CN103288054A - 一种新型具备气水分离结构及氧浓度监控的制氧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型具备气水分离结构及氧浓度监控的制氧机，它涉及小型家用制氧机领域。它包括外壳组件和内壳组件，所述的外壳组件包括底座、外壳前罩和外壳后罩，外壳前罩前侧上部设置有LED警示灯和雾化口，外壳前罩前侧下部设置有出氧口和湿化瓶，湿化瓶还与流量计相连，外壳前罩两侧卡有进气窗，外壳前罩上方还设置有储物箱和翻盖，外壳前罩与外壳后罩通过螺钉紧固连接，并设置在底座上，底座底部设置有万向轮。本发明结构简单、有效的制氧机冷却气水分离系统，可以将压缩空气中冷凝水进行聚集并排除，它还设置氧浓度、流量监测模块，实时采集、分析氧气浓度和流量数据，监测分子筛失效、老化情况。

Description

一种新型具备气水分离结构及氧浓度监控的制氧机

技术领域

本发明涉及的是小型家用制氧机领域，具体涉及一种新型具备气水分离结构及氧浓度监控的制氧机。

背景技术

氧气是人们生活的必须品，长期以来医疗领域的供氧方式主要有液态和高压氧两种，近年来，由于变压吸附(PSA)技术飞速发展，变压吸附制氧的应用也越来越广，为这一领域带来了新的发展机遇。小型医疗保健氧气机已走进了人们的日常生活，它只需要接通电源，瞬间即可从空气中分离出无尘、无菌的氧气，供氧方式独特，具有液态氧与高压氧难以比拟的优势，如流量可调、操作方便、制氧成本低、可循环使用、使用安全可靠等。

从保养的角度看，目前变压吸附制氧的吸附剂采用钠、锂分子筛，此类分子筛具有很强吸水能力，而潮湿后分子筛的吸附氮气的能力会下降，而且寿命减少，从而影响了产品氧气的浓度与制氧机的使用寿命，难以满足客户的使用要求。

从应用角度看，当制氧机接近它的使用期限时，或者制氧机出现外部不易观察的故障时，制氧机的出氧浓度必然降低，但此时消费者无法知道制氧机是出现了什么故障与分离出来的氧气是否还能起到医疗保健作用，当氧浓度降低到一定程度时制氧机仍被继续使用会影响患者的医疗效果，甚至身体健康。这就要求制氧机具有一定的故障自检能力和氧浓度检测功能。

从环保的角度看，由于制氧机的动力源为空气压缩机，目前空气压缩机的使用噪音基本过高，这个给人的生活带来了不便，这要求制氧机具有一定的消音效果，满足患者的生活需求。

专利CN201110077170.6公开一种新型家用制氧机，其技术方案是：本发明涉及一种新型家用制氧机，包括壳体，其特征在于：所述壳体前侧顶部设有时间显示屏，所述时间显示屏的下侧设有氧气罐，所述氧气罐上侧设有气压安全阀，所述壳体前侧顶部还设有报警显示灯，所述报警显示灯与断电自动报警装置相连，所述壳体前侧左边设有出氧口、线控口和雾化口，所述壳体前侧右边设有流量调节按钮，所述流量调节按钮下侧设有流量显示器，所述壳体右侧设有分子筛，所述分子筛下面设有吸附塔，所述壳体内部设有支撑座，所述支撑座上侧设有换气阀、过滤器和冷凝室，所述支撑座下侧设有电机，所述电机上侧支撑座下测设有消音器，所述壳体的底部还设有四个移动轮。本发明的优点是方便携带或搬运。

专利CN200720059601[1].5公开了一种制氧机，其技术方案是：一种制氧机，包括两个分子筛筒、一自动控制阀和一储氧单元，分子筛筒的一端与自动控制阀相连通，所述分子筛的端部扣接有制氧系统上盖和/或制氧系统下盖，制氧系统上盖和/或制氧系统下盖内设置有能够连通制氧机上述各构件之间的气体流通。

上述现有技术共同不足之处在于：所采用技术方案能够达到基本的制氧效果，但是存在没有考虑到高温压缩空气经冷却后的冷凝水对分子筛寿命、性能的危害，对于分子筛来说，原料气带水有两点危害：一是分子筛有很强的吸水性，而且与水有很强的亲和力，吸水后普通的物理方法很难将其脱附，在常温条件下几乎无法脱除水，这样造成分子筛对杂质气体的吸附容量大幅度下降，无法达到标准氧浓度要求；二是分子筛吸水后，抗侧压强度大幅度下降，在制氧机的压缩空气频繁均压过程中，极易损坏分子筛。

