CN103842287A - 具有动态噪音控制的氧气浓缩器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氧气浓缩器，所述氧气浓缩器包括配置成接收空气的进入开口。所述浓缩器还包括压缩机，所述压缩机配置成加压通过所述进入开口接收的所述空气。进入开口限流器配置成响应于对所述加压空气的增加或降低的需求而动态地改变所述进入开口的特性。所述浓缩器还包括筛床，所述筛床配置成将所述加压空气分离为浓缩气体成分以递送至受治疗者。

Description

具有动态噪音控制的氧气浓缩器

相关申请的交叉引用

本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2011年9月13日提交的美国临时申请No.61/533,864的优先权益，该申请的内容以引用的方式并入本文。

发明领域

本发明涉及氧气浓缩器（oxygen concentrator）的噪音减小。

背景技术

氧气浓缩器用于提供补充供氧以改善受治疗者的舒适性和/或生活质量。氧气浓缩器可为固定的，并且可包括医院或向患者提供氧气的其它设施中的供氧线。氧气浓缩器也可为便携式的以向非卧床患者提供氧气同时远离固定系统。

氧气浓缩器，特别是便携式氧气浓缩器，通常发出高水平的噪音。噪音水平随着氧气需求增加而增加。已知将声阻尼材料（诸如泡沫）提供于设备的内侧以通过吸收尽可能多的声音和振动而降低声音水平输出。然而，便携式装置中的泡沫可增加装置的整体尺寸和重量，从而使得装置不便于随身携带。

发明内容

因此，本发明的一个或多个实施例的一方面是提供一种氧气浓缩器，该氧气浓缩器包括气源和配置成从气源接收空气的进入开口。浓缩器还包括压缩机和进入开口限流器，该压缩机配置成加压通过进入开口接收的空气，该进入开口限流器配置成响应于受治疗者对加压空气的增加或降低的需求而动态地改变进入开口的特性。浓缩器还包括筛床，该筛床配置成将加压空气分为递送至受治疗者的浓缩气体成分。

本发明的一个或多个实施例的又一方面是提供一种减小氧气浓缩器中的噪音水平的方法。该方法包括如下步骤：从气源接收空气，空气通过进入开口被接收；以及加压从气源接收的空气，空气通过压缩机进行加压。方法还包括响应于受治疗者对加压空气的增加或降低的需求而改变进入开口的特性，特性通过进入开口限流器改变。方法还包括将加压空气分离为递送至受治疗者的浓缩气体成分，分离通过筛床提供。

本发明的一个或多个实施例的又一方面是提供一种配置成浓缩氧气的系统，该系统包括：用于从气源接收空气的装置，空气通过进入开口被接收；和用于加压从气源接收的空气的装置，空气通过压缩机进行加压。系统还包括：用于响应于受治疗者对加压空气的增加或降低的需求而改变进入开口的特性的装置，进入开口的特性的改变通过进入开口限流器提供；和用于将加压空气分离为递送至受治疗者的浓缩气体成分的装置，分离通过筛床提供。

参考附图考虑到下述说明和所附权利要求书，本发明的这些和其它目标、特征和特性，以及结构相关元件和零件组合的操作方法和功能及制造经济性将变得更加显而易见，所有附图、说明和所附权利要求形成本说明书的一部分，其中相同附图标记在各图中表示相应零件。然而，应清楚地理解，附图仅是出于图示和说明的目的，并非意为本发明的限制的定义。

附图说明

图1a为便携式氧气浓缩器的壳体构件和支撑便携式氧气浓缩器的部件的支撑构件的一侧的透视图；

图1b为根据本发明的一个实施例的便携式氧气浓缩器的壳体构件和支撑构件的另一透视图；

图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的便携式氧气浓缩器；

图3a为便携式氧气浓缩器的压缩机的详细视图；

图3b为支撑于便携式氧气浓缩器的支撑构件上的压缩机和空气过滤器的详细视图；

图4为便携式氧气浓缩器的进入开口和进入开口限流器的一个实施例的详细视图；

图5a-5c为根据图4的实施例的便携式氧气浓缩器的进入开口和进入开口限流器的横截面侧视图；

图6为便携式氧气浓缩器的进入开口和进入开口限流器的另一实施例的详细视图；和

图7a-7c为根据图6的实施例的便携式氧气浓缩器的进入开口和进入开口限流器的横截面侧视图。

具体实施方式

如本文所用，“一个（a）”、“一种（an）”和“该（the）”的单数形式包括复数参考，除非文中另有清楚规定。如本文所用，两个或两个以上零件或部件“联接”的陈述应意指零件直接地或间接地（即，通过一个或多个中间零件或部件）结合或操作在一起，只要连结发生。如本文所用，“直接地联接”意指两个元件直接地彼此接触。如本文所用，“固定地联接”或“固定”意指两个部件联接以作为一体进行移动同时维持相对于彼此的恒定方位。

