CN114259842A - 一种制氧机及制氧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制氧机及制氧方法，包括低压制氧系统、高压供氧系统和控制系统，低压制氧系统包括制氧模块和氧气缓冲罐，高压供氧系统包括氧气增压机和氧气增压罐，低压氧气由氧气缓冲罐经过氧气增压机提高压力，进入到氧气增压罐，氧气增压罐出口设置流量传感器和浓度传感器，并与控制系统电性连接，用于测定最终产出的氧气浓度、流量和压力，控制系统通过流量传感器检测供氧流量，控制开启不同数量的制氧模块产出氧气，解决了现有制氧机无法将低流量供氧、不频繁启停、占地面积小这三种情况同时具备的问题。

Description

一种制氧机及制氧方法

技术领域

本发明涉及机械设备领域，具体为一种制氧机及制氧方法。

背景技术

医用制氧机是利用变压吸附等技术从空气中提取氧气的一种医用设备，其利用分子筛物理吸附和解吸技术在制氧机内装填分子筛，在加压时可将空气中氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气，具体工作过程为压缩空气经空气纯化干燥机净化后，通过切换阀进入吸附塔，在吸附塔内，氮气被分子筛吸附，氧气在吸附塔被聚积后进入氧气储罐，再经除异味、除尘过滤器和除菌过滤器过滤即获得合格的医用氧气。

现有一体化制氧机是将大型制氧系统小型化设计，流程原理与大型制氧系统相同，只是各部件规格尺寸减小，此种小型化设计是将大型制氧系统尺寸的小型化，并未同时解决上述的三点问题。因为制氧系统配置的规格需要满足医院在用氧高峰时期的用氧量，但是此种制氧系统的制氧模块不具备流量更改特性，所以当设备开机时，此种制氧系统的流量是医院的高峰用氧量。若此时正处于医院的用氧量极小的情况，则制氧系统开机后几分钟内就必须要停机，否则多余的氧气无处储存。此种制氧机一般需要外置储罐以解决频繁开机的问题，但若外置储罐，就增加了占地面积和压力容器使用手续，并且也不能称之为一体机，增加了工程安装工序。现有的制氧机对于小型医疗结构的应用无法满足上述情况，在节省用地面积和安装成本的前提下，需要设计成一体机模式，而现有一体机模式是固定产氧量，无法满足高低峰值的流量调节，外置储罐虽可缓冲峰值差距，但又违背了一体机的需求。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有制氧机和制氧方法的不足，提供一种结构紧凑，可以适应不同用氧需求量且不用频繁开机的一种制氧机及制氧方法。

就一种制氧机设备而言，为解决上述问题，本发明的技术方案是：一种制氧机，包括用于制备达到设定浓度氧气的低压制氧系统、用于控制各阀门和各传感器的控制系统、用于提高供氧压力高压供氧系统，所述低压制氧系统内包括至少两个制氧模块，所述制氧模块可独立启停进行制氧工作，所述控制系统包括运行控制系统，所述运行控制系统包括用于控制低压制氧系统和高压供氧系统的启停和控制各阀门和各传感器行，所述制氧模块在所述控制系统的控制下根据用氧量需求自动调控启停对应数量的所述制氧模块，所述制氧模块的产出氧气汇集到氧气缓冲罐，每个所述制氧模块内设有浓度流量传感器，所述浓度流量传感器与所述运行控制系统电性连接，用于测定氧气的浓度、流量和压力。

上述结构的制氧机，控制系统的运行控制系统可以根据用氧量需求和制氧机内设有的传感器返回氧气的浓度、流量和压力自动调控开启满足制氧量的不同数量的制氧模块，每个制氧模块可独立启停进行制氧工作，当某个制氧模块发生故障，可以单独更换该制氧模块，容易维修，通过将制氧模块组合化，根据市场客户的供氧流量和氧浓度要求，可灵活调整制氧模块的数量，快速组合提供样机，满足竞争市场的需求。

包括外壳，所述控制系统、低压制氧系统和高压供氧系统均设在所述外壳内。

上述所述控制系统、低压制氧系统和高压供氧系统均设在所述外壳内。解决了制氧机一般需要外置储罐等压力容器、占地面积大、移动安装不便的问题，真正实现制氧机一体化而不是分体安装。

所述高压供氧系统包括氧气增压罐和氧气增压机，所述氧气增压机的开启数量与根据用氧量开启不同数量的所述制氧模块的数量对应，以保证对应所述制氧模块的产出氧气流量与氧气增压机可处理的氧气流量相对应，所述氧气增压机的出口连接有气体换向装置，所述气体换向装置的一个出口连接氧气增压罐，所述气体换向装置的另一个出口通过回流管路连接所述低压制氧系统中的氧气缓冲罐，当所述氧气缓冲罐内压力低于设定值时，所述氧气增压机出口连接的所述气体换向装置切换为接与所述氧气缓冲罐，当所述氧气缓冲罐内压力达到设定值时，所述氧气增压机出口连接的所述气体换向装置切换为接与所述氧气增压罐。

