CN110015639B - 制氧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的制氧机，包括：气源、制氧单元和组合阀。气源输出用于制氧的空气，制氧单元将气源输出的空气转换为氧气，组合阀与气源的输出端以及制氧单元的输出端连接，用来调节输出的空气和氧气的流量。其中，组合阀包括至少第一阀、第二阀，以及控制第一阀、第二阀的控制部，第一阀与制氧单元的输出端连接，第二阀与气源的输出端连接，控制部控制第一阀和第二阀的开合状态，以调节通过第一阀的氧气的流量，以及通过第二阀的空气的流量。本发明的制氧机部件数量减少，结构简化，成本降低，装置稳定性提高。

Description

制氧机

技术领域

本发明涉及制氧机领域。

背景技术

在休闲家用或医用领域补氧、吸氧时都会用到制氧机。制氧机通过进气管道将空气吸入压缩机，进而通过压缩机产生压缩空气，随后通过分子筛产生高浓度氧气。

图1为现有的制氧机的结构示意图。

如图1所示，现有的制氧机100通常包括气源110、制氧单元120、雾化单元130和电磁阀160。气源110通过电磁阀160将压缩空气输送给制氧单元120和雾化单元130，制氧单元120将压缩空气生成氧气，雾化单元130利用压缩空气生成雾化气。电磁阀160用来切换制氧气路和雾化气路。

制氧单元120包括吸附筒切换阀1201、吸附筒1202、氧气罐1203、压力传感器1204、调节器1205、过滤器1206、流量阀1207、氧气浓度传感器1208和消音器1209。吸附筒1202内设有分子筛，吸附空气中的氮气，将氧气输出到氧气罐1203内。

当使用者需要输出氧气时，切断电磁阀160的电源，将通向制氧单元120的气路打开，将通向雾化单元130的气路关闭，气源110输出的压缩空气进入吸附筒切换阀1201，吸附筒1202产生氧气、存储在氧气罐1203内，该氧气经过调节器1205、过滤器1206、流量阀1207和氧气浓度传感器1208，传输到出气口150，向使用者输出。

当使用者需要输出雾化气时，导通电磁阀160的电源，将制氧气路关闭，雾化气路打开，气源110输出的压缩空气传输到出气口150，吹向雾化杯(未图示)，产生药物雾气，供使用者使用。

图2为现有的制氧机的功能框图。

如图2所示，现有制氧机100包括气源110、制氧单元120、雾化单元130、和电磁阀160，气源110将压缩的空气送入制氧单元120或雾化单元130，制氧单元120生成的氧气通过流量阀1207输出，雾化单元130输出雾化气。电磁阀160用来切换制氧气路和雾化气路。

现有的制氧机中，使用电磁阀160来实现制氧单元120和雾化单元130的切换，并打开或关闭雾化气路，另外，还使用流量阀1207调节输出氧气的流量。但是电磁阀结构复杂，性能不够稳定，而且成本较高。使用电磁阀160和流量阀1207两个阀开关雾化气路、调节氧气流量，也造成结构复杂，成本增加。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供一种制氧机，其成本低廉，结构简单，性能稳定，能简易地实现氧气流量调节和气路的切换。

本发明的制氧机包括：气源、制氧单元和组合阀。制氧单元将气源输出的空气转换为氧气，组合阀与气源的输出端以及制氧单元的输出端连接，用来调节输出的空气和氧气的流量。其中，组合阀包括至少第一阀、第二阀，以及控制第一阀、第二阀的控制部，第一阀与制氧单元的输出端连接，第二阀与气源的输出端连接，控制部控制第一阀和第二阀的开合状态，以调节通过第一阀的氧气的流量，以及通过第二阀的空气的流量。

优选地，控制部控制第二阀，使第二阀关闭或开启。

优选地，控制部控制所述第一阀，使通过所述第一阀的氧气的流量连续变化。

优选地，控制部为控制齿轮，第一阀上设置有从动齿轮，控制齿轮与从动齿轮啮合，驱动从动齿轮使第一阀的氧气的流量连续变化，第二阀随着第一阀的氧气的流量连续变化而关闭或开启。

