CN110734039A - 一种使用智能算法的医用模块化psa制氧机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，具体涉及制氧机设备领域，包括顶板和底板，所述顶板的顶部固定连接有菱形四通管，所述菱形四通管的连接端通过管道分别固定连接有进口端、第一模块化分子筛塔、第二模块化分子筛塔、排气消音器，所述第一模块化分子筛塔和第二模块化分子筛塔均固定连接在顶板的中部。本发明通过第一调节阀控制减少空气进入量，并控制往复泵将氧气缓冲罐内氧气泵入氧气储存罐中，维持氧气缓冲罐内氧气的浓度，当流量过小时第一调节阀控制增加空气进入量，并控制往复泵将氧气储存罐内氧气泵入往复泵中，维持氧气缓冲罐内氧气的浓度，从而可以实现氧气缓冲罐出氧稳定的目的。
Description
技术领域
本发明涉及制氧机设备领域，更具体地说，本实用涉及一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机。
背景技术
对于具有心脑血管、呼吸系统疾病的患者以及在严重缺氧高原地区执勤的官兵和其他工作人员，需要吸入高纯度氧气，基于不同情况下的需求，制氧设备应用而生。
目前，常见的制氧机为双吸附塔制氧机，其是以空气为原料，分子筛为吸附剂，采用PSA变压吸附远离制取氧气。原料空气首先经过预处理后由压缩机加压，压缩空气经过过滤、冷却、去除水分后由进气阀进入装有分子筛的吸附塔，空气中的氮气被吸附，流出的气体即为高纯度氧气。当分子筛氮气吸附达到一定的饱和度后，进气阀关闭排气阀打开，吸附塔进入解析再生阶段，分子筛微孔内的氮气在自身压力下被解析出来。同时，另一只吸附塔的再生回吹气体使分子筛内的氮气进一步析出，完成一个循环周期。
但是现有PSA制氧机在实际使用时，出氧不稳定，浓度有波动，甚至出氧量较大时会损害测量仪器。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，通过利用公式q＝3600*(f/k)配合测量组件，即可算出测量组件中氧气的流量，当流量过大时第一调节阀控制减少空气进入量，并控制往复泵将氧气缓冲罐内氧气泵入氧气储存罐中，维持氧气缓冲罐内氧气的浓度，当流量过小时第一调节阀控制增加空气进入量，并控制往复泵将氧气储存罐内氧气泵入往复泵中，维持氧气缓冲罐内氧气的浓度，从而可以实现氧气缓冲罐出氧稳定的目的，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，包括顶板和底板，所述顶板的顶部固定连接有菱形四通管，所述菱形四通管的连接端通过管道分别固定连接有进口端、第一模块化分子筛塔、第二模块化分子筛塔、排气消音器，所述第一模块化分子筛塔和第二模块化分子筛塔均固定连接在顶板的中部，且第一模块化分子筛塔和第二模块化分子筛塔均固定连接在底板的顶部，所述顶板的顶部固定连接有三通管，所述第一模块化分子筛塔和第二模块化分子筛塔通过管道与三通管的连接端固定连接，所述三通管的连接端通过管道固定设有测量组件，所述顶板的中部分别固定连接有氧气缓冲罐和氧气储存罐，且测量组件固定连接在氧气缓冲罐的表面，所述氧气缓冲罐和氧气储存罐通过管道相连通，且氧气缓冲罐和氧气储存罐之间的管道中部固定设有往复泵，菱形四通管与进口端之间管道的中部设有第一调节阀。
在一个优选地实施方式中，所述排气消音器固定连接在顶板的顶部，且排气消音器由消音管和消音棉组成。
在一个优选地实施方式中，所述第一模块化分子筛塔的数量为三个，且相邻两个第一模块化分子筛塔之间通过管道连接。
在一个优选地实施方式中，所述顶板和底板之间固定连接有控制箱，所述控制箱的内部设置有单片机。
在一个优选地实施方式中，所述测量组件包括连通管，所述连通管的一端通过管道与三通管的连接端固定连接，且连通管固定连接在氧气缓冲罐的表面，所述连通管的内部与氧气缓冲罐的内部相连通。
在一个优选地实施方式中，所述连通管内壁的两端固定连接有支撑座，两个所述支撑座的向对面通过轴承转动连接有转动杆，所述转动杆的表面分别固定连接有导流板和涡轮，所述连通管相对应涡轮的侧壁贯穿嵌入有磁电接近式传感器。
