氧气发生器
技术领域
本发明实施例涉及一种氧气发生器。
背景技术
氧气是一种无色无味气体，主要作用是维护地球上生命的生存。在某些情况下，氧气储存于罐子中，提供给有某些呼吸问题或正在接受手术的人们，以便维持呼吸空气中所需的氧气水平。在其他情况下，人们也使用在预设压力下储存氧气的罐子(称为氧气瓶)维持所需的供氧，比如，乘坐航天飞机旅行、水肺潜水、登山运动等等。然而，这种氧气瓶通常是由金属制成，即笨重又庞大，在运输或灌氧时会引发问题。庞大氧气瓶极难携带。而且，氧气瓶灌氧既耗时且昂贵。因此，氧气发生器应运而生，用于实现轻松灌氧。
其中一种方法是，氧气发生器在所需压力下，将多种化学品组合到容器内后产生和储存氧气。随后，氧气发生器可在任何时刻产生氧气。然而，氧气发生器产生的氧气的流速不受控制，并且氧气发生器可以产生氧气的持续时间是有限或很短的。由于这种限制，可能无法在所需持续时间内产生所需的氧气量。而且，用户需要手动混合多种化学品才能产生氧气。这种人为干预可能会导致化学品含量率不准确，从而降低氧气发生器的效率和精度。
因此，需要一种改进的氧气发生器才能解决上述问题。
发明内容
根据发明的一个实施例，提供了一种氧气发生器。氧气发生器包含一个发生器壳体。发生器壳体包括至少两个空腔。氧气发生器还至少包括两个湿化瓶，装在相应的至少两个空腔内。至少两个湿化瓶中的每一个均包括一个水腔，配置为储存预定数量的水。至少两个湿化瓶中的每一个还包括一个化学腔，与水腔机械耦合。化学腔配置为以预定比率储存一种或多种化学品。水腔置于化学腔上方，由圆盘隔开并气动密封。至少两个湿化瓶中每一个还包括一个固定装置，机械耦合至相应的至少两个湿化瓶的内部顶部。至少两个湿化瓶中的每一个还包括一个触发装置，由固定装置机械固定到位。触发装置包括一个顶部密封件，配置为在触发连接器扭转到预定角度时解锁底部密封件。触发装置还包括一个触发阀，有效耦合至顶部密封件。触发阀配置为启动产氧流程。触发装置还包括一个中空密封管，位于相应的至少两个湿化瓶的中心轴。触发装置还包括一个底部密封件，有效耦合至中空密封管的底部。底部密封件配置为促使预定数量的水通过过滤器进入化学腔。过滤器固定在化学腔内的圆盘上。中空密封管配置为促使化学腔产生的氧气流到水腔。中空密封管还配置为在预定数量的水与一种或多种化学品发生反应时，促使化学腔中产生的氧气流动，以从水腔排出。至少两个湿化瓶置于发生器壳体的相应至少两个空腔中。
为了进一步阐明本发明的优点和特征，本发明的更具体描述将参考其特定实施例，该实施例在附图中得以图解。应当理解，这些附图仅描绘了本发明的典型实施例，因此不应将其视为范围限制。将结合附图及附加特异性和细节对本发明进行描述和揭示。
附图说明
将结合附图及附加特异性和细节对本发明进行描述和揭示，其中：
图1是依据本发明实施例的氧气发生器的横截面示意图；
图2是图1中氧气发生器外部视图实施例的示意图，依据本发明实施例；
图3是图1中氧气发生器外部视图的另一个实施例的示意图，依据本发明实施例；
图4是代表图1中氧气发生器内部视图的实施例的示意图，依据本发明实施例；
图5是依据本发明实施例的具有加湿装置的氧气发生器的示意图；
图6是代表图5中具有加湿装置的氧气发生器之壳体的实施例的示意图，依据本发明实施例。
此外，本领域技术人员将理解，附图中的元件是为了简化而图示的，可能不一定按比例绘制。而且，就本装置的结构而言，本装置一个或者更多的组件可能用常规符号在附图中表示，并且附图可能仅展示与理解本发明实施例相关的特定细节，为了避免使附图具有对于受益于本文描述的本领域技术人员显而易见的细节。