氧气缓冲罐用于收集所述制氧模块产生的氧气，并保持一定的压力范围，所述氧气增压机的数量与根据用氧量开启不同数量的所述制氧模块对应，以保证对应所述制氧模块的产出氧气流量。解决了现有技术中存在的简单的将制氧模块分割，但氧气增压机未分开，制氧机启动时制氧机产氧量依旧是制氧机最大制氧量，无法真正改变制氧量多少的情况，氧气增压机连接的气体换向装置，解决了当用氧量需求变小，制氧机产量相应较大时，所述氧气缓冲罐被抽真空的情况。

所述氧气缓冲罐设有压力传感器A，所述氧气增压罐设有压力传感器B。

所述外壳内用隔板分成若干空间，所述制氧模块系统设有消声降噪装置，所述外壳内设有消音降噪装置。

通过上述将外壳内分为若干空间，将各模块安置在不同空间内，合理安排空间并且结构紧凑，制氧机中噪声来源主要是所述制氧模块，所述制氧模块内设有消声降噪装置可有效减少噪音。同时为了进一步减小噪音，在所述外壳的内部也设有消音降噪装置。

所述氧气增压罐的出口设有三通支路连接测氧电磁阀，所述测氧电磁阀的开关控制氧气通入测氧仪中，检测的氧气浓度反馈到所述控制系统。

所述氧气增压罐出口设有的所述三通支路的另一个支路连接电动换向阀，所述电动换向阀的开启可控制制氧机正常供氧，当制氧机关机后再次开机的同时所述氧气增压罐压力小于设定值时，所述电动换向阀为关闭状态，当制氧机关机后再次开机的同时所述氧气增压罐压力大于设定值时，所述电动换向阀为打开状态。所述电动换向阀后连接气体质量流量计，将出口流量反馈到所述控制系统中，参与各项控制，所述气体质量流量计后连接流量控制球阀，调节所述流量控制球阀设置出口流量，控制设备产氧规格，所述流量控制球阀可保证设备在最低的供氧压力下满足设备产氧规格，随着压力升高出口流量将会大于设备产氧规格，所述流量控制球阀连接除菌过滤器，所述除菌过滤器连接有供氧管道。

所述制氧模块内包括过滤装置、复合冷凝器、冷干机、吸附塔进口换向阀、吸附塔组。所述过滤装置为过滤器，所述过滤器包括与空气进气口相连的第一过滤器和位于冷干机和吸附塔组之间的第二过滤器，所述第一过滤器连接空压机，所述空压机连接复合冷凝器的上层，空气经过冷却降温后进入冷干机，所述冷干机的出口空气进入所述复合冷凝器的下层，吸收所述复合冷凝器的上层所释放的热量干燥空气回温，得到的干燥空气进入吸附塔进口换向阀，所述吸附塔进口换向阀连接所述吸附塔组，所述吸附塔组为氧气罐和至少两个吸附塔，所述吸附塔进口换向阀的出口连接至少两个所述吸附塔，在一个所述吸附塔通入空气吸附氮气排出氧气的同时，另一个所述吸附塔排出氮气，交替进行。

上述所述制氧模块内包括过滤装置，空气进入制氧机后需要进行压缩，压缩使用空压机，为增加空压机的使用寿命，在空气进入空压机之前需要设有第一过滤器，为防止压缩空气中的水分和油份过滤不彻底将影响到输出氧气的浓度，同时还可能造成吸附塔组内配件的损坏，在压缩空气进入吸附塔组之前也需设第二过滤器，进一步保证过滤效果。

所述吸附塔制备的氧气通过所述吸附塔的出口送入氧气罐中，所述吸附塔的出口管路通过微孔连通器连接用来平衡所述吸附塔的压力，所述吸附塔的出口管路通过吹扫阀连接，以用来快速吹扫排气，所述氧气罐的出口依次连接减压阀、浓度流量传感器、三通电磁阀和节流阀连接到所述制氧模块的出口，所述制氧模块内设有控制板，所述控制板设有压力传感器C，所述氧气罐的出口和所述减压阀的进口之前接出管路连接所述控制板的所述压力传感器C进行控制校正和异常报警，所述控制系统还包括远程监控系统，用于将所述运行控制系统中的氧气浓度信号、氧气流量信号和压力信号显示在远程的显示终端。

远程监控系统的设计能解决人员一直待在设备场地的问题，使人员想看数据时在办公室或其他场所远程的显示终端上就可以看懂制氧机的运行情况。

一种制氧方法：该方法包括如下步骤：

打开控制系统的运行控制系统启动开关，制氧机通电，进入工作状态；

运行控制系统根据用氧量需求和各传感器返回的氧气浓度信号、氧气流量信号、压力信号自动调控开启对应产氧量的若干制氧模块还有对应数量的氧气增压机，用于保证对应不同制氧模块产出氧气流量满足需求、保证开启制氧模块正常工作；

低压制氧系统至少包括氧气缓冲罐和两个所述制氧模块，对进入制氧机的所述制氧模块中的空气进行过滤并压缩空气达到吸附塔组入口所需压力，处理后的空气进入所述吸附塔组进行氧气分离；

所述制氧模块内包含浓度流量传感器，用于测定氧气的浓度、流量和压力，所述浓度流量传感器连接所述控制系统，当测定氧气浓度低于设定值时，将不合格氧气排出制氧模块，当测定氧气浓度达到设定值时，所产出氧气汇入氧气缓冲罐；

