CN103601154B - 冲洗管路系统、制氧机及其二者的各自控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冲洗管路系统、制氧机及其二者的各自控制方法，其中，冲洗管路系统，包括控制器和冲洗管路，所述冲洗管路包括串联接的电控可调阀及至少一个节流器，所述控制器控制连接所述电控可调阀。本发明冲洗管路系统能利于提高制氧机的氧气产量，能便于缩短制氧机由临时停机转入正常工作的时间。

Description

冲洗管路系统、制氧机及其二者的各自控制方法

【技术领域】

本发明涉及冲洗管路系统、制氧机及其二者的各自控制方法。

【背景技术】

目前,市场上的制氧机，包括第一罐A、第二罐B、第一进气阀DA2、第二进气阀DB2、第一排气阀DA1、第二排气阀DB1、第一消声器X1、第二消声器X2、平衡阀P1、冲洗管路、第一节流器J1、第二节流器J2、第一出气阀C1、第二出气阀C2、出气总阀V2；冲洗管路，包括从左至右依次连通的第一节流器J1、第二节流器J2；第一罐A和第二罐B的内部均装有分子筛；第一罐A的进气端连通第一进气阀DA2的出气端和第一排气阀DA1的进气端，第一排气阀DA1的出气端连接第一消声器X1的进气端，第一罐A的出气端连接第一节流器J1的左端和第一出气阀C1的进气端；第二罐B的进气端连通第二进气阀DB2的出气端和第二排气阀DB1的进气端，第二排气阀DB1的出气端连接第二消声器X2的进气端，第二罐B的出气端连接第二节流器J2的右端和第二出气阀C2的进气端；平衡阀P1连接在第一罐A的出气端和第二罐B的出气端之间；第一出气阀C1的出气端和第二出气阀C2的出气端共同连接出气总阀V2的进气端。

制氧机的制氧效率普遍不高，主要原因一是受分子筛工艺技术的制约，另一方面是制氧机本身的管路工艺及控制方法不很合理。正常情况情，每生产一标准产方的氧气需要消费掉约11标准立方的空气，折合成电耗每生产一标方氧气耗电1.7度左右，按卫生行业平均电价1.6元/度电计算，每标准方氧气耗电费约2.75元（不含维护费、管理费等费用）。

由于上述冲洗管路系统采用两个相通的节流器，使得两罐直通，存在以下缺陷：

1)、制氧机在正常制氧过程中是四个过程中轮流工作：1、第一罐进气，第二罐排气；2、第一罐向第二罐平衡；3、第一罐排气，第二罐进气；4、第二罐向第一罐平衡。由于冲洗管路为直通常开，往往造成排气的罐体受到过度冲洗，造成氧气的浪费。经试验和计算表明：原制氧机冲洗造成的氧气损耗为总空气耗用量的5%,约占总氧气量的50%。在上述四个过程中，第一进气阀DA2、第二进气阀DB2、第一排气阀DA1、第二排气阀DB1、出气总阀V2的工作开启时序为公知常识，在此不做累赘。

2)、制氧机因用氧低峰临时停机时，由于两罐通过冲洗管路连通，两罐的压力状态不能保持在停机时的状态；再次启动制氧机时，氧气浓度很低（78%以下），需要约半小时氧气浓度才能恢复到合格（93±3）%。

【发明内容】

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种冲洗管路系统，能利于提高制氧机的氧气产量，能便于缩短制氧机由临时停机转入正常工作的时间。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种冲洗管路系统的控制方法，能利于提高制氧机的氧气产量，能便于缩短制氧机由临时停机转入正常工作的时间。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种制氧机，其能提高氧气产量，能缩短由临时停机转入正常工作的时间。

本发明要解决的第四个技术问题是提供一种制氧机的控制方法，其能提高氧气产量，能缩短由临时停机转入正常工作的时间。

上述第一个技术问题通过以下第一技术方案解决：

一种冲洗管路系统，其特征在于，包括控制器和冲洗管路，所述冲洗管路包括串联接的电控可调阀及至少一个节流器，所述控制器控制连接所述电控可调阀。

进一步的方案是，所述电控可调阀的两端之间连接有手动可调阀。通过增设手动可调阀，可以避免电控可调阀出现问题而引起制氧机的停止工作。

进一步的方案是，所述节流器的数量为两：第一节流器、第二节流器；第一节流器、电控可调阀和第二节流器依次连接。

进一步的方案是，所述电控可调阀是角座电磁阀或先导电磁阀或数字调节阀或比例阀或其他二通电磁阀。

上述第二个技术问题通过以下第二技术方案解决：

一种用于制氧机的冲洗管路系统的控制方法，所述制氧机包括第一罐和第二罐，冲洗管路系统的冲洗管路连接在第一罐的出气端和第二罐的出气端之间；其特征在于，包括以下步骤：

1）进入第一罐进气、第二罐排气的过程开始，隔时间T1后，控制器控制开启电控可调阀，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T1为第一罐进气时间的15/60-25/60；