优选地，第一阀包括第一阀芯和第一阀体，第一阀芯与第一阀体为螺纹连接，从动齿轮设置在第一阀芯上，第二阀包括第二阀芯和第二阀体，第二阀芯设置在从动齿轮下方，控制齿轮驱动第一阀的从动齿轮转动时，带动第一阀芯通过自身的螺纹上下运动，从动齿轮上下移动时离开或推压第二阀芯，第二阀芯与第二阀体之间设有弹性件，该弹性件抵住第二阀芯，抑制第二阀芯的移动距离。

优选地，控制部为控制齿轮，第一阀上设置有第一从动齿轮，第二阀上设置有第二从动齿轮，控制齿轮与第一从动齿轮、第二从动齿轮啮合。

优选地，第一从动齿轮、第二从动齿轮具有不同的传动比。

优选地，第一阀包括第一阀芯和第一阀体，第一阀芯与第一阀体为螺纹连接，第一从动齿轮设置在所述第一阀芯上，第二阀包括第二阀芯和第二阀体，第二阀芯与第二阀体旋转连接，第二阀芯设置有通气部，第二从动齿轮设置在第二阀芯上，控制齿轮驱动第一从动齿轮、第二从动齿轮转动时，第一阀芯上下运动，第二阀芯旋转运动，调节第一阀、第二阀的气体通道的大小。

优选地，本发明的制氧机还包括雾化单元，其与第二阀的输出端连接，第二阀输出的空气通过雾化单元，产生雾化气。

优选地，控制齿轮为手动控制齿轮。

优选地，控制齿轮为电动步进控制齿轮。

优选地，控制部与第一阀、第二阀通过链传动连接。

优选地，控制部与第一阀、第二阀通过蜗杆传动连接。

本发明能够提供一种结构简单，成本低廉，性能稳定，能简易地实现氧气流量调节和气路的切换。

附图说明

附图1为现有的制氧机的结构示意图；

附图2为现有的制氧机的功能框图；

附图3为本发明的实施例一的制氧机的结构示意图；

附图4为本发明的实施例一的制氧机的功能框图；

附图5为本发明的实施例一的组合阀的具体结构图；

附图6为本发明的实施例一的组合阀的一个工作状态图；

附图7为本发明的实施例二的组合阀的结构示意图；

附图8为本发明的实施例二的组合阀的具体结构图；

附图9为本发明的实施例二的组合阀的一个工作状态图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明涉及的制氧机优选实施例进行具体说明。附图中，对于相同的构成要素使用相同的附图标记，省略重复说明。

【实施例一】

图3为本发明的实施例一的制氧机的结构示意图。

如图3所示，本发明的实施例一的制氧机2包括气源10、制氧单元20、雾化单元30、和组合阀40。

本实施例中，气源10包括空气压缩机，其吸入空气，产生压缩空气，并将压缩空气输入制氧单元20或雾化单元30。制氧单元20将气源10输出的压缩空气转换为氧气。雾化单元30将气源10输出的压缩空气吹向雾化杯301，产生药物雾气，传输到雾化出口52，供患者使用。

