高压氧治疗吸氧阻力与吸氧减压气的维修

高洪瑞　冯彦华　高爱华

【中图分类号】R459.6 【文献标识码】B 【文章编号】2095-6851（2018）02--01

绪论

高压氧医学在我国的发展非常迅速，经过40多年的实践，业已成为现代医学中一门重要学科[1]。高压氧舱是进行高压氧治疗的物质基础，故高压氧舱的发展与高压氧医学发展密切相关。同时高压氧舱又是一种特殊的载人压力容器，其工作是否正常不仅关系到患者的治疗效果，而且关系到他们的生命安全。

高压氧舱按其加压介质不同可分为空气加压舱和氧气加压舱两种[2]。空气加压舱相比氧气加压舱而言，具有火灾风险性小、可同时治疗多位患者等优点，因此空气加压舱是目前国内应用较为普遍的气体加压舱。

空气加压舱治疗压力通常在2ATA以上，舱内一般采用按需间歇式供氧法供氧，即患者吸氧时供氧系统自动供氧，呼气时中断供氧，这即满足了患者吸氧的需求，又保证了舱内氧浓度在正常范围内。这一过程能顺利完成不可或缺的重要部件之一是吸氧减压器，同时它也是吸氧阻力形成的主要原因。

为了监测患者舱内的吸氧情况及吸氧减压器的工作状况，每个吸氧减压器设置了吸氧流量显示仪。从吸氧流量显示仪可以监测患者吸氧状况的变化，判断吸氧阻力的变化，进而确定吸氧减压器的工作状况，以确定维修的时机。

本文阐述了吸氧减压器和吸氧流量显示仪的工作原理，分析了吸氧阻力产生的部位、原因，以及吸氧阻力增大所引起的吸氧流量显示仪的流量变化，并以此判断吸氧减压器的维修时机。本文还介绍了吸氧减压器常见故障及修理方法。

一、吸氧减压器、吸氧流量显示仪的结构及其工作原理

1、吸氧减压器和光电传感器的结构

吸氧减压器和光電传感器的结构，如图1—1所示。

吸氧减压器主要由两个腔体一个摇杆阀门构成：膜上腔由感压膜1、壳盖6组成。它通过壳盖6上的四个Φ15mm的孔感受舱内压力，与膜下腔共同控制摇杆阀门开、关。膜下腔由感压膜1、膜片7、壳体9组成，它通过吸氧波纹管、进氧单向阀与患者吸氧面罩相连，是吸氧的通道主要感受人体肺部的负压；并与摇杆阀门相连，以获得供氧管路的氧气。小球8、摇杆10、梅花垫11、弹簧12、弹簧座13、弹簧卡圈14、阀座15组成摇杆阀门，主要完成供氧管路的开、闭及氧气供应。2、动态流量显示仪的电路组成

动态流量显示仪的电路组成，如图1-2所示。吸氧减压器的动态显示装置主要由光电传感器，接线盒和显示三部分组成。

（1）光电传感器。光电传感器，如图1-1所示。光电传感器固定在吸氧减压器上。它由遮光板2、光发射管3、光接收管4、三芯电缆5、感压膜1组成。其中遮光板是固定在感压膜上。光发射管与光接收管是通过添加环氧树脂固定在壳盖上。

（2）接线盒。接线盒部分固定在氧舱内。内部主要有控制单元、计数译码器、超低频振荡器等组成；控制单元主要由三极管（本仪器选用9013型）继电器（本仪器选用901型）和电阻等元器件组成；计数译码器主要由计数译码单元组成；超低频振荡器由非门集成电路（或与非门集成电路组成）与RC电路元件组成。本仪器选用的是与非门电路块4011型。直流电源由7806电路块及RC元件组成，它固定在舱外[1]。

（3）显示部分。显示部分安装在操作控制台上。吸氧流量显示部分由10个发光二极管组成。显示量纲为升/次。呼气显示由一个发光二极管组成；座位号由数码管组成。

3、吸氧减压器和流量显示仪的工作原理

当患者吸气时，呼气单向阀关闭，进气单向阀打开，使人体肺部与面罩、进氧单向阀、波纹管、膜下腔形成一个整体，相对膜上腔形成负压，迫使摇杆阀门打开，供氧管路氧气进入膜下腔，被患者吸入肺内；在感压膜和膜片下移的同时，感压膜和膜片也带动了遮光板下移，光接收管就可接收到光发射管的光线，这时光接收管有电信号发出并传给控制单元。控制单元进行认号显示；同时在控制单元作用下，计数译码器按照超低频振荡脉冲频率有节奏点燃若干个二极管，于是吸氧量就通过发光二极管显示在我们面前。

当患者呼气时，三通进气单向阀关闭，此时膜下腔相对于膜上腔仍处于负压状态，所以摇杆阀门仍处于打开状态，此时供氧管路氧气还在不断进入膜下腔。当上下腔压力平衡时，摇杆阀门依靠弹簧的弹力和供氧管路的压差，关闭摇杆阀门，氧气停止进入膜下腔，这时的流量显示在最高位暂停。随着氧气进入膜下腔，膜上腔与膜下腔压力趋于平衡，膜片和感压膜逐渐上移，同时推动遮挡板缓慢上升，流量显示的二极管则逐一熄灭。遮光板慢慢复位，复位后，彻底遮挡住光发射管的光线，光接收管接收不到光线，则无电信号输出到控制单元。于是，通过控制单元使一系列环节进入非工作状态，计数译码器处于复位状态，而超低频振荡器仍然有超低频信号脉冲输出，但吸氧流量显示部分已处于不工作状态，只有一只呼气二极管点亮。这样呼吸调节器和吸氧流量显示仪完成了一个工作循环。

