CN104591093B - Psa制氧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PSA制氧机包括第一模块吸附分离器、第二模块吸附分离器、模块吹洗分离器、制氧管路及消音排气管路，第一模块吸附分离器包括第一上通气口及第一下通气口；第二模块吸附分离器包括第二上通气口及第二下通气口；模块吹洗分离器包括第三上通气口及第三下通气口；制氧管路一端与所述第三上通气口连接，另一端与所述第一下通气口及所述第二下通气口连接，消音排气管路与所述第一上通气口及所述第二上通气口连接，所述第一排气阀与所述第二排气阀均为针型阀。通过制氧管路上的第一排气阀实现实时监测PSA制氧机的氧气含量，从而控制PSA的制氧效果，消音排气管路上的第二排气阀的开合可控制出气量，以便对仪器进行调试，从而保证仪器的安全。

Description

PSA制氧机

技术领域

本发明涉及制氧设备技术领域，特别是涉及一种PSA制氧机。

背景技术

对于具有心脑血管、呼吸系统疾病的患者以及在严重缺氧高原地区执勤的官兵和其他工作人员，需要吸入高纯度氧气，基于不同情况下的需求，制氧设备应用而生。

目前，常见的制氧机为双吸附塔制氧机，其是以空气为原料，分子筛为吸附剂，采用PSA变压吸附远离制取氧气。原料空气首先经过预处理后由压缩机加压，压缩空气经过过滤、冷却、去除水分后由进气阀进入装有分子筛的吸附塔，空气中的氮气被吸附，流出的气体即为高纯度氧气。当分子筛氮气吸附达到一定的饱和度后，进气阀关闭排气阀打开，吸附塔进入解析再生阶段，分子筛微孔内的氮气在自身压力下被解析出来。同时，另一只吸附塔的再生回吹气体使分子筛内的氮气进一步析出，完成一个循环周期。

但是，现有PSA制氧机出氧不稳定，浓度有波动，甚至出氧量较大时会损害测量仪器。

发明内容

基于此，有必要针对现有PSA制氧机出氧不稳定、浓度有波动，甚至出氧量较大时会损害测量仪器的问题，提供一种PSA制氧机。

一种PSA制氧机，包括：

第一模块吸附分离器，包括第一上通气口及第一下通气口；

第二模块吸附分离器，包括第二上通气口及第二下通气口；

模块吹洗分离器，包括第三上通气口及第三下通气口；

制氧管路，一端与所述第三上通气口连接，另一端与所述第一下通气口及所述第二下通气口连接，以将氧气输入所述模块吹洗分离器进行吹洗分离，所述制氧管路上设有用于与测氧仪器连接的第一排气阀；

消音排气管路，与所述第一上通气口及所述第二上通气口连接，以将所述经过解析吹洗的氮气从所述消音排气管路来排出，所述消音排气管路上设有第二排气阀；

其中，所述第一排气阀与所述第二排气阀均为针型阀。

在其中一实施例中，所述PSA制氧机还包括通气管路及进气阀，所述通气管路包括多根空气通气管路及多根氧气通气管路，所述空气通气管路包括第一空气通气管路、第二空气通气管路及第三空气通气管路，所述第一空气通气管路、第二空气通气管路及第三空气通气管路两端分别汇聚，并与所述第一上通气口及所述第二上通气口连接，所述进气阀与所述第一空气通气管路连接；

所述氧气通气管路包括第一氧气通气管路、第二氧气通气管路及第三氧气通气管路，所述第一氧气通气管路、第二氧气通气管路及第三氧气通气管路两端分别汇聚，并与所述第一下通气口及第二下通气口连接，所述第一氧气通气管路与所述第三下通气口连接，所述第三空气通气管路与所述第三氧气通气管路连接，所述第三下通气口用于排出氧气。

