還可連接到受治療者接口(未示出)，該接口可包括一個(gè)或多個(gè)顯示器和/或輸入裝置。受治療者接口可以是安裝到便攜式氧氣濃縮器10的觸摸屏顯示器。受治療者接口可以顯示與便攜式氧氣濃縮器10的操作有關(guān)的參數(shù)的信息和/或允許受治療者改變這些參數(shù)，例如打開(kāi)以及關(guān)閉便攜式氧氣濃縮器10，改變劑量設(shè)定或者期望的流速等等。便攜式氧氣濃縮器10可包括多個(gè)顯示器和/或輸入裝置，例如通/斷開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)盤，按鈕以及類似物(未示出)。受治療者接口可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線和/或其它電引線(為了簡(jiǎn)略而沒(méi)有示出)而連接到控制器21，與其它部件類似。
[0054]控制器21可包括單個(gè)電路板，該電路板上包括多個(gè)電子部件。這些部件可包括安裝到電路板的一個(gè)或多個(gè)處理器23，內(nèi)存，開(kāi)關(guān)，風(fēng)扇，電池充電器，以及類似部件(未示出)。可以理解的是，控制器21可以設(shè)置為控制便攜式氧氣濃縮器10的操作的不同方面的多個(gè)子控制器。例如，第一子控制器可以控制壓縮機(jī)16的操作以及空氣控制閥20打開(kāi)和關(guān)閉的順序，例如以期望的方式填充以及清空篩床12。便攜式氧氣濃縮器10中包含的示例性第一子控制器的其它信息能夠在美國(guó)專利n0.7，794，522中找到，該專利通過(guò)參考而被明確結(jié)合在此。
[0055]在圖2中所示的實(shí)施例中，氧氣運(yùn)送系統(tǒng)13包括運(yùn)送管路14，該管路能夠以脈沖方式或者連續(xù)方式選擇性地運(yùn)送氧氣。由此，濃縮器10包括第一模式或者連續(xù)模式(其中控制器21打開(kāi)氧氣運(yùn)送閥36用于氧氣通`過(guò)運(yùn)送管路41連續(xù)地運(yùn)送到受治療者)以及第二模式或者脈沖運(yùn)送模式(其中控制器21對(duì)壓力傳感器48的輸出信號(hào)做出響應(yīng)而選擇性地打開(kāi)以及關(guān)閉閥36從而將氧氣通過(guò)運(yùn)送管路41以脈沖持續(xù)時(shí)間運(yùn)送到受治療者)。
[0056]控制器21可以在控制器21探測(cè)到事件(例如通過(guò)壓力傳感器48探測(cè)到受治療者何時(shí)開(kāi)始吸氣)之后打開(kāi)氧氣運(yùn)送閥36。當(dāng)探測(cè)到事件的時(shí)候，氧氣運(yùn)送閥36可被打開(kāi)預(yù)定的脈沖持續(xù)時(shí)間。在這個(gè)實(shí)施例中，脈沖頻率或者間隔(氧氣運(yùn)送閥36的連續(xù)打開(kāi)之間的時(shí)間)可以被受治療者的呼吸率(或者其它事件間隔)所控制并且與之相一致。被運(yùn)送到受治療者的整體流速由此依賴于脈沖持續(xù)時(shí)間以及脈沖頻率。
[0057]可選地，控制器21可以延遲打開(kāi)氧氣運(yùn)送閥36預(yù)定時(shí)間或者在通過(guò)壓力傳感器48探測(cè)到受治療者吸氣之后延遲，例如從而使得運(yùn)送到受治療者的氧氣達(dá)到最大。例如，這個(gè)延遲可被用于在吸氣的“功能”部分期間使得氧氣運(yùn)送達(dá)到最大。吸氣的功能部分是吸入的大部分氧氣被通過(guò)肺部吸收到血管中，而不是簡(jiǎn)單地用于填充解剖學(xué)死區(qū)，例如肺部之內(nèi)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，吸氣的功能部分大約是每次呼吸的前半段和/或前600毫秒(600ms)。由此，早期探測(cè)到吸氣開(kāi)始以及快速地開(kāi)始運(yùn)送氧氣從而在吸氣的功能部分期間運(yùn)送氧氣是特別有用的。