在一个优选地实施方式中，所述菱形四通管中连通进口端与第一模块化分子筛塔的管道中部设置有第一电磁阀，所述菱形四通管中连通进口端与第二模块化分子筛塔的管道中部设置有第三电磁阀，所述菱形四通管中连通第一模块化分子筛塔与排气消音器的管道的中部设置有第二电磁阀，所述菱形四通管中连通第二模块化分子筛塔与排气消音器的管道的中部设置有第七电磁阀。
在一个优选地实施方式中，所述三通管与第一模块化分子筛塔之间管道的中部设置有第四电磁阀，所述三通管与第二模块化分子筛塔之间管道的中部设置有第五电磁阀，所述三通管与测量组件之间管道的中部设置有第六电磁阀。
在一个优选地实施方式中，所述氧气缓冲罐的顶部通过管道与供氧端相连通，且氧气缓冲罐顶部管道的中部设置有第二调节阀，所述氧气储存罐的顶部通过管道与外部相连通，且氧气储存罐顶部管道的中部设有泄压阀。
本发明的技术效果和优点：
1、通过利用公式q＝3600*(f/k)配合测量组件，即可算出测量组件中氧气的流量，当流量过大时第一调节阀控制减少空气进入量，并控制往复泵将氧气缓冲罐内氧气泵入氧气储存罐中，维持氧气缓冲罐内氧气的浓度，当流量过小时第一调节阀控制增加空气进入量，并控制往复泵将氧气储存罐内氧气泵入往复泵中，维持氧气缓冲罐内氧气的浓度，从而可以实现氧气缓冲罐出氧稳定的目的，与现有技术相比，使得可以实现出氧稳定；
2、通过关闭第一电磁阀并打开第二电磁阀、第三电磁阀、第五电磁阀和第七电磁阀，此时第二模块化分子筛塔开始工作时，使得一部分氧气通过三通管带动第一模块化分子筛塔内的氮气进入排气消音器内，并从排气消音器处排向外部，从而使得可以实现制氧与吹洗同步进行的目的，与现有技术相比，无需停止工作即可实现吹洗的目的。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的整体结构系统原理图。
图3为本发明的氧气缓冲罐结构正剖图。
图4为本发明的测量组件结构正剖图。
图5为本发明的测量组件结构测试图。
图6为本发明的控制箱结构系统控制图。
图7为本发明的整体结构控制框图。
附图标记为：1、顶板；2、底板；3、菱形四通管；4、进口端；5、第一模块化分子筛塔；6、第二模块化分子筛塔；7、排气消音器；8、三通管；9、测量组件；91、连通管；92、支撑座；93、转动杆；94、导流板；95、涡轮；96、磁电接近式传感器；10、氧气缓冲罐；11、氧气储存罐；12、往复泵；13、控制箱；14、第一电磁阀；15、第二电磁阀；16、第一调节阀；17、第三电磁阀；18、第四电磁阀；19、第五电磁阀；20、第六电磁阀；21、第二调节阀；22、泄压阀；23、第七电磁阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-7所示，本发明提供了一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，包括顶板1和底板2，所述顶板1的顶部固定连接有菱形四通管3，所述菱形四通管3的连接端通过管道分别固定连接有进口端4、第一模块化分子筛塔5、第二模块化分子筛塔6、排气消音器7，所述第一模块化分子筛塔5和第二模块化分子筛塔6均固定连接在顶板1的中部，且第一模块化分子筛塔5和第二模块化分子筛塔6均固定连接在底板2的顶部，所述顶板1的顶部固定连接有三通管8，所述第一模块化分子筛塔5和第二模块化分子筛塔6通过管道与三通管8的连接端固定连接，所述三通管8的连接端通过管道固定设有测量组件9，所述顶板1的中部分别固定连接有氧气缓冲罐10和氧气储存罐11，且测量组件9固定连接在氧气缓冲罐10的表面，所述氧气缓冲罐10和氧气储存罐11通过管道相连通，且氧气缓冲罐10和氧气储存罐11之间的管道中部固定设有往复泵12，菱形四通管3与进口端4之间管道的中部设有第一调节阀16；
所述排气消音器7固定连接在顶板1的顶部，且排气消音器7由消音管和消音棉组成；
所述第一模块化分子筛塔5的数量为三个，且相邻两个第一模块化分子筛塔5之间通过管道连接，第一模块化分子筛塔5和第二模块化分子筛塔6的数量在此不限，可根据PSA制氧机的机型大小以及需要而设定；