产出氧气达到所述氧气缓冲罐，用于收集所述制氧模块产生的氧气，并保持一定的压力范围，所述氧气缓冲罐设有压力传感器A，所述氧气缓冲罐后依次连接氧气增压机、氧气增压罐，所述氧气增压罐通过三通支路分别连接测氧仪和电动换向阀，所述氧气增压罐设有压力传感器B，所述电动换向阀控制制氧机的供氧通断，所述电动换向阀后连接气体质量流量计，将出口流量反馈到控制系统中参与各项控制，所述气体质量流量计后连接流量控制球阀，通过调节流量控制球阀设置出口流量、满足设备产氧规格，最后氧气进入除菌过滤器后进入供氧管道；

所述控制系统根据所述供氧管道的气体质量流量计反馈的压力信号，启动不同的所述制氧模块，每次进行轮巡工作时，首先对出口流量进行检测，并按照现在流量分属的流量区间，找到上次对应此流量区间所启动的制氧模块继续进行轮巡，每个流量区间的模块轮换机制单独统计运行；

所述氧气增压机的出口连接有气体换向装置，所述气体换向装置的一个出口连接所述氧气增压罐，所述气体换向装置的另一个出口通过回流管路连接所述氧气缓冲罐，当所述氧气缓冲罐内压力低于设定值时，所述氧气增压机出口连接的所述气体换向装置切换为接与所述氧气缓冲罐，当所述氧气缓冲罐内压力达到设定值时，所述氧气增压机出气口连接的所述换向阀切换为接与所述氧气增压罐。

本发明有益效果是：上述结构的制氧机，每个制氧模块可独立启停进行制氧工作，当某个制氧模块发生故障，可以单独更换该制氧模块，容易维修。现有的制氧机对于小型医疗结构的应用，在节省用地面积和安装成本的前提下，需要设计成一体机模式，而现有一体机模式是固定产氧量，无法满足高低峰值的流量调节，一旦用户用量很小而制氧机全开时，无法储存过多氧气，外置储罐虽可缓冲峰值差距，但又违背了一体机的需求。本发明将制氧的部分设计为多个所述制氧模块，并且设置多组氧气增压机，使得在用氧最高峰时，设备全开满足用氧需求，而在用氧极低时，设备只开启单组制氧模块和单组氧气增压机，不会或很少产生产氧和用氧的差距，不会导致设备频繁停机，也不需要外置储罐。

附图说明

图1是本发明的实施例的立体结构示意图；

图2是本发明的实施例的结构示意图；

图3是本发明的实施例的单个制氧模块结构示意图；

图4是本发明的实施例的电气说明图。

图中：1.制氧模块；2.氧气缓冲罐；21.压力传感器A；22.安全阀A；3.氧气增压机；4.气体换向装置；5.氧气增压罐；51.压力传感器B；52.安全阀B；6.测氧电磁阀；7.测氧仪；8.电动换向阀；9.气体质量流量计；10.流量控制球阀；11.除菌过滤器；12.第一过滤器；13.空压机；14.复合冷凝器；15.冷干机；151.冷干机蒸发器；152.第二过滤器；16.排氮消音器；17.吸附塔进口换向阀；18.吸附塔；19.微孔连通器；20.吹扫阀；23.氧气罐；24.减压阀；25.浓度流量传感器；26.节流阀；27.回流管路；28.控制板；29.控制系统；30.三通电磁阀；31.排空节流阀。

具体实施方式

如图1-4所示。就一种制氧机设备而言，为解决上述问题，以制氧机需求量2立方/小时为例，本发明的技术方案是：如图2所示一种制氧机，包括控制系统29、低压制氧系统和高压供氧系统，所述低压制氧系统内包括至少两个制氧模块1和氧气缓冲罐2，该具体实施例选用的所述制氧模块1为4个，每个所述制氧模块的产氧量为0.5立方/小时，所述制氧模块1可独立启停进行制氧工作，所述控制系统29包括运行控制系统，所述运行控制系统控制制氧机、控制低压制氧系统和高压供氧系统的启停，以及控制制氧机各阀门、泵和传感器的运行所述制氧模块1在所述控制系统29的控制下根据用氧量需求自动调控启停对应数量的所述制氧模块1，所述制氧模块1的产出氧气汇集到氧气缓冲罐2，每个所述制氧模块1内设有浓度流量传感器25，所述浓度流量传感器25与所述运行控制系统电性连接，用于测定氧气的浓度、流量。

上述结构的制氧机，控制系统29的运行控制系统可以根据用氧量需求和制氧机内设有的各传感器返回氧气的浓度、流量和压力自动调控开启满足制氧量的不同数量的制氧模块1，每个制氧模块1可独立启停进行制氧工作，当某个制氧模块1发生故障，可以单独更换该制氧模块1，容易维修，通过将制氧模块1一体化，根据市场客户的供氧流量和氧浓度要求，可灵活调整制氧模块1的数量，快速组合提供样机，满足竞争市场的需求。

