CN107711825A - 一种中药材低氧系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低氧系统，包括：制氮部分；管路，其一端与制氮部分连接，另一端能够与气密围护结构连接；气体调节部分，其连接在管路上；以及控制部分，连接到制氮部分和气体调节部分；其中，气体调节部分能够经控制以提供不同纯度和不同种类的气体。

Description

一种中药材低氧系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种低氧系统，特别地涉及一种中药材低氧系统及其控制方法。

背景技术

中药材的保存一直以来都是本领域中的一个难题。首先，中药材对于环境的湿度有很高的要求。如果湿度太高，中药材容易变色、霉变、或者改性；如果湿度太低，中药材也容易干脆、变色、和降级。然而，在湿度合适的情况下，中药材中广泛存在的虫害又容易泛滥，导致药材失效。特别是对中药材的大量存储，这种问题更为严重。现有技术中很多采用低温的方式来保存中药材。然而，低温的方式成本高昂，而且也无法适合于很多种类的中药材。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种低氧系统，包括：制氮部分；管路，其一端与制氮部分连接，另一端能够与气密围护结构连接；气体调节部分，其连接在管路上；湿度调节部分，其连接在管路上；以及控制部分，连接到制氮部分、气体调节部分和湿度调节部分；其中，控制部分控制制氮部分、气体调节部分、湿度调节不能以提供不同纯度、种类或湿度的气体。

如上所述的低氧系统，其中气体调节部分包括纯度调节装置和配气装置。

如上所述的低氧系统，其中纯度调节装置包括一个或多个支路，其能够经控制以提供不同浓度和/或不同流量的氮气。

如上所述的低氧系统，其中配气装置包括一个或多个支路，其能够经控制以提供不同组份配比的气体。

如上所述的低氧系统，其中气体调节部分包括气体调节管路和多个与气体调节管路相连的支路，其中多个与气体调节管路相连的支路能够经控制以提供氮气和不同组份配比的气体。

如上所述的低氧系统，其中控制部分能够接收来自气密围护结构内的气体检测装置的信息。

如上所述的低氧系统，其中控制部分能够接收来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置的信息。

根据本发明的另一个方面，提出一种低氧系统的控制方法，包括如下步骤：利用制氮部分提供第一浓度的气体；利用气体调节部分提供不同纯度和不同种类的气体；利用湿度调节部分控制气体的湿度；以及利用制氮部分提供第二浓度的气体；其中第二浓度大于第一浓度。

如上所述的方法，进一步包括：利用气体调节部分提供支路气体，所述支路气体提供不同的浓度和/或流量的氮气。

如上所述的方法，进一步包括：响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置或者气密围护结构的气体检测装置的信息，改变支路气体的浓度或流量。

如上所述的方法，进一步包括：响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置或者气密围护结构的气体检测装置的信息，改变制氮部分提供气体的浓度。

如上所述的方法，进一步包括：响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置的信息，改变支路气体的浓度或流量。

如上所述的方法，进一步包括：响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置或者气密围护结构的气体检测装置的信息，利用气体调节部分改变气体不同组份配比和/或流量。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本发明一个实施例的低氧系统的示意图；

图2A和图2B是根据本发明的一个实施例的纯度调节装置的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的气体调节方法的流程图；

图4是根据本发明一个实施例的配气装置的示意图；以及

图5是根据本发明一个实施例的低氧方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

本发明提出了一种适用于中药材保存的低氧系统及其控制方法。根据本发明的一个实施例，低氧系统包括制氮部分、控湿部分、气密部分和控制部分，其中在制氮部分与气密部分之间还包括气体调节部分，其中气体调节部分用来调整氮气的浓度以及引入氮气之外的其他气体。

图1是根据本发明一个实施例的低氧系统的示意图。如图1所示，低氧系统100包括空压机101、制氮机102和湿度控制装置105。空压机101和制氮机102一起构成了制氮部分的主体，并且为其它设备提供动力气源。当然，制氮部分也可以包括其他元件或者以本领域的其他技术实现。进一步地，空压机101可以为往复活塞式，旋转叶片式或旋转螺杆式等。制氮机102包括分子筛制氮设备、膜制氮设备或其他制氮设备。