具体实施方式
为了促进理解本发明的原理，将参考附图所示实施例并且使用特定语言对其进行描述。然而，应理解，本发明的范围并未因此受到限制。图示系统中的这种更改和进一步修改，以及本领域技术人员通常想到的对本发明原理作出的进一步应用应视为在本发明范围内。
术语“包括”，“包含”或其任何其他变体旨在涵盖非排他性包括，从而使包括一系列步骤的流程或方法不仅包括那些步骤，而且可能包括这些流程或方法未明确列出或固有的其他步骤。与此相类，在没有更多约束的情况下，在“包括......”之前的一个或多个设备或子系统或元件或结构或组件不排除存在其他设备、子系统，元件、结构、组件、附加设备、附加子系统、附加元件、附加结构或附加组件。短语“在一个实施例中”、“在另一个实施例中”以及贯穿本说明书的类似语言的出现均可能(但不一定)均指同一实施例。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。本文提供的系统、方法和示例仅为了便于例证，而非旨在加以限制。
在以下说明书和权利要求书中，将提及大量术语，其应定义为具有以下含义。除非上下文另有明确规定，否则单数形式“a”、“an”和“the”包含复数指代。
本发明实施例与氧气发生器有关。氧气发生器包含一个发生器壳体。发生器壳体包括至少两个空腔。氧气发生器还至少包括两个湿化瓶，装在相应的至少两个空腔内。至少两个湿化瓶中的每一个均包括一个水腔，配置为储存预定数量的水。至少两个湿化瓶中的每一个还包括一个化学腔，与水腔机械耦合。化学腔配置为以预定比率储存一种或多种化学品。水腔置于化学腔上方，由圆盘隔开并气动密封。至少两个湿化瓶中每一个还包括一个固定装置，机械耦合至相应的至少两个湿化瓶的内部顶部。至少两个湿化瓶中的每一个还包括一个触发装置，由固定装置机械固定到位。触发装置包括一个顶部密封件，配置为在触发连接器扭转到预定角度时解锁底部密封件。触发装置还包括一个触发阀，有效耦合至顶部密封件。触发阀配置为启动产氧流程。触发装置还包括一个中空密封管，位于相应的至少两个湿化瓶的中心轴。触发装置还包括一个底部密封件，有效耦合至中空密封管的底部。底部密封件配置为促使预定数量的水通过过滤器进入化学腔。过滤器固定在化学腔内的圆盘上。中空密封管配置为促使化学腔产生的氧气流到水腔。中空密封管还配置为在预定数量的水与一种或多种化学品发生反应时，促使化学腔中产生的氧气流动，以从水腔排出。至少两个湿化瓶置于发生器壳体的相应至少两个空腔中。
图1是依据本发明实施例的氧气发生器(10)的横截面示意图；如本文所用，术语“氧气发生器”定义为由于一种或多种元素发生反应而产生氧气的医疗装置。氧气发生器(10)包括发生器壳体(20)(如图2、图3及图4所示)其包括至少两个空腔(30)。在一个实施例中，至少两个中空腔(30)中的每一个可对应于中空圆柱形腔室。至少两个中空圆柱形腔室可以由以预定形状组织的固体材料分隔。
氧气发生器(10)还至少包括两个湿化瓶(40)，装在相应的至少两个空腔(30)内。如本文所用，术语“湿化瓶”定义为容纳用于插入机械装置的材料的中空容器。在一个示例性实施例中，至少湿化瓶(40)中的每一个与手柄耦合，该手柄配置为操作至少两个湿化瓶(40)。在该实施例中，至少两个湿化瓶(40)的操作可能包括将至少两个湿化瓶(40)装载和卸载到相应的至少两个空腔(30)中。此外，至少两个湿化瓶(40)中的每一个包括一个水腔(50)。水腔(50)配置为储存预定数量的水。
