專利名稱：一種用于運(yùn)動(dòng)員低氧訓(xùn)練、富氧恢復(fù)的體育訓(xùn)練系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于運(yùn)動(dòng)員低氧訓(xùn)練、富氧恢復(fù)的體育訓(xùn)練系統(tǒng)，屬于體育訓(xùn)練 設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半個(gè)世紀(jì)以來，世界各國(guó)的體育科研工作者對(duì)高原訓(xùn)練進(jìn)行了大量的探索研究。體育 科學(xué)研究表明，高原缺氧環(huán)境對(duì)提高運(yùn)動(dòng)員生理機(jī)能和運(yùn)動(dòng)能力有著積極的作用。自20 世紀(jì)90年代以來，高原訓(xùn)練方法受到世界各國(guó)前所未有的重視。美國(guó)、俄羅斯、德國(guó)、 日本、西班牙等國(guó)先后建成高原訓(xùn)練基地，有的已達(dá)到較大的訓(xùn)練規(guī)模和較高的研究水平。 許多國(guó)家的運(yùn)動(dòng)隊(duì)伍在參加世界重大比賽前都有計(jì)劃地到高原訓(xùn)練基地進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，使 運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)一步得到提高。 .高原訓(xùn)練可改善徑賽運(yùn)動(dòng)員的有氧能力。此外，對(duì)最大速度、爆發(fā)力和力量指標(biāo)均有 提高，300米跑后血乳酸濃度要高于平原時(shí)的濃度，肌肉中三磷酸腺苷和磷酸肌酸的濃度， 在高原時(shí)也高一些。但是運(yùn)動(dòng)員到高原訓(xùn)練，存在許多不足，主要是往返高原的轉(zhuǎn)移，費(fèi)用高和浪費(fèi)時(shí)間， 其次是高原反應(yīng)，高度單一等，所以從上世紀(jì)80年代初，出現(xiàn)了模擬高原訓(xùn)練，所需的 設(shè)施可分為兩大類1、 壓力艙式在一封閉的空間內(nèi)，用抽氣泵來調(diào)節(jié)居室內(nèi)的氣壓及氧分壓，使之達(dá) 到相當(dāng)于所要求的不同海拔高度(可調(diào)節(jié)高度從海拔1000 4000米)， 一般稱這種小室為 壓力艙。壓力艙的面積從幾十平方米至數(shù)百平方米不等，面積小者只能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)(跑臺(tái)或功率 自行車)，面積大者還可在艙內(nèi)作為期數(shù)周的居住及運(yùn)動(dòng)。目前，國(guó)際上最大的供訓(xùn)練用 的壓力艙在德國(guó)柏林附近的金寶(Kinbau)基地，艙面積為18X18米，達(dá)324平方米(裝 備有4部跑臺(tái)、20部功率自行車)，還有一個(gè)100平方米的水池供皮劃艇選手訓(xùn)練。日本 在上世紀(jì)80年代利用地下的廢棄坑道改裝成幾十平方米的壓力艙供訓(xùn)練用。2、 面罩式通過低氧儀調(diào)節(jié)吸入氣的成分，即增加氮?dú)獾谋壤故茉囌呶氲陀?正常氧分壓的低氧混合氣體。正常大氣中氧含量為20.94%，通過低氧儀，可將氧容積的 百分比，調(diào)整在20 10%的區(qū)域內(nèi)，作任意選擇(19%時(shí)，約800米海拔高度；17%時(shí)，約 1700米海拔高度；16%時(shí)，約2200米海拔高度；13%時(shí)，接近于4000米高度)。此方法實(shí) 質(zhì)上為間歇性低氧訓(xùn)練，上世紀(jì)80年代以來，為俄、英、美等國(guó)逐漸發(fā)展起來的一種新 的訓(xùn)練方法，其理論是由高原訓(xùn)練派生的。低氧訓(xùn)練是在高原訓(xùn)練的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它利用人工低氧環(huán)境進(jìn)行訓(xùn)練，以提高運(yùn)動(dòng)員體能。低氧訓(xùn)練既可以通過低氧暴露提高機(jī)體氧運(yùn)輸和利用能力，又可 以通過低氧運(yùn)動(dòng)提高心肺功能。它避免了高原訓(xùn)練時(shí)由于缺氧造成的訓(xùn)練強(qiáng)度和訓(xùn)練量的 下降、疲勞恢復(fù)減慢等弊端，并且在低氧環(huán)境下可以獲得有益的生理適應(yīng)(諸如血紅蛋白 提高)，還可以增大訓(xùn)練強(qiáng)度和訓(xùn)練量。