如本文所用，单词“一体式”意指部件形成为单个件或设备。即，包括多个件（单独地形成并且然后联接在一起作为设备）的部件并非“一体式”部件或主体。如本文所用，两个或两个以上零件或部件彼此“接合”的陈述应意指零件直接地或通过一个或多个中间零件或部件对彼此施加一个力。如本文所用，术语“数量”应意指一或大于一的整数（即，多个）。

本文所用的方向短语，诸如，例如但不限于顶、底、左、右、上、下、前、后和其衍生词涉及附图所示的元件的方位并且不限于权利要求书，除非其中明确叙述。

图1a和1b示出了便携式氧气浓缩器10的一个实施例，氧气浓缩器10具有形成自两个配套壳体构件100A、100B的壳体100，两个配套壳体构件100A、100B彼此协作以限定其中的中空内部102。壳体100的中空内部102可容纳支撑构件108，支撑构件108支撑便携式氧气浓缩器10的部件。便携式氧气浓缩器10可包括携带把手104，携带把手104连接至壁中的至少一个以使便携式氧气浓缩器10能够进行运输。

壳体100可包括一个或多个进入开口12，进入开口12可与便携式氧气浓缩器10的内部102相通。进入开口12配置成使得空气容易地穿过进入开口12，但防止大物体穿过进入开口12。

如图1a和1b所示，便携式氧气浓缩器10包括支撑构件（中央底架或框架）108。便携式氧气浓缩器10的空气歧管110和氧气递送歧管112一体地形成或一体地模制在支撑构件108上。歧管110、112可包括用于空气或氧气行进通过浓缩器的路径或通道，这将在后文中更详细地描述。关于具有一体地形成的空气歧管和氧气递送歧管的示例性中央底架或框架的额外信息可见于2011年9月13日提交的美国临时专利申请No.61/533,962，其全部公开内容以引用的方式明确地并入本文。

本发明想到歧管110、112为基本上刚性的，例如，从而提供或增强设备10的结构完整性。空气歧管可形成自任何工程级材料，例如，塑料，诸如ABS、聚碳酸酯等；金属，诸如铝等；或复合材料。空气歧管可通过注射成型、铸造、机械加工等而形成。

图2为具有氧气发生系统11和氧气递送系统13的便携式氧气浓缩器10的一个实施例的示意图。空气可通过浓缩器10的开口12从气源120（诸如，环境空气）进入浓缩器10。开口12可为单个开口或可为多个开口。氧气发生系统11包括进口过滤器14，进口过滤器14在线路内提供于进入端口12和压缩机16之间以在环境空气进入压缩机16之前从抽入进入端口12的环境空气移除灰尘或其它颗粒。过滤空气可从过滤器14经由压缩机通道15传递至压缩机16的开口24。压缩机16配置成将空气压缩或加压至所需压力水平。

图3a和3b示出了浓缩器10的压缩机16的一个实施例。压缩机16具有两个气缸50a、50b（在这个实施例中示出两个）以用于压缩从气源接收的空气。压缩机16中的压缩机进气端口或进入端口59（在这个实施例中示出两个）配置成从压缩机通道15接收过滤后的空气。活塞（未示出）配置成分别在气缸50a、50b中往复运动，以压缩流体。曲轴（未示出）容纳于曲轴壳体57a、57b内并且配置成驱动气缸50a、50b内的活塞。活塞可为摆动（或WOB-L）活塞或其它类型的活塞。马达53操作地连接至曲轴并配置成驱动曲轴。

在一个实施例中，压缩机组件16具有两个气缸50a、50b的串联布置，每个气缸具有接纳于其中的活塞。马达轴（未示出）可将马达53连接至曲轴，曲轴各自连接至两个活塞中的一个，以使得活塞的移动彼此相反。在压缩机16已压缩空气之后，压缩空气通过压缩机16的出口端口55通至压缩机出口通道17（示出于图3a中）。然而，这个实施例并非旨在限制，并且想到的是，压缩机组件10可具有其它布置和其它数目的气缸50a、50b。例如，压缩机组件10可为单或双作用设计。压缩机组件10也可包括两个以上的气缸。应当理解，压缩机16不限于这种构造并且可为压缩空气的任何类型的压缩机。