二、讨论

1、吸氧减压器工作频率：人体在一般状态下呼吸频率为18次/分钟，一般舱内吸氧时间60分钟，则吸氧减压器就要开启、移动1080次/舱，按每天高压氧治疗两舱计算，吸氧减压器就要开启、移动2160次/天。因此说吸氧减压器的工作非常频繁。

2、吸氧减压器受力分析 吸氧减压器受力分析：如图1—1所示，节气门一方面受到弹簧的弹力F1=KX= （25-10）*50*0.001=0.75（N），其中25mm弹簧自由长度，10mm是压缩后长度；另一个力为氧源压力（400～600）kpa与舱压（一般为100kpa）的差值，即（300～500）kpa，受力面积（13÷2）2*3.14≈132mm2，其中13mm为梅花垫直径，则梅花垫所受压力F2≈（40～66）N。所以梅花垫要承受两者的合力∑F=F1+F2≈（41～67）N，密封橡胶所受压强p≈（41～67）÷（7/22-5/22）*3.14*10-6=（2.18～3.65）Mpa，可见其所受压强之大。

3、吸氧阻力的产生 当患者吸氧时，膜下腔相对于膜上腔形成负压，迫使摇杆阀门开启，供氧管路的氧气进入到膜下腔，从而进入到人体肺部。这个过程中膜下腔相对于膜上腔形成负压，它要克服弹簧弹力、供氧管路与膜下腔的压力差及小球8与膜片4相对运动产生的摩擦力，因此他们共同构成了吸氧阻力。正常情况大小约为300Pa[3]。

4、吸氧阻力加大 由上述1和2可见，梅花垫密封处不仅受到很大压力作用，而且需要频繁开、关，这样会造成梅花垫密封处疲劳、磨损、龟裂，并且随使用次数增加，这种现象会越发加剧；同时小球8与膜片4也承受膜上腔与膜下腔的压力差，并与遥感阀门同样频率运动。随着磨损加剧，其点接触变成面接触，并使摩擦系数加大，因而加大了摩擦力。除此之外，摇杆的长时间受力会导致摇杆疲劳弯曲、变形，进一步导致吸氧阻力增大[4]，其后果不但使患者吸氧感觉费力，而且由于摇杆阀门密封性下降，使舱内氧浓度升高，造成极大的安全隐患[5]。

此时患者吸氧时，感压膜和膜片下移的位移会减小，光电传感器的遮光板下移距离也减小，因此有部分光发射管光线照射到光接收管上，有弱电流传送到控制单元，使计数译码器控制的流量显示二极管只有部分被点亮；同时由于患者体力和精力下降，呼吸頻率下降，导致流量显示器显示频率下降。

在此情况下，说明吸氧阻力已足够大，吸氧减压器的工作处于不良状态，我们需要对其进行保养、检修。

另外，一般国内吸氧减压器设计的工作寿命是40万次，如果按每天开2舱计算，使用寿命约半年。如果开一舱，使用寿命为一年[5]。吸氧减压器到期需及时更换。以保证系统吸氧阻力在250～400pa[6]。

三、吸氧减压器的维修

1、更换梅花垫、小球、膜片、摇杆 为了减小成本，我们也可以选择性地更换梅花垫、摇杆、摇杆上的小球，以及膜片。操作步骤：用弹簧卡钳拆下弹簧卡圈14，即可取下弹簧座13、弹簧12，梅花垫11、摇杆10、小球8，进而更换梅花垫、小球、膜片、摇杆等。

2、安静时听到气体泄漏声音 安静、未开舱状况下，如果听到氧气泄漏声音，这时可以观察流量显示仪，如果吸氧流量显示仪没有点亮，则说明梅花垫处磨损严重，造成氧气泄漏，需及时更换梅花垫。如果流量显示仪二极管点亮，则应检查遮光板是否因位移过大顶到了壳盖，造成摇杆阀门始终处于打开状态。这时应旋开上壳，使其复位即可。

3、舱内患者都感到吸氧阻力大 若患者均感觉吸氧阻力增大即吸氧费力，我们首先应看操作台供氧压力是否过高。因为过高的氧压压力会使梅花垫承受更高的压力差，造成吸氧阻力增大，这时我们只需把供氧压力调到≥0.3Mpa+舱压Mpa即可[5]。

4、摇杆偏离最佳位置 如果在维修过程中转动了摇杆或摇杆产生弯曲变形，会使摇杆偏离最佳位置，从而造成氧气泄漏或吸氧阻力加大，此时我们需要对其进行调整。方法为：把吸氧管接到低压吸氧管路，旋掉壳盖，调整摇杆在梅花垫内旋进深度，放上感压膜，旋上壳盖，把波纹管放在耳边听，看其是否有氧气泄漏声音，如果有泄漏，吸氧流量仪二极管也会点亮。按上述步骤，把摇杆旋进多些。相反应少些，最终把其调到临界状态，此时吸氧阻力最低，且无氧气泄漏。

结论

吸氧减压器的维护、保养和及时更换，不但可以有效降低吸氧阻力，对于维持舱内氧浓度、消除安全隐患有重要意义，同时也能达到患者良好的治疗效果。

参考文献

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