因此，低氧訓(xùn)練不僅能達(dá)到高原訓(xùn)練的效果，而 且避免了高原訓(xùn)練的不足。模擬高原地區(qū)缺氧與真正的高原訓(xùn)練相比對(duì)運(yùn)動(dòng)員來說，其特點(diǎn)為機(jī)體在較短時(shí)間 內(nèi)接受反復(fù)短暫的低氧剌激，低氧刺激方式為間歇性，使機(jī)體在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的應(yīng)激 反應(yīng)，以調(diào)動(dòng)體內(nèi)的機(jī)能潛力，有利于呼吸循環(huán)系統(tǒng)機(jī)能的增強(qiáng)；低氧濃度可以人為調(diào)節(jié)， 以滿足不同個(gè)體低氧能力適應(yīng)能力的需要。在低氧刺激過程中，可隨機(jī)體適應(yīng)情況逐漸加 強(qiáng)低氧刺激程度，避免了持續(xù)恒定低氧引起的不足，并防止機(jī)體組織受損傷，富氧間歇?jiǎng)?chuàng) 造了再生和生物合成的適宜條件；低氧刺激與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷同步進(jìn)行，有利于訓(xùn)練計(jì)劃的實(shí)施 和訓(xùn)練質(zhì)量的保證。運(yùn)動(dòng)員在低氧環(huán)境中運(yùn)動(dòng)，不僅可以保證運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，并且不影響訓(xùn)練 結(jié)構(gòu)的整體安排，使機(jī)能潛力得到最大程度的發(fā)揮，并利用富氧小環(huán)境有利于訓(xùn)練后體能 的迅速恢復(fù)；節(jié)省了運(yùn)動(dòng)員的寶貴時(shí)間，并避免了許多副作用，如高原反應(yīng)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明低氧訓(xùn)練可有效提高呼吸系統(tǒng)功能，提高氣體代謝效率，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)能 力提高，是一種科學(xué)有效的訓(xùn)練方法。近幾年該方法在登山隊(duì)、飛行員和宇航員的耐缺氧 能力訓(xùn)練中得到應(yīng)用。而我國(guó)在該領(lǐng)域的研究工作剛剛起步。對(duì)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員來說，身體的恢復(fù)是相當(dāng)重要的。富氧環(huán)境有利于疲勞的恢復(fù)，將室內(nèi)環(huán)境空氣的氧濃度由正常的21%，提高至23 28%，處于環(huán)境中的人體內(nèi)血氧含量可提高 5倍以上，起到保健治療、迅速恢復(fù)疲勞的作用。運(yùn)動(dòng)員一般上高原進(jìn)行缺氧訓(xùn)練，不僅需要時(shí)間來適應(yīng)高原環(huán)境，浪費(fèi)了寶貴的訓(xùn)練 時(shí)間，而且在缺氧狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生睡眠質(zhì)量差、易疲勞、難恢復(fù)等問題，不利于訓(xùn)練質(zhì)量的 保證。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種用于運(yùn)動(dòng)員低氧訓(xùn)練、富氧恢復(fù)的體育訓(xùn)練系統(tǒng)，利用 膜分離裝置制取富氧/低氧空氣，產(chǎn)生的低氧空氣進(jìn)入訓(xùn)練場(chǎng)館可模擬高原地區(qū)的缺氧條 件，根據(jù)運(yùn)動(dòng)員及運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的特點(diǎn)，用本系統(tǒng)可任意模擬所需海拔高度的氧濃度，供運(yùn)動(dòng) 員訓(xùn)練使用；同時(shí)，產(chǎn)生的富氧空氣可用于制造富氧恢復(fù)室，供運(yùn)動(dòng)員迅速恢復(fù)疲勞。本實(shí)用新型提出的用于運(yùn)動(dòng)員低氧訓(xùn)練、富氧恢復(fù)的體育訓(xùn)練系統(tǒng)，包括空氣過濾器、 風(fēng)機(jī)、膜分離裝置、流量計(jì)、真空泵、氣水分離器、富氧室和低氧室。空氣過濾器、風(fēng)機(jī)、 膜分離裝置、真空泵、氣水分離器和富氧室通過管道依次相連。