CN110015640B - 制氧机 - Google Patents

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

制氧机

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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