气源10输出的空气以及制氧单元20输出的氧气输入组合阀40，组合阀40打开或关闭雾化气路，调节出气口51输出的氧气的流量。

制氧单元20包括吸附筒切换阀201、吸附筒202、氧气罐203、压力传感器204、调节器205、过滤器206、氧气浓度传感器208和消音器209。吸附筒202包括吸附筒202Ⅰ和吸附筒202Ⅱ，吸附筒202Ⅰ内设有分子筛Ⅰ(未图示)，吸附筒202Ⅱ内设有分子筛Ⅱ(未图示)，分子筛吸附空气中的氮气。当空气进入吸附筒202Ⅰ时，吸附筒202Ⅰ内压力变大，分子筛Ⅰ吸附氮气，氧气从分子筛颗粒之间穿过，进入氧气罐203中。通过吸附筒切换阀201，使吸附筒202Ⅱ处于开放状态，和外界空气连通，此时吸附筒202Ⅱ内的高压气体通过消音器209被释放到空气中，吸附筒202Ⅱ内压力降低，之前被吸附的氮气脱离分子筛，被吸附的氮气得到解吸。这样，通过吸附筒202Ⅰ和吸附筒202Ⅱ连续的交互加压减压，可以连续输出氧气，该氧气输出到氧气罐203内。

当使用者需要输出氧气时，调节组合阀40关闭雾化气路，压缩空气进入制氧单元20的吸附筒切换阀201，吸附筒202生成氧气、存储在氧气罐203内，该氧气经过调节器205、过滤器206、和氧气浓度传感器208，经过组合阀40传输到氧气出口51，提供给使用者。通过控制组合阀40，可以调节氧气出口51输出氧气的流量。

当需要利用雾化功能时，调节组合阀40，打开雾化气路，空气压缩机10输出的压缩空气经过组合阀40直接导向雾化出口52，吹向雾化杯301，产生药物雾气，提供给使用者。

图4为本发明的实施例一的制氧机的功能框图。

如图4所示，本发明实施例一的制氧机2包括气源10、制氧模块20、雾化模块30和组合阀40。气源10将压缩空气输送给制氧模块20，制氧模块20将产生的氧气通过组合阀40输出，通过组合阀40气源10产生的空气输送给雾化单元30，产生雾化气。

图5为本发明的实施例一的组合阀的具体结构图。

如图5所示，组合阀40包括控制齿轮41、第一阀42和第二阀43。第一阀42包括第一阀芯422和第一阀体423，第一阀42的第一阀芯422与第一阀体423通过螺纹拧合连接。第一阀芯422上设置有从动齿轮421。控制齿轮41与从动齿轮421啮合，驱动从动齿轮421转动并上下移动，带动第一阀芯422通过自身的螺纹上下移动。

第二阀43包括第二阀芯432和第二阀体433，第二阀芯432设置在从动齿轮421下方。从动齿轮421被驱动转动并上下移动时，从动齿轮421离开或推压第二阀芯432，因此，第二阀43随着从动齿轮421的上下位移而关闭或开启。第二阀芯432下方，与第二阀体433之间设有弹性件431，抵住第二阀芯432，阻止第二阀芯432向下方移动，使得当从动齿轮421离开第二阀芯432时，第二阀芯432迅速上移，关闭第二阀43，当从动齿轮421向下推压第二阀芯432时，第二阀芯432并不立刻下移，继续保持第二阀43的关闭状态，只在从动齿轮421向下的推力足够大时，第二阀芯432才下移，打开第二阀43，实现第二阀43对气路的开关功能。

本实施例中，弹性件431为压缩弹簧。

如图3所示，第一阀42与制氧单元20的输出端连接，第二阀43与气源的10输出端连接。图5中，制氧单元20输出的氧气进入第一阀42的进气口424，并从第一阀42的出气口425输出。从气源10输出的压缩空气进入第二阀43的进气口434，并从第一阀43的出气口435输出。

由于第一阀芯422在控制齿轮41的驱动下连续移动，所以调节控制齿轮41能够连续地扩大或缩小第一阀42的出气口425的气体通道的大小，使从第一阀42的出气口425输出的氧气的流量连续变化，使用者可以根据需求任意调节输出氧气的流量。

当从动齿轮421被控制齿轮驱动向上移动时，第一阀42的出气口425的气体通道逐渐增大(直至全开)，另一方面，从动齿轮421释放以致离开第二阀芯432，弹性件431向上推动第二阀芯432，当从动齿轮421被控制齿轮驱动向上移动足够大距离时，第二阀芯432被弹性件431推动向上移动，关闭第二阀43，气源10产生的压缩空气不能导向雾化单元30，而输入至制氧单元20。