低氧室分別通過管道與流 量計(jì)相連及通過帶有低氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，流量計(jì)另一端與膜分離裝置相 連。富氧室的另一端通過帶有富氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，空氣過濾器的進(jìn)口端 連接有閥門。利用本實(shí)用新型提出的用于運(yùn)動(dòng)員低氧訓(xùn)練、富氧恢復(fù)的體育訓(xùn)練系統(tǒng)，即可在平原 地區(qū)的訓(xùn)練基地建設(shè)可調(diào)節(jié)空氣氧濃度(實(shí)現(xiàn)不同海拔氧濃度的模擬環(huán)境)的低氧訓(xùn)練場(chǎng)館，即避免了運(yùn)動(dòng)員定期去高原地區(qū)的旅途疲勞和氣候不適，又節(jié)省了大量的物力財(cái)力， 更重要的是節(jié)省了運(yùn)動(dòng)員的寶貴時(shí)間，而且隨時(shí)隨地可以訓(xùn)練。體育訓(xùn)練系統(tǒng)中富氧恢復(fù) 室，有利于縮短運(yùn)動(dòng)員的恢復(fù)時(shí)間，提高恢復(fù)效率，減少傷病的發(fā)生，提高訓(xùn)練質(zhì)量和水 平，有利于運(yùn)動(dòng)成績(jī)的提高。


圖1為本實(shí)用新型提出的訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本訓(xùn)練系統(tǒng)中所用的氣水分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1和圖2中，l是閥門，2是空氣過濾器，3是風(fēng)機(jī)，4是膜分離裝置，5是流量計(jì)， 6是真空泵，7是低氧室，8是氣水分離器，9是富氧室，IO是富氧回流閥，ll是低氧回 流閥，12是排氣閥，13是進(jìn)氣閥，14是排水閥。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的用于運(yùn)動(dòng)員低氧訓(xùn)練、富氧恢復(fù)的體育訓(xùn)練系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖 l所示，包括空氣過濾器2、風(fēng)機(jī)3、膜分離裝置4、流量計(jì)5、真空泵6、氣水分離器8、 富氧室9和低氧室7?？諝膺^濾器2、風(fēng)機(jī)3、膜分離裝置4、真空泵6、氣水分離器8和 富氧室9通過管道依次相連。低氧室7分別通過管道與流量計(jì)5相連及通過帶有低氧回流 閥11的管道與空氣過濾器2相連，流量計(jì)5另一端與膜分離裝置4相連；且富氧室9的 另一端通過帶有富氧回流閥10的管道與空氣過濾器2相連，空氣過濾器2的進(jìn)口端連接 有閥門1。上述體育訓(xùn)練系統(tǒng)中的氣水分離器8，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，為一罐狀容器，容器的頂 部設(shè)有出氣閥12，容器的下部設(shè)有進(jìn)氣閥13，容器的底部設(shè)有排水閥14。 本訓(xùn)練系統(tǒng)的工作過程是新鮮空氣經(jīng)閥門l調(diào)節(jié)流量進(jìn)入系統(tǒng)管道，經(jīng)空氣過濾器2過濾后進(jìn)入風(fēng)機(jī)3，風(fēng)機(jī) 3將空氣送入膜分離裝置4，在膜分離裝置4中進(jìn)行空氣分離，低氧空氣經(jīng)流量計(jì)5計(jì)量 后排入低氧室7，富氧空氣經(jīng)真空泵6、從氣水分離器8的進(jìn)氣閥13進(jìn)入氣水分離器中。 低氧壘7和富氧室9中的氧氣濃度可以用氧濃度測(cè)試器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。氣水分離后的水經(jīng)排水 閥14排放，氣水分離后的空氣經(jīng)排氣閥12進(jìn)入富氧室9。低氧室7和富氧室9的空氣經(jīng) 管道回流至空氣過濾器2，并通過富氧回流閥IO、低氧回流闊ll調(diào)節(jié)其回流量。