[0058]在一個(gè)實(shí)施例中，控制器21可包括硬件和/或軟件，其可以過(guò)濾壓力傳感器48的信號(hào)，從而確定出受治療者開(kāi)始吸氣的時(shí)間。在這個(gè)替換性方案中，控制器21需要充分地敏感，從而適當(dāng)?shù)赜|發(fā)氧氣運(yùn)送閥36，例如當(dāng)受治療者采用不同呼吸技術(shù)的時(shí)候。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器21可以以固定的脈沖頻率打開(kāi)，也就是說(shuō)與受治療者的呼吸率無(wú)關(guān)，或者可以是動(dòng)態(tài)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，控制器21可以在吸氣的預(yù)期時(shí)打開(kāi)氧氣運(yùn)送閥36，例如根據(jù)監(jiān)測(cè)到兩個(gè)或多個(gè)先前呼吸的平均或瞬時(shí)間隔或頻率。在另一個(gè)替換性方案中，控制器21可以根據(jù)這些參數(shù)的組合而打開(kāi)和關(guān)閉氧氣運(yùn)送閥36。
[0059]受治療者呼吸率可以通過(guò)控制器21確定，例如根據(jù)壓力傳感器48的壓力讀數(shù)。壓力傳感器48可探測(cè)到受治療者吸氣時(shí)壓力的降低。控制器21可以對(duì)壓力傳感器48探測(cè)壓力降低的頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而確定出呼吸率。此外，控制器21還可以使用壓力傳感器40探測(cè)到的壓力差。
[0060]對(duì)于脈沖運(yùn)送，脈沖持續(xù)時(shí)間可以依賴于受治療者所選擇的劑量設(shè)定。由此，在給定具體的劑量設(shè)定時(shí)，每次氧氣運(yùn)送閥36打開(kāi)都會(huì)有大致相同體積的氧氣被運(yùn)送到受治療者。劑量設(shè)定可以是受治療者選擇的或者是預(yù)先確定的。在一個(gè)實(shí)施例中，劑量設(shè)定可包括定量和/或定性設(shè)定?？刂破?1可以使受治療者所選擇的定性設(shè)定與期望的流速或者氣團(tuán)尺寸相關(guān)聯(lián)，例如涉及到設(shè)備10的最大流量。設(shè)定可以對(duì)應(yīng)于設(shè)備10可供應(yīng)濃縮氧氣的范圍內(nèi)的點(diǎn)。例如，可以使用設(shè)備10的最大流速(或者純氧的等同流速)。
[0061]替換性地，可以使用最大的氣團(tuán)體積。定量設(shè)定可允許受治療者選擇期望的流速，這可以是實(shí)際的濃縮氧氣流速或者等同的純氧流速，或者期望的氣團(tuán)體積?？晒┻x擇的流速或者體積還可被設(shè)備10的容積所限定，類似于定性設(shè)定。隨著劑量設(shè)定增加，脈沖持續(xù)時(shí)間會(huì)增加從而在每 次脈沖期間運(yùn)送預(yù)定的氣團(tuán)。如果受治療者的呼吸率保持大致恒定，那么脈沖頻率同樣保持基本恒定，由此增加了運(yùn)送到受治療者的整體流速。流速還可依賴于受治療者在連續(xù)運(yùn)送期間所選擇的設(shè)定。
[0062]如上面所提到，壓力傳感器48可被配置從而探測(cè)出由于受治療者吸氣從而在套管管路43上所引起的氧氣壓力下降或降低或者真空水平，從而確定吸氣開(kāi)始，以用于脈沖運(yùn)送模式。在一個(gè)實(shí)施例中，壓力傳感器48可被校準(zhǔn)從而探測(cè)到例如I英寸H2O量級(jí)的真空水平。壓力傳感器48可以暴露于設(shè)備10的全系統(tǒng)壓力。在便攜式氧氣濃縮器10產(chǎn)生較低輸出的實(shí)施例中，例如具有小于I升/分鐘(LPM)的最大輸出，濃縮器10的存儲(chǔ)器26中的壓力可以小于特定閾值(例如12psig)。由此，壓力傳感器48可以暴露于小于閾值(例如12psig)的壓力，其中壓力的實(shí)際水平依賴于運(yùn)送閥36下游限制的大小以及當(dāng)運(yùn)送閥36打開(kāi)的時(shí)候所導(dǎo)致的運(yùn)送管路41上的背壓。