当从动齿轮421被控制齿轮驱动向下移动时，第一阀42的出气口425的气体通道逐渐减小(直至关闭)，另一方面，从动齿轮421向下推压第二阀芯432，但由于被弹性件431向上抵压，第二阀芯432并未下移，第二阀43继续保持关闭。当从动齿轮421被控制齿轮驱动向下移动足够大距离时，第二阀芯432被向下推压，打开第二阀43，气源10产生的压缩空气输入至雾化单元30，而流入制氧单元20的空气迅速减少，制氧过程停止。因此，使用者可以根据需求选择关闭和开启雾化气路。即，第二阀43起到了雾化气路开关的作用。

本实施例中，可以通过适当设定从动齿轮421的传动比，来设定调节第一阀42的氧气流量时，流量变化的快慢，以及第二阀43开启和关闭的速度，方便使用者使用。

在图5所示的状态中，第一阀42处于关闭状态，第二阀43处于开启状态。在此状态下，驱动控制齿轮41顺时针转动，随着从动齿轮421的转动第一阀芯422通过自身螺纹旋转向上运动，从动齿轮421随着第一阀芯422向上移动，从动齿轮421逐渐离开第二阀芯432，此时弹性件431将第二阀芯432向上推起，第一阀42的气体通道逐渐增大，出气口425的氧气流量逐渐增加。

图6例示本发明的实施例一的组合阀的一个工作状态。

如上所述，在图5中将控制齿轮41顺时针转动，如图6所示，继续驱动控制齿轮41顺时针转动，控制齿轮41驱动从动齿轮421转动，随着第一阀芯422向上运动，进气口424逐渐增大，氧气流量增大，氧气出气口425气流逐渐增加。同时，从动齿轮421向上移动、离开第二阀芯432时，第二阀芯432被弹性件432上推，关闭第二阀43，关闭雾化气路。

如上所述，本实施例中，通过包括控制齿轮41、第一阀42和第二阀43的组合阀40，能够调节通过第一阀42的氧气的流量，以及第二阀43的开闭，使第一阀42能调节输出氧气的流量，第二阀43能够打开和闭合输出空气的流路。

本实施例中不使用电磁阀开合雾化气路，也不使用现有技术中的氧气流量阀调节输出氧气的流量，而使用一个机械的组合阀来完成以上功能，能减少部件数量，简化装置结构，降低成本，提高稳定性。

【实施例二】

本实施例的制氧机的组合阀70与实施例一的制氧机2的组合阀40不同，其余构成要素与实施例一的制氧机2相同，以下省略重复说明。

图7为本发明的实施例二的组合阀的结构示意图。

如图7所示，组合阀70包括控制齿轮71，第一阀72、第二阀73。第一阀72包括第一阀芯722和第一阀体723(见图8至图9)。第二阀73包括第二阀芯732和第二阀体733(见图8至图9)。第一阀芯722上设置有第一从动齿轮721，第二阀72上设置有第二从动齿轮731，控制齿轮71与第一从动齿轮721、第二从动齿轮731啮合，驱动第一从动齿轮721、第二从动齿轮731转动，使第一阀芯722上下运动，使第二阀芯732旋转。第一从动齿轮721、第二从动齿轮731具有不同的传动比，使得第一阀芯722上下移动一定距离的同时，第二阀芯732在一定角度范围旋转。如图7所示，第二阀芯732具有直径小于第二阀芯732的其他部位的小直径部737。

图8为本发明的实施例二的组合阀的具体结构图。

图8中，从制氧单元20输出的氧气进入组合阀70的第一阀72的进气口724，并从第一阀72的出气口725输出。从气源10输出的压缩空气进入组合阀70的第二阀73的进气口735，并从第二阀73的出气口736输出。

