蘇職大學生團隊“氧”護珠峰，自研氧氣閥創高原供氧奇跡
來源： 紫牛新聞
2025-06-24 09:48:00
近日，由蘇州市職業大學在校學生自主研發的機械式脈沖節能氧氣閥成功登頂珠穆朗瑪峰，這款“硬核”裝備在海拔超8000米的極端環境中，以60%超高節氧率與0.5毫秒極速響應的“黑科技”表現重新定義了高海拔供氧規則，讓“一罐氧氣三罐用”成為現實。
氧氣作為維持生命的必需氣體，在高原救援、醫療急救等場景中至關重要，而氧氣閥作為吸氧設備的“開關”部件，是保障供氧安全與效率的核心。其性能優劣直接關系到氧氣供給的穩定性——可能錯失黃金救援時間，供氧的精準性（1%的流量誤差）可能影響患者治療效果，毫厘之間的設計差異，背后是生命健康的重大責任，供氧與用戶呼吸的隨動性——毫秒級別的快速響應，供氧操作便捷性——瞬間切換的輕松快速換擋。
目前市面氧氣閥內部結構較為固定，如何在這個不到10立方厘米的空間內實現結構創新，使其能夠在極端環境適應性、多模式精準控制、微型化與易操作性之間實現平衡，還能進一步提高節氧量，是目前我國閥門行業面臨的技術難題。
“國外能做到的，我們也能！”
2023年，初入蘇職大的周詩佳加入了學校萬長東大師的技能工作室，深入學習計算流體動力學及結構靜力學分析，老師指導她結合所學對現在市面上傳統氧氣閥暴露出的痛點問題進行研究，調研發現美國某品牌氧氣閥氧氣利用率是我國主流閥的將近2倍，但是并不對我國進行銷售。萬老師說，“國外的閥是領先我們很多，不賣給我們也沒事。閥門說到底就是運用結構和流體的知識，相信你們努力，也可以造出中國閥！”她組建團隊，開始琢磨如何創新氧氣閥使節氧率能夠大大提高。
現有氧氣閥多采用傳統分體式機械結構或依賴電子控制系統，在高原低壓、極寒（-30℃以下）等極端環境中，電子元件易因低溫失效；另一方面，不同使用場景對供氧模式需求差異顯著——登山者需要脈沖式高響應供氧以匹配急促呼吸，而慢性病患者更需恒壓穩定輸出，傳統閥門難以兼顧。
面對這樣的難題，受到“壓水井”的啟發，周詩佳在萬長東老師的指導下，利用人體吸氣產生的負壓原理，在閥門內部用膜片和活塞配合成為開關組件，使得通過氧氣閥實現人體在吸氣時供氧，呼氣時暫停供氧的效果，大大節約在呼氣時造成的氧氣損耗。
僅僅實現呼氣時暫停供氧的效果并不能滿足全部用氧人群的需求，醫院里沒有自主呼吸能力的人呢？團隊成員通過創新旋轉孔板，研發雙模式微孔精控流量技術，導通大小不同的孔徑，實現脈沖和恒壓雙模式自由切換，能滿足不同人群的多種需求，在脈沖模式下，流量可在1-5L/min范圍內自由調節，專為高原登山、急救等場景設計，精準匹配呼吸需求；恒壓模式下，流量可在1-6L/min范圍內切換持續輸氧，適用于家用氧療、慢性缺氧護理，即便是無自主呼吸能力的人也能使用。
從圖紙到實物，加工工藝提出新挑戰
經過設計研發、百余次實驗及反復檢測，歷時11個月首創了氣體自適應脈沖技術和雙模式微孔精控流量技術，理論上可以實現節氧量提升60%，但是在實物檢測過程中總是數據不理想。團隊成員發現純機械結構對產品加工精度要求很高，如果將公差縮小，面臨著高昂的零部件加工費用，必須為了平衡成本和精度，適當調節內部結構，同時創新加工工藝。
周詩佳通過與加工工廠反復確認溝通，利用沉孔、逃孔、環槽的拓撲優化和耦合算法優化環槽結構，將微孔公差精度控制在±0.01mm內，在實現產品預期節氧60%效果的同時將生產成本控制到最低。
自研氧氣閥順利登上珠峰
“一切的轉機始于西藏經銷商的一句話。”團隊負責人回憶起產品迭代的起點，2024年團隊計劃組建公司開拓高原市場時，經銷商西藏原澤生物科技有限公司反饋“現有設備在低壓低溫環境中空氣容易漏氣”。為攻克這一痛點，團隊受航空裝備的啟發，創新研發雙重壓力保護系統，通過全金屬密封結構，將空氣滲透率從0.5CFM驟降至 0.01CFM，同時實現0.3-20.7MPa 寬域壓力自適應——這一突破不僅讓閥門在海拔5000米以上環境中保持氣密性，更讓“一罐氧氣當三罐用”在高原地區成為可能。
2025年6月，團隊收到了一位淘寶客戶的反饋：氧氣閥裝在氧氣瓶上，背景是珠穆朗瑪峰！看到圖片的瞬間，團隊的所有人激動地歡呼，迅速和客戶聯系。“我買的時候也沒想到這個閥門真的那么神奇，本來只是想試試，沒想到一瓶氧氣好像真的能當3瓶用。”這位資深登山愛好者將氧氣閥帶上了珠峰，并且推薦給了他的好友們，“以前爬坡時總感覺氧氣跟不上，現在吸氣瞬間就有氣流，完全不費勁。”該客戶的反饋成為團隊研發的強心劑，也是蘇職大這一學生團隊“將實驗室成果推向極限場景”的關鍵驗證。
看著登山隊員背包側袋里不如巴掌大的閥門，周詩佳突然意識到團隊成員們做的不僅是產品，更是高原救援的“生命開關”，如果在氧稀缺的情況下，使用該產品將大大提高氧氣的使用時長。如果氧氣閥未來應用于醫院等領域，每年可為醫院降低40%以上氧氣采購成本，釋放的醫療資源可惠及更多患者。“從實驗室圖紙到世界之巔，我們始終相信，創新不該是‘空中樓閣’，而要直擊民生痛點、回應國家需求。”周詩佳表示，未來將繼續優化設備性能，讓更多人以更低的成本享受更長效、更舒適的呼吸保障。
揚子晚報/紫牛新聞記者 顧秋萍