CN109573951A - 微型太阳能和/或风力单兵高原制氧机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型太阳能及风力单兵高原制氧设备，包括电源、压缩机、制氧设备和储气罐，电源通过电源开关对压缩机和制氧设备进行供电，且被压缩机压缩的空气通过减压设备和过滤设备的操作后进入制氧设备进行制氧操作，其产生的氧气进入所述储气罐进行储存，其分离出的废弃物通过与所述过滤设备连接的废弃物排放口排出，储气罐中储存的氧气通过氧气导管开关进入使用氧气出口，过滤设备与制氧设备之间设置有安全阀，电源开关与压缩机之间设置有电源开关指示灯；本发明利用高原丰富的太阳能和风力能源，可方便固定在单兵装备任意位置，为进入高原区的人员提供随时随地的便携式制氧，且体积小，重量轻，便于进行操作。
Description
技术领域：
本发明涉及一种制氧机，特别是涉及一种微型太阳能及风力单兵高原制氧设备。
背景技术：
单兵高原制氧机是一种在高海拔条件下，通过加压方式提高空气压力，增加氧气浓度的设备。然而，当前装备的单兵高原增氧制氧机超过15kg，体积大，重量高，还需充足的电能资源，一般放在室内或车辆上使用，非常不适合高原全武装情况下的单兵携带。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过太阳能和/或风能提供电能，利用高原丰富的太阳能和风力能源，可方便固定在单兵装备任意位置，实现实时连续供氧的微型太阳能及风力单兵高原制氧设备。
本发明的技术方案是：一种微型太阳能及风力单兵高原制氧设备，包括电源、压缩机、制氧设备和储气罐，所述电源通过电源开关对压缩机和制氧设备进行供电，且被所述压缩机压缩的空气通过减压设备和过滤设备的操作后进入制氧设备进行制氧操作，其产生的氧气进入所述储气罐进行储存，其分离出的废弃物通过与所述过滤设备连接的废弃物排放口排出，所述储气罐中储存的氧气通过氧气导管开关进入使用氧气出口，所述过滤设备与制氧设备之间设置有安全阀，所述电源开关与所述压缩机之间设置有电源开关指示灯。
进一步的，所述制氧设备包括旋转阀、电动机、分子筛床、冲洗定径孔和单向阀，所述分子筛床和单向阀连接形成单向过滤通道，且一端与所述旋转阀连接，另一端与储气罐连接，所述单向过滤通道为两个，且所述冲洗定径孔设置在两个单向过滤通道中的分子筛床和单向阀之间。
进一步的，所述旋转阀通过电动机实现其阀门通道的转换，所述电动机与所述电源开关连接。
进一步的，所述电源开关通过电源管理器与电源连接。
进一步的，所述电源包括太阳能蓄电池和/或风能蓄电池，所述太阳能蓄电池通过太阳能控制器与太阳能电池板连接，所述风能蓄电池与设置有风轮的风力发电机连接。
进一步的，所述安全阀上设置有安全泄压口，所述压缩机为设置有进气口的双面活塞型空气压缩机。
进一步的，所述减压设备为进气罐减压器，所述过滤设备为进气罐过滤器。
本发明的有益效果是：
1、本发明利用高原丰富的太阳能和风力能源，可方便固定在单兵装备任意位置，为进入高原区的人员提供随时随地的便携式制氧，且体积小，重量轻，便于进行操作。
2、本发明设置有减压设备，减压设备对入口空气的最大压力进行限制，保证下游零部件的强度安全及分子筛床最佳的工作压力；同时设置有安全阀，在压力达到一定值后通过安全泄压口排出。
3、本发明设置有过滤设备，过滤设备用来过滤空气中的固体颗粒和水汽、油雾浮粒，并可将冷凝水通过废弃物排放口排出。
4、本发明设置有电源管理器，能够对太阳能蓄电池和风能蓄电池中的电能进行能量管理，使两种蓄电池的总输出电压、电流稳定，以驱动双面活塞型空气压缩机和电机组件。
5、本发明分子筛床和单向阀形成单向过滤通道，实现分子筛床产生的富氧气体只能正向输入储气罐，储气罐内的富氧气体不会逆向进入制氧设备。
附图说明：
图1为微型太阳能及风力单兵高原制氧设备的原理图。
图2为旋转阀工作位置示意图。
图3为微型太阳能及风力单兵高原制氧设备的结构示意图。
图4为微型太阳能及风力单兵高原制氧设备的内部结构示意图。