如图8所示，第一阀72的第一阀芯722与第一阀体723通过螺纹拧合连接，第二阀73的第二阀芯732可旋转地嵌入第二阀体733内，与第二阀体733可旋转地连接。第二阀芯732的小直径部737上设置有通气孔734，当第二阀芯732位于一定角度范围时，通气孔734一端与第二阀73的进气口735连通，另一端与第二阀73的出气口736相连通，打开第二阀73，开通气体通道。在第二阀芯732转出该角度范围时，通气孔734与第二阀73的进气口735不相连通，第二阀73被关闭。这样，当控制齿轮71带动设在第一阀芯722上的第一从动齿轮721、设在第二阀芯732上的第二从动齿轮731转动时，第一阀芯722通过自身的螺纹进行上下移动一定距离，第二阀芯732随着第二从动齿轮731转动一定角度。第一阀从动齿轮721和第二阀从动齿轮731具有不同的传动比，调节控制齿轮71旋转的角度，可以控制第一阀芯722移动的距离，和第二阀芯732旋转的角度。

本实施例中，设定当第一阀芯722被控制齿轮71驱动向下移动，关闭第一阀72时，通气孔734与第二阀73的进气口735重合，第二阀73被完全打开；当第一阀芯722被控制齿轮71驱动向上移动，第一阀72完全打开时，通气孔734与第二阀73的进气口735错开，第二阀73被关闭。

因此，当第一阀芯722被控制齿轮71驱动上下连续移动，连续地扩大或缩小第一阀72的气体通道的大小的时候，第二阀芯732连续转动，通气孔734的角度位置随之改变，通气部734与第二阀73的进气口735重合或错开，打开或关闭第二阀73，实现第二阀43对气路的开关功能。

由于第一阀芯722、第二阀芯732在控制齿轮71的驱动下连续移动，所以调节控制齿轮71能够连续地扩大或缩小第一阀72的出气口725的气体通道的大小，以及第二阀73的通气孔734与第二阀73的进气口735的重合和错开，使从第一阀72的出气口725输出的氧气的流量连续变化，使第二阀73开启或关闭。使用者可以根据需求，通过调节控制齿轮71任意调节输出氧气的流量，也可以根据需求选择关闭和开启雾化气路。

在图8所示的状态中，第一阀72处于关闭状态，第二阀73处于全开状态。此时驱动控制齿轮71顺时针转动，第一阀芯722通过自身螺纹旋转向上运动，第二阀芯732旋转，第一阀72的出气口725的氧气流量逐渐增加，第二阀73的通气孔734与第二阀73的进气口735开始错开，第二阀开始关闭。

图9例示本发明的实施例二的组合阀的一个工作状态。

在图8中将控制齿轮71继续顺时针转动之后，第一阀72的气体通道逐渐变大，直至全开，第二阀73的通气孔734与第二阀73的进气口735完全错开，第二阀73被关闭，关闭雾化气路。

如上所述，本实施例中，通过包括控制齿轮71、第一阀72和第二阀73的组合阀70，能够调节通过第一阀72的氧气的流量，以及第二阀73的开闭，使第一阀72能调节输出氧气的流量，第二阀73能够打开和闭合输出空气的流路。

本实施例中不使用电磁阀开合雾化气路，也不使用现有技术中的氧气流量阀调节输出氧气的流量，而使用一个机械的组合阀来完成以上功能，能减少部件数量，简化装置结构，降低成本，提高装置稳定性。

以上实施例中，制氧机均包括雾化单元30，用于输出雾化气。本发明也可以不包括雾化单元30，此时从气源10直接输出的压缩空气，可以用于雾化以外的其它用途。

本发明优选实施例中，控制齿轮41，71可以是手动控制齿轮也可以是电动步进控制齿轮，能够实现更精确的流量调节。比如，通过按按键，可以对流量进行微调。

以上实施例中，组合阀的控制部与第一阀、第二阀通过齿轮传动来控制第一阀芯和第二阀芯运动，但本发明并不限于齿轮传动。控制部与第一阀、第二阀也可以通过链传动连接、蜗杆传动连接等其他传动连接方式控制第一阀芯与第二阀芯运动。