如图1所示，低氧系统100包括气体调节部分以及气密围护结构108。根据本发明的一个实施例，气体调节部分包括纯度调节装置103和配气装置104；其中，纯度调节装置103、配气装置104分别连接在制氮机102的两个出口和气密围护结构108的进气口106之间。图1仅仅示出了一种可能的连接方式，其他的连接方式也是可能的。例如，纯度调节装置103和配气装置104可以连接在制氮机102的一个出口上，或者分别连接到气密围护结构108的两个进气口上。进一步地，根据本发明的另一种实施方式，纯度调节装置103和配气装置104可以整合在同一设备中。

如图1所示，低氧系统100包括湿度控制装置105。根据本发明的一个实施例，控湿装置105包括除湿机和增湿机，或者兼具两种功能的设备。控湿装置105调整进入气密围护结构108气体的湿度。根据本发明的一种实施方式，湿度控制装置105可以设置在制氮机102和气密围护结构108之间管路上的任何位置。根据本发明的一个实施例，控湿装置105可以经控制以提供不同湿度的气体。具体而言，当气密围护结构108中的湿度高于第一预定值/低于第二预定值，控制装置105被控制以提供第一湿度的气体以降低/第二湿度的气体以升高气密围护结构108中的湿度。当气密围护结构108中的湿度低于第三预定值/高于第四预定值，控制装置105被控制以停止工作或者提供第三湿度的气体以维持气密围护结构108中的湿度，从而将气密围护结构108的湿度控制在设定的范围。

根据本发明的一个实施例，气密围护结构108可以为不同容积、不同形式的库房、文件柜、保管箱、以及柔性帐篷、袋子等气密容器。气密围护结构108包括气体检测装置107，以探测气密围护结构108中一种或多种气体。根据本发明的一个实施方式，气密围护结构并非必要特征。

如图1所示，低氧系统100进一步包括控制部分200。控制部分200包括处理器201、气体检测单元202和显示屏203。

图1中示出了测量信号和控制信号的传输(如虚线所示)。气体检测单元202接收气体检测装置107的信号以实现气体的检测。气体检测装置107和气体检测单元202可以以多种方式实现。例如，气体检测装置107可以仅为一个传感器，其实现对气体采样，并将针对采样气体检测的电信号、红外信号等信号发送到气体检测单元202进行处理。或者，气体检测装置107可以包括电信号或红外信号的处理部分，而将经处理的信号发送到气体检测单元202。气体检测单元202根据接收的信号将其转换为对应的一个或多种气体的浓度或其他量度，并发送到处理器201。

处理器201根据气密围护结构108中氧气和/或其他气体的浓度，控制空压机101、制氮机102的启动/停止；以及控制纯度调节装置103和配气装置104置换气密围护结构108中的气体。进一步地，处理器201通过显示屏203向使用者展示气密围护结构108中氧气和/或其他气体的浓度。

处理器201根据气密围护结构108的湿度，控制湿度调节装置提供不同湿度的气体以置换气密围护结构108中的气体。进一步地，处理器201通过显示屏203向使用者展示气密围护结构108的湿度。

控制部分200还可以包括输入装置。使用者可以通过输入装置和显示屏进行交互，对本发明的低氧系统进行控制。例如，设定气密围护结构108中氧气和/或其他气体的希望浓度；设定空压机101、制氮机102、控制纯度调节装置103和配气装置104的工作程序；或者控制气体检测装置的灵敏度等。根据本发明的一种实施方式，显示屏203可以为触摸屏，同时兼具显示和输入功能。

图2A是根据本发明的一个实施例的纯度调节装置的示意图。如图2A所示，纯度调节装置300包括进气口301、出气口302以及在进气口301和出气口302之间的管路303。进气口301与制氮机102的出气口相连。根据本发明的一个实施方式，制氮机102能够提供不同流量和不同浓度的氮气。进一步地，在管路303上包括一个或多个支路阀门，例如：第一支路阀门307、第二支路阀门308以及第三支路阀门309。多个支路304-306的一端依次连接在各支路阀门307～309，另一端与出气口302连接。根据本发明的一个实施方式，在空压机101和制氮机102之间包括空气洁净装置，用来对空压机101输出的气体进行清洁。举例而言，空气洁净装置包括多级过滤设备和/或空气干燥设备。