具体实施方式：
实施例：参见图1、图2、图3和图4，图中，1-太阳能控制器；2-太阳能蓄电池；3-风力发电机；4-风能蓄电池；5-电源管理器；6-压缩机；7-进气口7；8-进气罐减压器；9-进气罐过滤器；10-安全阀；11-安全泄压口；12-废弃物排放口；13-旋转阀；14-电动机；15-分子筛床；16-冲洗定径孔；17-单向阀；18-储气罐；19-氧气导管开关；20-人员使用氧气出口。a-太阳能电池板、b-风轮及发电机、c-电源开关、d-电源指示灯、e-进气罐。
微型太阳能及风力单兵高原制氧设备，包括电源、压缩机6、制氧设备和储气罐18，电源通过电源开关对压缩机6和制氧设备进行供电，且被压缩机6压缩的空气通过减压设备和过滤设备的操作后进入制氧设备进行制氧操作，其产生的氧气进入所述储气罐18进行储存，其分离出的废弃物通过与所述过滤设备连接的废弃物排放口12排出，储气罐18中储存的氧气通过氧气导管开关19进入使用氧气出口20，过滤设备与制氧设备之间设置有安全阀10，电源开关与压缩机6之间设置有电源开关指示灯。
进一步的，制氧设备包括旋转阀13、电动机14、分子筛床15、冲洗定径孔16和单向阀17，分子筛床15和单向阀17连接形成单向过滤通道，且一端与旋转阀13连接，另一端与储气罐18连接，单向过滤通道为两个，且冲洗定径孔16设置在两个单向过滤通道中的分子筛床15和单向阀17之间。
进一步的，旋转阀13通过电动机14实现其阀门通道的转换，电动机14与电源开关连接。
进一步的，电源开关通过电源管理器5与电源连接。
进一步的，电源包括太阳能蓄电池2和/或风能蓄电池4，太阳能蓄电池2通过太阳能控制器1与太阳能电池板连接，风能蓄电池4与设置有风轮的风力发电机3连接。
进一步的，安全阀10上设置有安全泄压口11，压缩机6为设置有进气口7的双面活塞型空气压缩机6。
进一步的，减压设备为进气罐减压器8，过滤设备为进气罐过滤器9。
其中，太阳能电池板用于将太阳能转换成制氧机需要的电能，存储到太阳能蓄电池2中，以驱动双面活塞型空气压缩机6和电机组件。太阳能控制器1用以自动调整太阳能电池板的能量输出，对蓄电池中的电量进行有效控制，延长太阳能蓄电池2的应用寿命。太阳能蓄电池2对太阳能的能量进行存储，是主要的电能输出部件之一。
风轮将风能转换为机械能，传递给风力发电机3。风力发电机3由风轮驱动发电机，产生交流电，经过整流后存储到风能蓄电池4中。风能蓄电池4对风力发电机3的能量进行存储，是主要的电能输出部件之一。
电源管理器5对太阳能蓄电池2、风能蓄电池4中的电能进行能量管理，使两种蓄电池的总输出电压、电流稳定，以驱动双面活塞型空气压缩机6和电机组件。
双面活塞型空气压缩机6对空气进行压缩，输送到进气罐中。
减压器、滤芯干燥组件（过滤器）组成进气罐e，用以干燥空气、稳定入口空气压力、减小压力波动，其中减压器对入口空气的最大压力进行限制，保证下游零部件的强度安全及分子筛床15最佳的工作压力；滤芯干燥组件用来过滤空气中的固体颗粒和水汽、油雾浮粒，并可将冷凝水通过减压器的排水孔排出。
分子筛床15用以利用分子筛材料具有选择吸附的物理特性，加上变压控制让筛床产氧和再生，是形成富氧气体的核心部件。储气罐18用以存储富氧气体。氧气导管用以将储气罐18中的氧气导出，以供使用，其上设置有氧气导管开关19。
氧气导管开关19用以控制氧气导管的开合。旋转阀13组件在电机的带动下按固定的程序连续匀速运转，进行气体分配。电机用以驱动旋转阀13组件和单向阀17组件的阀门。
单向阀17用以控制分子筛床15输出的富氧气体只能正向输入储气罐18，储气罐18内的富氧气体不会逆向进入分子筛床15。安全阀10用以压力过大开启泄压。
上述器件均设置在底板组件上，底板组件由底板、盖板、定径孔及衬套组成，用于各零组件的安装固定、气体管路交联，起安装支撑和管路分配的作用。电源开关用以整个电路的开关闭合。
本申请的工作过程为：
利用太阳能电池板、太阳能控制器1、风轮、风力发电机3，将太阳能、风能转换为电能，分别存储在太阳能蓄电池2和风能蓄电池4中。