[0063]在氧氣濃縮器10具有較高輸出(例如具有超過(guò)ILPM最大輸出)的實(shí)施例中，濃縮器10的存儲(chǔ)器26中的壓力可超過(guò)閾值(例如12psig)，實(shí)際水平依賴于所實(shí)施的PSA(變壓吸收)過(guò)程的時(shí)機(jī)參數(shù)。也就是說(shuō)，當(dāng)濃縮器10在連續(xù)模式下操作的時(shí)候，運(yùn)送管路41內(nèi)的壓力會(huì)超過(guò)壓力傳感器48的操作極限。由此，當(dāng)濃縮器處于連續(xù)模式的時(shí)候，泄壓閥46可被配置成對(duì)運(yùn)送管路41中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值做出響應(yīng)而打開(kāi)以降低運(yùn)送管路41中的壓力。預(yù)定閾值可以等于或者小于壓力傳感器48的操作耐受壓力。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，壓力傳感器48可具有IOpsig的耐受壓力。在這個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定閾值可被設(shè)定到6psig,從而提供容差余量。也就是說(shuō)在這個(gè)實(shí)施例中，泄壓閥46被配置成當(dāng)壓力等于或者超過(guò)6psig的時(shí)候打開(kāi)。由此，泄壓閥46可以降低運(yùn)送管路41中的壓力，從而使得壓力處于壓力傳感器48的操作耐受壓力之下，從而保護(hù)壓力傳感器48的電子設(shè)備。
[0064]在氧氣經(jīng)由運(yùn)送管路14脈沖運(yùn)送到受治療者期間，控制器21可以根據(jù)濃縮器10的劑量設(shè)定以及壓力傳感器48產(chǎn)生的輸出信號(hào)而打開(kāi)以及關(guān)閉運(yùn)送閥36，該信號(hào)指示受治療者的呼吸特征。泄壓閥48可以在脈沖運(yùn)送模式期間常閉。在氧氣通過(guò)運(yùn)送管路41連續(xù)運(yùn)送到受治療者的時(shí)候，控制器21可將運(yùn)送閥36保持在打開(kāi)位置從而以預(yù)定流速將氧氣運(yùn)送到受治療者。壓力傳感器48可連續(xù)地暴露于壓力，該壓力可以等于存儲(chǔ)器26內(nèi)的壓力水平或者在該壓力水平附近。此外，在部分情況下，例如當(dāng)外部套管管路扭結(jié)或者不知為何過(guò)度受限的時(shí)候，運(yùn)送管路41中的壓力會(huì)增加。由此，泄壓閥46會(huì)打開(kāi)，從而降低運(yùn)送管路41中的壓力，從而保護(hù)壓力傳感器48。
[0065]在圖3中所示的泄壓閥的實(shí)施例中，壓力可以在方向A上抵抗彈簧78的彈力而向上推動(dòng)提動(dòng)閥芯84以及推離閥座76，由此使得氧氣能夠流經(jīng)開(kāi)口 82以及進(jìn)入到泄壓閥46中，該泄壓閥46隨后將氧氣輸出到環(huán)境空氣。在壓力已經(jīng)充分降低的時(shí)候，彈簧78會(huì)往回偏壓提動(dòng)閥芯84抵靠閥座76，從而關(guān)閉閥46。由此，當(dāng)運(yùn)送管路41中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值的時(shí)候，泄壓閥46可被用于保護(hù)壓力傳感器48。
[0066]便攜式氧氣濃縮器10可包括連接到控制器21、處理器23、壓縮機(jī)16、空氣控制閥