至少两个湿化瓶(40)中的每一个还包括机械耦合至水腔(50)的化学腔(60)。化学腔(60)配置为以预定比率储存一种或多种化学品。在一个实施例中，一种或多种化学品包括过碳酸钠、超氧化钾、过氧化物物质(过氧化氢)、尿素-过氧化氢及过氧化物中的至少一种。在一个示例性实施例中，一种或多种化学品可能是粒状粉末状、团料状、袋装粉末状及蜡烛棒状中的其中一种形式。
此外，水腔(50)置于化学腔(60)上方，由圆盘(70)隔开并气动密封。至少两个湿化瓶(40)中每一个还包括一个固定装置(80)，机械耦合至相应的至少两个湿化瓶(40)的内部顶部。
至少两个湿化瓶(40)中的每一个还包括一个触发装置(90)，由固定装置(80)机械固定到位。如本文所用，术语“触发装置”定义为用于基于特定动作触发或引起特定反应的装置。触发装置(90)包括顶部密封件(100)，其配置为在触发连接器(110)扭转到预定角度时解锁底部密封件(140)。在一个实施例中，顶部密封件(100)可能由用户手动扭转到预定角度。在该实施例中，预定角度可能是90度。在一个实施例中，触发连接器(110)可能置于发生器壳体(20)的顶部表面上。触发连接器(110)可配置为在产氧期间保持至少两个湿化瓶(40)的连接固定。
而且，触发装置(90)包括一个触发阀(120)，有效耦合至顶部密封件(100)。触发阀(120)配置为启用产氧流程。具体而言，一种或多种化学品与预定数量的水发生反应时，就会启动氧气生成。为了发生反应，首先触发顶部密封件(100)并且相应操作触发阀(120)以启动氧气生成流程。
触发装置(90)还包括一个中空密封管(130)，位于相应的至少两个湿化瓶(40)的中心轴。如本文所用，术语“中心轴”定义为垂直通过物体中心的假想直线。触发装置(90)还包括一个底部密封件(140)，有效耦合至中空密封管(130)的底部。底部密封件(140)配置为促使预定数量的水通过过滤器(150)进入化学腔(60)。过滤器(150)固定在化学腔(60)内的圆盘上。更具体而言，让储存在水腔(50)中的预定数量的水在扭转顶部密封件(100)时流至化学腔(60)。
而且，中空密封管(130)配置为促使化学腔(60)产生的氧气流到水腔(50)。更具体而言，当打开底部密封件(140)时，预定数量的水与化学腔(60)中的一种或多种化学品发生反应并产生氧气。随后，生成的氧气通过中空密封管(130)。此外，中空密封管(130)还配置为在预定数量的水与一种或多种化学品发生反应时，促使化学腔(60)中生成的氧气流动，以从水腔(50)排出。在一个实施例中，中空密封管(130)中的氧气流动是单向的，可能由底部密封件(140)控制。
在一个示例性实施例中，至少两个湿化瓶(40)中的每一个的化学腔(60)可能包括机械搅拌器(图1中未显示)。机械搅拌器可配置为使化学腔(60)中的一种或多种化学品保持恒定混合。
在另一个示例性实施例中，氧气发生器(10)可包括氧气流量控制旋钮(160)，其通过相应的触发连接器(110)有效耦合至至少两个湿化瓶(40)中的每一个。氧气流量控制旋钮(160)可配置为控制由至少两个湿化瓶(40)中的每一个产生的氧气的流量比。在一个特定实施例中，触发连接器(110)可配置为在氧气产生期间防止触发连接器(110)与相应的至少两个湿化瓶(40)断开连接。
在一个特定实施例中，氧气发生器(10)还可能进一步包括一个有效耦合至氧气流量控制旋钮(160)的加湿器(180)。加湿器(180)可配置为润湿所产生的氧气。如本文所用，术语“湿度”定义为空气中水蒸气含量。
