CN104071753B - 一种制氧系统、方法及制氧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制氧系统、方法及制氧机，制氧系统，包括依次单项连接的进气口、进气过滤器、压缩机、进气消音器、散热除水装置、集成式吸附塔、氧气流量计、细菌过滤器、湿化瓶和出氧口，集成式吸附塔和散热除水装置分别连接排气消音器，还包括处理器，处理器分别与进气过滤器，进气消音器，压缩机，散热除水装置，集成式吸附塔，排气消音器和细菌过滤器电连接。制氧机，包括上述制氧系统。结构简单，通过控制器控制，实现各部件自主运行和关闭，自动化程度高，有效保证输出高浓度、无菌的氧气。

Description

一种制氧系统、方法及制氧机

技术领域

本发明涉及制氧系统，尤其涉及一种制氧系统、方法及制氧机。

背景技术

近年来保健吸氧被广泛认识和接受，使得小型家用制氧机已经成为非常畅销的保健、理疗产品。选择一台好的家用制氧机，坚持经常吸氧可以缓解神经疲劳、放松身心、保持旺盛精力、提高工作效率；改善大脑供氧状况，调节脑神经系统功能，提高记忆力和思维能力，和提高学习效率；减少污染和恶劣环境下对身体的危害；在一定程度上可延缓衰老、增强新陈代谢；减轻低氧血症，满足组织代谢的需要；缓解低氧引起的肺动脉高压，减轻红细胞增多症，降低血液黏稠度，减轻右心室负担，延缓肺心病的发生发展；吸氧可以缓解支气管痉挛、减轻呼吸困难，改善通气功能障碍；改善患者体质和大脑功能，提高运动耐力和生命质量；改善慢性阻塞性肺疾病，延长生命。

目前的制氧机存在过滤效果不好，氧气浓度不高或氧浓度下降过快，效率不高等缺陷，且由于制氧原理的限制，大部分制氧机不能在相对湿度大于80％以上的环境中使用，不能满足用户的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种氧气浓度高，自动化程度高、可以长时间使用的制氧系统、方法及制氧机。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种制氧系统，包括依次单项连接的进气口、进气过滤器、压缩机、进气消音器、散热除水装置、集成式吸附塔、氧气流量计、细菌过滤器、湿化瓶和出氧口，所述集成式吸附塔和所述散热除水装置分别连接排气消音器，还包括处理器，处理器分别与进气过滤器，进气消音器，压缩机，散热除水装置，集成式吸附塔，所述排气消音器和细菌过滤器电连接。

上述制氧系统，其中，所述集成式吸附塔通过出气单向阀与所述氧气流量计连接，所述集成吸附塔通过排气单向阀与所述排气消音器连接，散热除水装置通过排水单向阀与所述排气消音器连接。

上述制氧系统，其中，所述细菌过滤器与所述湿化瓶之间还设置有氧气浓度传感器，所述氧气浓度传感器连接所述处理器。

上述制氧系统，其中，还包括显示输出装置，所述显示输出装置连接所述处理器。

上述制氧系统，其中，所述集成吸附塔包括分配阀、调压阀、左吸附罐和右吸附罐，所述左吸附罐和所述右吸附罐两端分别连接所述分配阀和所述调压阀。

上述制氧系统，其中，所述排气消音器内部设有喷雾装置。

上述制氧系统，其中，所述压缩机采用无极调速电机。

一种制氧系统的控制方法，具体如下：

所述处理器执行初始化操作，空气通过进气口进入；

所述处理器启动所述进气过滤器执行空气中水分、粉尘等杂质过滤；

所述处理器启动所述进气消音器执行对空气进入所述压缩机时产生空气动力噪声消除；

所述处理器启动所述压缩机执行对空气高密度压缩形成压缩空气；

所述处理器启动所述散热除水装置执行对压缩空气温度进行降低，并分离压缩空气中的水分，将压缩空气温度降低5～15℃，并将压缩空气的露点温度降低至0～-5℃，压缩空气经散热除水装置分离出的水分凝结成液态水，储存于所述散热除水装置的除水罐中；

