CN106365123B - 一种单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统及制氧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统及制氧方法,涉及医用气体制造设备技术领域，包括制氧双作用空压机、吸附塔、氧气平衡罐、氧气缓冲罐；所述制氧双作用空压机的输出端与吸附塔输入端连接，吸附塔的输出端与氧气缓冲罐的输入端连接；所述吸附塔的输出端与氧气平衡罐的输入端之间连接有输入管道和输出管道。本发明减少并优化了工艺设备、工作稳定可靠、提升了产氧效率、降低了能耗；同时结构设计合理、安装维护方便，运行维护成本低。

Description

一种单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统及制氧方法

技术领域

本发明涉及医用气体制造设备技术领域，具体而言，涉及一种单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统及制氧方法。

背景技术

目前医用分子筛制氧设备，采用的是分子筛变压吸附制氧原理，以空气为原料，分子筛为吸附剂，利用变压吸附原理制取氧气。此种制氧系统的流程是：空气压缩机输出一定压力的压缩空气，经过滤净化后，进入到吸附塔组成的吸附装置中，空气中的氮气在一个吸附塔被吸附，而未被吸附的氧气流出产生氧气；在一个吸附塔吸附的同时另一个吸附塔中被吸附的氮气解吸排出，使分子筛得到再生，恢复吸附能力，氮气解吸是通过氮气排放系统或排氮机来实现的；采用两个吸附塔如此交替吸附、解吸来实现制氧。此种分子筛变压吸附制氧系统包括空气压缩机、多组吸附塔、吸附塔气路分配切换系统、氮气排放系统或排氮机。设备较为复杂，需要的成本较高，吸附塔气路分配切换系统切换换向频率高，可靠性降低，产氧效率较低且能耗大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少并优化了工艺设备、工作稳定可靠、提升产氧效率、降低能耗；同时结构设计合理、安装维护方便，运行维护成本低的单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统及制氧方法，以解决上述问题。

为实现本发明目的，采用的技术方案为：一种单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统，包括制氧双作用空压机、吸附塔、氧气平衡罐、氧气缓冲罐；所述制氧双作用空压机的输出端与吸附塔输入端连接，吸附塔的输出端与氧气缓冲罐的输入端连接；所述吸附塔的输出端与氧气平衡罐的输入端之间连接有输入管道和输出管道。

进一步的，还包括氧气储罐、氧气增压机和自动供氧系统，且氧气缓冲罐、氧气储罐、氧气增压机均与自动供氧系统连接。

进一步的，输入管道上设置有单向阀Ⅰ和电磁阀Ⅰ，输出管道上设置有单向阀Ⅱ和电磁阀Ⅱ，且氧气缓冲罐的输入端设置有单向阀Ⅲ，氧气储罐与自动供氧系统之间设置有球阀。

进一步的，还包括控制系统，且控制系统分别与制氧双作用空压机、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、制氧增压机、自动供氧系统电连接。

进一步的，所述自动供氧系统还连接设置有浓度测试仪。

进一步的，所述自动供氧系统还连接设置有过滤装置。

进一步的，所述吸附塔为至少一个，多个吸附塔并联连接，多个吸附塔输入端共同与制氧双作用空压机输出端连接，多个吸附塔输出端共同与氧气缓冲罐的输入端连接，且每个吸附塔的输出端与氧气平衡罐的输入端之间均连接有输入管道、输出管道。

进一步的，所述制氧双作用空压机为变频制氧双作用空压机。

一种单罗茨泵双作用医用分子筛制氧方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.制氧双作用空压机正转，将空气形成压缩空气输送到吸附塔内；

S2.进入到吸附塔内的压缩空气，通过吸附塔内的分子筛对压缩空气中的氮气进行吸附，吸附塔内压缩空气中未被吸附的氧气则输送到氧气缓冲罐内，氧气缓冲罐内的氧气通过自动供氧系统进入到用氧设备，当自动供氧系统中的氧气浓度＜90%时，自动排空，当氧气浓度≥90%时，氧气增压压机开始启动，氧气增压机将氧气缓冲罐内的氧气增压后输入到自动供氧系统；