所述顶板1和底板2之间固定连接有控制箱13，所述控制箱13的内部设置有单片机，便于对该装置进行控制；
所述测量组件9包括连通管91，所述连通管91的一端通过管道与三通管8的连接端固定连接，且连通管91固定连接在氧气缓冲罐10的表面，所述连通管91的内部与氧气缓冲罐10的内部相连通，使得便于空气通过三通管8和测量组件9进入氧气缓冲罐10的内部；
所述连通管91内壁的两端固定连接有支撑座92，两个所述支撑座92的向对面通过轴承转动连接有转动杆93，所述转动杆93的表面分别固定连接有导流板94和涡轮95，所述连通管91相对应涡轮95的侧壁贯穿嵌入有磁电接近式传感器96，通过公式：q＝3600*(f/k)，使得可以对氧气的流量进行测量；
所述菱形四通管3中连通进口端4与第一模块化分子筛塔5的管道中部设置有第一电磁阀14，所述菱形四通管3中连通进口端4与第二模块化分子筛塔6的管道中部设置有第三电磁阀17，所述菱形四通管3中连通第一模块化分子筛塔5与排气消音器7的管道的中部设置有第二电磁阀15，所述菱形四通管3中连通第二模块化分子筛塔6与排气消音器7的管道的中部设置有第七电磁阀23，使得可以起到排出氮气的目的；
所述三通管8与第一模块化分子筛塔5之间管道的中部设置有第四电磁阀18，所述三通管8与第二模块化分子筛塔6之间管道的中部设置有第五电磁阀19，所述三通管8与测量组件9之间管道的中部设置有第六电磁阀20，使得便于控制空气的流向，可以起到制氧和吹吸同步进行的目的；
所述氧气缓冲罐10的顶部通过管道与供氧端相连通，且氧气缓冲罐10顶部管道的中部设置有第二调节阀21，所述氧气储存罐11的顶部通过管道与外部相连通，且氧气储存罐11顶部管道的中部设有泄压阀22，使得当氧气储存罐11内部气压过大时，可以通过泄压阀22将氧气释放至空气中。
实施方式具体为：在使用时，通过空压机图未示将空气从进口端4处注入菱形四通管3的内部，当第一模块化分子筛塔5开始工作时，第一电磁阀14和第一调节阀16处于开启状态，且第二电磁阀15、第三电磁阀17和第七电磁阀23均处于关闭状态，使得空气从进口端4进入菱形四通管3内，并通过菱形四通管3进入第一模块化分子筛塔5内过滤氮气从而制得氧气，第四电磁阀18和第六电磁阀20处于开启状态，且第五电磁阀19处于关闭状态，氧气通过第一模块化分子筛塔5进入三通管8内，并通过三通管8和测量组件9进入氧气缓冲罐10内进行缓冲，通过控制氧气缓冲罐10顶部管道上的第二调节阀21使得控制氧气的输出，且当第一模块化分子筛塔5内部氮气饱和时，关闭第一电磁阀14并打开第二电磁阀15、第三电磁阀17、第五电磁阀19和第七电磁阀23，此时第二模块化分子筛塔6开始工作时，使得空气从进口端4进入菱形四通管3内，并通过菱形四通管3进入第二模块化分子筛塔6内过滤氮气从而制得氧气，一部分氧气通过第二模块化分子筛塔6进入三通管8内，并通过三通管8和测量组件9进入氧气缓冲罐10内进行缓冲，通过控制氧气缓冲罐10顶部管道上的第二调节阀21使得控制氧气的输出，且另一部分氧气通过三通管8进入第一模块化分子筛塔5内并带动第一模块化分子筛塔5内的氮气回到菱形四通管3内，并通过第二电磁阀15进入排气消音器7内，并从排气消音器7处排向外部，从而使得可以实现制氧与吹洗同步进行的目的，该实施方式具体解决了现有技术中存在的难以维持出氧稳定问题；
设定一个额定气体流量，通过磁电接近式传感器96上的仪表系数并利用q＝3600*(f/k)公式，计算出进入氧气缓冲罐10内氧气的流量，且公式：q＝3600*(f/k)中：f为脉冲频率[Hz]k为传感器的仪表系数[1/m3]，由校验单给出，Q为流体的瞬时流量，[m3/h]3600为磁电接近式传感器96的换算系数，k值为磁电接近式传感器96配套的固定值，便可显示出瞬时流量和累积总量，当公式算出测量组件9中流量大于额定气体流量时，第一调节阀16控制减少空气进入量，并控制往复泵12将氧气缓冲罐10内氧气泵入氧气储存罐11中，维持氧气缓冲罐10内氧气的浓度，当公式算出测量组件9中流量小于额定气体流量时，第一调节阀16控制增加空气进入量，并控制往复泵12将氧气储存罐11内氧气泵入往复泵12中，维持氧气缓冲罐10内氧气的浓度，当公式算出测量组件9中流量等于额定气体流量时，无操作，该实施方式具体解决了现有技术中存在的需要停止工作才能进行吹洗问题。