CN109173579A - 一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器，包括进气管、过滤器、压缩机、主管路、进气三通阀、排气三通阀、三通阀控制器、筛床、筛床管路、单向阀、储气罐、输氧阀，本发明在一个供气源的情况下，设置了两路变压吸附筛床，通过配置自动控制的电动三通阀，两路的变压吸附筛床的进气管路和排气管路各只需一个电动三通阀即可实现对供排气的控制，当一个筛床解压排放氮气时，另一个筛床进入加压浓缩氧气阶段，从而使设备可不间断的进行制氧工作，同时也减少了阀门控制数量降低了控制难度，可保证两个三通阀的动作同步性，在排氧口处设置多种检测，通过检测情况综合控制输氧阀，保证了输出氧气的稳定。

Description

一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器
技术领域
本发明涉氧气浓缩净化领域，具体为一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器。
背景技术
制氧设备种类很多，有工业制氧的大型设备，也有用于医院的医用制氧设备及家庭用制氧设备，为需求者提供补充供氧以改善呼吸的条件，帮助治疗等，用的最广的为医用氧气浓缩器。氧气浓缩器可为固定的及便携式的，便携式的需要体积小，便于操作，以向非卧床患者提供氧气，这就要求氧气浓缩器的结构简易，制氧效率高且能不间断的稳定供氧气。
发明内容
鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器，包括与气源相连的进气管、过滤器、压缩机，所述压缩机与主管路连接，所述主管路另一端与进气三通阀连接，与所述进气三通阀连接的还有筛床管路Ⅰ、筛床管路Ⅱ，所述的筛床管路Ⅰ、筛床管路Ⅱ均与排气三通阀相连，所述筛床管路Ⅰ还连接着筛床Ⅰ，所述筛床管路Ⅱ还连接着筛床Ⅱ，所述筛床Ⅰ、筛床Ⅱ通过单向阀Ⅰ、单向阀Ⅱ与储气罐连通，所述的筛床Ⅰ与单向阀Ⅰ之间接入了侧路气管，所述侧路气管另一端接入所述的筛床Ⅱ与单向阀Ⅱ之间，所述储气罐上部连接用于输出氧气的输氧阀。
作为本发明的一种优选技术方案，所述筛床Ⅰ、筛床Ⅱ内装填吸附剂,其中水分、二氧化碳、及少量其它气体组分在筛床入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附,随后氮气被装填于活性氧化铝上部的分子筛所吸附，从而产生氧气。
作为本发明的一种优选技术方案，所述进气三通阀和排气三通阀分别连接了电动控制器Ⅰ、电动控制器Ⅱ，其结构相同，包括阀体、球体、T形通孔、端口Ⅰ、端口Ⅱ、端口Ⅲ。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电动控制器Ⅰ、电动控制器Ⅱ由一个控制单元控制，保证两个控制器可周期性同步驱动阀门的转动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输氧阀由输氧检测控制器控制，所述输氧检测控制器内置有压力传感器、流量传感器、氧气传感器，可对输氧阀输出的氧气进行实时检测并作出调整。
作为本发明的一种优选技术方案，所述单向阀Ⅰ、单向阀Ⅱ需要进气口压力达到0.5Mpa以上后才能实现单向通路，此开启压力可调。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的筛床筛床Ⅰ、筛床Ⅱ内表面、储气罐、各管路及三通阀均采用不锈钢材质。
本发明的工作原理：经过外部设备初步处理后的空气通过氧气浓缩器进气管上的过滤器再次过滤后通过压缩机加压进入主管路，经进气三通阀调控进入筛床Ⅰ或筛床Ⅱ中，在筛床中随着气体的进入，压力不断增加，达到分子筛吸附氮气的压力后，分子筛工作，吸附罐体内的氮气，未被吸附的氧气进入筛床腔体上部，部分气体通过侧路气管进入另外一个处于减压状态筛床中，自上而下吹气，将其中减压后析出的氮气吹出筛床，而处于加压状态的筛床当压力达到单向阀开启压力后，筛床腔体中的氧气从单向阀进入储气罐。储气罐中的氧气通过输氧阀调控排出，输送到输气系统中，以供使用，输氧阀则通过与之相连的输氧检测控制器进行调控，输氧检测控制器内置有压力传感器、流量传感器、氧气传感器，可对输氧阀输出的氧气进行实时检测并根据要求对输氧阀作出调整。两个筛床的加压吸附和减压排气过程通过进气三通阀和排气三通阀来调控，当进气三通阀的状态为端口Ⅰ和端口Ⅱ通路，端口Ⅲ关闭时，出气三通阀的状态为端口Ⅰ和端口Ⅲ通路，端口Ⅱ关闭，此时筛床Ⅱ处于加压吸附状态，筛床Ⅰ处于减压排气状态，当进气三通阀的状态为端口Ⅰ和端口Ⅲ通路，端口Ⅱ关闭时，出气三通阀的状态为端口Ⅰ和端口Ⅱ通路，端口Ⅲ关闭，此时筛床Ⅰ处于加压吸附状态，筛床Ⅱ处于减压排气状态，两个三通阀在电动控制器的控制下在所述的两种状态间周期性切换，从而实现两个筛床的交替不间断制氧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在一个供气源的情况下，设置了两路变压吸附筛床，通过配置自动控制的电动三通阀，两路的变压吸附筛床的进气管路和排气管路各只需一个电动三通阀即可实现对供排气的控制，当一个筛床解压排放氮气时，另一个筛床进入加压浓缩氧气阶段，从而使设备可不间断的进行制氧工作，同时也减少了阀门控制数量降低了控制难度，可保证两个三通阀的动作同步性，在排氧口处设置多种检测，通过检测情况综合控制输氧阀，保证了输出氧气的稳定。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明进气三通阀结构示意图；