S3.当吸附塔吸附完成后，吸附塔与氧气平衡罐进行均压，同时正转的制氧双作用空压机开始进行变频减速，当吸附塔与氧气平衡罐均压完成时，制氧双作用空压机的转速降为零；

S4.吸附塔与氧气平衡罐均压完成后，制氧双作用空压机反转，吸附塔内分子筛吸附的氮气进行解吸，吸附塔解吸的氮气通过制氧双作用空压机排出；

S5.当解吸完成后，吸附塔与氧气平衡罐进行均压，同时反转的制氧双作用空压机开始进行变频减速，当吸附塔与氧气平衡罐均压完成时，制氧双作用空压机的转速降为零；

S6.如此不停循环，从而实现制氧双作用空压机正转吸附产氧，反转解吸排氮的工作。

本发明的有益效果是,本发明减少并优化了工艺设备、工作稳定可靠、提升了产氧效率、降低了能耗；同时结构设计合理、安装维护方便，运行维护成本低。

附图说明

图1是本发明提供的单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统的结构图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1、制氧双作用空压机，2、吸附塔， 3、氧气缓冲罐，4、氧气平衡罐，5、单向阀Ⅰ，6、电磁阀Ⅰ， 7、电磁阀Ⅱ，8、单向阀Ⅱ，9、单向阀Ⅲ，10、自动供氧系统，11、氧气增压机，12、氧气储罐，13、球阀，14、控制系统，15、输入管道，16、输出管道。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

图1所示出了本发明提供的一种单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统，包括制氧双作用空压机1、吸附塔2、氧气平衡罐3、氧气缓冲罐4，制氧双作用空压机1的正转输出为0~0.06MPa的无油低压空气，制氧双作用空压机1的反转输出为-0.06~0MPa的真空；所述制氧双作用空压机1的输出端与吸附塔2输入端连接，且制氧双作用空压机1与吸附塔2之间设置有过滤器，吸附塔2的输出端与氧气缓冲罐3的输入端连接；所述吸附塔2的输出端与氧气平衡罐4的输入端之间别连接有输入管道15和输出管道16。

该制氧设备还包括氧气储罐12、氧气增压机11和自动供氧系统10，且氧气缓冲罐3、氧气储罐12、氧气增压机11均与自动供氧系统10连接；所述输入管道15上设置有单向阀Ⅰ5和电磁阀Ⅰ6，输出管道16上设置有单向阀Ⅱ8和电磁阀Ⅱ7，且氧气缓冲罐3的输入端设置有单向阀Ⅲ9，氧气储罐12与自动供氧系统10之间设置有球阀13；且该制氧设备还包括控制系统14，且控制系统14分别与制氧双作用空压机1、电磁阀Ⅰ6、电磁阀Ⅱ7、制氧增压机11、自动供氧系统10电连接。

一种单罗茨泵双作用医用分子筛制氧方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.制氧双作用空压机1正转，将空气形成压缩空气输送到吸附塔2内；

S2.进入到吸附塔2内的压缩空气，通过吸附塔2内的分子筛对压缩空气中的氮气进行吸附，吸附塔2内压缩空气中未被吸附的氧气则输送到氧气缓冲罐3内，氧气缓冲罐3内的氧气通过自动供氧系统10进入到用氧设备，当自动供氧系统10中的氧气浓度＜90%时，自动排空，当氧气浓度≥90%时，氧气增压机11开始启动，氧气增压机11将氧气缓冲罐3内的氧气增压后输入到自动供氧系统10；

S3.当吸附塔吸附完成后，吸附塔与氧气平衡罐进行均压，同时正转的制氧双作用空压机开始进行变频减速，当吸附塔与氧气平衡罐均压完成时，制氧双作用空压机的转速降为零;