返回参考图2，氧气发生系统11包括隔膜阀20。虽然在本实施例中示出四个隔膜阀（20A、20B、20C和20D），但是应理解，隔膜阀的数量在其它实施例中可变化。控制器12联接至空气控制阀20，用于选择性地打开和关闭空气控制阀20以控制通过其并且因而通过筛床通道19A、19B至筛床18A、18B的气流。筛床通道19A、19B至少部分地由空气歧管110中的路径限定。空气控制阀20可选择性地打开和关闭以提供流路，例如，从压缩机16通过压缩机出口通道17至筛床18A、18B和/或从筛床18A、18B通过排气通道23A、23B至排气端口22A、22B的流路。因此，当供应空气控制阀20B打开时，流路可被限定成从压缩机16通过压缩机通道17、通过空气控制阀20B、通过筛床通道19A，并进入筛床18A中。当排气空气控制阀20D打开时，流路可被限定成从筛床18B通过筛床通道19B、通过空气控制阀20D、通过排气通道23B，并离开排气开口22A、22B。

可用于每个阀20的示例性双向阀为SMC DXT阀，可购自美国印第安纳州印第安纳波利斯的SMC公司（SMC Corporation of America,ofIndianapolis,Ind）。阀可提供为“常开”。当压力通过导向阀施加于隔膜的顶侧时，隔膜可向下压于座上，从而切断流。可使用常开或常闭导向电磁阀。因为隔膜阀自身为常开，所以利用常开电磁阀可形成常闭整体操作，从而需要施加电能以打开阀。

在图2所示的实施例中，氧气发生系统11包括包含分子筛材料的至少一个筛床18A、18B（在这个实施例中示出两个），筛床被配置成将加压空气分离为浓缩气体成分以递送至受治疗者。筛床18A、18B包括第一端口39A、39B和第二端口43A、43B，第一端口39A、39B分别地配置成接收空气和转移氮气，第二端口43A、43B分别地配置成将氧气转移出筛床18A、18B。筛材料可包括能够从加压环境空气吸收氮气的一种或多种已知材料，从而允许氧气抽掉或以其它方式从筛床18A、18B抽空。可使用的示例性筛材料包括合成沸石、LiX等，诸如UOP Oxysiv5,5A、Oxysiv MDX或Zeochem Z10-06。虽然图2中示出两个筛床18A、18B，但是将理解，可提供一个或多个筛床，例如根据所需重量、性能效率，等等。

筛床18A、18B可被清空（purge）或排气，即，一旦筛床18A、18B内的压力达到预定限值（或在预定时间之后），第一端39A、39B可暴露于环境压力。这造成筛床18A、18B内的压缩氮气通过第一端39A、39B逸出并离开排气端口22A、22B。任选地，随着筛床18A、18B被清空，从另一筛床18A、18B（其可同时被装载（charge））逸出的氧气可穿过清空孔口30进入清空筛床18A、18B的第二端口43A、43B，例如，如果装载筛床内的压力大于清空筛床内的压力，那么其可朝向清空的端部发生。此外或替代地，氧气可穿过位于筛床18A、18B之间的止回阀28A、28B，例如，在筛床18A、18B和贮器26的相对压力造成止回阀28A、28B打开时，作为穿过清空孔口30的补充或替代。

氧气发生系统11配置成操作筛床18A、18B，以使得它们选择地“装载”和“清空”以产生浓缩氧气。在筛床18A或18B进行装载或加压时，压缩环境空气从压缩机16递送至筛床18A或18B的第一端39A、39B中，从而造成筛材料随着筛床18A或18B被加压而吸收比氧气更多的氮气。当氮气基本上由筛材料吸收时，氧气通过筛床18A或18B的第二端43A、43B逸出，其中它可储存于贮器26中和/或递送至受治疗者。

排气端口22A、22B可配置成从筛床18A、18B放出废气（通常为浓缩氮气）。在一个实施例中，废气可指向控制器21或浓缩器10内的其它电子设备，例如，以用于冷却电子设备。

还如图2所示，清空孔口30可提供于筛床18A、18B之间。清空孔口30可保持持续打开，从而提供氧气从一个筛床18A、18B穿至另一个的通道，例如，在一个筛床18A、18B进行装载并且另一个进行清空时。清空孔口30可具有精确地确定的横截面尺寸，其可基于一个或多个流或筛床18A、18B的其它性能标准。例如，清空孔口30的尺寸可经选择以允许装载和清空筛床18A、18B之间的预定氧气流率。通常期望的是，通过清空孔口30的流在两个方向上是相等的，以使得两个筛床18A、18B（例如）通过提供具有基本上对称的几何形状的清空孔口30可相等地清空。

氧气发生系统11还可包括筛床18A、18B之间的氧气侧平衡阀32，平衡阀32配置成平衡筛床18A和筛床18B中的床压力以使效率最大化（例如，以减小功耗）。在筛床18A、18B的压力循环过程中，筛床18A中的压力可高于筛床18B中的压力，从而表明筛床是不平衡的。在这种情况下，（例如）在压缩机16从筛床18A切换至筛床18B以将压缩空气供应至筛床18B之前，平衡阀32被操作（打开）以从筛床18A释放一些压力并将压力提供至筛床18B。在压缩机开始将压缩空气供应至筛床18B时，将一些压力从筛床18A转移至筛床18B允许筛床18B处于中间压力（而不是处于零压力）。