所述进气阀一端与所述外部进气管路连接，另一端与所述第一空气通气管路连接；

在其中一实施例中，所述第一空气通气管路、第二空气通气管路及第三空气通气管路两端均设有第一气动控制阀。

在其中一实施例中，所述第一氧气通气管路、第二氧气通气管路及第三氧气通气管路两端均设有第二气动控制阀。

在其中一实施例中，所述制氧管路一端与所述第三上通气口连接，另一端与所述第二氧气通气管路连接，所述制氧管路与所述第二氧气通气管路连接的端部位于所述第二氧气通气管路上的两个所述第二气动控制阀之间。

在其中一实施例中，所述PSA制氧机还包括消音器，所述消音排气管路一端与所述第二空气通气管路连接，另一端与所述消音器连接，所述消音排气管路与所述第二空气通气管路连接的端部位于所述第二空气通气管路上的两个所述第二气动控制阀之间。

在其中一实施例中，所述第三空气通气管路与所述第三氧气通气管路通过连接管路连接，所述连接管路的两端分别位于所述第三空气通气管路上的两个第一气动控制阀之间，以及所述第三氧气通气管路上的两个所述第二气动控制阀之间。

在其中一实施例中，所述PSA制氧机还包括控制系统，所述控制系统控制所述第一气动控制阀、第二气动控制阀的开启或关闭。

在其中一实施例中，所述第三下通气口上设有第三排气阀，用于将氧气排出至氧气罐，所述第三排气阀为球阀。

在其中一实施例中，所述第一氧气通气管路上设有连接阀，所述第三排气阀的进气端与所述连接阀通过管路连通，以将所述第三下通气口与所述第一下通气口及第二下通气口连通，完成第一模块吸附分离器或第二模块吸附分离器的解析吹洗。

上述PSA制氧机，通过制氧管路上的第一排气阀实现实时监测PSA制氧机的氧气含量，从而控制PSA的制氧效果，消音排气管路上的第二排气阀的开合可控制出气量，以便对仪器进行调试，从而保证仪器的安全。第一排气阀与第二排气阀均为针型阀，可承受较强的压力，并控制气流的流量，避免了现有PSA制氧机出氧不稳定，浓度有波动，甚至出氧量较大时会损坏测氧仪器的问题。

附图说明

图1为本较佳实施方式的PSA制氧机的结构示意图；

图2为图1所述的PSA制氧机的另一视角的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，本较佳实施例中的一种PSA制氧机10，与外部进气管路(图未示)连接，其包括第一模块吸附分离器12、第二模块吸附分离器14、模块吹洗分离器16、进气阀17及通气管路18。

该第一模块吸附分离器12包括第一上通气口122及第一下通气口124，该第二模块吸附分离器14包括第二上通气口142及第二下通气口144，该模块吹洗分离器16包括第三上通气口162及第三下通气口164。

该通气管路18包括多根空气通气管路182及多根氧气通气管路184。该空气通气管路182包括第一空气通气管路1822、第二空气通气管路1824及第三空气通气管路1826，该第一空气通气管路1822、第二空气通气管路1824及第三空气通气管路1826两端分别汇聚，并与该第一上通气口122及该第二上通气口142连接，该进气阀17与该第一空气通气管路1822连接。

该氧气通气管路184包括第一氧气通气管路1842、第二氧气通气管路1844及第三氧气通气管路1846，该第一氧气通气管路1842、第二氧气通气管路1844及第三氧气通气管路1846两端分别汇聚，并与该第一下通气口124及第二下通气口144连接，该第一氧气通气管路1842与所述第三下通气口164连接，该第三空气通气管路1826与第三氧气通气管路1846连接，该第三下通气口164用于排出经过吹洗分离的气体。

进气阀17一端与该外部进气管路连接，另一端与该第一空气通气管路1822连接。具体到本实施例中，该进气阀17为针型阀。

可以理解，在其他实施例中，第一模块吸附分离器12、第二模块吸附分离器14及模块吹洗分离器16的数量在此不限，可根据PSA制氧机10的机型大小而设定。

具体地，进气阀17与第一空气通气管路1822位于整个PSA制氧机10的上方，也就是说，第一上通气口122与第二上通气口142分别为第一模块吸附分离器12与第二模块吸附分离器14的进气口。如此，进气阀17及进气口位于第一模块吸附分离器12与第二模块吸附分离器14的上方，可有效避免分子筛粉化，从而提高PSA制氧机10的制氧效率。