2）在处于第一罐和第二罐排气平衡的过程，控制器控制关闭电控可调阀；

3）进入第一罐排气、第二罐进气的过程开始，隔时间T2后，控制器控制开启电控可调阀，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T2为第二罐进气时间的15/60-25/60；

4）制氧机处于临时停机状态时，控制器控制电控可调阀处于关闭状态。

进一步的方案，所述时间T1为第一罐进气时间的1/3，所述时间T2为第二罐进气时间的1/3。实验证明，为取得更多的合格浓度（93±3）%以上的氧气，时间T1、时间T2此具体取值为优选值。

由上述第一技术方案和第二技术方案可见，冲洗管路系统的冲洗管路串接在制氧机的双罐的出气端之间，通过上述方法控制电控可调阀的工作，避免了双罐之间的常开直通，可以提高制氧机的氧气产量；在制氧机临时停机通过关闭电控可调阀来保持在停机时的状态，便于制氧机快速进入正常工作。

上述第三个技术问题通过以下第三技术方案解决：

一种制氧机，其特征在于，包括控制器、触摸屏、第一罐、第二罐、第一进气阀、第二进气阀、第一排气阀、第二排气阀、第一消声器、第二消声器、平衡阀、冲洗管路、第一出气阀、第二出气阀、出气总阀；冲洗管路包括串联接的电控可调阀及至少一个节流器；第一罐的进气端连通第一进气阀的出气端和第一排气阀的进气端，第一排气阀的出气端连接第一消声器的进气端，第一罐的出气端连接冲洗管路的左端和第一出气阀的进气端；第二罐的进气端连通第二进气阀的出气端和第二排气阀的进气端，第二排气阀的出气端连接第二消声器的进气端，第二罐的出气端连接冲洗管路的右端和第二出气阀的进气端；平衡阀连接在第一罐的出气端和第二罐的出气端之间；控制器与触摸屏连接，并控制连接第一进气阀、第二进气阀、第一排气阀、第二排气阀、平衡阀、电控可调阀。

进一步的方案是，所述第一消声器的进气端和所述第二消声器的进气端通过管路连通。此方案通过管路连通第一消声器的进气端和所述第二消声器的进气端，可以大大降低排气的噪声。

进一步的方案是，所述电控可调阀的两端之间连接有手动可调阀。

进一步的方案是，所述控制器连接有RS485数据远程传送端口。本方案有利于工程专业人员监控制氧机运行情况及远程设置制氧机参数。

进一步的方案是，所述控制器连接有氧气压力传感器。本方案增加了用于采集氧气储罐的氧气压力的氧气压力传感器，可以自动在压力大于设置值时，控制制氧机转换到临时停机状态，反之继续运行，避免了人工操作。

上述第四个技术问题通过以下第四技术方案解决：

一种冲洗管路系统的控制方法，所述制氧机包括第一罐和第二罐，冲洗管路系统的冲洗管路连接在第一罐的出气端和第二罐的出气端之间；其特征在于，包括以下步骤：

1）进入第一罐进气、第二罐排气的过程开始，隔时间T1后，控制器控制开启电控可调阀，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T1为第一罐进气时间的15/60-25/60；

2）在处于第一罐和第二罐排气平衡的过程，控制器控制关闭电控可调阀；

3）进入第一罐排气、第二罐进气的过程开始，隔时间T2后，控制器控制开启电控可调阀，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T2为第二罐进气时间的15/60-25/60；

4）制氧机进入临时停机状态时，控制器控制电控可调阀、第一进气阀、第二进气阀、第一排气阀、第二排气阀、平衡阀处于关闭状态。

进一步的方案是，所述时间T1为第一罐进气时间的1/3，所述时间T2为第二罐进气时间的1/3。实验证明，为取得更多的合格浓度（93±3）%以上的氧气，时间T1、时间T2此具体取值为优选值。