所述高压供氧系统包括氧气增压罐5和氧气增压机3，所述氧气增压机3的数量与根据用氧量开启不同数量的所述制氧模块1对应，以保证对应所述制氧模块1的产出氧气流量，所述氧气增压机3的出口连接有气体换向装置4，该具体实施例所述气体换向装置4为增压换向阀，所述气体换向装置4的一个出口连接氧气增压罐5，所述氧气增压罐5为两台，所述气体换向装置4的另一个出口通过回流管路27连接所述氧气缓冲罐2，当所述氧气缓冲罐2内压力低于设定值时，所述氧气增压机3出口连接的所述气体换向装置4切换为接与所述氧气缓冲罐2，当所述氧气缓冲罐2内压力达到设定值时，所述增压机3出口连接的所述换向阀切换为接与所述氧气增压罐5，所述氧气增压罐5之后也可以继续扩充数量和容积。目前现有技术中的一体化制氧机虽然制氧单元被分割，但制氧系统中的氧气增压机3部分未有相应技术支持，所以当设备启动时，其产氧量还是设备的最大流量，必须外置储罐才能解决设备频繁开机的问题。

氧气缓冲罐2用于收集制氧模块1产生的氧气，并保持一定的压力范围，氧气增压机3的数量与根据用氧量开启不同数量的所述制氧模块1对应，以保证对应所述制氧模块1的产出氧气流量，解决了现有技术中简单的将制氧模块1分割，但制氧机启动时制氧机产氧量依旧是制氧机最大制氧量，无法真正改变制氧量多少的情况，氧气增压机3连接的气体换向装置4，所述增压换向阀的目的实质是为了保证氧气缓冲罐2前部的进气流量和氧气缓冲罐2后部的出气流量达到平衡，解决了用氧量需求变化时，制氧模块的制氧量小于氧气增压机的抽出量，制氧模块1被抽真空的情况。

制氧机包括外壳，所述控制系统29、低压制氧系统和高压供氧系统均设在所述外壳内。所述外壳为长方形柜式结构，通过隔板将外壳内分为上下四个空间，将各模块安置在不同空间内，4个所述制氧模块1占两个空间，所述控制系统29模块占一个空间，剩余模块放在一个空间，合理安排空间并且结构紧凑，制氧机中噪声来源主要是制氧模块1，所述制氧模块1内设有消声降噪装置可有效减少噪音。所述消声降噪装置在所述外壳内侧壁，并且位于所述制氧模块1的左右两侧面。所述消声降噪装置为消声棉，为了进一步降低噪音，本领域的技术人员很容易想到制氧机整机设有消声降噪装置。

上述所述控制系统29、低压制氧系统和高压供氧系统均设在所述外壳内。解决了制氧机一般需要外置储罐和压力容器、占地面积大、外观不统一、不美观、移动不便的问题，真正实现制氧机一体化而不是分体安装。

所述氧气缓冲罐2设有压力传感器A21，所述两台氧气增压罐5首尾依次连通，所述两台氧气增压罐5共用一套压力传感器B51。

所述氧气增压罐5的出口设有三通支路连接测氧电磁阀6，所述测氧电磁阀6的开关控制氧气通入测氧仪7中，检测的氧气浓度反馈到所述控制系统29。

所述氧气增压罐5出口设有的所述三通支路的另一个支路连接电动换向阀8，所述电动换向阀8的开启可控制制氧机正常供氧，当制氧机关机后首次启动的同时所述氧气增压罐5压力小于设定值时，所述电动换向阀8为关闭状态，所述电动换向阀8后连接气体质量流量计9，将出口流量反馈到所述控制系统29中，参与各项控制，所述气体质量流量计9后连接流量控制球阀10，调节所述流量控制球阀10设置出口流量，控制设备产氧规格，所述流量控制球阀10可保证设备在最低的供氧压力下满足设备产氧规格，随着压力升高出口流量将会大于设备产氧规格，所述流量控制球阀10连接除菌过滤器11，所述除菌过滤器11连接有供氧管道，所述氧气增压机3的出口与氧气增压罐5相连起着平衡氧气压力与贮存氧气的作用。

如图3所示，所述制氧模块1内包括过滤装置，所述过滤装置为过滤器，所述过滤器包括与空气进气口相连的第一过滤器12和位于冷干机15和吸附塔组之间的第二过滤器152，所述第一过滤器12连接空压机13，所述空压机13连接复合冷凝器14的上层，所述空压机13出来的高压高温空气经过冷却降温后进入冷干机15，所述冷干机15的出口的空气进入所述复合冷凝器14的下层，吸收所述复合冷凝器14的上层所释放的热量干燥空气回温，得到的干燥空气进入吸附塔进口换向阀17，所述吸附塔进口换向阀17连接有排氮消音器16，所述吸附塔进口换向阀17连接所述吸附塔组，所述吸附塔组为至少两个吸附塔18，所述吸附塔进口换向阀17的出口连接至少两个所述吸附塔18，在一个所述吸附塔18通入空气吸附氮气排出氧气的同时，另一个所述吸附塔18排出氮气，交替进行。