该第一空气通气管路1822、第二空气通气管路1824及第三空气通气管路1826两端均设有第一气动控制阀186。该第一氧气通气管路1842、第二氧气通气管路1844及第三氧气通气管路1846两端均设有第二气动控制阀188。

更具体地，该第一气动控制阀186为6个，分为3组，每组的两个该第一气动控制阀186分别设于第一空气通气管路1822、第二空气通气管路1824及第三空气通气管路1826的两端。靠近该第一模块吸附分离器12的第一气动控制阀186的端部汇聚并与第一上通气口122连通，靠近该第二模块吸附分离器14的第一气动控制阀186的端部汇聚并与第二上通气口142连通。进气阀17与该第一空气通气管路1822连通，其与第一空气通气管路1822的连接处位于两个第一气动控制阀186之间。

该第二气动控制阀188也为6个，分为3组，分别设置于第一氧气通气管路1842、第二氧气通气管路1844及第三氧气通气管路1846的两端，靠近该第一模块吸附分离器12的第二气动控制阀188的端部汇聚并与第一下通气口124连通，靠近该第二模块吸附分离器14的第二气动控制阀188的端部汇聚并与第二下通气口144连通。第三空气通气管路1826与所述第三氧气通气管路1846通过连接管路(图未标)连通，该连接管路的两端分别位于该第三空气通气管路1826两端的第一气动控制阀186之间，以及该第三氧气通气管路1846两端的第二气动控制阀188之间。

需要说明是的，如图1所示，该第一气动控制阀186、第二气动控制阀188均为单向阀，其中，第一气动控制阀186与第二气动控制阀188的走向均为A-B。

请再次参阅图2，在本较佳实施例中，该PSA制氧机10还包括制氧管路19，该制氧管路19一端与该第三上通气口162连接，另一端与该第二氧气通气管路1844连接，以与第一下通气口124及第二下通气口144连接，将氧气输入该模块吹洗分离器16进行吹洗分离。

其中，该制氧管路19上还设有用于与测氧仪器连接的第一排气阀192，以检测排出氧气的浓度。该制氧管路19与第二氧气通气管路1844的连接处位于该第二氧气通气管路1844上的两个第二气动控制阀188之间。

请再次参阅图1，本实施例中，该PSA制氧机10还包括消音排气管路11，该消音排气管路11，该消音排气管路11一端与该第二空气通气管路1824连接，以与第一上通气口122及第二上通气口142连接，将经过解析吹洗的氮气从消音排气管路11排出。

该PSA制氧机10还包括消音器13，该消音排气管路11的另一端与消音器13连接，以将氮气从消音器13排出该消音排气管。该消音排气管路11上设有用于与测氧仪器连接的第二排气阀112，以检测排出氧气的浓度。

在本较佳实施例中，该第三下通气口164上设有第三排气阀166，用于将氧气排出至氧气罐，该第三排气阀166为球阀。该第三排气阀166与外部的储氧容器连通或输氧管路连通，以将氧气储存起来或输送道病房。

具体地，该第一氧气通气管路1842上设有连接阀1848，该第三排气阀166的进气端与该连接阀1848通过管路连通，以将第三下通气口164与所述第一下通气口124及第二下通气口144连通，完成第一模块吸附分离器12或第二模块吸附分离器14的解析吹洗。

可以理解，模块吹洗分离器16的出氧口还可设于其另一侧或其他位置，则第三下通气口164用于与连接阀1848连接，以完成对第一模块吸附分离器12与第二模块吸附分离器14的解析吹洗。

