CN110015640B - 制氧机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制氧机,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,组合阀与制氧单元连接,对输入的氧气进行调节,输出规定流量的氧气,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,控制部控制第一阀和第二阀联动,控制部控制第一阀和第二阀的开合程度,以调节通过第一阀、第二阀的氧气的流量,使第一阀输出所述规定流量的氧气。根据本发明的制氧机,能够保持残留在制氧单元内的氧气的量稳定,保持制氧单元内压力稳定,因此能够延长制氧机的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及制氧机技术领域。
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,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,现有制氧机100包括气源110、制氧单元120和雾化单元130。气源110将压缩空气送入制氧单元120和雾化单元130,制氧单元120生成氧气,雾化单元130输出雾化气。
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,电磁阀的出口A关闭,雾化气路被关闭,压缩空气进入制氧单元120的吸附筒切换阀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,电磁阀的出口A打开,雾化气路被打开,气源110输出的压缩空气直接传输到出气口150,吹向雾化杯(未图示),产生药物雾气。
图2为现有的制氧机的功能框图。
如图2所示,现有的制氧机100包括气源110、制氧单元120、和雾化单元130。雾化单元130包括电磁阀160。气源110将压缩空气送入制氧单元120和雾化单元130,制氧单元120生成氧气,并通过流量阀1207输出。雾化单元130输出雾化气。电磁阀160控制雾化气路的开关。
如图1、图2所示,制氧单元120的氧气出口处使用流量阀1207调节氧气的流量,当调节流量阀1207减小输出氧气的流量时,残留在制氧单元120内的氧气增多,制氧单元120内压力变大,这会影响吸附筒1202内分子筛的使用寿命,进而影响制氧机100的使用寿命。
发明内容
鉴于以上问题,本发明提供一种制氧机,其能够任意调节输出氧气的流量,同时保持内部压力稳定,延长使用寿命。
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,组合阀与所述制氧单元连接,对输入的氧气进行调节,输出规定流量的氧气。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,所述控制部控制所述第一阀和所述第二阀联动,所述控制部控制所述第一阀和第二阀的开合程度,以调节通过所述第一阀、第二阀的氧气的流量,使所述第一阀输出所述规定流量的氧气。
优选地,第一阀输出的氧气的流量连续变化。
作为一个实施例,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。
作为一个实施例,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为螺纹连接,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、第二阀芯相互向相反方向上下运动,调节第一阀、第二阀的氧气通道的大小。
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,第二阀芯设置有作为气体通道的通气孔,第二从动齿轮设置在所述第二阀芯上,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、所述第二阀的氧气通道的大小。
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。
根据本发明的制氧机,由于使用包括第一阀、第二阀,和控制部的组合阀调节输出氧气的流量,从第一阀输出所需流量的氧气,第二阀能够分流制氧单元输出的氧气,保持残留在制氧单元内的氧气的量稳定,保持制氧单元内压力稳定,因此能够延长制氧机的使用寿命。
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结构示意图;
附图6为本发明的实施例一的组合阀的具体结构图;
附图7为本发明的实施例一的组合阀的一个工作状态图;
附图8为本发明的实施例一的组合阀的一个工作状态图;
附图9为本发明的实施例二的组合阀的结构示意图;
附图10为本发明的实施例二的组合阀的具体结构图;
附图11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,对本发明的制氧机的优选实施方式进行具体说明。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、组合阀40。
气源10包括空气压缩机,其吸入空气,产生压缩空气,并将压缩空气送入制氧单元20,制氧单元20生成的氧气通过组合阀40输出,当需要雾化功能时,电磁阀60将气源10产生的压缩空气切换给雾化单元30,输出雾化气。
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Ⅰ、Ⅱ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Ⅰ的颗粒之间穿过,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,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,切断电磁阀60的电源,电磁阀60的出口A关闭,雾化气路被关闭,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,以及组合阀40传输到出气口50,向使用者输出。
利用组合阀40,可以连续调节出气口50输出的氧气的流量,当使用者设定的氧气流量小于制氧单元20输出的氧气的流量时,多余的氧气通过组合阀40输出到排气筒245排到外界。