以下文献就冷凝水对分子筛的危害进行论证和阐述。

[1]王焰.PSA变压吸附分子筛粉化原因分析[J].中氮肥.2001(06)

[2]范志涛.吸附剂粉化的原因分析和控制[J].低温与特气.2005(03)

上述现有技术共同不足之处还在于：缺乏氧浓度监测和显示功能，无法检测到冷凝水对分子筛带来的影响，包括制氧浓度不达标和分子筛失效或者老化。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种新型具备气水分离结构及氧浓度监控的制氧机，结构简单、有效的制氧机冷却气水分离系统，可以将压缩空气中冷凝水进行聚集并排除，它还设置氧浓度、流量监测模块，实时采集、分析氧气浓度和流量数据，监测分子筛失效、老化情况。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种新型具备气水分离结构及氧浓度监控的制氧机，包括外壳组件和内壳组件，所述的外壳组件包括底座、外壳前罩和外壳后罩，外壳前罩前侧上部设置有LED警示灯和雾化口，外壳前罩前侧下部设置有出氧口和湿化瓶，湿化瓶还与流量计相连，外壳前罩两侧卡有进气窗，外壳前罩上方还设置有储物箱和翻盖，外壳前罩与外壳后罩通过螺钉紧固连接，并设置在底座上，底座底部设置有万向轮。

作为优选，所述的内壳组件包括空气过滤系统、空气压缩系统、气水分离系统、氧气分离系统、氧气调压与输出系统，监测与控制系统；所述的空气过滤系统包括进气窗内的过滤棉和进气过滤器，进气过滤器的出气端37与小型无油压缩机进气端相连，进气过滤器的出气端上面有一小空间，小空间上面设置有第一大空间，第二大空间设置在小空间和第一大空间外围，第三进气端与第二大空间相连，所述第三进气端由长气管和过滤棉42组成，长气管内填充有过滤棉。

作为优选，所述的空气压缩系统包括小型无油空气压缩机、散热器和压缩机隔声罩，压缩机隔声罩上方设置有圆形孔，底板上设置有排气槽，圆形孔上设置有压缩机冷却风扇，压缩机冷却风扇上设置有散热器，所述的小型无油空气压缩机的减震装置设置在压缩机隔声罩底板上；所述散热器包括散热器第二进气端、管片、散热器出气端，管片一侧一端与散热器第二进气端相连，管片一侧另一端与散热器出气端相连。

作为优选，所述的气水分离系统包括T型气水分离器、积水装置、排水阀，T型气水分离器、积水装置、排水阀依次相连，所述的T型气水分离器左端设置有第一进气端，上下端分别设置有排水端、出气端，所述排水阀为电子阀，排水阀与水分排出管相连。

作为优选，所述的氧气分离系统包括电磁阀、氮氧分离装置和消音装置，电磁阀、氮氧分离装置和消音装置依次相连，所述的的消音装置与进气过滤器结构相同；所述消音装置底部设置有排气端口，排气端口上方侧边设置有排气进气口，电磁阀还带有提供雾化功能的气体输出口，与外壳前罩前面的雾化口相通。

作为优选，所述的氧气调压与输出系统包括储气罐、减压阀、流量计及湿化瓶，储气罐通过减压阀、流量计与湿化瓶相连。

作为优选，所述的监测与控制系统包括主控制模块、氧浓度及流量检测模块、显示屏，主控制模块分别与氧浓度及流量检测模块、显示屏相连。

本发明具有以下有益效果：1)本发明设置“T型”的气水分离器，可以将制氧机经过压缩空气中经过冷却器产生的冷凝水聚焦、排除，提高了分子筛的制氧效果和制氧寿命，提高了制氧机分子筛的可靠性，可以广泛应用于制氧机的制作上。

2)本发明采用了超声波检测氧浓度传感器是一种新型的氧传感器，随时可以检测氧气的浓度，具有测氧范围宽、准确度高、重复性好、响应时间快、寿命长、一次性校准、体积小、安装方便等特点。

3)本发明采用了简单的结构对压缩机进气和排气进行处理，未增加成本，同时达到了应有的噪音水平，提高了可靠性，可以广泛应用于制氧机的制作上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明简易结构框图。

图2为本发明部分结构示意图

图3为本发明外型结构示意图

图4为本发明冷却气水分离器结构示意图。

图5为本发明散热器结构剖视图。

图6为本发明T型气水分离器结构剖视图。

图7为本发明过滤器结构剖视图。

图8为本发明消音装置结构剖视图

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-8，本具体实施方式采用以下技术方案：一种新型具备气水分离结构及氧浓度监控的制氧机，包括外壳组件和内壳组件，所述的外壳组件包括底座19、外壳前罩23和外壳后罩24，外壳前罩23前侧上部设置有LED警示灯16和雾化口25，外壳前罩23前侧下部设置有出氧口17和湿化瓶29，湿化瓶29还与流量计13相连，外壳前罩23两侧卡有进气窗26，进气窗内设有过滤棉作为进气一级过滤系统，外壳前罩23上方还设置有储物箱27和翻盖28，外壳前罩23与外壳后罩24通过螺钉紧固连接，并设置在底座19上，底座19底部设置有万向轮20。