在本实施例中，第一空气通气管路1822两端的第一气动控制阀186，用来控制原料空气进入第一模块吸附分离器12或第二模块吸附分离器14。第二空气通气管路1824两端的第一气动控制阀186用来控制第一模块吸附分离器12与第二模块吸附分离器14分别与消音排气管路11的连通，以排出氮气。

第三空气通气管路1826两端的第一气动控制阀186，以及第三氧气通气管路1846两端的第二气动控制阀188，用来控制第一上通气口122与第二下通气口144是否连通，或第二上通气口142与第一下通气口124是否连通，以进行第一模块吸附分离器12及第二模块吸附分离器14的均压。

第二氧气通气管路1844两端的第二气动控制阀188用来控制第一下通气口124与制氧管路19的连通，以及第二下通气口144与制氧管路19的连通。第一氧气通气管路1842两端的第二气动控制阀188用来控制第三下通气口164与第一下通气口124或第二下通气口144的连通，以进行解析吹洗。

请再次参阅图1，在本较佳实施例中，该PSA制氧机10还包括控制系统15，该控制系统15控制该第一气动控制阀186、第二气动控制阀188的开启或关闭。

在制氧过程中，靠近第一模块吸附分离器12的第一气动控制阀186开启，靠近第二模块吸附分离器14的第一气动控制阀186关闭，经过压缩机、空气预处理设备处理的原料空气，经过进气阀17、第一空气通气管路1822及第一空气通气管路1822上靠近第一模块吸附分离器12的第一气动控制阀186进入第一上通气口122。制得的氧气从第一下通气口124排出，并经过第二氧气通气管路1844及第二氧气通气管路1844上的第二气动控制阀188进入制氧管路19，并通过第一排气阀192进入模块吹洗分离器16，进行吹洗分离。

与此同时，控制连接阀1848及第一氧气通气管路1842上靠近第二模块吸附分离器14的第二气动控制阀188，使气流经过第三下通气口164进入第二下通气口144，从而进行解析吹洗，使制氧与解析吹洗同时进行。解析出的氮气通过第二上通气口142以及第二空气通气管路1824上的第一气动控制阀186进入消音排气管路11排出。

制氧完毕后，关闭进气阀17、第二空气通气管路1824上靠近第二模块吸附分离器14的第二气动控制阀188及第二氧气通气管路1844上靠近第一模块吸附分离器12的第二气动控制阀188。并打开第三空气通气管路1826上靠近所述第一模块吸附分离器12的第一气动控制阀186，以及第三氧气通气管路1846上靠近所述第二模块吸附分离器14的第二气动控制阀188完成交叉均压，提高第二模块吸附分离器14的压力与氧浓度。完成均压后，关闭完成均压动作的阀门，排空第一模块吸附分离器12，控制系统15控制第二模块吸附分离器14制氧以及第一模块吸附分离器12的解析吹洗。

需要说明的是，该PSA制氧机还包括控制气路(图为示)，该控制气路与控制系统连接，并控制第一气动控制阀186与第二气动控制阀188的开启或关闭。

上述PSA制氧机10，通过制氧管路19上的第一排气阀192实现实时监测PSA制氧机10的氧气含量，从而控制PSA的制氧效果，消音排气管路11上的第二排气阀112的开合可控制出气量，以便对仪器进行调试，从而保证仪器的安全。第一排气阀192与第二排气阀112均为针型阀，可承受较强的压力，并控制气流的流量，避免了现有PSA制氧机10出氧不稳定，浓度有波动，甚至出氧量较大时损坏测氧仪器的问题。

此外，制氧过程中通过控制空气通气管路182与氧气通气管路184的中管路以及进气阀17的连通即可实现第一模块吸附分离器12与第二模块吸附分离器14的制氧、均压及解析吹洗，不用单独设置均压管路及均压阀，简化了结构，减小了制造与生产成本。此外，不需要控制气罐与空气缓冲罐组来调节进入第一模块吸附分离器12与第二模块吸附分离器14的气流量及气压，进一步简化了结构。

