Deguonies koncentratorius yra medicinos prietaisas, sukurtas išskirti didelio-grynumo deguonį iš aplinkos oro, tiekiant pastovų deguonies srautą asmenims, sergantiems kvėpavimo ligomis (pvz., lėtine obstrukcine plaučių liga, LOPL) arba tiems, kuriems reikalinga papildoma deguonies palaikymas. Jo pagrindinis veikimo principas grindžiamasselektyvinė adsorbcijaazoto -daugiausia ore esančių dujų-skirti deguoniui, o tai skiriasi nuo tradicinių deguonies balionų, kuriuose kaupiamas deguonis. Šiame vadove išsamiai aprašomas visas deguonies koncentratoriaus darbo procesas, apimantis kiekvieną etapą nuo oro įsiurbimo iki deguonies tiekimo.
1. Pagrindinė informacija: Aplinkos oro sudėtis
Norint visiškai suprasti deguonies koncentratorių funkcionalumą, pirmiausia naudinga žinoti oro, kuriuo kvėpuojame, sudėtį. Sausą aplinkos orą daugiausia sudaro: 78 % azoto (N2), 21 % deguonies (O2), 0,93 % argono, 0,04 % anglies dioksido (CO₂) ir nedidelio kiekio kitų dujų. Deguonies koncentratoriai skirti atskirti 21% deguonies nuo vyraujančio azoto, padidinant jo koncentraciją iki medicininei deguonies terapijai tinkamo diapazono (paprastai 90-96%).
2. Pagrindiniai komponentai, įgalinantys atskyrimą
Svarbiausias komponentas, įgalinantis deguonies{0}}azotą atskirti deguonies koncentratoriuose, yramolekulinis sietas, dažniausiai ceolitas{0}}akytas aliuminio silikatinis mineralas. Ceolitas turi unikalią porėtą struktūrą su mažomis poromis, kurios selektyviai sulaiko azoto molekules, o deguonies molekulės gali netrukdomai praeiti. Ši „molekulinio rūšiavimo“ galimybė yra pagrindinis prietaiso veikimo pagrindas. Kiti esminiai deguonies koncentratoriaus komponentai yra: oro kompresorius, oro filtravimo sistema, solenoidiniai vožtuvai, slėgio reguliavimo vožtuvas, buferinis deguonies bakas ir tiekimo priedai, tokie kaip nosies kaniulės ar kaukės.
3. Žingsnis-po-žingsnis darbo procesas
1 veiksmas: oro įsiurbimas ir filtravimas
Deguonies koncentratoriaus darbo procesas prasideda nuo to, kad oro kompresorius įsiurbia aplinkos orą per įsiurbimo filtrą. Šis pirminis filtras yra atsakingas už didelių kietųjų dalelių (įskaitant dulkes, žiedadulkes ir šiukšles) pašalinimą, kad nebūtų užteršti vidiniai komponentai, -ypač molekulinis sietas, kurį gali pažeisti priemaišos. Daugelyje deguonies koncentratorių modelių taip pat yra antrinis filtras, skirtas pašalinti drėgmę ir alyvos garus, nes šios medžiagos gali sumažinti molekulinio sieto adsorbcijos efektyvumą.
2 veiksmas: oro suspaudimas
Po filtravimo oras nukreipiamas į oro kompresorių, kur suspaudžiamas iki aukšto slėgio (dažniausiai 5-10 atmosferų). Suspaudimas atlieka dvi svarbias funkcijas: pirma, padidina oro molekulių tankį, optimizuodamas dujų molekulių ir molekulinio sieto kontaktą; antra, jis padidina ceolito azoto adsorbcijos gebėjimą, nes ceolitas sudaro stipresnius ryšius su azotu esant aukštam slėgiui.
3 veiksmas: azoto adsorbcija ir deguonies atskyrimas (dvigubas{1}}cisternos ciklas)
Dauguma deguonies koncentratorių naudoja adviguba{0}}cisternų sistema(su dviem molekulinio sieto sluoksniais), kad būtų užtikrintas pastovus deguonies tiekimas. Šios sistemos ciklinis veikimas yra toks:
Adsorbcijos fazė (takas A aktyvus, bakas B regeneruojantis):Suslėgtas oras per solenoidinį vožtuvą nukreipiamas į pirmąjį molekulinio sieto sluoksnį (Takas A). A bako viduje ceolitas greitai adsorbuoja (sulaiko) azoto molekules, o deguonies molekulės-dėl savo mažesnio dydžio ir silpnesnio jungimosi su ceolitu-pereina per sietą. Susidariusios dujos yra didelės-koncentracijos deguonis (paprastai 90–96 %), kurios vėliau siunčiamos į buferinį rezervuarą laikinai saugoti.