而且，在示例性实施例中，氧气发生器(10)可能进一步包括氧含量指示器(70)，其有效耦合至至少两个湿化瓶(40)中的每一个。氧含量指示器(70)可配置为在至少两个湿化瓶(40)中的每一个中显示氧含量。更具体而言，氧含量指示器(70)可以指示至少两个湿化瓶(40)中的每一个产生的氧气水平。在另一个示例性实施例中，氧气发生器(10)可能进一步包括一个氧气压力调节器(图1中未显示)，其有效耦合至至少两个湿化瓶(40)中每一个。氧气压力调节器可配置为促使氧气均匀流动。在另一个示例性实施例中，氧气发生器(10)可能进一步包括一个冷却装置(图1中未显示)，其有效耦合至至少两个湿化瓶(40)中每一个。冷却装置可配置为从至少两个湿化瓶(40)中的每一个散热。在另一个示例性实施例中，氧气发生器(10)可能过一步包括至少一个储存罐(图1中未显示)，其有效耦合至至少两个湿化瓶(40)中的至少一个。至少一个储罐可配置为在储存所产生的氧气时，促使化学腔中产生的氧气均匀流动。
在一个特定实施例中，氧气发生器(10)可以由聚合物组成。在一个示例性实施例中，通过沿顺时针方向放置和旋转相应的至少两个湿化瓶(40)，可以将至少两个湿化瓶(40)密封在相应的至少两个中空腔(30)内。在该实施例中，通过使用卡口固定件装置将至少两个湿化瓶(40)密封在相应的至少两个中空腔(30)内。在另一个实施例中，通过沿逆时针方向旋转至少两个湿化瓶(40)，可以从相应的至少两个空腔(30)中移除至少两个湿化瓶(40)。
在操作中，至少一个湿化瓶(40)的第一湿化瓶的触发装置(90)的触发连接器(110)被手动扭转至90度，随后，将打开顶部密封件(100)以及第一湿化瓶的触发装置(90)的触发阀(120)，以使来自水腔(50)的预定数量的水流经过滤器(150)进入化学腔(60)，过滤器(150)由底部密封(140)控制。此外，当预定数量的水与一种或多种化学品混合时，氧气作为产物释放出来。而且，化学腔(60)中产生的氧气经由水腔(50)通过中空密封管(130)传送至三个出口。然后，化学腔(60)中产生的氧气被传送到加湿器(180)，以润湿所产生的氧气。此外，第一湿化瓶中留下的氧含量由氧含量指示器(70)指示。而且，当第一湿化瓶中产生的氧气停止时，至少一个湿化瓶(40)的另二湿化瓶的触发装置(90)的触发连接器(110)被手动扭转到90度，并且如在第一湿化瓶中那样，在第二湿化瓶中重复产生氧气。
图5是依据本发明实施例的具有加湿器装置(200)的氧气发生器(190)的示意图。氧气发生器(190)包括至少一个湿化瓶(40)。至少一个湿化瓶(40)包括一个水腔(50)。水腔(50)配置为储存预定数量的水。至少一个湿化瓶(40)还包括一个化学腔(60)，机械耦合至水腔(50)。化学腔(60)配置为以预定比率储存一种或多种化学品。水腔(50)置于化学腔(60)上方，由圆盘(70)隔开。此外，至少一个湿化瓶(40)是气动密封的。
此外，至少一个湿化瓶(40)还包括一个固定装置(80)，机械耦合至相应至少一个湿化瓶(40)的内部顶部。至少一个湿化瓶(40)还包括一个触发装置(90)，由固定装置(80)机械固定到位。触发装置(90)包括一个顶部密封件(100)。顶部密封件配置为在触发连接器(110)扭转到预定角度时解锁底部密封件(140)。触发装置(90)还包括一个触发阀(120)，其有效耦合至顶部密封(100)。触发阀(120)配置为启用产氧流程。触发装置(90)还包括一个中空密封管(130)，位于相应的至少两个湿化瓶(40)的中心轴。此外，底部密封件(140)有效耦合至中空密封管(130)的底部。底部密封件(140)有效耦合至中空密封管(130)的底部。底部密封件(140)配置为促使预定数量的水通过过滤器(150)进入化学腔(60)。过滤器(150)固定在化学腔(60)内的圆盘上。