所述处理器启动所述集成式吸附塔执行压缩空气中油污、颗粒及有机废气进行吸附处理和排放，形成高浓度氧气；

所述处理器启动所述排气消音器执行对所述集成式吸附塔排出氮气产生噪声进行消除，所述处理器控制所述散热除水装置储水罐中的液态水通过排石电磁阀进入到所述排气消音器的喷雾口，利用排氮瞬间的压力将液态水喷射成雾状，利用分子筛的吸附热将雾状水汽快速蒸发，随氮气一同排出，所述排气消音器可以同时将氮气和压缩空气分离出的冷凝水排出；

所述氧气流量计执行所述高浓度氧气中氧气流量进行测量，并反馈给所述处理器；

所述处理器启动所述细菌过滤器执行对高浓度氧气进行细菌过滤；

所述湿化瓶执行高浓度氧气进行湿化、滋润，并从所述出氧口输出。

一种制氧机，其中，包括上述制氧系统。

一种制氧机，其中，采用上述制氧系统的控制方法进行控制。

一种制氧机，具体包括：机壳前侧和机壳后侧，及机壳前侧和机壳后侧扣合形成的内腔，所述机壳前侧设置有操作按键、显示输出装置、出氧口、氧气流量计和湿化瓶的安装孔，所述壳体后侧设置有进气口，所述内腔设置有的进气过滤器、压缩机、进气消音器、散热除水装置、集成式吸附塔、细菌过滤器和处理器，所述操作按键、显示输出装置、进气过滤器、压缩机、进气消音器、散热除水装置、集成式吸附塔、细菌过滤器分别与所述处理器电连接。

上述制氧机，其中，还包括排气消音器，所述排气消音器上设置有废气进气口和水气进气口，所述集成式吸附塔通过所述排气单向阀与所述废气进气口连接，所述散热除水装置通过所述排水单向阀与所述水气进气口连接。

上述制氧机，其中，排气消音器包括壳体，及设置在所述壳体内从左至右安装的高密度吸音毛毡，低密度吸音毛毡，吸音海绵，网板和不锈钢丝球，所述壳体左侧为排气孔板，所述壳体右侧设置有废气进气口和水气进气口，所述废气进气口与所述不锈钢丝球连接，所述水气进气口与所述不锈钢丝球连接处还设置有雾化挡板。

上述制氧机，其中，所述排气消音器与所述处理器电连接。

上述制氧机，其中，机壳后侧上设置有旋转把手。

上述制氧机，其中，湿化瓶的安装孔上设置有可翻转的托架。

上述制氧机，其中，进气过滤器采用高效盒装空气过滤器，放置在壳体的后侧。

上述制氧机，其中，所述机壳前侧还设置有V型面，所述操作按键、显示输出装置、出氧口和湿化瓶的安装孔设置在所述V型面上。

上述制氧机，其中，操作按键除起到开启和关闭的效果外，还可控制氧气流量的大小，从而间接控制氧气浓度，流量增大，浓度下降，流量减小，浓度上升，实现高浓度的制氧效果。

上述制氧机，其中，显示输出装置为设置在机壳前侧的显示屏。

上述制氧机，其中，进气消音器采用圆筒式错位缓冲消音器。

上述制氧机，其中，压缩机采用无油活塞空气压缩机。

上述制氧机，其中，氧浓度传感器采用超声波传感器。

上述技术方案具有如下优点或有意效果：

本发明高浓度制氧机，结构简单，通过控制器控制，实现各部件自主运行和关闭，自动化程度高，有效保证输出高浓度、无菌的氧气，该制氧机采用日常空气作为原料，无需添加化学制剂，通电即可得到连续的、稳定的、高氧浓度氧气。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种制氧系统的结构示意图；