图3为本发明进气三通阀内部结构示意图。
图中：1-进气管、2-过滤器、3-压缩机、4-主管路、5-电动控制器Ⅰ、6-进气三通阀、601-阀体、602-球体、603-T形通孔、604-端口Ⅰ、605-端口Ⅱ、606-端口Ⅲ、7-筛床Ⅰ、8-单向阀Ⅰ、9-储气罐、10-输氧阀、101-输氧检测控制器、11-单向阀Ⅱ、12-侧路气管、13-筛床Ⅱ、14-筛床管路Ⅰ、15-排气三通阀、16-电动控制器Ⅱ、17-筛床管路Ⅱ、18-排气管。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2、图3所示，本发明所述的一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器，包括与气源相连的进气管1、过滤器2、压缩机3，所述压缩机3与主管路4连接，所述主管路4另一端与进气三通阀6连接，与所述进气三通阀连接的还有筛床管路Ⅰ14、筛床管路Ⅱ17，所述的筛床管路Ⅰ14、筛床管路Ⅱ17均与排气三通阀15相连，所述筛床管路Ⅰ14还连接着筛床Ⅰ7，所述筛床管路Ⅱ17还连接着筛床Ⅱ13，所述筛床Ⅰ7、筛床Ⅱ13通过单向阀Ⅰ8、单向阀Ⅱ11与储气罐9连通，所述的筛床Ⅰ7与单向阀Ⅰ8之间接入了侧路气管12，所述侧路气管12另一端接入所述的筛床Ⅱ13与单向阀Ⅱ11之间，所述储气罐9上部连接用于输出氧气的输氧阀10。
所述筛床Ⅰ7、筛床Ⅱ13内装填吸附剂,其中水分、二氧化碳、及少量其它气体组分在筛床入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附,随后氮气被装填于活性氧化铝上部的分子筛所吸附，从而产生氧气。
所述进气三通阀6和排气三通阀16分别连接了电动控制器Ⅰ5、电动控制器Ⅱ16，其结构相同，包括阀体601、球体602、T形通孔603、端口Ⅰ604、端口Ⅱ605、端口Ⅲ606；所述电动控制器Ⅰ5、电动控制器Ⅱ16由一个控制单元控制，保证两个控制器可周期性同步驱动阀门的转动。所述输氧阀10由输氧检测控制器101控制，所述输氧检测控制器101内置有压力传感器、流量传感器、氧气传感器，可对输氧阀10输出的氧气进行实时检测并作出调整；所述单向阀Ⅰ8、单向阀Ⅱ11需要进气口压力达到0.5Mpa以上后才能实现单向通路，此开启压力可调；所述的筛床筛床Ⅰ7、筛床Ⅱ13内表面、储气罐9、各管路及三通阀均采用不锈钢材质。
本文中未详细说明的部件为现有技术。
上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器，包括与气源相连的进气管(1)、过滤器(2)、压缩机(3)，所述压缩机(3)与主管路(4)连接，所述主管路(4)另一端与进气三通阀(6)连接，与所述进气三通阀连接的还有筛床管路Ⅰ(14)、筛床管路Ⅱ(17)，所述的筛床管路Ⅰ(14)、筛床管路Ⅱ(17)均与排气三通阀(15)相连，所述筛床管路Ⅰ(14)还连接着筛床Ⅰ(7)，所述筛床管路Ⅱ(17)还连接着筛床Ⅱ(13)，所述筛床Ⅰ(7)、筛床Ⅱ(13)通过单向阀Ⅰ(8)、单向阀Ⅱ(11)与储气罐(9)连通，所述的筛床Ⅰ(7)与单向阀Ⅰ(8)之间接入了侧路气管(12)，所述侧路气管(12)另一端接入所述的筛床Ⅱ(13)与单向阀Ⅱ(11)之间，所述储气罐(9)上部连接用于输出氧气的输氧阀(10)。
2.根据权利要求1所述的一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器，其特征在于：所述筛床Ⅰ(7)、筛床Ⅱ(13)内装填吸附剂,其中水分、二氧化碳、及少量其它气体组分在筛床入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附,随后氮气被装填于活性氧化铝上部的分子筛所吸附，从而产生氧气。
3.根据权利要求1所述的一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器，其特征在于：所述进气三通阀(6)和排气三通阀(15)分别连接了电动控制器Ⅰ(5)、电动控制器Ⅱ(16)，其结构相同，包括阀体(601)、球体(602)、T形通孔(603)、端口Ⅰ(604)、端口Ⅱ(605)、端口Ⅲ(606)。
4.根据权利要求1和3所述的一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器，其特征在于：所述电动控制器Ⅰ(5)、电动控制器Ⅱ(16)由一个控制单元控制，保证两个控制器可周期性同步驱动阀门的转动。
5.根据权利要求1所述的一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器，其特征在于：所述输氧阀(10)由输氧检测控制器(101)控制，所述输氧检测控制器(101)内置有压力传感器、流量传感器、氧气传感器，可对输氧阀(10)输出的氧气进行实时检测并作出调整。
6.根据权利要求1所述的一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器，其特征在于：所述单向阀Ⅰ(8)、单向阀Ⅱ(11)需要进气口压力达到0.5Mpa以上后才能实现单向通路，此开启压力可调。
7.根据权利要求1所述的一种基于快速变压吸附的医用氧气浓缩器，其特征在于：所述的筛床筛床Ⅰ(7)、筛床Ⅱ(13)内表面、储气罐(9)、各管路及三通阀均采用不锈钢材质。
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