20、和/或氧氣運(yùn)送閥36的一個(gè)或多個(gè)電源。例如，可以設(shè)置一對(duì)電池(未不出)，該電池可被安裝或者以其它方式固定到便攜式氧氣濃縮器10?？梢允褂玫鬃?、條帶、或者支架(未示出)來(lái)將電池緊固到便攜式氧氣濃縮器10。可以包含在便攜式氧氣濃縮器10中的示例性電池的附加信息可以在美國(guó)專利N0.7，794522中知曉，該專利的整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用而被明確地結(jié)合在此。控制器21可控制從電池到便攜式氧氣濃縮器10中其它部件的動(dòng)力分配。例如，控制器21可以將電力從一個(gè)電池輸出，直到它的電力降低到預(yù)定水平，于是控制器21可自動(dòng)地切換到其它電池`。
[0067]可選地，便攜式氧氣濃縮器10可包括適配器，從而使得外部電力源，例如傳統(tǒng)AC電力源(如壁式插座)、或者便攜式AC或DC電力源(例如汽車點(diǎn)煙器插座、太陽(yáng)面板裝置)、以及類似物(未示出)。對(duì)于轉(zhuǎn)換這種外部電能從而使得它可以被便攜式氧氣濃縮器10所使用而言必需的任意轉(zhuǎn)換器或者其它部件(同樣沒(méi)有示出)可以設(shè)置在便攜式氧氣濃縮器10中，可以設(shè)置在將便攜式氧氣濃縮器10連接到外部電力源的電纜中，或者設(shè)置在外部裝置自身中。
[0068]可以理解的是，在此描述的任一通道都可以是導(dǎo)管、管道、或者能夠使空氣或者其它流體流過(guò)的其它結(jié)構(gòu)的任意類型及其組合。在部分實(shí)施例中，通路可以置入到支撐元件108、空氣歧管110、或者運(yùn)送歧管112中，這些部件在2011年9月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)n0.61/533，874中有所描述，該申請(qǐng)整體結(jié)合在此。
[0069]應(yīng)當(dāng)理解的是，所述便攜式氧氣濃縮器10的實(shí)施例并非為了限制。便攜式氧氣濃縮器10可包括一個(gè)或多個(gè)附加部件，例如一個(gè)或多個(gè)止回閥、過(guò)濾器、傳感器、電力源(未示出)，和/或其它部件，他們中的至少部分可以連接到控制器21 (和/或一個(gè)或多個(gè)附加控制器，同樣沒(méi)有示出)，如下面進(jìn)一步所述。可以理解的是，術(shù)語(yǔ)“氣流”、“空氣”或者“氣體”被普遍地在此使用，盡管所涉及的特定流體可以是環(huán)境空氣、受壓氮?dú)狻饪s氧氣以及類似物。
[0070]在權(quán)利要求中，括號(hào)內(nèi)的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為限定權(quán)利要求。術(shù)語(yǔ)“包括”或“包含”并沒(méi)有排除權(quán)利要求所列明之外的元件或步驟的存在。在列舉多個(gè)元件的裝置權(quán)利要求中，這些元件中的多個(gè)可被實(shí)施為一個(gè)以及相同的硬件項(xiàng)目。元件前面的詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”并沒(méi)有排除多個(gè)這種元件的存在。在列舉多個(gè)元件的任意裝置權(quán)利要求中，這些元件中的多個(gè)可被實(shí)施為一個(gè)以及相同的硬件項(xiàng)目。相互不同的從屬權(quán)利要求中引用的特定元件并不表示這些元件不能組合使用。
[0071]盡管本發(fā)明基于當(dāng)前被認(rèn)為是最實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施例而詳細(xì)描述用于解釋目的，但是可以理解的是這種細(xì)節(jié)僅僅用于該目的并且本發(fā)明沒(méi)有局限于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是相反地旨在覆蓋落入所附權(quán)利要求精神和范圍內(nèi)的修改和等同配置。