图2为本发明一种制氧机的结构示意图；

图3为图2一种制氧机的背面图；

图4为排气消音器的结构示意图。

图中1为进气口、2为进气过滤器、3为进气消音器、4为压缩机、5为散热除水装置、6为分配阀、7为排气单向阀、8为排气消音器、9为右吸附罐、10为左吸附罐、11为调压阀、12为集成式吸附塔、13为出气单向阀、14为氧气流量计、15为细菌过滤器、16为氧气浓度传感器、17为湿化瓶、18为出氧口、19为显示屏、20为操作按键、21为湿化瓶的安装孔、22为托架、23为旋转把手、24为盒装空气过滤器、25为机壳后侧、26为机壳前侧、27为V型面、28为排水单向阀、29为废气进气口、30为水气进气口、31为雾化挡板、32为网板、33为吸音海绵、34为低密度吸音毛毡、35为高密度吸烟呢毛毡、36为排气孔板、37为壳体、38为不锈钢丝球。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的作进一步说明，但不作为本发明的限定。

请参见图1所示，一种制氧系统，包括依次单项连接的进气口1、进气过滤器2、压缩机4、进气消音器3、散热除水装置5、集成式吸附塔12、氧气流量计14、细菌过滤器15、湿化瓶17和出氧口18，集成式吸附塔12和散热除水装置5分别连接排气消音器8，还包括处理器(未示出)，处理器分别与进气过滤器2，进气消音器3，压缩机4，散热除水装置5，集成式吸附塔12，排气消音器8和细菌过滤器15电连接。

处理器控制进气过滤器，进气消音器，压缩机，散热除水装置，集成式吸附塔和细菌过滤器的运行和停止。通过压缩机将空气压缩形成高浓度空气，通过集成式吸附塔，细菌过滤器，湿化瓶等形成高浓度的氧气。同时，通过设置散热除水装置对压缩空气先进行除水处理，有效保护后续压缩空气进入的装置，和延长使用寿命。采用日常空气作为原料，无需添加化学制剂，通电即可得到连续、稳定、高氧浓度的氧气，使用方便，结构简单。

进一步地，集成式吸附塔12通过出气单向阀13与氧气流量计14连接，集成吸附塔12通过排气单向阀7与排气消音器8连接。

更进一步地，散热除水装置5通过排水单向阀28与排气消音器8连接。

通过排水单向阀，出气单向阀和排气单向阀连接，可防止压缩空气回流到集成式吸附塔，和水回流，造成压缩空气污染。

更加进一步地，排气单向阀采用大口径、超低压启动、高灵敏单向阀，确保排气时开闭迅速，排气彻底、排气阻力小于10Kpa，在制氧机关机不工作时，排气单向阀可关闭，确保吸附塔分子筛与外界隔绝，可以有效延长制氧机寿命。

进一步地，细菌过滤器15与湿化瓶17之间还设置有氧气浓度传感器16，氧气浓度传感器16连接处理器。

更进一步地，氧气浓度传感器采用超声波传感器，对产品氧气的浓度进行实时监控和测量。超声波传感器具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。

进一步地，还包括显示输出装置，显示输出装置连接处理器。显示输出装置通过处理器处理显示氧气流量计侧量的氧气流量，显示输出装置通过处理器处理显示氧气浓度传感器测量的氧气浓度，让用户通过显示输出装置了解氧气流量和浓度的具体数值，增加了用户体验。

进一步地，集成吸附塔12包括分配阀6、调压阀11、左吸附罐10和右吸附罐9，左吸附罐10和右吸附罐9两端分别连接分配阀6和调压阀11。处理器执行分配阀实现高效准确控制吸附塔左、右吸附罐轮流工作，所得的高氧浓度氧气通过调压阀调压后流出。