如上所述，止回阀28A、28B可打开以使氧气能够穿过其中。止回阀28A、28B可简单地为压力启动阀，该压力启动阀提供从氧气发生系统11的筛床18A、18B通过氧气递送通道27A、27B进入氧气递送系统13的贮器26的单向流路。氧气递送通道27A、27B可至少部分地通过氧气歧管112中的路径限定。因为每当筛床18A、18B中的压力超过贮器26中的压力时，止回阀28A、28B允许氧气从筛床18A、18B单向流入贮器26和氧气递送通道27A、27B，所以相应的止回阀27A、27B可打开。一旦筛床18A、18B内的压力变得等于或小于贮器26中的压力，则相应的止回阀28A、28B可关闭。

氧气递送系统13包括贮器26和连接部分34（例如，插管倒钩），贮器26储存富氧气体，连接部分34连接至受治疗者接口（例如，插管）以用于将氧气递送至受治疗者。在替代实施例中，浓缩器10可包括多个贮器（未示出），贮器可提供于浓缩器内的一个或多个位置。浓缩器10还可包括一个或多个柔性贮器，例如随着氧气递送进入或离开其而可膨胀或收缩的袋或其它容器。贮器在它们膨胀时可具有预定形状或可更弹性地膨胀以填充浓缩器内的可用空间。任选地，可提供一个或多个刚性贮器，刚性贮器与一个或多个柔性贮器（未示出）相通（例如）以节省浓缩器内的空间。

在一个实施例中，氧气递送系统13包括递送通道或线路41，其具有比例氧气递送阀36、流量传感器38、压力传感器40、氧气传感器42、过滤器44、泄压阀46和与之相关的压力传感器48。这些部件可为与于2011年9月13日提交的美国临时专利申请No.61/533,871所描述的相同的类型，该专利申请的全部内容全文并入本文。

氧气递送阀36可配置成控制氧气通过氧气递送通道或线路41从贮器26离开浓缩器10至受治疗者的流动。氧气递送阀可为联接至控制器21的电磁阀，该电磁阀可选择性地打开和关闭。可用于氧气递送阀36的示例性阀为Hargraves Technology Model45M，其可具有较大的孔口尺寸，从而最大化通过氧气递送阀36的可能流动。替代地，还有可能使用ParkerPneutronics V Squared或Series11阀。

控制器21可配置成基于从传感器接收的输入而控制比例氧气递送阀36何时完全打开、完全关闭，或部分打开以及阀打开的程度。在氧气递送阀36打开时，氧气可流动通过氧气递送通道41并通过氧气递送阀36至受治疗者。氧气递送阀36可以所需频率打开所需持续时间（其可通过控制器21变化），从而提供脉冲递送。替代地，控制器21可维持氧气递送阀36打开以提供连续递送，而不是脉冲递送。在这个替代方案中，控制器可使氧气递送阀36节流以调整至受治疗者的体积流率。

压力传感器40可联接至处理器23（例如）以提供可通过处理器23进行处理的信号来确定横过氧气递送阀36的压力差。控制器21可使用该压力差来确定从便携式氧气浓缩器10递送的氧气的流率或递送的氧气的其它参数。控制器21可基于所得流率（例如，基于一个或多个反馈参数）而改变氧气递送阀36打开的频率和/或持续时间

流量传感器38也可联接至处理器23并配置成测量穿过递送线路41的氧气的瞬时质量流量和向比例氧气递送阀36提供反馈。在一个实施例中，流量传感器38为质量流量传感器。

氧气传感器42可联接至处理器23并且可产生与纯度成比例的电信号，该电信号可通过控制器21进行处理并用于改变浓缩器10的操作。因为氧气传感器42的精度可受通过其的气流影响，所以可期望的是在无流条件下取样纯度信号，例如在比例氧气递送阀36关闭时。

便携式氧气浓缩器10的处理器23可配置成从便携式氧气浓缩器10的一个或多个感测部件（例如，流量传感器38、压力传感器40、氧气传感器42和/或压力传感器48）接收信号。

空气过滤器44可包括用于从递送至受治疗者的氧气移除意外颗粒的任何常规过滤介质。空气过滤器可提供于泄压阀46和压力传感器48的下游或上游。

泄压阀46配置成响应于供应线内的压力超过预定阈值而缓解压力（打开），以在氧气连续地供应至受治疗者时降低供应线内的压力。泄压阀46可类似于2011年9月13日提交的美国临时专利申请No.61/533,912中所描述的泄压阀，该专利全文并入本文中。