现有技术中由于制氧单元被分割，每一个制氧小单元中所占空间都有限，无法安装冷干机15等空气除水设备，所以其制氧分子筛将会在使用过程中很快受潮损坏失效，无法正常制氧，而且由于一体化的安装空间紧凑，没有可搭配的成品冷干机15，本发明中自制了与制氧模块1集成的冷干机15，控制所述冷干机15中的冷干机蒸发器151的内部温度2-10℃，保护吸附塔18中的分子筛，提高分子筛的使用寿命。本发明中上述所述制氧模块1内包括过滤装置，空气进入制氧机后需要进行压缩，压缩使用空压机13，为增加空压机13的使用寿命，在空气进入制氧机后进入空压机13之前需要设有第一过滤器12，为防止压缩空气中的水分和油份过滤不彻底将影响到输出氧气的浓度，同时还可能造成吸附塔组内设备的堵塞，在压缩空气进去吸附塔组之前也需设第二过滤器152，进一步保证过滤效果。

所述制氧模块1与市面上制氧一体机的制氧部分原理相似，市面上制氧一体机由于一体化的安装空间紧凑，省略了体积较大的空压机13和冷干机15，但是本发明中在保证一体化安装空间紧凑的同时制氧模块1中加入了空压机13和冷干机15，所述制氧模块1下面在所述外壳体内或隔板上设有底座，所述制氧模块1与所述底座连接，所述底座内为中空结构，所述底座内设有排气扇，所述底座与所述制氧模块1的连接面设有通风口，所述制氧模块1与所述底座可拆卸的连接，可拆卸的连接方式可以是卡接或者底座上设有滑道，两者滑道连接，所述制氧模块1的数量可根据实际情况安装不同数量。

所述吸附塔18得到的氧气通过所述吸附塔18的出口送入氧气罐23中，所述吸附塔18的出口管路通过微孔连通器19连接用来平衡所述吸附塔18的压力，所述吸附塔18的出口管路通过吹扫阀20连接，以用来快速吹扫排气，所述氧气罐23的出口依次连接减压阀24、浓度流量传感器25、三通电磁阀30和节流阀26连接到所述制氧模块1的出口，所述制氧模块1内有单独的控制板控制，所述控制板上具有输入信号接口，用于控制所述制氧模块1的启停，所述控制板上具有输出接口，用于控制所述空压机13的启停、所述复合冷凝器中的冷凝风扇的启停、冷干机15的启停，气体换向装置4的切换，吹扫阀20的开关，所述控制板设有压力传感器C，所述氧气罐23的出口和所述减压阀24的进口之前接出管路连接所述控制板的所述压力传感器C进行控制校正和异常报警，所述控制板具有铂热电阻接口，用于检测所述冷干机15空气出口处的冷却温度；所述控制板具有温湿度传感器，用于检测运行环境中的温度和湿度；所述控制板具有485通信功能，将检测到的数据、所述制氧模块的运行状态传送至整机的所述控制系统29的PLC上，可通过主机上人机界面显示；所述控制板具有OLED屏幕接口，将各传感器检测到的浓度、流量、压力等显示到OLED屏幕上，所述控制系统29还包括远程监控系统，用于将所述运行控制系统中的氧气浓度信号、氧气流量信号和压力信号显示在远程的显示终端。

在每个所述制氧模块1设有的三通电磁阀30，通过制氧模块1的浓度流量传感器25实时检测氧气浓度，当氧气浓度低于设定值时，三通电磁阀30的出口连接到排空节流阀31，排出不合格的低浓度氧气；当氧气浓度高于设定值时，三通电磁阀30的出口连接到节流阀26，将合格的氧气导出到制氧模块出口；如此使得所述制氧模块1产出氧气达到标准要求，解决氧气浓度波动的问题，将开机时或开机中的不合格氧气排出，否则在所述制氧模块1启动或者制氧机整机启停后，开机时氧气浓度将会短期波动。

远程监控系统的设计能解决人员一直待在设备场地的问题，使人员想看数据时在办公室或其他场所远程的显示终端上就可以看懂制氧机的运行情况。

一种制氧方法：该方法包括如下步骤：

打开控制系统29的运行控制系统启动开关，制氧机通电，进入工作状态；

运行控制系统根据用氧量需求和各传感器返回的氧气浓度信号、氧气流量信号、压力信号自动调控开启对应产氧量的若干制氧模块1还有对应数量的氧气增压机3，用于保证对应不同制氧模块1产出氧气流量满足需求、保证开启制氧模块1正常工作；

低压制氧系统中包括至少两个所述制氧模块1，对进入制氧机的所述制氧模块1中的空气进行过滤并压缩空气达到吸附塔组入口所需压力，处理后的空气进入所述吸附塔组进行氧气分离；

所述制氧模块1内包含浓度流量传感器25，用于测定氧气的浓度、流量和压力，所述浓度流量传感器25连接所述控制系统29，当测定氧气浓度低于设定值时，将不合格氧气通过三通电磁阀30的切换，从排空节流阀31排出制氧模块1；当测定氧气浓度达到设定值时，所产出氧气通过三通电磁阀30的切换，从节流阀26经由制氧模块出口汇入氧气缓冲罐2；