图2B是根据本发明的另一个实施例的纯度调节装置的示意图。如图2B所示，纯度调节装置300包括进气口301、出气口302以及在进气口301和出气口302之间的管路303。进气口301与制氮机102的出气口相连。根据本发明的一个实施方式，制氮机102能够提供不同流量和不同浓度的氮气。进一步地，在管路303上包括一个或多个支路304-306，例如：第一支路304、第二支路305以及第三支路306。多个管路304-306的一端各自包括支路阀门307～309。多个支路304-306可以连接到气源320。气源320可以为制氮机101或者其他气源。根据本发明的一个实施方式，在空压机101和制氮机102之间包括空气洁净装置，用来对空压机101输出的气体进行清洁。举例而言，空气洁净装置包括多级过滤设备和/或空气干燥设备。

根据本发明的一个实施例，多个支路304-306可以提供不同浓度和不同流量的氮气。举例而言，多个支路304-306可以具有不同的管径；或者阀门307-309可以具有不同的大小。处理器202可以控制阀门307-309的开启和关闭。

根据本发明的一个实施例，纯度调节装置300包括气体检测装置311，用来检测气体中氧气等气体的浓度。气体检测装置311可以设置在出气口302中，也可以设置在管路303中。根据本发明的另一个实施例，气体检测装置311可以设置在纯度调节装置300之外的气体管路上。

根据本发明的一个实施例，纯度调节装置300包括流量检测装置(未示出)，用来检测纯度调节装置提供的气体的流量。流量检测装置可以设置在出气口302中，也可以设置在管路303中。根据本发明的另一个实施例，流量检测装置311可以设置在纯度调节装置300之外的气体管路上。

根据本发明的一个实施例，气体检测装置和流量检测装置可以相互集成。

根据本发明的一个实施例，处理器202控制制氮机提供的气体的浓度和流量以及多个支路304-306提供的气体的浓度和流量，从而在纯度调节装置300中提供所需流量和浓度的气体。由于空压机101和制氮机102是低氧系统中主要的能耗设备。因此，提高气密围护空间内的低氧置换效率，可采用多种不同纯度的氮气置换，以减少空压机101和制氮机102的运行时间，减少能耗。而本发明的纯度调节装置300与制氮机102相互配合，使得对进入气密围护结构108中的气体进行精细调节成为可能。

图3是根据本发明的一个实施例的气体调节方法的流程图。如图3所示，气体调节方法3100包括如下步骤：在步骤3110，利用制氮机提供第一浓度的第一气体；在步骤3120，控制管路上的阀门，提供可变流量或浓度的支路气体。

根据本发明的一个实施例，在步骤3120，以梯度的方式提供不同浓度的氮气。具体而言，根据本发明的一种实施方式，步骤3120可以包括：在步骤3121，控制管路上的阀门，提供第一流量的支路气体。可选地，在步骤3122，经过一段时间后，控制管路上的阀门，提供第二流量的支路气体。可选地，在步骤3123，经过一段时间后，控制管路上的阀门，提供第三流量的支路气体。其中，第一流量小于第二流量，第二流量小于第三流量。根据本发明的一种实施方式，多个支路上的多个阀门可以经控制而同时开启或者部分开启；或者部分关闭或者全部关闭，从而能够提供多种不同流量的支路气体以供选择。

根据本发明的另一种实施方式，步骤3120可以包括：在步骤3122，控制管路上的阀门，提供第一浓度的支路气体。可选地，在步骤3122，经过一段时间后，控制管路上的阀门，提供第二浓度的支路气体。可选地，在步骤3123，经过一段时间后，控制管路上的阀门，提供第三浓度的支路气体。其中，第一浓度小于第二浓度，第二浓度小于第三浓度。根据本发明的一种实施方式，多个支路上的多个阀门可以经控制而同时开启或者部分开启；或者部分关闭或者全部关闭，从而能够提供多种不同浓度的支路气体以供选择。根据本发明的一种实施方式，流量与浓度的调节可以同时进行，以达到快速置换的效果。

在步骤3130，利用制氮机提供第二浓度的第二气体；在步骤3140，控制管路上的阀门，可变流量的支路气体；其中，第二浓度大于第一浓度。由于气密围护结构中要求的氧气浓度通常很低，如果直接提供高浓度氮气进行置换，置换效率并不高，能耗也容易增加。而采用梯度降氧的方式可以最大限度地减少能耗，提供置换效率。本发明的方法中，利用制氮机提供不同浓度的氮气是一种梯度方式，而增加可变流量的支路气体也同样是一种梯度方式。由此，本发明的低氧系统可以达到高效节能的目的。