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、制氧单元20、雾化单元30、和组合阀40。气源10将压缩空气输送给制氧单元20和雾化模块30,电磁阀60用来控制雾化气路的开关。制氧单元20将产生的氧气通过组合阀40输出,多余的氧气通过组合阀40排出。排出多余的氧气起到避免制氧单元20内氧气压力升高,即,卸压的作用。
图5为本发明的实施例一的组合阀的结构示意图。
如图5所示,组合阀40包括控制齿轮41,第一阀42、第二阀43。第一阀42包括第一阀芯422和第一阀体423(见图6至图8)。第一阀芯422上设置有第一从动齿轮421,第二阀芯432上设置有第二从动齿轮431,控制齿轮41与第一从动齿轮421、第二从动齿轮431啮合,驱动第一从动齿轮421、第二从动齿轮431转动,使第一阀芯422、第二阀芯432上下反方向运动。第一从动齿轮421、第二从动齿轮431具有不同的传动比,使得第一阀芯422、第二阀芯432产生不同的位移。
图6为本发明的实施例一的组合阀的具体结构图。
图6中,从制氧单元20输出的氧气进入组合阀40的进气口44,在组合阀40内分为两支,分别进入第一阀42、第二阀43,从第一阀42的出气口424、第二阀43的出气口434输出。第一阀42的出气口424输出的氧气流向出气口50,向使用者输出。
如图6所示,第一阀42的第一阀芯422与第一阀体423、第二阀43的第二阀芯432与第二阀体433通过螺纹拧合连接。在本实施例中,第一阀芯422与第一阀体423之间为左旋螺纹,第二阀芯432与第二阀体433之间为右旋螺纹。这样,当控制齿轮41带动第一从动齿轮421、第二从动齿轮431转动时,第一阀芯422和第二阀芯432通过自身的螺纹上下反向移动。第一阀从动齿轮421和第二阀从动齿轮431具有不同的传动比,这使得第一阀芯422和第二阀芯432移动不同的距离。
由于第一阀芯422、第二阀芯432在控制齿轮41的驱动下连续移动,所以调节控制齿轮41能够连续扩大或缩小第一阀42的出气口424、第二阀43的出气口434的气体通道的大小,使从第一阀42的出气口424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。即,第一阀42起到氧气流量调节器的作用。比如,假定制氧单元20的输出的氧气的最大流量为3升/分钟,使用者可以根据自身的需求,将经出气口50输出的氧气的流量调节为3升/分钟、2升/分钟、1升/分钟、0等等。
由于调节控制齿轮41使第一阀芯422和第二阀芯432上下反向移动,因此当将第一阀42的气体通道逐渐调小(直至关闭)时,第二阀43的气体通道逐渐变大(直至全开),当将第一阀42的气体通道逐渐调大(直至全开)时,第二阀43的气体通道逐渐变小(直至关闭)。所以,当调节控制齿轮41、减小第一阀42的气体通道,减小输出氧气的流量时,比如,氧气的流量设为2升/分钟、1升/分钟、0.5升/分钟、等等时,制氧单元20生成的多余的氧气通过第二阀43的出气口434输出到排气筒245(见图3),排出到外界或再利用。因此,制氧单元20内没有多余的残留氧气。即,第二阀43起到分流泄压的作用。由于制氧单元20内没有多余的残留氧气,制氧单元20内的压力能够保持不变,不会升高,这可以延长吸附筒202内的分子筛的使用寿命,进而延长制氧机2的使用寿命。
本实施例中,可以通过适当设定第一从动齿轮421、第二从动齿轮431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,方便使用者通过调节组合阀40来调节氧气流量。
在图6所示的状态中,第一阀42处于关闭状态,第二阀43处于全开状态。在此状态下,将控制齿轮41顺时针转动,第一阀芯422通过自身左旋螺纹旋转向上运动,第二阀芯432通过自身右旋螺纹旋转向下运动,第一阀42的出气口424的氧气流量逐渐增加,第二阀43的出气口434的排出气体的流量逐渐减小。
图7例示本发明的实施例一的组合阀的一个工作状态。
在图6中将控制齿轮41顺时针转动之后,如图7所示,第一阀42和第二阀43均处于半开状态。此时,如果继续驱动控制齿轮41顺时针运动,第一阀芯422继续向上运动,第二阀芯432继续向下运动,第一阀42的出气口424的氧气流量继续增加,第二阀43的出气口434的气体流量继续减小。
图8例示本发明的实施例一的组合阀的一个工作状态。
在图7中将控制齿轮41继续顺时针转动,如图8所示,第一阀42处于全开状态,第二阀43处于关闭状态。此时,如果将控制齿轮41逆时针运动,则第一阀芯422自身左旋螺纹旋转向下运动,第二阀芯432通过自身右旋螺纹旋转向上运动,第一阀42的出气口424的氧气流量开始减小,第二阀43的出气口434的氧气流量逐渐增加。
如上所述,本实施例中,通过控制齿轮41控制第一阀42和第二阀43的开合程度,调节通过第一阀42、第二阀43的氧气的流量,使第一阀42输出所需流量的氧气,多余的氧气通过第二阀43排出。
【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9为本发明的实施例二的组合阀的结构示意图。
如图9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10至图11),第二阀73包括第二阀芯732和第二阀体733(见图10至图11)。第一阀芯722上设置有第一从动齿轮721,第二阀芯732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9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736。
图10为本发明的实施例二的组合阀的具体结构图。
图10中,从制氧单元20输出的氧气进入组合阀70的进气口74,在组合阀70内分为两支,分别进入第一阀72、第二阀73,从第一阀72的出气口724、第二阀73的出气口734输出。第一阀72的出气口724输出的氧气流向出气口50,供给使用者使用。
如图10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736上设置有通气部735,在第二阀芯732位于一定角度范围时,通气部735一端与组合阀70的进气口74连通,另一端与第二阀73的出气口734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,通气部735一端与组合阀70的进气口74不相连通,第二阀73被关闭。本实施例中,比如,通气部735是一个与组合阀70的进气口74大小相当的圆孔,通气部735与组合阀70的进气口74相互交错,能够在一定的角度范围内保持第二阀73被开启,并能够连续将气体通道扩大和缩小。