以上该实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种PSA制氧机，其特征在于，包括：

第一模块吸附分离器，包括第一上通气口及第一下通气口；

第二模块吸附分离器，包括第二上通气口及第二下通气口；

模块吹洗分离器，包括第三上通气口及第三下通气口；

制氧管路，一端与所述第三上通气口连接，另一端与所述第一下通气口及所述第二下通气口连接，以将氧气输入所述模块吹洗分离器进行吹洗分离，所述制氧管路上设有用于与测氧仪器连接的第一排气阀；

消音排气管路，与所述第一上通气口及所述第二上通气口连接，以将经过解析吹洗的氮气从所述消音排气管路排出，所述消音排气管路上设有第二排气阀；

其中，所述第一排气阀与所述第二排气阀均为针型阀；

所述PSA制氧机还包括通气管路及进气阀，所述通气管路包括多根空气通气管路及多根氧气通气管路，所述空气通气管路包括第一空气通气管路、第二空气通气管路及第三空气通气管路，所述第一空气通气管路、第二空气通气管路及第三空气通气管路两端分别汇聚，并与所述第一上通气口及所述第二上通气口连接，所述第一上通气口位于所述第一模块吸附分离器的上方，所述第二上通气口位于所述第二模块吸附分离器的上方，所述进气阀与所述第一空气通气管路连接，并位于所述PSA制氧机的上方，且位于所述第一模块吸附分离器与所述第二模块吸附分离器之间；

所述氧气通气管路包括第一氧气通气管路、第二氧气通气管路及第三氧气通气管路，所述第一氧气通气管路、第二氧气通气管路及第三氧气通气管路两端分别汇聚，并与所述第一下通气口及第二下通气口连接，所述第一氧气通气管路与所述第三下通气口连接，所述第三空气通气管路与所述第三氧气通气管路连接，所述第三下通气口用于排出氧气；

所述进气阀一端与外部进气管路连接，另一端与所述第一空气通气管路连接。

2.根据权利要求1所述的PSA制氧机，其特征在于，所述第一空气通气管路、第二空气通气管路及第三空气通气管路两端均设有第一气动控制阀。

3.根据权利要求2所述的PSA制氧机，其特征在于，所述第一氧气通气管路、第二氧气通气管路及第三氧气通气管路两端均设有第二气动控制阀。

4.根据权利要求3所述的PSA制氧机，其特征在于，所述制氧管路一端与所述第三上通气口连接，另一端与所述第二氧气通气管路连接，所述制氧管路与所述第二氧气通气管路连接的端部位于所述第二氧气通气管路上的两个所述第二气动控制阀之间。

5.根据权利要求3所述的PSA制氧机，其特征在于，所述PSA制氧机还包括消音器，所述消音排气管路一端与所述第二空气通气管路连接，另一端与所述消音器连接，所述消音排气管路与所述第二空气通气管路连接的端部位于所述第二空气通气管路上的两个所述第一气动控制阀之间。

6.根据权利要求3所述的PSA制氧机，其特征在于，所述第三空气通气管路与所述第三氧气通气管路通过连接管路连接，所述连接管路的两端分别位于所述第三空气通气管路上的两个第一气动控制阀之间，以及所述第三氧气通气管路上的两个所述第二气动控制阀之间。

7.根据权利要求3所述的PSA制氧机，其特征在于，所述PSA制氧机还包括控制系统，所述控制系统控制所述第一气动控制阀、第二气动控制阀的开启或关闭。

8.根据权利要求3所述的PSA制氧机，其特征在于，所述第三下通气口上设有第三排气阀，用于将氧气排出至氧气罐，所述第三排气阀为球阀。

9.根据权利要求8所述的PSA制氧机，其特征在于，所述第一氧气通气管路上设有连接阀，所述第三排气阀的进气端与所述连接阀通过管路连通，以将所述第三下通气口与所述第一下通气口及第二下通气口连通，完成第一模块吸附分离器或第二模块吸附分离器的解析吹洗。