进一步地，排气消音器8内部设有喷雾装置。散热除水装置储水罐中的液态水通过处理器控制排石电磁阀进入到排气消音器的喷雾口，利用排氮瞬间的压力将液态水喷射成雾状，利用分子筛的吸附热将雾状水汽快速蒸发，随氮气一同排出，排气消音器可以同时将氮气和压缩空气分离出的冷凝水排出。且排出的水分全部转化成水汽，无任何水滴；

进一步地，压缩机4采用无极调速电机。无极调速电机可根据氧气产量反馈信息自动调节压缩空气排量及压力，提高制氧机的制氧效率。

一种制氧系统的控制方法，具体如下：

第一步，处理器执行初始化操作，空气通过进气口进入；

第二步，处理器启动进气过滤器执行空气中水分、粉尘等杂质过滤；

第三步，处理器启动进气消音器执行对空气进入压缩机时产生空气动力噪声消除；

第四步，处理器启动压缩机执行对空气高密度压缩形成压缩空气；

第五步，处理器启动散热除水装置执行对压缩空气温度进行降低，并分离压缩空气中的水分，处理器启动所述散热除水装置执行对压缩空气温度进行降低，并分离压缩空气中的水分，将压缩空气温度降低5～15℃，并将压缩空气的露点温度降低至0～-5℃，降低压缩空气中的水分含量，有效保护后续集成式吸附塔内的分子筛，延长制氧机工作寿命，压缩空气经散热除水装置分离出的水分凝结成液态水滴，储存于散热除水装置的除水罐中，确保制氧机可以全天候使用，包括相对湿度大于80％以上；

第六步，处理器启动集成式吸附塔执行压缩空气中油污、颗粒及部分的有机废气进行吸附处理和排放形成高浓度氧气；

第七步，处理器启动所述排气消音器执行对集成式吸附塔排出氮气产生噪声进行消除，排气消音器内部设有喷雾装置，处理器控制散热除水装置储水罐中的液态水通过排石电磁阀进入到排气消音器的喷雾口，利用排氮瞬间的压力将液态水喷射成雾状，利用分子筛的吸附热将雾状水汽快速蒸发，随氮气一同排出，排气消音器可以同时将氮气和压缩空气分离出的冷凝水排出。且排出的水分全部转化成水汽，无任何水滴；

优选地，第七步中，集成式吸附塔通过出气单向阀与氧气流量计连接，集成吸附塔通过排气单向阀与排气消音器连接。通过连接出气单向阀和排气单向阀，可防止压缩空气流会集成式吸附塔，造成空气污染。

第八步，氧气流量计执行高浓度氧气中氧气流量进行测量，并反馈给处理器；

优选地，制氧机还包括显示输出装置，第八步中，显示输出装置显示氧气流量。

第九步，处理器启动细菌过滤器执行对高浓度氧气进行细菌过滤；

第十步，湿化瓶执行高浓度氧气进行湿化、滋润，并从出氧口输出。

优选地，细菌过滤器与湿化瓶之间还设置有氧气浓度传感器，氧气浓度传感器连接处理器。氧气浓度传感器测量氧气浓度反馈给处理器，通过显示输出装置显示氧气的浓度。

一种制氧机，其中，包括上述制氧系统。

一种制氧机，其中，采用上述制氧系统的控制方法进行控制。

参见图2、图3和图4所示，一种制氧机，具体包括：机壳前侧26和机壳后侧25，及机壳前侧26和机壳后侧25扣合形成的内腔(未示出)，机壳前侧26设置有操作按键20、显示输出装置、出氧口18、氧气流量计14和湿化瓶的安装孔21，壳体后侧25设置有进气口1，内腔设置有的进气过滤器、压缩机、进气消音器、散热除水装置、集成式吸附塔、细菌过滤器和处理器，操作按键20、显示输出装置、进气过滤器、压缩机、进气消音器、散热除水装置、集成式吸附塔、细菌过滤器分别与处理器电连接。