值得注意的是，所述的内壳组件包括空气过滤系统、空气压缩系统、气水分离系统、氧气分离系统、氧气调压与输出系统，监测与控制系统；所述的空气过滤系统包括进气窗26内的过滤棉和进气过滤器1，进气过滤器1还具备进气消音功能。如图7所示，所述的进气过滤器1由特定的空间结构与过滤棉组成。小型无油空气压缩机2的周期性工作，形成了进气端急促且高低的爆破声，为了改变这种频率，本发明设计了特定的空间结构，利用空间形成了阻尼抗阻的消音效果，并且它与过滤棉相结合，更提高了它的可靠性及价格性。进气过滤器1的出气端37与小型无油压缩机2进气端相连，进气过滤器1的出气端37上面有一小空间38，出气端的频率较大，这一小空38间起减弱作用，小空间38上面设置有第一大空间39，第一大空间39再次减弱进气频率，这两个空间减弱频率的同时有一定的噪音，第二大空间40设置在小空间38和第一大空间39外围，起消音作用，第三进气端41与第二大空间40相连，所述第三进气端41由长气管和过滤棉42组成，长气管内填充有过滤棉42。

值得注意的是所述的空气压缩系统包括小型无油空气压缩机2、散热器3和压缩机隔声罩22，空气经过过滤后进入压缩机中压缩增压，经过压缩增压的空气温度会升高，高温空气影响氧气分离系统的分子筛的制氧效果，必须经过散热器3进行冷却，散热器3采用管片式汽车散热器结构，通过压缩机冷却风扇4进行强制冷却，散热效果好，装置。压缩机隔声罩22上方设置有圆形孔，底板上设置有排气槽，圆形孔上设置有压缩机冷却风扇4，压缩机冷却风扇4上设置有散热器3，压缩机冷却风扇4的风向是吹向压缩机隔声罩22内部，将压缩机隔声罩22内部的分离气体通过底板上的排气槽排出设备；所述的小型无油空气压缩机2的减震装置设置在压缩机隔声罩22底板上；所述散热器3包括散热器第二进气端34、管片35、散热器出气端36，管片35一侧一端与散热器第二进气端34相连，管片35一侧另一端与散热器出气端36相连。

值得注意的是所述的气水分离系统包括T型气水分离器5、积水装置6、排水阀7，T型气水分离器5、积水装置6、排水阀7依次相连，所述的T型气水分离器5左端设置有第一进气端30，上下端分别设置有排水端31、出气端32，散热器3把空气冷却后，冷凝出液态水珠，空气与液态水珠经管壁进入T型气水分离器5后，T型气水分离器5的下发空间将高冷凝水进行聚集，冷凝水聚集后流入积水装置6，通过排水阀7排出，所述排水阀7为电子阀，排水阀7与水分排出管18相连，由控制系统控制，并在停机后方可排水。

值得注意的是所述的氧气分离系统包括电磁阀8、氮氧分离装置9和消音装置15，电磁阀8、氮氧分离装置9和消音装置15依次相连，经过过滤、增压、冷却、气水分离后得到纯净的压缩空气，压缩空气由专用电磁阀8按固定程序分别分配到左右氮氧分离装置9交替进行氧气分离，并将分离后高浓度氧气输送到储气罐10，分离后的氮气等气体并经由排气消音器15排出到隔声罩，如图8所示，所述的的消音装置15与进气过滤器结构相同；所述消音装置15底部设置有排气端口44，排气端口44上方侧边设置有排气进气口43，氮气的排气急促而爆破，声音比较大，消音装置15利用特定的结构增大了排气的空间和消音棉的抗阻消音，减缓了排气的速度，从而达到了消音的效果。电磁阀8还带有提供雾化功能的气体输出口，与外壳前罩23前面的雾化口25相通。

值得注意的是所述的氧气调压与输出系统包括储气罐10、减压阀11、流量计13及湿化瓶29，储气罐10通过减压阀11、流量计13与湿化瓶29相连。高浓度氧气经过储气罐10均压处理，通过减压阀11调节到合适的气体压力，经由流量计13调节到合适的流量后经过湿化瓶29湿化处理后输送给使用者。