S4.吸附塔与氧气平衡罐均压完成后，制氧双作用空压机反转，吸附塔内分子筛吸附的氮气进行解吸，吸附塔解吸的氮气通过制氧双作用空压机排出；

S5.当解吸完成后，吸附塔与氧气平衡罐进行均压，同时反转的制氧双作用空压机开始进行变频减速，当吸附塔与氧气平衡罐均压完成时，制氧双作用空压机的转速降为零；

S6.如此不停循环，从而实现制氧双作用空压机正转吸附产氧，反转解吸排氮的工作。

当制氧双作用空压机1正转时，制氧双作用空压机1对进入到制氧双作用空压机1内的空气进行压缩，压缩后的空气进入到吸附塔2内，此时吸附塔2内的分子筛对压缩空气中的氮气进行吸附，则氮气全部吸附在吸附塔2内，而未被吸附的氧气则进入到氧气缓冲罐3内，进入到氧气缓冲罐3内的氧气输出后用于用氧设备。在吸附塔2吸附的同时，为了保证吸附塔2内的压力，避免氧气缓冲罐3内的氧气倒灌，吸附塔2与氧气平衡罐4进行均压，同时正转的制氧双作用空压机1开始进行变频减速，当吸附塔2与氧气平衡罐4均压完成时，制氧双作用空压机1的转速降为零；当制氧双作用空压机1开始反转时，吸附塔2内吸附的氮气进行解吸，解吸后的氮气通过制氧双作用空压机1的反转，将制氧双作用空压机1内的氮气进行抽真空排出，而后氧气平衡罐4与吸附塔2进行均压，此时反转的制氧双作用空压机1进行变频减速，待吸附塔2与氧气平衡罐4均压完成时，制氧双作用空压机1的转速降为零，此时制氧双作用空压机1正转对吸附塔2进行吸附制氧，从而实现制氧双作用空压机1正转吸附氮气产氧，制氧双作用空压机1反转解吸排氮，并将氮气排出的循环工作。

当自动供氧系统10开始运行时，制氧双作用空压机1正转，使环境中的空气吸入到制氧双作用空压机1内进行压缩，而压缩后输出无油低压常温空气至吸附塔2内，压缩空气中的氮气等物质将被吸附塔2中分子筛吸附，而未被吸附的氧气通过单向阀Ⅲ9输出至氧气缓冲罐3，当吸附塔2压力达到设定值时，关闭单向阀Ⅲ9，即完成制氧，此时将电磁阀Ⅰ6和单向阀Ⅰ5打开，电磁阀Ⅱ7和单向阀Ⅱ8关闭，吸附塔2与氧气平衡罐4进行均压，使吸附塔2与氧气平衡罐4内的压力保持一致，避免氧气缓冲罐3内的氧气回流，且在均压的过程中对正转的制氧双作用空压机1进行变频；当均压完成时，正转的制氧双作用空压机1的转速为零，此时制氧双作用空压机1开始反转，吸附塔2内分子筛吸附的氮气开始解吸，解吸后产生的氮气通过制氧双作用空压机1的反转排出制氧双作用空压机1外，解吸完成后将电磁阀Ⅰ6和单向阀Ⅰ5关闭，电磁阀Ⅱ7和单向阀Ⅱ8打开，吸附塔2与氧气平衡罐4进行均压，使吸附塔2与氧气平衡罐4内的压力保持一致，且在均压的过程中反转的制氧双作用空压机1进行变频减速，待均压完成时，反转的制氧双作用空压机1的转速为零，即完成吸附塔2的解吸，此时关闭电磁阀Ⅰ6、单向阀Ⅰ5、电磁阀Ⅱ7、单向阀Ⅱ8，制氧双作用空压机1开始正转进行制氧，以此循环工作。

当自动供氧系统10中的氧气浓度＜90%时，自动排空。当氧气浓度≥90%时，氧气增压压机11开始启动，将氧气缓冲罐3内的氧气增压后输入到自动供氧系统10，经两级过滤装置过滤后输出，通过过滤装置输出的氧气供医院的用氧设备使用，当医院的用氧设备不能完全使用完氧气时，则打开球阀13使没用完的氧气自动进入氧气储罐12储存；当氧气缓冲罐3内的氧气供应不足时，可打开球阀13使氧气储罐12内的氧气通过自动供氧系统10后过滤直接使用。