例如，可以理解的是，本發(fā)明考慮到在某種程度上，任意實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征能夠與任意其它實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征進(jìn)行組合。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式氧氣濃縮器(10)，包括: 存儲(chǔ)器(26)，其被配置成存儲(chǔ)富含氧氣的氣體； 運(yùn)送管路(41)，其被配置成將富含氧氣的氣體從所述存儲(chǔ)器運(yùn)送到受治療者； 氧氣運(yùn)送閥(36)，其通過(guò)所述運(yùn)送管路與所述存儲(chǔ)器相通； 傳感器(48)，其與流過(guò)所述運(yùn)送管路的氣體流體相通并且被配置成產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)傳達(dá)有關(guān)受治療者呼吸特征的信息； 控制器(21)，其被配置成I)在第一模式下操作，其中所述控制器打開(kāi)所述氧氣運(yùn)送閥，用于將氣體通過(guò)所述運(yùn)送管路連續(xù)地運(yùn)送到受治療者；以及2)在第二模式下操作，其中所述控制器對(duì)所述傳感器的輸出信號(hào)作出響應(yīng)而選擇性地打開(kāi)以及關(guān)閉所述氧氣運(yùn)送閥，從而將氣體以脈沖持續(xù)時(shí)間運(yùn)送到受治療者；以及 泄壓閥(46)，其與所述運(yùn)送管路相關(guān)聯(lián)并且被配置成對(duì)所述運(yùn)送管路中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值作出響應(yīng)而打開(kāi)以降低所述運(yùn)送管路中的壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式氧氣濃縮器，其中所述傳感器是壓力傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式氧氣濃縮器，所述便攜式氧氣濃縮器進(jìn)一步包括與所述運(yùn)送管路相關(guān)聯(lián)的套管倒鉤部，并且其中所述泄壓閥連接到所述套管倒鉤部。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式氧氣濃縮器，其中所述泄壓閥包括提動(dòng)閥芯和彈簧，所述泄壓閥被配置成對(duì)所述運(yùn)送管路中的壓力超所述過(guò)預(yù)定閾值作出響應(yīng)而機(jī)械地打開(kāi)。
5.如權(quán)利要求1所述的便攜式氧氣濃縮器，所述便攜式氧氣濃縮器進(jìn)一步包括與所述運(yùn)送管路相關(guān)聯(lián)的套管倒鉤部，其中所述泄壓閥于所述套管倒鉤部與所述傳感器之間連接到所述運(yùn)送管路。
6.一種用于濃縮氧氣的方法，包括: 提供便攜式設(shè)備(10)，所述便攜式設(shè)備包括:存儲(chǔ)器(26)，其被配置成存儲(chǔ)富含氧氣的氣體；運(yùn)送管路(41)，其被配置成將富含氧氣的氣體從所述存儲(chǔ)器運(yùn)送到受治療者；氧氣運(yùn)送閥(36)，其通過(guò)所述運(yùn)送管路與所述存儲(chǔ)器相通；傳感器(48)，其與流過(guò)所述運(yùn)送管路的氣體流體相通；控制器(21)，其控制所述氧氣運(yùn)送閥的操作；泄壓閥(46)，其與所述運(yùn)送管路相關(guān)聯(lián)； 通過(guò)所述傳感器產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)傳達(dá)有關(guān)受治療者呼吸特征的信息； 通過(guò)所述控制器a)在第一模式下操作，其中所述控制器打開(kāi)所述氧氣運(yùn)送閥，用于將氣體連續(xù)地運(yùn)送到受治療者；或者b)在第二模式下操作，其中所述控制器對(duì)所述傳感器的輸出信號(hào)作出響應(yīng)而選擇性地打開(kāi)以及關(guān)閉所述氧氣運(yùn)送閥，從而將氣體以脈沖持續(xù)時(shí)間運(yùn)送到受治療者； 對(duì)所述運(yùn)送管路中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值作出響應(yīng)而打開(kāi)所述泄壓閥，以降低所述運(yùn)送管路中的壓力。