压力传感器48可配置成感测递送线路41内的压力，以使得可检测受治疗者的吸气。例如，受治疗者呼吸速率可通过控制器21例如基于压力传感器48的压力读数确定。压力传感器48随着受治疗者吸气可检测压力的减小。控制器21可监测压力传感器48检测压力减小的频率，以确定呼吸速率。此外，控制器21还可使用通过压力传感器检测的压力差。压力传感器48可为能够测量绝对压力的压阻式压力传感器。可使用的示例性换能器包括Honeywell Microswitch24PC01SMT换能器、Sensym SX01、MotorolaMOX，或所有传感器公司（All Sensors）制造的其它换能器。因为压力传感器48可暴露于浓缩器10的整个系统压力，所以可期望的是压力传感器48的过压等级超过整个系统压力。

如上所述，浓缩器10可发出高水平的噪音，特别地在递送至受治疗者的氧气需求增加的情况下。氧气的需求可相关于或基于氧气浓缩器的剂量设置。剂量设置可为受治疗者选择的或预定的。在一个实施例中，剂量设置可包括定量和/或定性设置。控制器22可使受治疗者选择的定性设置与所需流率或气团（bolus）尺寸相关，例如与机设备10的最大流量相关。该设置可对应于设备10可供应浓缩氧气的范围内的点。例如，可使用设备10的最大流率（或等效的纯氧流率）。替代地，可使用最大气团体积。定量设置可允许受治疗者选择所需的流率或所需气团体积，该流率可为实际浓缩氧气流率或等效的纯氧流率。可供选择的流率或体积也可通过设备10的容量限制，类似于定性设置。随着剂量设置增加，脉冲持续时间可增加以在每个脉冲期间递送预定的气团。如果受治疗者的呼吸速率保持基本上恒定，那么脉冲频率也可保持基本上恒定，从而增加递送至受治疗者的整体流率。流率也可基于受治疗者在连续递送期间选择的设置。

由于可用各种设置，所以在一个实施例中，在浓缩器10处于其最高设置时，氧气浓缩器10应能够从气源接收所需量的空气。因此，空气进入开口70（参见例如图4）应定尺寸成接纳在浓缩器10处于其最高设置时穿过其的空气量，空气进入开口70可为从气源（诸如环境空气）接收空气以通过压缩机16加压的任何进口或开口。然而，氧气浓缩器10中的声音可主要地源自进入开口70。空气进口不一定需成为直接地形成于压缩机16上（虽然可以）的压缩机进气端口59，而是可为连接至压缩机进气端口59并与之相通的管或通道或其它部件的一部分的开口。在一些实施例中，进入开口可为浓缩器10的开口12。在一些实施例中，进入开口也可为连接至压缩机16并与之相通的空气过滤器14的壳体63（参见图3b）中的开口或进口。

图4示出了配置成接收待由压缩机16压缩的空气的进入开口70的详细透视图。在这个实施例中，进入开口70采用形成于空气过滤器14的壳体63的壁71（也参见图3b）中的开口的形式。返回参考图4，空气过滤器14连接至压缩机16的压缩机进入端口并与之相通，以使得将通过进入开口70接收的空气通至压缩机16以通过压缩机加压。如上所述，在其它实施例中，进入开口70可提供于别处和/或提供于与压缩机16相通的其它部件上，以使得由进口70接收的空气可通至压缩机16。进入开口限流器72a连接至空气过滤器14并配置成响应于对加压空气的增加或降低的需求而动态地改变进入开口70的特性。特性可包括尺寸、形状、阻力和/或其它特性中的一个或多个。例如，限流器72a可配置与一些或全部输入/输出设置成比例地动态改变进入开口70的尺寸、形状和/或阻力。

在一个实施例中，限流器72a包括连接部分74和限制部分76。连接构件78（诸如螺钉、销钉，或本领域已知的其它连接构件）可用于将限流器72a连接至空气过滤器14。在图4所示的实施例中，连接构件76采用螺纹螺钉的形式。限流器72a可为有弹性的，以使限流器能够响应于空气流而弯曲或挠曲，这将在后文中更详细地描述。限流器可由塑料、硅树脂、橡胶材料，或具有弹性特性的任何其它材料制成。

在无或低的空气流通过进入开口时，或换句话讲，在基本上没有空气被从进入开口70接收时，限流器72a配置成基本上阻塞或关闭进入开口70（参见图5a）。在一个实施例中，在基本上没有空气被从进入开口70接收时（例如，在浓缩器10关闭或未使用时），限流器72a可完全地阻塞或关闭进入开口。因此，开口70的尺寸被限制并且基本上无声音从进入开口发出。