产出氧气达到所述氧气缓冲罐2，用于收集所述制氧模块1产生的氧气，并保持一定的压力范围，所述氧气缓冲罐2设有压力传感器A21，所述氧气缓冲罐2后依次连接氧气增压机3、氧气增压罐5，所述氧气增压罐5通过三通支路分别连接测氧仪7和电动换向阀8，所述氧气增压罐5为两台所述氧气增压罐5首尾依次连通，所述两台氧气增压罐5共用一套压力传感器B51，所述电动换向阀8控制制氧机的供氧通断，所述电动换向阀8后连接气体质量流量计9，将出口流量反馈到控制系统29中参与各项控制，流量控制球阀10，通过调节流量控制球阀10设置出口流量、满足设备产氧规格，最后氧气进入除菌过滤器11后进入供氧管道；

所述控制系统29根据所述供氧管道的气体质量流量计9反馈的压力信号，启动不同的所述制氧模块1，每次进行轮巡工作时，首先对出口流量进行检测，并按照现在流量分属的流量区间，找到上次对应此流量区间所启动的制氧模块1继续进行轮巡，每个流量区间的模块轮换机制单独统计运行；

所述氧气增压机3的出口连接有气体换向装置4，所述气体换向装置4的一个出口连接所述氧气增压罐5，所述氧气增压罐5为两台，所述气体换向装置4的另一个出口通过回流管路27连接所述氧气缓冲罐2，当所述氧气缓冲罐2内压力低于设定值时，所述增压机3出口连接的所述气体换向装置4切换为接与所述氧气缓冲罐2，当所述氧气缓冲罐2内压力达到设定值时，所述增压泵出气口连接的所述换向阀切换为接与所述氧气增压罐5，图4是制氧机的电气说明图。

本发明的制氧机的制氧的工作过程和制氧方法是：单个制氧模块1的制氧过程为空气通过第一过滤器12进入空压机13中，经过所述空压机13输出低压空气后，然后经过复合冷凝器14的上层进行降温处理。该具体实施例选用的所述复合冷凝器14为翅片冷凝器，空气经过初步冷却降温后通入冷干机15中，所述冷干机15包括冷干机蒸发器151，冷媒冷凝器，第二过滤器152，制冷压缩机，调速器。空气先进入所述冷干机蒸发器151，通过所述冷干机蒸发器151中的所述冷媒制冷盘管冷却降温，凝结并排出冷凝水。空气经过降温除水后，通过所述冷干机蒸发器151出口接入所述第二过滤器152进行再次除水过滤。经过再次除水过滤的空气进入所述复合冷凝器14的下层，吸收所述复合冷凝器14的上层所释放的热量后回温。得到干燥的空气进入吸附塔进口换向阀17中，所述吸附塔进口换向阀17的出口连接吸附塔组，所述吸附塔进口换向阀17连接有排氮消音器，所述吸附塔组为两个吸附塔18，所述两个吸附塔18进口(也是排气口)，在一个所述吸附塔18进气的同时，另一个所述吸附塔18排气，交替进行。所述吸附塔组得到的氧气通过吸附塔组的出口送入氧气罐23中，两个所述吸附塔18的出口的管路通过微孔连通器19连接用来平衡所述吸附塔18的压力，同时两个所述吸附塔18的出口的管路通过吹扫阀20连接，以用来快速吹扫排气，所述吹扫阀20为电磁阀。氧气罐23出口依次连接减压阀24，浓度流量传感器25、三通电磁阀30和节流阀26后将氧气连接到制氧模块1的出口。氧气罐23的出口和减压阀24的进口之前接出管路连接控制板的压力传感器进行控制校正和异常报警。

其他制氧模块1的制氧工作过程与上面过程一样不再赘述。

4个所述制氧模块1依次命名ABCD，当供氧管道流量在0-8L/min时，运行控制系统给制氧模块1系统中的A模块中的控制板信号，A模块中的所述信号板控制此时A模块启动，4小时后A停止运行，B启动运行，以此类推ABCD轮流启动进行。当供氧管道流量在8-16L/min时，此时AB模块启动，4小时后AB停止运行，CD启动运行，以此类推AB，CD轮流启动。当供氧管道流量在16-24L/min时，此时A模块不启动，其他模块启动，4小时后B模块停止运行，其他模块运行，以此类推ABCD轮流停止工作。当供氧管道流量在24-34L/min时，所有制氧模块1全部启动运行。本领域的技术人员能够想到前面所述的供氧管道流量值范围根据单个制氧模块的产氧量计算，如果制氧模块产氧量改变，供氧管道流量范围值也会变化，每次进行轮巡工作时，首先对出口流量进行检测，并按照现在流量分属的流量区间，找到上次对应此流量区间所启动的制氧模块1继续进行轮巡，每个流量区间的模块轮换机制单独统计运行。所述制氧模块1汇集到一起连接氧气缓冲罐2。所述氧气缓冲罐2设有安全阀A22和压力传感器A21，所述安全阀A22设有起跳压力值。所述氧气缓冲罐2的出口经三通连接两台氧气增压机3，通常情况下所述氧气增压机3只有一个启动并每隔半小时进行轮巡。当氧气增压机启动前，所述氧气增压机3的出口泄压阀打开3秒后自动关闭，将所述氧气增压机3内部的气体排出，以便于所述氧气增压机3无压启动。所述氧气增压机3的出口连接的气体换向装置4，其出口分别连接了氧气增压罐5和所述氧气缓冲罐2，当所述氧气缓冲罐2压力低于第一下限值时，所述气体换向装置4切换到连接至所述氧气缓冲罐2，避免氧气缓冲罐2被抽负压。当所述氧气缓冲罐2压力压力高于第一上限值，所述氧气增压机3的出口连接的所述气体换向装置4切换至所述氧气增压罐5，其中第一下限值和第一上限值均是对所述氧气缓冲罐2压力设定值，且第一下限值＜第一上限值，所述氧气增压罐5共2台，首尾相连通。2套所述氧气增压罐5共设1套安全阀B52和压力传感器B51，所述安全阀B52设起跳压力值。运行时，当所述氧气增压罐5的压力低于第二下限值时，4个所述制氧模块1和2台所述氧气增压机3全部运行；随着压力不断升高，当所述氧气增压罐5压力到达第二设定值时，变为1台所述氧气增压机3运行，同时制氧模块1系统根据出口流量判断运行几个所述制氧模块1。当所述氧气增压罐5压力大于第二上限值时(可设置的氧气增压罐5的压力上限)，整机停机，整套制氧流程完成，其中第二下限值、第二设定值和第二上限值均是对所述氧气增压罐5的压力设定值，且第二下限值<第二设定值<第二上限值。