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述傳感器是壓力傳感器。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述設(shè)備進(jìn)一步包括與所述運(yùn)送管路相關(guān)聯(lián)的插管倒鉤部，并且其中所述泄壓閥連接到所述套管倒鉤部。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述泄壓閥包括提動(dòng)閥芯以及彈簧，所述泄壓閥被配置成對(duì)所述運(yùn)送管路中的壓力超過(guò)所述預(yù)定閾值作出響應(yīng)而機(jī)械地打開(kāi)。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述設(shè)備進(jìn)一步包括與所述運(yùn)送管路相關(guān)聯(lián)的套管倒鉤部，其中所述泄壓閥于所述套管倒鉤部與所述傳感器之間連接到所述運(yùn)送管路。
11.一種便攜式氧氣濃縮器，包括: 用于存儲(chǔ)的裝置(26)，其用于存儲(chǔ)富含氧氣的氣體； 用于運(yùn)送的裝置(41)，其用于將富含氧氣的氣體從存儲(chǔ)器運(yùn)送到受治療者； 氧氣閥裝置(36 )，其用于允許或者阻止富含氧氣的氣體流過(guò)運(yùn)送管路； 用于產(chǎn)生輸出信號(hào)的裝置(48)，所述輸出信號(hào)傳達(dá)有關(guān)受治療者呼吸特征的信息，所述輸出信號(hào)的產(chǎn)生由傳感器提供； 用于控制的裝置(21)，其(a)在第一模式下和(b)在第二模式下操作，在第一模式下，控制器打開(kāi)氧氣運(yùn)送閥用于將氣體連續(xù)地運(yùn)送到受治療者，在第二模式下，控制器對(duì)傳感器的輸出信號(hào)作出響應(yīng)而選擇性地打開(kāi)以及關(guān)閉氧氣運(yùn)送閥以將氣體以脈沖持續(xù)時(shí)間運(yùn)送到受治療者；以及 泄壓閥裝置(46)，其用于對(duì)所述運(yùn)送管路中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值作出響應(yīng)而降低所述運(yùn)送管路中的壓力。
12.如權(quán)利要求11所述的便攜式氧氣濃縮器，其中用于感測(cè)的裝置是壓力傳感器。
13.如權(quán)利要求11所述的便攜式氧氣濃縮器，所述便攜式氧氣濃縮器進(jìn)一步包括用于連接到套管的裝置，并且其中所述泄壓閥裝置連接到所述用于連接到套管的裝置。
14.如權(quán)利要求11所述的便攜式氧氣濃縮器，其中所述泄壓閥裝置包括提動(dòng)閥芯和彈簧，所述泄壓閥裝置被配置成對(duì)所述運(yùn)送管路中壓力超過(guò)所述預(yù)定閾值作出響應(yīng)而機(jī)械地打開(kāi)。
15.如權(quán)利要求11所述的便攜式氧氣濃縮器，所述便攜式氧氣濃縮器進(jìn)一步包括用于連接到套管的裝置，其中所述泄壓閥裝置于所述用于連接到套管的裝置與所述傳感器之間連接到所述運(yùn)送管路。
【文檔編號(hào)】A61M16/10GK103813824SQ201280044556
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月13日
【發(fā)明者】D·A·惠徹 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司