CN115721499B - 一种带涡轮增压的微高压氧舱及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带涡轮增压的微高压氧舱及其使用方法，所述微高压氧舱包括依次连接的空气干燥过滤器、空气压缩机、油分离器、风冷冷却器、第一三通阀、第二电动阀、第二三通阀、双分子筛床单元、第五三通阀、压气机、涡轮、第六三通阀、第一氧浓度传感器、电加热器和第三电动阀与氧舱连接；氧舱壳体上安装安全阀和泄压阀，氧舱内部安装第二氧浓度传感器、温度传感器、压力传感器和吸氧面罩；压气机依次通过换热器、气罐、第四电动阀、第三氧浓度传感器和减压阀与吸氧面罩连接；涡轮通过第一电动阀与第一三通阀连接；换热器与第六三通阀和氧舱连接。可提高高浓度氧气产量，减少空气消耗量，降低能源消耗，提高热舒适性。
Description
技术领域
本发明属于微高压氧舱设备技术领域，具体涉及一种带涡轮增压的微高压氧舱及其使用方法。
背景技术
微高压氧舱是通过向密封软/硬舱内加压加氧以营造富氧环境，为使用者提供鼻吸或供氧和弥散供氧。家用微高压氧舱可以让患者在微高压环境下吸入高浓度的氧气，从而提升血液中的含氧量，可以显著改善身体机能，有效缓解身体疲劳，有助于康复治疗。
现有的微高压氧舱均采用分子筛变压吸附技术直接制氧，制氧效率低，耗气量大，耗电量高，而且大部分软舱/硬舱缺少空调系统，导致在冬季或夏季使用时热舒适性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种带涡轮增压的微高压氧舱及其使用方法。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种带涡轮增压的微高压氧舱，所述微高压氧舱包括依次连接的空气干燥过滤器、空气压缩机、油分离器、风冷冷却器、第一三通阀、第二电动阀、第二三通阀、双分子筛床单元、第五三通阀、压气机、涡轮、第六三通阀、第一氧浓度传感器、电加热器和第三电动阀与氧舱连接；
所述氧舱壳体上安装有安全阀和泄压阀，氧舱内部安装有第二氧浓度传感器、温度传感器、压力传感器和吸氧面罩；
所述压气机还依次通过换热器、气罐、第四电动阀、第三氧浓度传感器和减压阀与吸氧面罩连接；
所述涡轮还通过第一电动阀与第一三通阀连接；
所述换热器还与第六三通阀和氧舱连接。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的双分子筛床单元包括依次连接的第一电磁阀、分子筛床A、第三三通阀、第五电磁阀，以及依次连接的第二电磁阀、分子筛床B、第四三通阀、第六电磁阀；
所述分子筛床A上连接有第三电磁阀；
所述分子筛床B上连接有第四电磁阀；
所述第三三通阀的第二出口与所述第四三通阀的第二出口连接。
上述的第一三通阀第一出口与第二电动阀连接，第一三通阀第二出口通过第一电动阀与涡轮高压空气入口连接。
上述的第二三通阀的第一出口与第一电磁阀连接，第二三通阀第二出口与第二电磁阀连接。
上述的第五三通阀出口与压气机入口连接；
所述压气机与涡轮通过连杆连接；
所述压气机出口连接换热器热侧通道；
所述换热器冷侧通道分别连接第六三通阀第二出口和氧舱。
上述的一种带涡轮增压的微高压氧舱的使用方法，包含以下过程：
微高压氧舱启动后空气依次经过空气干燥过滤器、空气压缩机、油分离器、风冷冷却器后：
一部分高压空气由第一三通阀第一出口流经第二电动阀后由第二三通阀入口流入，从第二三通阀出口流出进入分子筛床A后，形成富氧气体，富氧气体经过第三三通阀、第五电磁阀、第五三通阀第一入口和出口进入压气机；
另一部分经过第一三通阀第二出口和第一电动阀进入涡轮膨胀做功，带动压气机对第五三通阀出来的富氧气体进行压缩；
同时从涡轮流出的空气温度降低，一部分低温空气从第六三通阀第二出口进入换热器冷侧通道对富氧气体进行降温，另一部分低温空气经过第一氧浓度传感器、电加热器、第三电动阀后进入氧舱进行增压，富氧气体进入气罐，而换热器热侧通道的空气直接进入氧舱进行增压，气罐内的富氧气体流经第四电动阀、第三氧浓度传感器、减压阀后通过吸氧面罩给使用者提供高浓度氧气。