降低或限制开口70的尺寸可减小浓缩器10的声音水平输出。因而，在对氧气的需求低时（例如，在浓缩器10处于低设置时），进入开口70的尺寸利用限流器72a可有效地减小以降低声音输出的水平。然而，随着氧气的需求增加（例如，浓缩器10设定为更高设置），通过进入开口70的空气流也可增加，并且限流器72a因此可配置成相应地有效增加进入开口70的尺寸，这将在后文描述。可通过限流器72a提供其它增强。

图5a示出了限流器72a处于默认松弛位置的实施例，其中限流器72a接触空气过滤器14的壁71以使得限流器基本上关闭或阻塞进入开口70。因而，开口的尺寸被最小化以减小噪声输出的水平。当空气在A方向上流过进入开口70以及空气流的速率和/或量增加时，限流器72a配置成通过空气流的作用力而进一步远离壁71地挠曲或移动，以使得空间80限定于壁71和限流器72a之间，如图5b所示。空气可经由开口70a和通过空间80流入空气过滤器14中。实际上，开口的尺寸从图5a的尺寸增加以使增加的空气流能够穿过。因此，取决于空气流，空间80的尺寸可增加或降低，并且实际上，开口70的尺寸可增加或降低。

随着递送至受治疗者的氧气需求增加（例如，浓缩器10设定为更高设置），在A方向上通过开口70的空气流增加。因此，限流器72a可进一步远离空气过滤器14的壁71地挠曲或弯曲，并因而使空间80的尺寸增加，并且实际上，增加进入开口70的尺寸，如图5c所示。

因此，在图5a-5c所示的实施例中，限流器72a配置成：在通过开口70的空气流增加以有效地增加开口70的尺寸时，进一步远离壁71地弯曲或挠曲，以及在通过开口70的空气流降低以有效地减小开口70的尺寸时，朝向壁71移动（例如，由于限流器72a的弹性）。在一些实施例中，限流器72相对于壁71的移动的量可与所需氧气的量和穿过进入开口70的空气流的量成比例。限流器72a可根据通过进入开口70的空气流的量动态地改变进入开口70的特性，诸如尺寸或形状。

通过在较少空气移动通过开口时有效地减小进入开口70的尺寸和/或形状，限流器72a可将进入开口设定为其最小最佳尺寸，因而减小声音水平输出。换句话讲，进入开口70的尺寸针对声音水平输出和针对穿过其的空气流的量而被最小化并且最佳地定尺寸。这使得在浓缩器10处于其最低设置时进入开口减小尺寸且使声音输出最小化，并且在浓缩器处于其更高设置时进入开口70增加尺寸。

图6示出了限流器72b的另一个实施例。在这个实施例中，限流器72b经由枢轴或铰链结构82枢转地连接至空气过滤器14的壁71。偏压元件（未示出）（诸如弹簧）可使限流器72b偏压于默认位置，如图7a所示。枢轴销84（参见图7a）可用于将限流器72b枢转地连接至空气过滤器14的延伸部分86（参见图6）。然而，应理解，这并非旨在限制，并且可使用本领域已知的任何连接结构用于枢转地连接限流器72b。在这个实施例中，限流器72b包括在这个实施例中采用柱塞形式的接触部分88，接触部分88配置成插入进入开口70或从进入开口70移除以动态地改变进入开口70的特性（例如，尺寸和/或形状）。接触部分88经由枢轴销91可连接至限流器72b的主体部分90（参见图7a）。接触部分88可由橡胶、硅树脂、塑料、其它材料，或其任何组合制成。

如图7a所示，柱塞88可具有定位成较接近限流器72b的主体90的第一端94和与第一端94相反的第二端96。斜坡或倾斜表面98可限定于第一端94和第二端96之间，以使得第一端94的横截面面积大于第二端96的横截面面积。壁71也可具有限定进入开口70的倾斜表面73。

限流器72b配置成响应于增加或降低的氧气需求而改变进入开口70的特性，诸如尺寸和/或形状，这将在下文更详细地描述。限流器72b可用于根据氧气的需求优化进入开口70的尺寸和/或形状，以使声音水平输出最小化。即，限流器72b可用于使进入开口70的尺寸和/或形状最小化。在需要更多氧气和空气流增加时，空气流的力可强于偏压元件的偏压力，因而移动限流器72b远离壁71，从而增加进入开口70的尺寸或改变进入开口70的形状以使更多空气能够流动穿过进入开口70。在需要更少氧气和空气流降低时，限流器72b可通过偏压元件朝向壁71偏压接近以降低声音水平输出。

如图7a所示，在基本上小或无空气流穿过进入开口70c时，限流器72b处于默认位置，其中限流器72b的接触部分88接收于进入开口70中以使得进入开口70基本上关闭或阻塞。在一个实施例中，在限流器72b基本上关闭进入开口70时，接触部分88的倾斜表面98的至少一部分与限定了进入开口70的空气过滤器14的倾斜表面73的至少一部分接触。因而，浓缩器10的声音水平输出得以最小化。