进一步地，还包括排气消音器8，排气消音器8上设置有废气进气口29和水气进气口30，集成式吸附塔通过排气单向阀与废气进气口29连接，散热除水装置通过排水单向阀与水气进气口30连接。

更进一步地，排气消音器8包括壳体37，及设置在壳体37内从左至右安装的高密度吸音毛毡35，低密度吸音毛毡34，吸音海绵33，网板32和不锈钢丝球38，壳体37左侧为排气孔板36，壳体37右侧设置有废气进气口29和水气进气口30，废气进气口29与不锈钢丝球38连接，水气进气口30与不锈钢丝球38连接处还设置有雾化挡板31。

更加进一步地，排气消音器8与处理器电连接。

排气消音器执行对集成式吸附塔排出氮气产生噪声进行消除，和散热除水装置吸附压缩空气内的水分通过排气消音器进行雾化喷射，排气消音器通过处理器控制。集成式吸附塔排出的氮气通过排气单向阀，经过排气消音器上的废气进气口，分别通过不锈钢丝球，网板，吸音海绵，低密度吸音毛毡和高密度吸音毛毡从排气孔板上的排气孔上排出；处理器控制散热除水装置储水罐中的液态水通过排石电磁阀控制，经过排水单向阀，从水气进气口进入到排气消音器的雾化挡板，分别通过不锈钢丝球，网板，吸音海绵，低密度吸音毛毡和高密度吸音毛毡从排气孔板上的排气孔上随氮气一同排出。此时利用排氮瞬间的压力将液态水喷射成雾状，利用分子筛的吸附热将雾状水汽快速蒸发，排气消音器可以同时将氮气和压缩空气分离出的冷凝水排出，且排出的水分全部转化成水汽，无任何水滴，有效避免生成水滴，给用户造成不便。

进一步地，机壳后侧25上设置有旋转把手23。使用时，翻转旋转把手，起到当提手的功能，平时与机壳成为一体，节省空间，美观，方便制氧机的拿放和移动。

进一步地，湿化瓶的安装孔21上设置有可翻转的托架22。使用时，翻转托架水平，放置湿化瓶于托架上，再翻转托架竖直直到湿化瓶瓶口与安装孔连接，结构简单，使用方便，增加了用户体验。

进一步地，进气过滤器采用高效盒装空气过滤器24，放置在壳体的后侧。便于进气过滤器的更换和检测，高效盒装空气过滤器过滤效果好，使用寿命长，阻力小，更换方便，无需清洗等特点。

进一步地，操作按键20除起到开启和关闭的效果外，还可控制氧气流量的大小，从而间接控制氧气浓度，流量增大，浓度下降，流量减小，浓度上升，实现高浓度的制氧效果。

进一步地，显示输出装置为设置在机壳前侧的显示屏19，让用户更加直观的了解制氧机的运行状态及氧气流量和浓度。

进一步地，机壳前侧26和机壳后侧25为弧形面。使制氧机更加美观，

更进一步地，机壳前侧26还设置有V型面27，操作按键、显示输出装置、出氧口和湿化瓶的安装孔设置再V型面27上。使得制氧机机构更小，美观，方便运输和携带，有利于使用。

进一步地，进气消音器采用圆筒式错位缓冲消音器，结构简单，组装方便，效应效果好。

进一步地，压缩机采用无油活塞空气压缩机，能持续提供洁净的压缩空气，更高效节能。

进一步地，散热除水装置降低压缩空气的温度，并分离压缩空气中水分，充分保护分子筛，延长整机的使用寿命并保证高质量的产品氧气。

进一步地，氧浓度传感器采用超声波传感器，对产品氧气的浓度进行实时监控。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种制氧系统，其特征在于，包括依次单项连接的进气口、进气过滤器、压缩机、进气消音器、散热除水装置、集成式吸附塔、氧气流量计、细菌过滤器、湿化瓶和出氧口，所述集成式吸附塔和所述散热除水装置分别连接排气消音器，还包括处理器，处理器分别与进气过滤器，进气消音器，压缩机，散热除水装置，集成式吸附塔，所述排气消音器和细菌过滤器电连接；