所述氧气增压罐5的出口安装三通支路连接测氧电磁阀6，所述测氧电磁阀6的开关控制氧气通入测氧仪7中，检测的氧气浓度反馈到控制系统29中。所述氧气增压罐5的出口安装三通支路另一路连接电动换向阀8，所述电动换向阀8是供氧通断阀，控制制氧机给后续供氧的通断，当制氧机关机时，所述电动换向阀8关闭；当制氧机开机时，检测所述氧气增压罐5压力小于第三设定值时，所述电动换向阀8持续关闭，待所述氧气增压罐5压力大于第三设定值时，所述电动换向阀8开启，开始正常供氧。所述电动换向阀8后连接气体质量流量计9，将出口流量反馈到控制系统29中，参与各项控制。所述气体质量流量计9后安装有流量控制球阀10，调试过程中，可以人为设置氧气增压罐的氧气压力值达到的第二下限值，调试标准调节球阀的流量，保证氧气增压罐在第二下限值的时候满足设备的额定流量和压力，当氧气增压罐的氧气压力为第二下限值，调节所述流量控制球阀10设置出口流量为设备产氧规格，检测各项性能。所述流量控制球阀10可保证设备在最低的供氧压力下满足设备产氧规格，随着压力升高出口流量将会大于设备产氧规格。最后氧气连接除菌过滤器11进入供氧管道，供卫生机构用氧。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种制氧机，其特征在于，包括用于制备达到设定浓度氧气的低压制氧系统和高压供氧系统、控制系统，所述低压制氧系统内包括制氧模块和氧气缓冲罐，所述高压供氧系统包括氧气增压机和氧气增压罐，所述控制系统包括运行控制系统，所述运行控制系统包括用于控制低压制氧系统和高压供氧系统的启停，以及控制制氧机各阀门和传感器，所述低压制氧系统中的制氧模块在所述控制系统的控制下根据流量传感器反馈的用氧量需求自动调控启停对应数量的所述制氧模块，所述制氧模块的产出氧气汇集到所述氧气缓冲罐中，每个所述制氧模块内设有浓度流量传感器，所述浓度流量传感器与所述运行控制系统电性连接，用于测定单独制氧模块的氧气浓度和流量。

2.根据权利要求1所述的一种制氧机，其特征在于包括外壳，所述控制系统、低压制氧系统和高压供氧系统均设在所述外壳内，所述低压制氧系统内包括至少两个制氧模块。

3.根据权利要求2所述的一种制氧机，其特征在于，所述高压供氧系统包括氧气增压罐和氧气增压机，所述氧气增压机的开启数量与根据用氧量开启不同数量的所述制氧模块的数量对应，以保证对应所述制氧模块的产出氧气流量与氧气增压机可处理的氧气流量相对应，所述氧气增压机的出口连接有气体换向装置，所述气体换向装置的一个出口连接氧气增压罐，所述气体换向装置的另一个出口通过回流管路连接所述低压制氧系统中的氧气缓冲罐，当所述氧气缓冲罐内压力低于设定值时，所述氧气增压机出口连接的所述气体换向装置切换为接与所述氧气缓冲罐，当所述氧气缓冲罐内压力达到设定值时，所述氧气增压机出口连接的所述气体换向装置切换为接与所述氧气增压罐。

4.根据权利要求3所述的一种制氧机，其特征在于，所述外壳内用隔板分成若干空间，所述制氧模块和所述外壳内设有消声降噪装置，所述氧气缓冲罐设有压力传感器A，所述氧气增压罐设有压力传感器B。