在步骤3150，利用制氮机提供第三浓度的第三气体；在步骤3160，控制管路上的阀门，可变流量的支路气体；其中，第三浓度大于第二浓度。采用多梯度方式，逐次达到气密围护结构所需的低氧含量，形成低氧环境。

根据本发明的一个实施例，气体调节方法还包括：经过预设的时间后，对制氮机和/或多个支路上的阀门进行调整，以提供不同浓度的气体。

根据本发明的一个实施例，气体调节方法还包括：检测气密围护结构中气体的浓度，并根据检测的浓度对制氮机和/或多个支路上的阀门进行调整。例如：当气密围护结构中气体的浓度达到第一值时，调整制氮机和/或管路上的阀门以提供第一浓度的气体；当气密围护结构中气体的浓度达到第二值时，调整制氮机和/或管路上的阀门以提供第二浓度的气体；以此类推，直至气密围护结构中气体达到需要的浓度。

根据本发明的一个实施例，气体调节方法还包括：检测纯度调节装置提供的气体的浓度，并根据检测的浓度和流量对制氮机和/或多个支路上的阀门进行调整。例如：当纯度调节装置的气体的浓度达到第一值时，调整制氮机和/或管路上的阀门以提供第一浓度的气体；当纯度调节装置的气体的浓度达到第二值时，调整制氮机和/或管路上的阀门以提供第二浓度的气体。

根据本发明的一个实施例，可以整合气密围护结构中气体的浓度和纯度调节装置提供的气体的浓度以及相应的时间，以更为精准地控制制氮机和/或多个支路上的阀门。例如，根据气密围护结构中气体的浓度调整制氮机输出气体的浓度。根据纯度调节装置提供的气体的浓度或者时间，调整多个支路上的阀门。由此，本发明提供一种非常灵活的气体纯度调节方式，可以最大限度地提高气密围护结构中气体置换的效率，降低能耗。

图4是根据本发明一个实施例的配气装置的示意图。如图所示，配气装置400包括进气口401、出气口402以及在进气口401和出气口402之间的管路403。进气口401与制氮机102的出气口相连。根据本发明的一个实施方式，制氮机102能够提供不同流量和不同浓度的氮气。进一步地，在管路上包括一个或多个支路，例如：第一支路404、第二支路405以及第三支路406。多个空气管路404-406的一端分别连接在管路404上，另一端通过阀门407-409连接到相同或不同的气源，例如第一气源、第二气源和第三气源。根据本发明的一个实施方式，多种气源可以为二氧化碳、氩气或其他气体。根据本发明的一个实施方式，各个气源的气体经过洁净处理和/或干燥处理。

根据本发明的一个实施例，多个支路404-406可以连接相同或者不同的气源。处理器202可以控制阀门407-409的开启和关闭，从而向管路404提供来自各个气源的气体。根据本发明的一种实施方式，当多个支路404-406连接到相同种类的气源时，如纯度调节装置的控制方法也可以应用于配气装置400中以提供更为精准的配气。

根据本发明的一个实施例，配气装置的出口与纯度调节装置的出口之后的管路合并，然后再进入气密围护结构，以减少气密围护结构的入口。当然，配气装置也可以选择独立进入气密围护结构。根据本发明的一个实施例，在进入气密围护结构之前包括流量计，以测量进入气密围护结构的总流量。

根据本发明的另一个实施例，配气装置可以与纯度调节装置整合为同一个装置。例如，不同气源的管路可以与纯度调节装置的管路靠近而将二者合并为同一装置。根据本发明的一个实施例，各个管路既可以连接压缩空气也可以连接不同的气源从而可以更为灵活地使用这些管路。根据本发明的一个实施方式，各个阀门具有不同的ID，在控制部分中，可以根据ID来设定阀门连接的是哪种气源，从而实现不同的控制。