在需要更多氧气和通过进入开口70的空气流增加时，因此，空气流可推动限流器72b远离空气过滤器14的壁71，如图7b所示。在此移动期间，限流器72b可沿着枢轴结构84枢转，并且接触部分88可沿着枢轴销91枢转。随着接触部分88移动远离进入开口70，进入开口70的形状和/或尺寸增加以使增加的空气流能够穿过进入开口70。然而，进入开口70可仍至少部分地由接触部分88限制，接触部分88仍部分地接收于进入开口70中，如图7b所示。因而，进入开口的尺寸针对空气流和针对声音输出水平最佳地定尺寸。

随着氧气需求进一步增加和空气流增加，结果，增加的空气流可推动限流器72b进一步远离壁71，如图7c所示。因此，接触部分88相比于图7b中可被推动进一步远离壁71，并且进入开口70的尺寸/形状由于接触部分88从进入开口70的进一步移除可有效地增加。在一些实施例中，接触部分88可从进入开口70完全地移除。在空气流降低（例如，浓缩器10设定为较低设置）时，偏压元件可朝向壁71移动限流器72b以使得限流器72b的接触部分88进一步接收于进入开口70中。因而，限流器72的接触部分88和进入开口70的相对位置使进入开口70能够根据改变的氧气需求和改变的空气流动态地改变形状和/或尺寸。

应理解，限流器72a、72b的上文所述实施例并非旨在限制。限流器可采用使进入开口70的特性能够动态地改变的任何其它形式或构造。例如，尽管限流器72a和/或72b已描述为基于限流器的材料和/或结构性质动态地适应气流的无源元件，但是这并非旨在限制。在一些实施例中，限制器可为由控制器21基于测量的气流和/或通过进入开口70的预期气流控制的有源元件。

应理解，本文所描述的任何通道可为管道、管或使空气或其它流体能够穿过其的其它结构的任何类型和组合。在一些实施例中，通道可嵌入于2011年9月13日提交的美国临时专利申请No.61/533,962中所描述的支撑构件108、空气歧管110，或递送歧管112中。

浓缩器10可由控制器21操作和控制，控制器21包括控制便携式氧气浓缩器10的操作的一个或多个方面的一个或多个硬件部件和/或软件模块。控制器21可联接至便携式氧气浓缩器10的一个或多个部件，例如，压缩机16、空气控制阀20，和/或氧气递送阀36。控制器21也可联接至氧气浓缩器10的一个或多个部件，诸如传感器、阀或其它部件。部件可通过能够在控制器21和部件之间接收和/或发送信号的一个或多个导线或其它电导线联接。

控制器21也可联接至受治疗者接口（未示出），该受治疗者接口可包括一个或多个显示器和/或输入装置。受治疗者接口可为可安装至便携式氧气浓缩器10的触屏显示器。受治疗者接口可显示关于涉及便携式氧气浓缩器10的操作的参数的信息，和/或可允许受治疗者改变参数（例如打开和关闭便携式氧气浓缩器10），改变剂量设置或所需流率，等等。便携式氧气浓缩器10可包括多个显示器和/或输入装置，例如，打开/关闭开关、拨号盘、按钮，等等（未示出）。类似于其它部件，受治疗者接口通过一个或多个导线和/或其它电导线（为简单起见，未示出）联接至控制器21。

控制器21可包括单个电路板，该电路板其上包括多个电气部件。这些部件可包括安装于电路板的一个或多个处理器23、存储器、开关、风扇、电池充电器等（未示出）。将理解，控制器21可提供为多个子控制器，这些子控制器控制便携式氧气浓缩器10的操作的不同方面。例如，第一子控制器可控制压缩机16的操作和空气控制阀20的打开和关闭的顺序，例如，用于以理想方式装载和清空筛床12。关于可包括于便携式氧气浓缩器10中的示例性第一子控制器的额外信息可见于美国专利No.7,794,522，其全部公开内容通过引用的方式明确地并入本文。

便携式氧气浓缩器10可包括联接至控制器21、处理器23、压缩机16、空气控制阀20和/或氧气递送阀36的一个或多个电源。例如，可提供可安装或以其它方式固定于便携式氧气浓缩器10的一对电池（未示出）。支架、带或支撑（未示出）可用于将电池固定于便携式氧气浓缩器10。关于可包括于便携式氧气浓缩器10中的示例性电池的额外信息可见于美国专利7,794,522，其全部公开内容通过引用的方式明确地并入本文。控制器21可控制电池电力至便携式氧气浓缩器10内的其它部件的分布。例如，控制器21可从电池之一消耗功率，直至电池的功率减小至预定水平，此后控制器21可自动地切换至电池的另一个。