5.根据权利要求4所述的一种制氧机，其特征在于，所述氧气增压罐的出口连接测氧仪，所述测氧仪检测的氧气浓度反馈到所述控制系统。

6.根据权利要求5所述的一种制氧机，其特征在于，所述氧气增压罐出口同时还连接电动换向阀，所述电动换向阀的开启可控制制氧机正常供氧，当制氧机关机后首次开机，同时所述氧气增压罐压力小于设定值时，所述电动换向阀为关闭状态；所述电动换向阀后连接气体质量流量计，将出口流量反馈到所述控制系统中，参与各项控制，所述气体质量流量计后连接流量控制球阀，调节所述流量控制球阀设置出口流量，控制设备产氧规格，所述流量控制球阀可保证设备在最低的供氧压力下满足设备产氧规格，随着压力升高出口最高流量将会大于设备产氧规格，所述流量控制球阀连接除菌过滤器，所述除菌过滤器连接有供氧管道。

7.根据权利要求1所述的一种制氧机，其特征在于，所述制氧模块内包括过滤装置、复合冷凝器、冷干机、吸附塔进口换向阀、吸附塔组，所述过滤装置为过滤器，所述过滤器包括与空气进气口相连的第一过滤器和位于冷干机和吸附塔组之间的第二过滤器，所述第一过滤器连接空压机，所述空压机连接复合冷凝器的上层，空气经过冷却降温后进入冷干机，所述冷干机的出口的空气进入所述复合冷凝器的下层，吸收所述复合冷凝器的上层所释放的热量加热干燥空气回温，得到的温热的干燥空气进入吸附塔进口换向阀，所述吸附塔进口换向阀连接所述吸附塔组，所述吸附塔组包括至少两个吸附塔，所述吸附塔进口换向阀的出口连接至少两个所述吸附塔，在一个所述吸附塔通入空气吸附氮气排出氧气的同时，另一个所述吸附塔排出氮气，交替进行。

8.根据权利要求7所述的一种制氧机，其特征在于，所述吸附塔排出的氧气通过所述吸附塔的出口送入所述氧气罐中，所述吸附塔的出口管路通过微孔连通器连接用来平衡所述吸附塔的压力，所述吸附塔的出口管路通过吹扫阀连接，以用来快速吹扫排出氮气，所述氧气罐的出口依次连接减压阀、浓度流量传感器、三通电磁阀和节流阀，连接到所述制氧模块的出口，所述制氧模块内设有控制板，所述控制板设有压力传感器C，所述氧气罐的出口和所述减压阀的进口之前接出管路连接所述控制板的所述压力传感器C进行控制校正和异常报警，所述控制系统还包括远程监控系统，用于将所述运行控制系统中的氧气浓度信号、氧气流量信号和压力信号显示在远程的显示终端。

9.根据权利要求8所述的一种制氧机，其特征在于，可在所述制氧模块中的浓度流量传感器后接入三通电磁阀，三通电磁阀的有两个出口，其中一个出口连接一个节流阀后连接到制氧模块的出口；另一个出口连接一个排空节流阀后直接排空，根据制氧模块中的浓度流量传感器检测到氧气浓度值，制氧模块中的控制板控制所述三通电磁阀选择不同出口。

10.一种制氧方法：其特征在于，该方法包括如下步骤：

打开控制系统的运行控制系统启动开关，制氧机通电，进入工作状态；

运行控制系统根据用氧量需求和各传感器返回的氧气浓度信号、氧气流量信号、压力信号，自动调控开启对应产氧量的若干制氧模块还有对应数量的氧气增压机，用于保证对应不同制氧模块产出氧气流量满足需求、保证开启制氧模块正常工作；

所述低压制氧系统中至少包括两个所述制氧模块，对进入制氧机的所述制氧模块中的空气进行过滤并压缩空气达到吸附塔组入口所需压力，处理后的空气进入所述吸附塔组进行氧气分离；

所述制氧模块内包含浓度流量传感器，用于测定氧气的浓度、流量和压力，所述浓度流量传感器连接所述制氧模块控制板，所述制氧模块出口之前安装有排废气电磁阀，当测定氧气浓度低于设定值时，排废气电磁阀开启，将不合格氧气排出制氧模块，当测定氧气浓度达到设定值时，所产出氧气汇入氧气缓冲罐；

产出氧气达到所述氧气缓冲罐，用于收集所述制氧模块产生的氧气，并保持一定的压力范围，所述氧气缓冲罐设有压力传感器A，所述氧气缓冲罐后依次连接氧气增压机、氧气增压罐，所述氧气增压罐连通电动换向阀，在氧气增压罐和电动换向阀之间通过支路连接测氧电磁阀后连接测氧仪检测氧气增压罐氧气浓度，所述氧气增压罐设有压力传感器B，所述电动换向阀控制制氧机的供氧通断，所述电动换向阀后连接气体质量流量计，将出口流量反馈到控制系统中参与各项控制，气体质量流量计后部连接流量控制球阀，通过调节流量控制球阀设置出口流量、满足设备产氧规格，最后氧气进入除菌过滤器后进入供氧管道；

所述氧气增压机的出口连接有气体换向装置，所述气体换向装置的一个出口连接所述氧气增压罐，所述气体换向装置的另一个出口通过回流管路连接所述氧气缓冲罐，当所述氧气缓冲罐内压力低于设定值时，所述氧气增压机出口连接的所述气体换向装置切换为接与所述氧气缓冲罐，当所述氧气缓冲罐内压力达到设定值时，所述增压机出气口连接的所述换向阀切换为接与所述氧气增压罐。

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