进一步的方案是，还包括步骤5），当控制器通过氧气压力传感器在氧气储罐检测到的数据超出预设值，则控制制氧机转入临时停机状态。本方案自动在压力大于设置值时，控制制氧机转换到临时停机状态，避免了人工操作。

由上述第三技术方案和第四技术方案可见，本发明制氧机采用上述冲洗管路及通过控制器适当地控制电控可调阀的工作，避免了双罐之间的常开直通，可以提高制氧机的氧气产量；在制氧机临时停机通过关闭电控可调阀来保持在停机时的状态，便于快速进入正常工作。通过增设手动可调阀，可以避免电控可调阀出现问题而引起制氧机的停止工作。

【附图说明】

图1为背景技术中制氧机的结构图；

图2为本发明冲洗管路系统的结构示意图；

图3为本发明制氧机的结构图。

【具体实施方式】

如图2所示，冲洗管路系统，包括控制器和冲洗管路，冲洗管路包括从左至右依次连通的第一节流器J1、电控可调阀D1、第二节流器J2，电控可调阀D1的两端之间连接有手动可调阀D2；控制器控制连接电控可调阀D1。手动可调阀D2是在电控可调阀D1不能正常工作的情况下，便于人工调整；电控可调阀D1正常工作下，手动可调阀D2为关闭状态。

电控可调阀D1可以是角座电磁阀或先导电磁阀或数字调节阀或比例阀或其他二通电磁阀。

冲洗管路系统主要用于包括第一罐A和第二罐B的制氧机，具体是，第一节流器J1的左端连通第一罐A的出气端，第二节流器J2的右端连通第二罐B的出气端。通过控制器适当地控制电控可调阀D1的工作，避免了双罐之间的常开直通，可以提高制氧机的氧气产量；在制氧机临时停机可以保持在停机时的状态，便于制氧机快速进入工作，具体是，包括以下步骤：

1）进入第一罐进气、第二罐排气的过程开始，隔时间T1后，控制器控制开启电控可调阀，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T1为第一罐进气时间的15/60-25/60，最好为1/3；

2）在处于第一罐和第二罐排气平衡的过程，控制器控制关闭电控可调阀；

3）进入第一罐排气、第二罐进气的过程开始，隔时间T2后，控制器控制开启电控可调阀，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T2为第二罐进气时间的15/60-25/60,最好为1/3；

4）制氧机处于临时停机状态时，控制器控制电控可调阀处于关闭状态。

如图3所示，制氧机，包括控制器100、触摸屏200、RS485数据远程传送端口、氧气压力传感器、第一罐A、第二罐B、第一进气阀DA2、第二进气阀DB2、第一排气阀DA1、第二排气阀DB1、第一消声器X1、第二消声器X2、平衡阀P1、冲洗管路系统、第一出气阀C1、第二出气阀C2、出气总阀V2；冲洗管路系统，包括从左至右依次连通的第一节流器J1、电控可调阀D1、第二节流器J2，第一节流器J1的右端与第二节流器J2的左端之间连接有手动可调阀D2；

第一罐A和第二罐B的内部均装有分子筛；

第一罐A的进气端连通第一进气阀DA2的出气端和第一排气阀DA1的进气端，第一排气阀DA1的出气端连接第一消声器X1的进气端，第一罐A的出气端连接第一节流器J1的左端和第一出气阀C1的进气端；

第二罐B的进气端连通第二进气阀DB2的出气端和第二排气阀DB1的进气端，第二排气阀DB1的出气端连接第二消声器X2的进气端，第二罐B的出气端连接第二节流器J2的右端和第二出气阀C2的进气端；

平衡阀P1连接在第一罐A的出气端和第二罐B的出气端之间；

第一消声器X1的进气端和第二消声器X2的进气端通过管路300连通；

控制器100与触摸屏200、RS485数据远程传送端口、氧气压力传感器连接，并控制连接第一进气阀DA2、第二进气阀DB2、第一排气阀DA1、第二排气阀DB1、平衡阀P1、电控可调阀D1；

第一出气阀C1的出气端和第二出气阀C2的出气端共同连接出气总阀V2的进气端。

第一出气阀C1和第二出气阀C2均为单向阀。

上述制氧机在应用时，将第一进气阀DA2的进气端和第二进气阀DB2的进气端共同连接供气装置，出气总阀V2的出气端连接氧气储罐；该制氧机的具体控制方法包括以下步骤:

1）第一罐A进气同时第二罐B排气，在此过程的开始到时间T1后，控制器控制开启电控可调阀，对第二罐B进行冲洗，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T1为第一罐进气时间的15/60-25/60；

2）第一罐A气体向第二罐B平衡，在此过程中，控制器控制关闭电控可调阀；

3）第一罐A排气同时第二罐B进气，在此过程的开始到时间T2后，控制器控制开启电控可调阀，对第一罐A进行冲洗，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T2为第二罐进气时间的15/60-25/60；

4）第二罐A气体向第一罐B平衡，在此过程中，控制器控制关闭电控可调阀；

5）制氧机在正常工作状态下，在上述步骤1）至步骤4）之间进行循环工作。

上述制氧机的控制方法还包括：制氧机由正常工作状态进入临时停机状态时，控制器控制电控可调阀、第一进气阀、第二进气阀、第一排气阀、第二排气阀、平衡阀处于关闭状态。

制氧机进入临时停机状态，可以是由人工在显示屏上进行操作控制，也可以是，当控制器通过氧气压力传感器在氧气储罐检测到的数据超出预设值，则控制制氧机转入临时停机状态。

在管路300的作用下，第一罐A或第二罐B进行排气时最终都是通过第一消声器X1、第二消声器X2排出。

冲洗是在两罐气体平衡后，其中的一个正在进气的罐对另一正在排气的罐进行冲洗，使得正在排气的罐中的氮气得以充分解析出来，在冲洗过程中，控制器适当地控制电控可调阀D1的工作，来降低氧气的损失。具体是，待正在排气的罐中的气体即将排完（罐内压力与大气压力基本平衡），此时正在进气的罐出口的氧气浓度已经升到较高状态,此时，控制器开启电控可调阀D1，对排气的罐进行冲洗，因正在排气的罐中氮气（含氧低的空气）基本排完，此时只需少量的高浓度氧冲洗即可达到冲洗效果，大大减少冲洗用氧量，减少的冲洗用氧量由氧气出口输出，这样会明显增加产氧量。

经本设计人多次实验证明，为取得更多的合格浓度（93±3）%以上的氧气，时间T1为第一罐进气时间的1/3，时间T2为第二罐进气时间的1/3，此取值为最佳。

上述制氧机具有以下优点：

1、通过增加了冲洗管路系统，结合相应程序的控制，对冲洗管路中电控可调阀D1的开启时间点及电控可调阀D1的开启时间长短进行设定，实现增加产氧量。

我们通过对本公司研发的HG-O20制氧机先后按以前的方法和新的方法安装冲洗管路系统后对比试验表明：新的冲洗时刻比原来延时20秒（原冲洗时间为60秒）时，新制氧机的产氧量比原制氧机的产氧量增加约16%（即由原20立方/每小时增加到23.5立方/每小时，大幅度提高了制氧机的产氧效能。

另外新增加的冲洗管路系统可避免因制氧机启停而造成的氧气浓度的下降，造成制氧机的启停是因为医院用氧终端用氧量的大小不确定造成的，高峰用氧时，备用的制氧机会自动启动；低峰用氧时，控制程序会自动暂停某台制氧机。

2、使用触摸屏，对制氧过程的控制程序作了较大修改，通过触摸屏与控制器之间的通讯传送，可适时修改、调整制氧机运行参数；控制器中还增加了电控可调阀D1DC2的控制内容。

3、在两排气消声器之间增加了一条管路，当任一罐排气时，两消声器同时排气，比一个消声器排气声音要小很多，经测试表面：同样的机型，原制氧机排气声量级为85dB左右，新型制氧机排气声时级为65dB左右，大大减少了排气声音对环境的污染。

4、增加了氧气压力传感器，用于采集氧气储罐的氧气压力；采集到的压力信号通过控制器的A/D转换模块将模拟信号变成数字信号，该信号与控制器内的设置值动态比较（设置值可在触摸屏上直接设置），当采集到的压力大于设置值时，控制器控制制氧机会自动转换到临时停机状态，反之继续运行。