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。第一从动齿轮721和第二从动齿轮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。
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、转动,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724的气体通道的大小。
本实施例中,设定当第一阀芯722被控制齿轮71驱动上下移动,扩大或缩小第一阀72的出气口724的时候,第二阀芯732位于通气部735一端与组合阀70的进气口74连通,另一端与第二阀73的出气口734相连通,第二阀73被打开的角度范围。
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的出气口724的气体通道的大小的时候,第二阀芯732连续转动,通气部735的角度位置随之改变,通气部735与组合阀70的进气口74相互交错配合,连续扩大和缩小第二阀73的出气口734的气体通道的大小。
由于从第一阀72的出气口724输出的氧气的流量可以连续变化,使用者可以根据需求任意调节输出氧气的流量。比如,假定制氧单元20的输出的氧气的最大流量为3升/分钟,使用者可以根据自身的需求,将经出气口50输出的氧气的流量分别调节为3升/分钟、2升/分钟、1升/分钟、0等等。
另外,当调节控制齿轮71使第一阀芯722产生上下移动,第二阀芯732旋转时,通过适当设定第一从动齿轮721和第二从动齿轮731不同的传动比,以及通气部735与组合阀70的进气口74的位置关系,可以使得当将第一阀72的气体通道逐渐调小(直至关闭)时,第二阀73的通气部735与组合阀70的进气口74重合部分的面积逐渐增大,(直至完全重合),气体通道逐渐变大(直至全开);当将第一阀72的气体通道逐渐调大(直至全开)时,第二阀73的通气部735与组合阀70的进气口74逐渐错开(直至完全错开),气体通道逐渐变小(直至关闭)。所以,当调节控制齿轮71、减小第一阀72的气体通道,减小输出氧气的流量时,比如,氧气的流量设为2升/分钟、1升/分钟、0.5升/分钟、等等,制氧单元20生成的多余的氧气通过第二阀73的出气口734输出到排气筒245(见图3)排出,排出到外界或再利用。
因此,制氧单元20内没有多余的残留氧气。即,第二阀73起到分流泄压的作用。由于制氧单元20内没有多余的残留氧气,制氧单元20内的压力保持不变,不会升高,这可以延长吸附筒202内的分子筛的使用寿命,进而延长制氧机2的使用寿命。
另外,可以通过适当设定第一从动齿轮721、第二从动齿轮731的传动比,来设定调节第一阀72的氧气流量时,流量变化的快慢,方便使用者使用。
在图10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。在此状态下,将控制齿轮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724的氧气流量逐渐增加,第二阀73的通气部735与组合阀70的进气口74逐渐错开,出气口734的排出气体的流量逐渐减小。
图11例示本发明的实施例二的组合阀的一个工作状态。
在图10中将控制齿轮71继续顺时针转动之后,如图11所示,第一阀72的气体通道逐渐变大,直至全开,第二阀73的通气部735与组合阀70的进气口74逐渐错开,直至完全错开,处于关闭状态。
如上所述,本实施例中,通过控制齿轮71控制第一阀72和第二阀73的开合程度,调节通过第一阀72、第二阀73的氧气的流量,使第一阀72输出所需流量的氧气,多余的氧气通过第二阀73排出。
根据本发明以上的实施例,使用者可以任意调节输出氧气的流量,而制氧单元生成的多余的氧气通过第二阀排出,因此,制氧单元内没有多余的残留氧气,制氧单元内的压力不会升高,这可以延长分子筛的使用寿命,进而延长制氧机的使用寿命。
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 (10)
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,其与所述制氧单元连接,对输入的氧气进行调节,输出规定流量的氧气,
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,所述控制部控制所述第一阀和所述第二阀联动,
从所述组合阀进入所述组合阀的氧气在所述组合阀内分为两支,分别进入所述第一阀和所述第二阀,所述控制部控制所述第一阀和第二阀的开合程度,以调节通过所述第一阀、第二阀的氧气的流量,使所述第一阀输出所述规定流量的氧气。
2.根据权利要求1所述的制氧机,所述第一阀输出的氧气的流量连续变化。
3.根据权利要求2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。
4.根据权利要求3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。
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为螺纹连接,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、第二阀芯相互向相反方向上下运动,调节所述第一阀、所述第二阀的气体通道的大小。
6.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、第二阀的气体通道的大小。
7.根据权利要求3至6任一所述的制氧机,所述的控制齿轮为手动控制齿轮。
8.根据权利要求3至6任一所述的制氧机,所述的控制齿轮为电动步进控制齿轮。
9.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。
10.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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