Regeneravimo fazė (takas B aktyvus, bakas A regeneruojamas):Po 10-20 sekundžių (ciklas, valdomas solenoidiniais vožtuvais), ceolitas rezervuare A prisisotina azoto ir nebegali adsorbuoti papildomų azoto molekulių. Šiuo metu solenoidiniai vožtuvai perjungia oro srautą į antrąjį molekulinio sieto sluoksnį (Tank B), kuris pradeda adsorbcijos procesą, kad būtų palaikoma nuolatinė deguonies gamyba. Tuo pačiu metu rezervuare A sumažinamas slėgis per ventiliacijos vožtuvą, todėl sulaikytas azotas gali būti išleistas atgal į atmosferą. Šis slėgio mažinimo procesas „regeneruoja“ ceolitą rezervuare A, atkurdamas jo azoto adsorbcijos pajėgumą kitam ciklui.
Šis kintamasis adsorbcijos ir regeneravimo ciklas tarp dviejų molekulinio sieto sluoksnių užtikrina, kad deguonies koncentratorius gali gaminti stabilų, nenutrūkstamą didelės{0} koncentracijos deguonies srautą.
4 veiksmas: deguonies valymas ir slėgio reguliavimas
Buferiniame rezervuare laikomas deguonis praeina per paskutinį filtravimo etapą, kad pašalintų likusius priemaišų pėdsakus. Tada slėgio reguliavimo vožtuvas sureguliuoja deguonies slėgį iki saugaus ir patogaus lygio, tinkančio naudoti kvėpavimo takuose. Kai kuriuose deguonies koncentratorių modeliuose yra deguonies jutiklis, skirtas stebėti deguonies koncentraciją realiu laiku; jei koncentracija nukrenta žemiau terapinės ribos (pavyzdžiui, 85%), prietaisas įjungs aliarmą, kad įspės vartotoją.
5 veiksmas: deguonies tiekimas vartotojui
Galiausiai reguliuojamas didelio{0}}grynumo deguonis vartotojui tiekiamas per nosies kaniulę, veido kaukę ar kitus kvėpavimo priedus. Deguonies srauto greitis (matuojamas litrais per minutę, LPM) gali būti reguliuojamas pagal individualius medicininius reikalavimus. Naudojant namuose, įprasti srautai svyruoja nuo 0,5 LPM iki 5 LPM, o didesnio srauto modeliai (iki 10 LPM) galimi asmenims, turintiems sunkesnių kvėpavimo takų ligų. Pastaba: konkrečius srauto greičio nustatymus turi nustatyti sveikatos priežiūros specialistas.
4. Deguonies koncentratorių charakteristikos, palyginti su tradiciniais deguonies balionais
Palyginti su tradiciniais deguonies balionais, deguonies koncentratoriai pasižymi skirtingomis savybėmis: jų nereikia papildyti (nes naudojamas aplinkos oras), jie gali užtikrinti nuolatinį deguonies tiekimą ir mažesnės ilgalaikės{0}}naudojimo išlaidos. Kalbant apie saugą, jie pašalina sprogimo riziką, susijusią su aukšto slėgio{2}}dujų laikymu balionuose. Reikėtų pažymėti, kad deguonies koncentratoriai priklauso nuo elektros energijos (arba nešiojamų modelių baterijų) ir reikalauja reguliarios priežiūros (pvz., filtro keitimo ir sieto lovos patikrinimo), kad būtų išlaikytas normalus veikimas. Deguonies tiekimo įrangos pasirinkimas turėtų būti pagrįstas medicininiais patarimais ir faktiniais naudojimo poreikiais.
Santrauka
Apibendrinant galima pasakyti, kad deguonies koncentratoriaus veikimo principas sukasi aplinkaplinkos oro filtravimas, suspaudimas ir atskyrimasnaudojant molekulinio sieto technologiją. Vykstant kintamiems azoto adsorbcijos (ceolito) ir sieto sluoksnio regeneravimo procesams, paprastas oras paverčiamas didelio -grynumo deguonimi, kuris vėliau reguliuojamas ir tiekiamas vartotojui. Dėl šio patikimo ir veiksmingo proceso deguonies koncentratoriai yra svarbi priemonė lėtinėms kvėpavimo ligoms gydyti ir klinikinei deguonies terapijai palaikyti tiek namuose, tiek medicinos įstaigose. Naudodami deguonies koncentratorius visada laikykitės gamintojo nurodymų ir medicininių nurodymų.