通过电源管理器5。对太阳能蓄电池2、风能蓄电池4中的电能进行能量管理，使两种蓄电池的总输出电压、电流稳定，以驱动双面活塞型空气压缩机6和电机等相关组件。
通过双面活塞型空气压缩机6引入空气，由入口接咀通过底板气道进入进气罐的减压器入口，经减压器减压后，由减压器出口经滤芯过滤进入气罐，引气中的油雾等杂质被过滤掉，水汽经过滤及自然冷凝成水滴后，被小股气流从减压器排水口带入废弃物排放口12，并排放到设备外。气罐中的气体通过减压器上的流道继续经底板气道进入旋转阀13入口，此时经减压、过滤、除水、稳压处理后的压缩空气已成为制氧的理想气源。若减压器有故障，使得进入旋转阀13的空气压力过高时，安全阀10活门开启泄压。压缩空气通过旋转阀13的分配依次进入两个分子筛床15中的一个，空气中的氮气被吸附。输出的富氧产品气分成两路，主路经单向阀17流入储气罐18，旁路经冲洗定径孔16逆向进入另一筛床的排气口，对其进行反向冲洗。当第一个筛床产氧结束，通过旋转阀13的分配，停止向第一个筛床供气，筛床入口与排气通道接通，进行减压解吸排氮。在第一个筛床停止进气的同时，压缩空气供入第二个筛床，第二个筛床进入吸附相产氧。同样，富氧产品气由主路流入储气罐18，旁路产品气经冲洗定径孔16对第一个筛床进行反向冲洗，使之进一步冲洗排氮，完成该床的再生净化。两个筛床这样连续循环工作，输出产品气进入储气罐18得到稳压和进一步的过滤，富氧产品气再经输出氧气导管和氧气开关输出使用。
气体分配的具体过程为：
通过旋转阀13组件、电机、单向阀17组件进行气体分配，以产生氧气、反冲洗废气。旋转阀13是一个二位三通平面阀，在电机转轴的带动下，阀芯按固定的转速匀速转动，与分配盘配合形成两个工作位。当其旋转至工作位a时，将压力气源与分子筛床A接通，使之进入产氧相，同时将另一分子筛床B与排气口接通，使之进入解析相；当其旋转到工作位b时正好相反，将分子筛床15A接通排气口而将分子筛床B接通压力空气源。旋转阀二个工作位置和三个通道工作原理。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种微型太阳能及风力单兵高原制氧设备，包括电源、压缩机、制氧设备和储气罐，其特征是：所述电源通过电源开关对压缩机和制氧设备进行供电，且被所述压缩机压缩的空气通过减压设备和过滤设备的操作后进入制氧设备进行制氧操作，其产生的氧气进入所述储气罐进行储存，其分离出的废弃物通过与所述过滤设备连接的废弃物排放口排出，所述储气罐中储存的氧气通过氧气导管开关进入使用氧气出口，所述过滤设备与制氧设备之间设置有安全阀，所述电源开关与所述压缩机之间设置有电源开关指示灯。
2.根据权利要求1所述的微型太阳能及风力单兵高原制氧设备，其特征是：所述制氧设备包括旋转阀、电动机、分子筛床、冲洗定径孔和单向阀，所述分子筛床和单向阀连接形成单向过滤通道，且一端与所述旋转阀连接，另一端与储气罐连接，所述单向过滤通道为两个，且所述冲洗定径孔设置在两个单向过滤通道中的分子筛床和单向阀之间。
3.根据权利要求1所述的微型太阳能及风力单兵高原制氧设备，其特征是：所述旋转阀通过电动机实现其阀门通道的转换，所述电动机与所述电源开关连接。
4.根据权利要求1所述的微型太阳能及风力单兵高原制氧设备，其特征是：所述电源开关通过电源管理器与电源连接。
5.根据权利要求4所述的微型太阳能及风力单兵高原制氧设备，其特征是：所述电源包括太阳能蓄电池和/或风能蓄电池，所述太阳能蓄电池通过太阳能控制器1与太阳能电池板连接，所述风能蓄电池与设置有风轮的风力发电机连接。
6.根据权利要求1所述的微型太阳能及风力单兵高原制氧设备，其特征是：所述安全阀上设置有安全泄压口，所述压缩机为设置有进气口的双面活塞型空气压缩机。
7.根据权利要求1所述的微型太阳能及风力单兵高原制氧设备，其特征是：所述减压设备为进气罐减压器，所述过滤设备为进气罐过滤器。
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