所述吸附塔2为至少一个，多个吸附塔2并联连接，多个吸附塔2输入端共同与制氧双作用空压机1输出端连接，多个吸附塔2输出端共同与氧气缓冲罐3的输入端连接，且每个吸附塔2的输出端与氧气平衡罐4的输入端之间均连接有输入管道15、输出管道16，使整个制氧系统能持续进行吸附和解吸。

所述制氧双作用空压机1为变频制氧双作用空压机，通过对制氧双作用空压机1的变频实现对制氧双作用空压机1的转速进行控制，操作更加简单，使用更加方便。所述自动供氧系统10还连接设置有浓度测试仪，方便对自动供氧系统的氧气浓度进行检测，保证供氧的氧气浓度。所述自动供氧系统10还连接设置有过滤装置，使氧气的浓度更高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (6)

1.一种单罗茨泵双作用医用分子筛制氧方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.制氧双作用空压机正转，将空气形成压缩空气输送到吸附塔内；

S2.进入到吸附塔内的压缩空气，通过吸附塔内的分子筛对压缩空气中的氮气进行吸附，吸附塔内压缩空气中未被吸附的氧气则输送到氧气缓冲罐内，氧气缓冲罐内的氧气通过自动供氧系统进入到用氧设备，当自动供氧系统中的氧气浓度＜90%时，自动排空，当氧气浓度≥90%时，氧气增压机开始启动，氧气增压机将氧气缓冲罐内的氧气增压后输入到自动供氧系统；

S3.当吸附塔吸附完成后，吸附塔与氧气平衡罐进行均压，同时正转的制氧双作用空压机开始进行变频减速，当吸附塔与氧气平衡罐均压完成时，制氧双作用空压机的转速降为零；

S4.吸附塔与氧气平衡罐均压完成后，制氧双作用空压机反转，吸附塔内分子筛吸附的氮气进行解吸，吸附塔解吸的氮气通过制氧双作用空压机排出；

S5.当解吸完成后，吸附塔与氧气平衡罐进行均压，同时反转的制氧双作用空压机开始进行变频减速，当吸附塔与氧气平衡罐均压完成时，制氧双作用空压机的转速降为零；

S6.如此不停循环，从而实现制氧双作用空压机正转吸附产氧，反转解吸排氮的工作。

2.一种单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统，其特征在于：采用了权利要求1中的单罗茨泵双作用医用分子筛制氧方法，包括制氧双作用空压机、吸附塔、氧气平衡罐、氧气缓冲罐；多个吸附塔并联连接，且多个吸附塔输入端共同与制氧双作用空压机输出端连接，多个吸附塔输出端共同与氧气缓冲罐的输入端连接，且每个吸附塔的输出端与氧气平衡罐的输入端之间均连接有输入管道、输出管道；还包括氧气储罐、氧气增压机和自动供氧系统，且氧气缓冲罐、氧气储罐、氧气增压机均与自动供氧系统连接；所述制氧双作用空压机为变频制氧双作用空压机。

3.根据权利要求2所述的单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统，其特征在于，所述输入管道上设置有单向阀Ⅰ和电磁阀Ⅰ，输出管道上设置有单向阀Ⅱ和电磁阀Ⅱ，且氧气缓冲罐的输入端设置有单向阀Ⅲ，氧气储罐与自动供氧系统之间设置有球阀。

4.根据权利要求3所述的单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统，其特征在于，还包括控制系统，且控制系统分别与制氧双作用空压机、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、氧气增压机、自动供氧系统电连接。

5.根据权利要求2或4所述的单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统，其特征在于，所述自动供氧系统还连接设置有浓度测试仪。

6.根据权利要求2或4所述的单罗茨泵双作用医用分子筛制氧系统，其特征在于，所述自动供氧系统还连接设置有过滤装置。