5、控制器增加了RS485数据远程传送端口，便于将采集到的氧气压力适时传回公司总部，有利于工程专业人员监控制氧机运行情况及远程设置制氧机参数。

6、增加了触摸屏制氧过程的动态画面显示，并可通过组态软件可方便地对制氧机的各个参数进行设置，调整，大大方便了生产过程的调试测试及现场使用时的参数设置。

本发明不局限于上述实施例，基于上述实施例的、未做出创造性劳动的简单替换，应当属于本发明揭露的范围。

Claims (12)

1.一种冲洗管路系统，其特征在于，包括控制器和冲洗管路，所述冲洗管路包括串联接的电控可调阀及至少一个节流器，所述控制器控制连接所述电控可调阀；所述电控可调阀是角座电磁阀或先导电磁阀或数字调节阀或比例阀或其他二通电磁阀。

2.根据权利要求1所述的冲洗管路系统，其特征在于，所述电控可调阀的两端之间连接有手动可调阀。

3.一种用于制氧机的如权利要求1至权利要求2任意一项所述的冲洗管路系统的控制方法，所述制氧机包括第一罐和第二罐，冲洗管路系统的冲洗管路连接在第一罐的出气端和第二罐的出气端之间；其特征在于，包括以下步骤：

1)进入第一罐进气、第二罐排气的过程开始，隔时间T1后，控制器控制开启电控可调阀，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T1为第一罐进气时间的15/60-25/60；

2)在处于第一罐和第二罐排气平衡的过程，控制器控制关闭电控可调阀；

3)进入第一罐排气、第二罐进气的过程开始，隔时间T2后，控制器控制开启电控可调阀，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T2为第二罐进气时间的15/60-25/60；

4)制氧机处于临时停机状态时，控制器控制电控可调阀处于关闭状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述时间T1为第一罐进气时间的1/3，所述时间T2为第二罐进气时间的1/3。

5.一种制氧机，其特征在于，包括控制器、触摸屏、第一罐、第二罐、第一进气阀、第二进气阀、第一排气阀、第二排气阀、第一消声器、第二消声器、平衡阀、冲洗管路、第一出气阀、第二出气阀、出气总阀；冲洗管路包括串联接的电控可调阀及至少一个节流器；第一罐的进气端连通第一进气阀的出气端和第一排气阀的进气端，第一排气阀的出气端连接第一消声器的进气端，第一罐的出气端连接冲洗管路的左端和第一出气阀的进气端；第二罐的进气端连通第二进气阀的出气端和第二排气阀的进气端，第二排气阀的出气端连接第二消声器的进气端，第二罐的出气端连接冲洗管路的右端和第二出气阀的进气端；平衡阀连接在第一罐的出气端和第二罐的出气端之间；控制器与触摸屏连接，并控制连接第一进气阀、第二进气阀、第一排气阀、第二排气阀、平衡阀、电控可调阀。

6.根据权利要求5所述的制氧机，其特征在于，所述第一消声器的进气端和所述第二消声器的进气端通过管路连通。

7.根据权利要求5所述的制氧机，其特征在于，所述电控可调阀的两端之间连接有手动可调阀。

8.根据权利要求5所述的制氧机，其特征在于，所述控制器连接有RS485数据远程传送端口。

9.根据权利要求5所述的制氧机，其特征在于，所述控制器连接有氧气压力传感器。

10.一种如权利要求5至权利要求9任意一项所述的制氧机的控制方法，所述制氧机包括第一罐和第二罐，冲洗管路系统的冲洗管路连接在第一罐的出气端和第二罐的出气端之间；其特征在于，包括以下步骤：

1)进入第一罐进气、第二罐排气的过程开始，隔时间T1后，控制器控制开启电控可调阀，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T1为第一罐进气时间的15/60-25/60；

2)在处于第一罐和第二罐排气平衡的过程，控制器控制关闭电控可调阀；

3)进入第一罐排气、第二罐进气的过程开始，隔时间T2后，控制器控制开启电控可调阀，至第一罐和第二罐进入平衡过程再关闭电控可调阀，时间T2为第二罐进气时间的15/60-25/60；

4)制氧机进入临时停机状态时，控制器控制电控可调阀、第一进气阀、第二进气阀、第一排气阀、第二排气阀、平衡阀处于关闭状态。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述时间T1为第一罐进气时间的1/3，所述时间T2为第二罐进气时间的1/3。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括步骤5)，当控制器通过氧气压力传感器在氧气储罐检测到的数据超出预设值，则控制制氧机转入临时停机状态。