此外，所述的监测与控制系统包括主控制模块14、氧浓度及流量检测模块12、显示屏33，主控制模块14分别与氧浓度及流量检测模块12、显示屏33相连。氧浓度及流量检测模块12可以实时监测氧气浓度及流量，并根据氧气浓度及流量的变化发出声光警示信号。所述的氧浓度及流量检测模块12为超声波检测氧浓度传感器监测装置，但是本发明不局限于此，其他氧浓度监测方式均适用于本发明。

本具体实施方式中的T型气水分离器5通过金属管壁将压缩空气中的剩余的气态水冷凝成液态水，但是本发明不局限于此，通过增加鳍片或者管片式结构增加冷却面积及气体流通长度的结构均适用于本发明。

本具体实施方式结构简单、有效的制氧机冷却气水分离系统，可以将压缩空气中冷凝水进行聚集并排除，它还设置氧浓度、流量监测模块，实时采集、分析氧气浓度和流量数据，监测分子筛失效、老化情况。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种新型具备气水分离结构及氧浓度监控的制氧机，其特征在于，包括外壳组件和内壳组件，所述的外壳组件包括底座(19)、外壳前罩(23)和外壳后罩(24)，外壳前罩(23)前侧上部设置有LED警示灯(16)和雾化口(25)，外壳前罩(23)前侧下部设置有出氧口(17)和湿化瓶(29)，湿化瓶(29)还与流量计(13)相连，外壳前罩(23)两侧卡有进气窗(26)，外壳前罩(23)上方还设置有储物箱(27)和翻盖(28)，外壳前罩(23)与外壳后罩(24)通过螺钉紧固连接，并设置在底座(19)上，底座(19)底部设置有万向轮(20)。

2.根据权利要求1所述的小型家用制氧机领域，其特征在于，所述的内壳组件包括空气过滤系统、空气压缩系统、气水分离系统、氧气分离系统、氧气调压与输出系统，监测与控制系统；所述的空气过滤系统包括进气窗(26)内的过滤棉和进气过滤器(1)，进气过滤器(1)的出气端(37)与小型无油压缩机(2)进气端相连，进气过滤器(1)的出气端(37)上面有一小空间(38)，小空间(38)上面设置有第一大空间(39)，第二大空间(40)设置在小空间(38)和第一大空间(39)外围，第三进气端(41)与第二大空间(40)相连，所述第三进气端(41)由长气管和过滤棉(42)组成，长气管内填充有过滤棉(42)。

3.根据权利要求1或2所述的小型家用制氧机领域，其特征在于，所述的空气压缩系统包括小型无油空气压缩机(2)、散热器(3)和压缩机隔声罩(22)，压缩机隔声罩(22)上方设置有圆形孔，底板上设置有排气槽，圆形孔上设置有压缩机冷却风扇(4)，压缩机冷却风扇(4)上设置有散热器(3)，所述的小型无油空气压缩机2的减震装置设置在压缩机隔声罩(22)底板上；所述散热器(3)包括散热器第二进气端(34)、管片(35)、散热器出气端(36)，管片(35)一侧一端与散热器第二进气端(34)相连，管片(35)一侧另一端与散热器出气端(36)相连。

4.根据权利要求1或2所述的小型家用制氧机领域，其特征在于，所述的气水分离系统包括T型气水分离器(5)、积水装置(6)、排水阀(7)，T型气水分离器(5)、积水装置(6)、排水阀(7)依次相连，所述的T型气水分离器(5)左端设置有第一进气端(30)，上下端分别设置有排水端(31)、出气端(32)，所述排水阀(7)为电子阀，排水阀(7)与水分排出管(18)相连。

5.根据权利要求1或2所述的小型家用制氧机领域，其特征在于，所述的氧气分离系统包括电磁阀(8)、氮氧分离装置(9)和消音装置(15)，电磁阀(8)、氮氧分离装置(9)和消音装置(15)依次相连，所述的的消音装置(15)与进气过滤器(1)结构相同；所述消音装置(15)底部设置有排气端口(44)，排气端口(44)上方侧边设置有排气进气口(43)，电磁阀(8)还带有提供雾化功能的气体输出口，与外壳前罩(23)前面的雾化口(25)相通。

6.根据权利要求1或2所述的小型家用制氧机领域，其特征在于，所述的氧气调压与输出系统包括储气罐(10)、减压阀(11)、流量计(13)及湿化瓶(29)，储气罐(10)通过减压阀(11)、流量计(13)与湿化瓶(29)相连。

7.根据权利要求1或2所述的小型家用制氧机领域，其特征在于，所述的监测与控制系统包括主控制模块(14)、氧浓度及流量检测模块(12)、显示屏(33)，主控制模块(14)分别与氧浓度及流量检测模块(12)、显示屏(33)相连。

Images