以下介紹本實(shí)用新型提出的體育訓(xùn)練系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例-系統(tǒng)中的低氧訓(xùn)練室7為300立方米的普通房間(層高3米)，內(nèi)部有訓(xùn)練器材等； 富氧恢復(fù)室9為300立方米的普通房間(層高3米)，內(nèi)部有按摩床等設(shè)施；閥門l、 10、 11、 12、 13為蝶閥(Dg90);閥門14為球閥；管道為PVC管道(Dg90);膜分離裝置4的 型號(hào)為UNIS120,由北京紫光生物科技有限公司生產(chǎn)；空氣過濾器2的型號(hào)為400X500， 由北京紫光生物科技有限公司生產(chǎn)；氣水分離器8為一個(gè)C600X1200的容器，由北京紫 光生物科技有限公司生產(chǎn)，風(fēng)機(jī)3選用DWT-3.2A離心風(fēng)機(jī)；流量計(jì)5選用LZB-80型玻璃 轉(zhuǎn)子流量計(jì)；真空泵6選用2BEA202型水環(huán)式真空泵；用于監(jiān)測(cè)低氧室7和富氧室9的氧氣濃度的氧氣檢測(cè)器選用MB80氧濃度測(cè)試器。低氧室7的氧濃度在13 21%的范圍內(nèi)可 調(diào)；富氧室的氧濃度在22 28%的范圍內(nèi)可調(diào)。上述體育訓(xùn)練系統(tǒng)中使用的膜分離裝置，使用了膜分離技術(shù)，其原理是空氣中的主 要成分是氧和氮，它們分別以分子狀態(tài)存在。膜分離法制取富氧、低氧氣體是利用空氣中 各組分透過膜(高分子復(fù)合膜)時(shí)的滲透速率不同，在壓力差驅(qū)動(dòng)下，使氧氣優(yōu)先通過膜 而得到富氧空氣(氧含量22 45%可調(diào))，導(dǎo)入富氧室，使運(yùn)動(dòng)員在富氧條件下恢復(fù)；未 透過膜的空氣即為低氧空氣(可模擬不同海拔的高原氧環(huán)境，氧含量10 20%可調(diào))導(dǎo)入 低氧室(運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練館)，使運(yùn)動(dòng)員在低氧條件下進(jìn)行訓(xùn)練，以提高訓(xùn)練水平。膜法分離 空氣具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便和安全、壽命長(zhǎng)(IO年以上)、起動(dòng)快、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。
權(quán)利要求1. 一種用于運(yùn)動(dòng)員低氧訓(xùn)練、富氧恢復(fù)的體育訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括空氣過濾器、風(fēng)機(jī)、膜分離裝置、流量計(jì)、真空泵、氣水分離器、富氧室和低氧室；所述的空氣過濾器、風(fēng)機(jī)、膜分離裝置、真空泵、氣水分離器和富氧室依次通過管道相連；所述的低氧室分別通過管道與流量計(jì)相連及通過帶有低氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，流量計(jì)另一端與膜分離裝置相連；所述的富氧室的另一端通過帶有富氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，空氣過濾器的進(jìn)口端連接有閥門。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于運(yùn)動(dòng)員低氧訓(xùn)練、富氧恢復(fù)的體育訓(xùn)練系統(tǒng)，屬于體育訓(xùn)練設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括空氣過濾器、風(fēng)機(jī)、膜分離裝置、流量計(jì)、真空泵、氣水分離器、富氧室和低氧室；所述的空氣過濾器、風(fēng)機(jī)、膜分離裝置、真空泵、氣水分離器和富氧室依次通過管道相連；所述的低氧室分別通過管道與流量計(jì)相連及通過帶有低氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，流量計(jì)另一端與膜分離裝置相連；所述的富氧室的另一端通過帶有富氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，空氣過濾器的進(jìn)口端連接有閥門。利用本系統(tǒng)中的富氧恢復(fù)室，有利于縮短運(yùn)動(dòng)員的恢復(fù)時(shí)間，提高恢復(fù)效率，減少傷病的發(fā)生，提高訓(xùn)練質(zhì)量和水平。
文檔編號(hào)A63B69/00GK201101865SQ20072014939
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者劉進(jìn)才, 戴素娟, 房詩(shī)宏 申請(qǐng)人:北京紫光生物科技有限公司