图5是根据本发明一个实施例的中药材保存方法的流程图。如图所示，保存方法500包括如下步骤：在步骤510，利用制氮部分提供第一浓度的气体。在步骤520，利用气体调节部分提供不同浓度、流量和/或种类的气体，例如二氧化碳、氩气或其他种类的气体。在步骤530，利用湿度调节装置调节气体的湿度。在步骤540，利用制氮部分提供第二浓度的气体；其中第二浓度大于第一浓度。本实施例的方法提供了一种以梯度方式降低气密围护结构内氧含量的方法。在步骤520则提供了用于提高杀虫效果的辅助气体，例如二氧化碳、氩气或其他种类的气体，从而可以降低低氧的时间，节省能源。

根据本发明的一个实施方式，本发明的方法进一步包括：调节进入气密围栏结构中气体的湿度。

根据本发明的一个实施方式，本发明的方法进一步包括：利用气体调节部分提供支路气体。支路气体可以为压缩空气。支路气体的提供可以减少制氮部分提供的气体流量，从而减少能耗。进一步地，提供支路气体并不会降低气体置换的效率。

根据本发明的一个实施方式，本发明的方法进一步包括：响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置或者气密围护结构的气体检测装置的信息，利用制氮部分提供第二浓度的气体或者改变支路气体的流量。本发明提供一种非常灵活的控制方式，响应于预定的程序，或者气体调节部分输出的气体浓度的变化，或者气密围护结构的气体浓度的变化，可以控制制氮机提供不同浓度的氮气，或者控制多个支路上的阀门提供不同流量的支路气体。

举例而言，本发明的一个实施方式可以为响应于来自气密围护结构的气体检测装置的信息，利用制氮部分提供第二浓度的气体；以及响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置的信息，改变支路气体的流量。

同样的控制方式也可以应用于不同种类气体的提供。根据本发明的一个实施方式，本发明的方法进一步包括：响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置或者气密围护结构的气体检测装置的信息，利用气体调节部分改变不同种类的气体的流量。

本发明提供的低氧中药材保存方法和系统，避免了使用成本高的低温系统；而且低氧条件本身具有杀死中药材中害虫的功能，非常有利于中药材的保存。通过湿度调节装置保持环境的湿度条件，可以严格控制保存环境的湿度。特别地，本发明的系统和方法能够适用于大量中药材的长期储存。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (13)

1.一种低氧系统，包括：

制氮部分；

管路，其一端与制氮部分连接，另一端能够与气密围护结构连接；

气体调节部分，其连接在管路上；

湿度调节部分，其连接在管路上；

以及控制部分，连接到制氮部分、气体调节部分和湿度调节部分；

其中，控制部分控制制氮部分、气体调节部分、湿度调节不能以提供不同纯度、种类或湿度的气体。

2.根据权利要求1所述的低氧系统，其中气体调节部分包括纯度调节装置和配气装置。

3.根据权利要求2所述的低氧系统，其中纯度调节装置包括一个或多个支路，其能够经控制以提供不同浓度和/或不同流量的氮气。

4.根据权利要求2所述的低氧系统，其中配气装置包括一个或多个支路，其能够经控制以提供不同组份配比的气体。

5.根据权利要求1所述的低氧系统，其中气体调节部分包括气体调节管路和多个与气体调节管路相连的支路，其中多个与气体调节管路相连的支路能够经控制以提供氮气和不同组份配比的气体。

6.根据权利要求1所述的低氧系统，其中控制部分能够接收来自气密围护结构内的气体检测装置的信息。

7.根据权利要求1所述的低氧系统，其中控制部分能够接收来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置的信息。

8.一种低氧系统的控制方法，包括如下步骤：

利用制氮部分提供第一浓度的气体；

利用气体调节部分提供不同纯度和不同种类的气体；

利用湿度调节部分控制气体的湿度；以及

利用制氮部分提供第二浓度的气体；

其中第二浓度大于第一浓度。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：利用气体调节部分提供支路气体，所述支路气体提供不同的浓度和/或流量的氮气。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置或者气密围护结构的气体检测装置的信息，改变支路气体的浓度或流量。

11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置或者气密围护结构的气体检测装置的信息，改变制氮部分提供气体的浓度。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置的信息，改变支路气体的浓度或流量。

13.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：响应于经过一段时间或者来自气体调节部分或者气体调节部分之后的气体检测装置或者气密围护结构的气体检测装置的信息，利用气体调节部分改变气体不同组份配比和/或流量。