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-7，通过关闭第一电磁阀14并打开第二电磁阀15、第三电磁阀17、第五电磁阀19和第七电磁阀23，此时第二模块化分子筛塔6开始工作时，使得一部分氧气通过三通管8带动第一模块化分子筛塔5内的氮气进入排气消音器7内，并从排气消音器7处排向外部，从而使得可以实现制氧与吹洗同步进行的目的；
参照说明书附图1-7，通过利用公式q＝3600*(f/k)配合测量组件9，即可算出测量组件9中氧气的流量，当流量过大时第一调节阀16控制减少空气进入量，并控制往复泵12将氧气缓冲罐10内氧气泵入氧气储存罐11中，维持氧气缓冲罐10内氧气的浓度，当流量过小时第一调节阀16控制增加空气进入量，并控制往复泵12将氧气储存罐11内氧气泵入往复泵12中，维持氧气缓冲罐10内氧气的浓度，从而可以实现氧气缓冲罐10出氧稳定的目的。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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 (9)
1.一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，其特征在于：包括顶板(1)和底板(2)，所述顶板(1)的顶部固定连接有菱形四通管(3)，所述菱形四通管(3)的连接端通过管道分别固定连接有进口端(4)、第一模块化分子筛塔(5)、第二模块化分子筛塔(6)、排气消音器(7)，所述第一模块化分子筛塔(5)和第二模块化分子筛塔(6)均固定连接在顶板(1)的中部，且第一模块化分子筛塔(5)和第二模块化分子筛塔(6)均固定连接在底板(2)的顶部，所述顶板(1)的顶部固定连接有三通管(8)，所述第一模块化分子筛塔(5)和第二模块化分子筛塔(6)通过管道与三通管(8)的连接端固定连接，所述三通管(8)的连接端通过管道固定设有测量组件(9)，所述顶板(1)的中部分别固定连接有氧气缓冲罐(10)和氧气储存罐(11)，且测量组件(9)固定连接在氧气缓冲罐(10)的表面，所述氧气缓冲罐(10)和氧气储存罐(11)通过管道相连通，且氧气缓冲罐(10)和氧气储存罐(11)之间的管道中部固定设有往复泵(12)，菱形四通管(3)与进口端(4)之间管道的中部设有第一调节阀(16)。
2.根据权利要求1所述的一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，其特征在于：所述排气消音器(7)固定连接在顶板(1)的顶部，且排气消音器(7)由消音管和消音棉组成。
3.根据权利要求1所述的一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，其特征在于：所述第一模块化分子筛塔(5)的数量为三个，且相邻两个第一模块化分子筛塔(5)之间通过管道连接。
4.根据权利要求1所述的一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，其特征在于：所述顶板(1)和底板(2)之间固定连接有控制箱(13)，所述控制箱(13)的内部设置有单片机。
5.根据权利要求1所述的一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，其特征在于：所述测量组件(9)包括连通管(91)，所述连通管(91)的一端通过管道与三通管(8)的连接端固定连接，且连通管(91)固定连接在氧气缓冲罐(10)的表面，所述连通管(91)的内部与氧气缓冲罐(10)的内部相连通。