任选地，便携式氧气浓缩器10可包括适配器，使得外部电源（例如，常规AC电源，诸如壁插座），或便携式AC或DC电压（诸如汽车点火器插座、太阳能面板装置），等等（未示出）。转换此类外部电能以使得其可由便携式氧气浓缩器10使用所需的任何变压器或其它部件（也未示出）可提供于便携式氧气浓缩器10内，提供于将便携式氧气浓缩器10连接至外部电源的电缆中，或提供于外部装置自身中。

应理解，所描述的便携式氧气浓缩器10的实施例并非旨在限制。便携式氧气浓缩器10可包括一个或多个额外部件，例如一个或多个止回阀、过滤器、传感器、电气电源（未示出），和/或其它部件，这些部件中的至少一些可联接至控制器21（和/或一个或多个额外控制器，也未示出），如下文进一步所描述。应理解，术语“气流”、“空气”或“气体”在本文中通用地使用，即使相关特定流体可为环境空气、加压氮气、浓缩氧气，等等。

在权利要求书中，置于括弧之间的任何附图标记不应解释为限制权利要求。术语“包含（comprising）”或“包括（including）”不排除不同于权利要求中列出的那些的元件或步骤的存在。在列举若干个装置的一个装置权利要求中，若干个这些装置可通过一个和相同项目的硬件来具体化。元件之前的单词“一个（a）”或“一种（an）”不排除多个此类元件的存在。在列举若干个装置的任何装置权利要求中，若干个这些装置可通过一个和相同项目的硬件来具体化。某些元件叙述于互相不同的从属权利要求中这一事实并不表明这些元件不可组合使用。

虽然出于说明的目的本发明已基于当前考虑为最实际和最优选的实施例详细地描述，但应理解的是此类详情仅用于说明的目的，并且本发明不限于所公开实施例，而相反地，本发明旨在涵盖所附权利要求书的精神和范围内的修改和相等布置。例如，应理解的是本发明在可能程度上想到，任何实施例的一个或多个特征可结合任何其它实施例的一个或多个特征。

Claims (15)

1.一种氧气浓缩器（10），所述氧气浓缩器（10）包括：

进入开口（70），所述进入开口（70）配置成接收空气；

压缩机（16），所述压缩机（16）配置成加压通过所述进入开口接收的所述空气；

进入开口限流器（72a、72b），所述进入开口限流器（72a、72b）配置成响应于受治疗者对加压空气的增加或降低的需求而动态地改变所述进入开口的特性；和

筛床（18A、18B），所述筛床（18A、18B）配置成将所述加压空气分离为用于递送至所述受治疗者的浓缩气体成分。

2.根据权利要求1所述的氧气浓缩器，其特征在于，所述进入开口限流器配置成相对于所述进入开口枢转。

3.根据权利要求1所述的氧气浓缩器，其特征在于，所述进入开口的特性包括所述进入开口的尺寸。

4.根据权利要求1所述的氧气浓缩器，其特征在于，对加压空气的需求与所述氧气浓缩器的剂量设置相关。

5.根据权利要求1所述的氧气浓缩器，其特征在于，所述进入开口限流器包括接触部分，所述接触部分配置成插入所述进入开口或从所述进入开口移除以动态地改变所述进入开口的特性。

6.一种减小氧气浓缩器中噪音水平的方法，所述方法包括：

在氧气浓缩器的进入开口（70）接收空气；

利用压缩机（16）加压所述空气；

响应于受治疗者对加压空气的增加或降低的需求而改变所述进入开口的特性，所述特性通过进入开口限流器（72A、72B）改变；

将所述加压空气分离为用于递送至所述受治疗者的浓缩气体成分，所述分离通过所述筛床（18A、18B）提供。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述进入开口限流器配置成相对于所述进入开口枢转。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述进入开口的特性包括所述进入开口的尺寸。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对加压空气的需求与所述氧气浓缩器的剂量设置相关。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述进入开口限流器包括接触部分，所述接触部分配置成插入所述进入开口或从所述进入开口移除以动态地改变所述进入开口的特性。

11.一种配置成浓缩氧气的系统，所述系统包括：

用于在进入开口（70）接收空气的装置；

用于加压所述空气的压缩装置（16）；

用于响应于受治疗者对加压空气的增加或降低的需求而改变所述进入开口的特性的装置，所述进入开口的特性的改变通过进入开口限流器（72A、72B）提供；和

用于将所述加压空气分离为用于递送至所述受治疗者的浓缩气体成分的装置，所述分离通过筛床（18A、18B）提供。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述进入开口限流器配置成相对于所述进入开口枢转。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述进入开口的特性包括所述进入开口的尺寸。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，对加压空气的需求与所述氧气浓缩器的剂量设置相关。

15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述进入开口限流器包括接触部分，所述接触部分配置成插入所述进入开口或从所述进入开口移除以动态地改变所述进入开口的特性。

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