而且，中空密封管(130)配置为促使化学腔(60)产生的氧气流到水腔(50)。中空密封管(130)还配置为在预定数量的水与一种或多种化学品发生反应时，促使化学腔(60)中生成的氧气流动，以从水腔(50)排出。
氧气发生器(190)还包括加湿器装置(200)，其通过触发装置(90)有效耦合至至少一个湿化瓶(40)。加湿器装置(200)包括一个配置为储存水的容器(210)。加湿器装置(200)还包括一个氧气流量控制旋钮(160)，有效耦合至容器(210)。氧气流量控制旋钮(160)配置为控制由至少一个湿化瓶(40)产生的氧气的流量比。加湿器装置(200)还包括一个入口阀(220)，其有效耦合至加湿器装置(200)的顶部表面(230)。入口阀(220)配置成允许产生的氧气从至少一个湿化瓶(40)流到容器(210)。加湿器装置(200)还包括以可操作的方式连接到加湿器装置(200)的顶部表面(230)的出口阀(240)。出口阀(240)配置为促使在容器(210)中产生的加湿氧气的流动。
而且，包括水腔(50)、化学腔(60)、固定装置(80)和触发装置(90)的至少一个湿化瓶(40)，与图1中包括水腔(50)、化学腔(50)、固定装置(80)和触发装置(90)的至少两个湿化瓶(40)基本上相似。此外，包括氧气流动旋钮(160)的加湿器装置(200)与耦合至图1中描述的氧气流量控制旋钮(160)的加湿器(180)基本相似。
在一个示例性实施例中，氧气发生器(190)连同加湿器装置(200)可装在便携式袋包(250)内。当需要对产生的氧进行加湿时，氧气发生器(40)可以通过触发装置(90)连接至加湿器装置(200)。氧气发生器(40)的壳体连同加湿器装置(200)如图6中所示。
该氧气发生器的各种实施例为便携式，因为其由较轻材料组成，结构紧凑，从而提供了该氧气发生器的可靠性。此外，由于湿化瓶小而紧凑，因此，更换湿化瓶简单快捷。另外，由于氧气发生器包括至少两个湿化瓶，因此，氧气流动是连续的，并且每个备用湿化瓶均易于更换，确保氧气持续流动。
而且，由于氧气发生器不包括储罐，氧气发生器的空间减小，从而确保所产生的氧气持续流动。此外，氧气发生器包括氧气流量控制旋钮，其可供用户选择所需的氧含量或含氧率，这提高了氧气瓶的效率。
此外，在触发顶部密封件时,预定义数量的水和一种或多种化学品自动结合起来，并相应地发生反应生成氧气，无需用户手动将一种或多种化学品与预定义数量的水相结合以生成氧气，从而节省了时间。由于人们的这种不干预，一种或多种化学品与预定数量的水比率精度得以维持，从而提高氧气发生器的准确性。
虽然使用了特定的语言来描述本发明，但无意因此而产生任何限制。对于本领域技术人员显而易见的是，可以对该方法进行各种工作修改，以便实现如本文所述的发明概念。
附图和上述的描述给出了实施例的示例。本领域技术人员将理解，一个或多个所述元件可能很好地组合成单个功能元件。或者，某些元件可以拆分成多个功能元件。来自一个实施例的元件可以添加到另一个实施例中。例如，本文中描述的流程顺序可以更改，且不限定于本文所述方式。而且，任何流程图的操作均不必按所示顺序实施；并非所有操作均需要执行。此外，那些不依赖于其他操作的操作可与其操作并行执行。实施例的范围绝不受这些特定示例之限制。