6.根据权利要求5所述的一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，其特征在于：所述连通管(91)内壁的两端固定连接有支撑座(92)，两个所述支撑座(92)的向对面通过轴承转动连接有转动杆(93)，所述转动杆(93)的表面分别固定连接有导流板(94)和涡轮(95)，所述连通管(91)相对应涡轮(95)的侧壁贯穿嵌入有磁电接近式传感器(96)。
7.根据权利要求1所述的一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，其特征在于：所述菱形四通管(3)中连通进口端(4)与第一模块化分子筛塔(5)的管道中部设置有第一电磁阀(14)，所述菱形四通管(3)中连通进口端(4)与第二模块化分子筛塔(6)的管道中部设置有第三电磁阀(17)，所述菱形四通管(3)中连通第一模块化分子筛塔(5)与排气消音器(7)的管道的中部设置有第二电磁阀(15)，所述菱形四通管(3)中连通第二模块化分子筛塔(6)与排气消音器(7)的管道的中部设置有第七电磁阀(23)。
8.根据权利要求1所述的一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，其特征在于：所述三通管(8)与第一模块化分子筛塔(5)之间管道的中部设置有第四电磁阀(18)，所述三通管(8)与第二模块化分子筛塔(6)之间管道的中部设置有第五电磁阀(19)，所述三通管(8)与测量组件(9)之间管道的中部设置有第六电磁阀(20)。
9.根据权利要求1所述的一种使用智能算法的医用模块化PSA制氧机，其特征在于：所述氧气缓冲罐(10)的顶部通过管道与供氧端相连通，且氧气缓冲罐(10)顶部管道的中部设置有第二调节阀(21)，所述氧气储存罐(11)的顶部通过管道与外部相连通，且氧气储存罐(11)顶部管道的中部设有泄压阀(22)。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911121175.7A Pending CN110734039A (zh) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | 一种使用智能算法的医用模块化psa制氧机 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101434383A (zh) * | 2007-11-14 | 2009-05-20 | 珠海和佳医疗设备股份有限公司 | 一种制氧设备及制氧方法 |
| CN203653240U (zh) * | 2013-12-19 | 2014-06-18 | 湖南一特电子医用工程股份有限公司 | 可控制氧气浓度的制氧装置 |
| CN107117583A (zh) * | 2016-02-25 | 2017-09-01 | 欧姆龙健康医疗事业株式会社 | 具有气体反馈保护的制氧机和气体反馈式保护分子筛的方法 |
| CN109613859A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-04-12 | 深圳市德达康健股份有限公司 | 一种分子筛制氧机及其控制系统、方法 |
-
2019
- 2019-11-15 CN CN201911121175.7A patent/CN110734039A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101434383A (zh) * | 2007-11-14 | 2009-05-20 | 珠海和佳医疗设备股份有限公司 | 一种制氧设备及制氧方法 |
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| CN109613859A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-04-12 | 深圳市德达康健股份有限公司 | 一种分子筛制氧机及其控制系统、方法 |
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