所述集成式吸附塔通过出气单向阀与所述氧气流量计连接，所述集成吸附塔通过排气单向阀与所述排气消音器连接，所述散热除水装置通过排水单向阀与所述排气消音器连接；

所述细菌过滤器与所述湿化瓶之间还设置有氧气浓度传感器，所述氧气浓度传感器连接所述处理器；

所述集成吸附塔包括分配阀、调压阀、左吸附罐和右吸附罐，所述左吸附罐和所述右吸附罐两端分别连接所述分配阀和所述调压阀。

2.根据权利要求1所述的制氧系统，其特征在于，还包括显示输出装置，所述显示输出装置连接所述处理器。

3.一种制氧系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至2任意一项所述的一种制氧系统，具体如下：

所述处理器执行初始化操作，空气通过进气口进入；

所述处理器启动所述进气过滤器执行空气、粉尘杂质过滤；

所述处理器启动所述进气消音器执行对空气进入所述压缩机时产生空气动力噪声消除；

所述处理器启动所述压缩机执行对空气高密度压缩形成压缩空气；

所述处理器启动所述散热除水装置执行对压缩空气温度进行降低，并分离压缩空气中的水分，将压缩空气温度降低5～15℃，并将压缩空气的露点温度降低至0～-5℃，压缩空气经散热除水装置分离出的水分凝结成液态水滴，储存于散热除水装置的除水罐中；

所述处理器启动所述集成式吸附塔执行压缩空气中油污、颗粒及部分的有机废气进行吸附处理和排放形成高浓度氧气；

所述处理器启动所述排气消音器执行对所述集成式吸附塔排出氮气产生噪声进行消除，所述处理器控制所述散热除水装置储水罐中的液态水通过排石电磁阀进入到所述排气消音器的喷雾口，利用排氮瞬间的压力将液态水喷射成雾状，利用分子筛的吸附热将雾状水汽快速蒸发，随氮气一同排出，所述排气消音器可以同时将氮气和压缩空气分离出的冷凝水排出；

所述氧气流量计执行所述高浓度氧气中氧气流量进行测量，并反馈给所述处理器；

所述处理器启动所述细菌过滤器执行对高浓度氧气进行细菌过滤；

所述湿化瓶执行高浓度氧气进行湿化、滋润，并从所述出氧口输出。

4.一种制氧机，具体包括：机壳前侧和机壳后侧，及机壳前侧和机壳后侧扣合形成的内腔，所述机壳前侧设置有操作按键、显示输出装置、出氧口、氧气流量计和湿化瓶的安装孔，所述壳体后侧设置有进气口，所述内腔设置有的进气过滤器、压缩机、进气消音器、散热除水装置、集成式吸附塔、细菌过滤器和处理器，所述操作按键、显示输出装置、进气过滤器、压缩机、进气消音器、散热除水装置、集成式吸附塔、细菌过滤器分别与所述处理器电连接；

还包括排气消音器，所述排气消音器上设置有废气进气口和水气进气口，所述集成式吸附塔通过所述排气单向阀与所述废气进气口连接，所述散热除水装置通过所述排水单向阀与所述水气进气口连接；

所述湿化瓶的安装孔上设置有可翻转的托架。

5.根据权利要求4所述的制氧机，其特征在于，所述排气消音器包括壳体，及设置在所述壳体内从左至右安装的高密度吸音毛毡，低密度吸音毛毡，吸音海绵，网板和不锈钢丝球，所述壳体左侧为排气孔板，所述壳体右侧设置有废气进气口和水气进气口，所述废气进气口与所述不锈钢丝球连接，所述水气进气口与所述不锈钢丝球连接处还设置有雾化挡板，所述排气消音器与所述处理器电连接。