以上实施例中，组合阀只包含第一阀和第二阀，但是本发明并不限于此，可以包括两个以上的阀，实现多个出口的输出，比如，由第三阀输出空气，与第一阀的氧气混合，形成低浓度氧气，可以实现不同氧气浓度的调节。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (13)

1.一种制氧机，其特征在于，包括：

气源，

制氧单元，其将所述气源输出的空气转换为氧气，和

组合阀，其与所述气源的输出端以及所述制氧单元的输出端连接，用来调节输出的空气和氧气的流量，

其中，

所述组合阀包括至少第一阀、第二阀，以及控制所述第一阀、第二阀的控制部，

所述第一阀与所述制氧单元的输出端连接，所述第二阀与所述气源的输出端连接，

所述控制部控制所述第一阀和所述第二阀的开合状态，以调节通过所述第一阀的氧气的流量，以及通过所述第二阀的空气的流量。

2.根据权利要求1所述的制氧机，其中，所述控制部控制所述第二阀，使所述第二阀关闭或开启。

3.根据权利要求1所述的制氧机，其中，所述控制部控制所述第一阀，使通过所述第一阀的氧气的流量连续变化。

4.根据权利要求3所述的制氧机，其中，

所述控制部为控制齿轮，

所述第一阀上设置有从动齿轮，

所述控制齿轮与所述从动齿轮啮合，驱动所述从动齿轮使所述第一阀的氧气的流量连续变化，

所述第二阀随着所述第一阀的氧气的流量连续变化而关闭或开启。

5.根据权利要求4所述的制氧机，其中，

所述第一阀包括第一阀芯和第一阀体，所述第一阀芯与第一阀体为螺纹连接，所述从动齿轮设置在所述第一阀芯上，

所述第二阀包括第二阀芯和第二阀体，所述第二阀芯设置在所述从动齿轮下方，

所述控制齿轮驱动所述第一阀的从动齿轮转动时，带动所述第一阀芯通过自身的螺纹上下运动，

所述从动齿轮上下移动时离开或推压所述第二阀芯，

所述第二阀芯与第二阀体之间设有弹性件，该弹性件抵住所述第二阀芯，抑制所述第二阀芯的移动距离。

6.根据权利要求3所述的制氧机，其中，

所述控制部为控制齿轮，

所述第一阀上设置有第一从动齿轮，

所述第二阀上设置有第二从动齿轮，

所述控制齿轮与所述第一从动齿轮、第二从动齿轮啮合。

7.根据权利要求6所述的制氧机，所述第一从动齿轮、第二从动齿轮具有不同的传动比。

8.根据权利要求7所述的制氧机，其中，

所述第一阀包括第一阀芯和第一阀体，所述第一阀芯与第一阀体为螺纹连接，所述第一从动齿轮设置在所述第一阀芯上，

所述第二阀包括第二阀芯和第二阀体，所述第二阀芯与第二阀体旋转连接，所述第二阀芯设置有通气部，所述第二从动齿轮设置在所述第二阀芯上，

所述控制齿轮驱动所述第一从动齿轮、第二从动齿轮转动时，所述第一阀芯上下运动，所述第二阀芯旋转运动，调节所述第一阀、所述第二阀的气体通道的大小。

9.根据权利要求1至8任一所述的制氧机，还包括雾化单元，其与所述第二阀的输出端连接，所述第二阀输出的空气通过所述雾化单元，产生雾化气。

10.根据权利要求4至8任一所述的制氧机，所述控制齿轮为手动控制齿轮。

11.根据权利要求4至8任一所述的制氧机，所述的控制齿轮为电动步进控制齿轮。

12.根据权利要求1所述的制氧机，其中所述控制部与所述第一阀、所述第二阀通过链传动连接。

13.根据权利要求1所述的制氧机，其中所述控制部与所述第一阀、所述第二阀通过蜗杆传动连接。

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