当压缩空气经过分子筛床A堵塞分子筛A，阻断高浓度氧气生成时，关闭第一电磁阀，压缩空气通过第二三通阀第二出口和第二电磁阀进入分子筛床B形成高浓度氧气，高浓度氧气经过第四三通阀时，大部分气体通过第四三通阀第一出口和第六电磁阀最后进入吸氧面罩，剩余小部分气体通过第四三通阀第二出口后通过第三三通阀第一出口和入口，进入分子筛床A，对分子筛床A进行冲洗，最后气体从第三电磁阀流出，分子筛床A重新获得吸附能力。
本发明具有以下有益效果：
本发明利用分子筛变压吸附技术制取高浓度氧气，并利用部分压缩空气进入涡轮膨胀，通过压缩空气在涡轮内膨胀，以获取低温空气并对氧舱进行增压，并结合电加热器，使送入氧舱壳体内的气体温度可根据需求进行调节，提高了热舒适性；
同时利用涡轮增加技术，通过涡轮膨胀做功带动压气机对变压吸附制氧装置产生的高浓度氧气进行抽吸和压缩，增大了高浓度氧气产量和纯度，而且减少了空气消耗量，减少了电能的消耗，节约能源，然后利用涡轮流出的低温空气对经压缩的高浓度氧气进行降温，满足氧舱内面罩吸氧的要求。
附图说明
图1为本发明带涡轮增压的微高压氧舱的结构示意图；
图1中附图标记为：1、空气干燥过滤器，2、空气压缩机，3、油分离器，4、风冷冷却器，5、第一三通阀，6-1、第一电动阀，6-2、第二电动阀，7、第二三通阀，8-1、第一电磁阀，8-2、第二电磁阀，9-1、第三电磁阀，9-2、第四电磁阀，10-1、分子筛床A，10-2、分子筛床B，11-1、第三三通阀，11-2、第四三通阀，12-1、第五电磁阀，12-2、第六电磁阀，13、第五三通阀，14、压气机、15、涡轮，16、第六三通阀，17、第一氧浓度传感器，18、电加热器，19、第三电动阀，20、氧舱，21、安全阀，22、第二氧浓度传感器，23、温度传感器，24、压力传感器，25、吸氧面罩，26、泄压阀，27、减压阀，28、第三氧浓度传感器，29、第四电动阀，30、气罐，31、换热器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
本发明可以有许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，本发明一种带涡轮增压的微高压氧舱，包括依次连接的空气干燥过滤器1、空气压缩机2、油分离器3、风冷冷却器4、第一三通阀5、第二电动阀6-2、第二三通阀7、双分子筛床单元、第五三通阀13、压气机14、涡轮15、第六三通阀16、第一氧浓度传感器17、电加热器18和第三电动阀19与氧舱20连接；
所述氧舱20壳体上安装有安全阀21和泄压阀26，氧舱20内部安装有第二氧浓度传感器22、温度传感器23、压力传感器24和吸氧面罩25；
所述压气机14还依次通过换热器31、气罐30、第四电动阀29、第三氧浓度传感器28和减压阀27与吸氧面罩25连接；
所述涡轮15还通过第一电动阀6-1与第一三通阀5连接；
所述换热器31还与第六三通阀16和氧舱20连接。
实施例中，所述双分子筛床单元包括依次连接的第一电磁阀8-1、分子筛床A10-1、第三三通阀11-1、第五电磁阀12-1，以及依次连接的第二电磁阀8-2、分子筛床B10-2、第四三通阀11-2、第六电磁阀12-2；
所述分子筛床A10-1上连接有第三电磁阀9-1；
所述分子筛床B10-2上连接有第四电磁阀9-2；
所述第三三通阀11-1的第二出口与所述第四三通阀11-2的第二出口连接。
实施例中，所述第一三通阀5第一出口与第二电动阀6-2连接，第一三通阀5第二出口通过第一电动阀6-1与涡轮15高压空气入口连接。
实施例中，所述第二三通阀7的第一出口与第一电磁阀8-1连接，第二三通阀7第二出口与第二电磁阀8-2连接。
实施例中，所述第五三通阀13出口与压气机14入口连接；
所述压气机14与涡轮15通过连杆连接；
所述压气机14出口连接换热器31热侧通道；
所述换热器31冷侧通道分别连接第六三通阀16第二出口和氧舱20。
上述带涡轮增压的微高压氧舱的使用方法，包含以下过程：
微高压氧舱启动后空气依次经过空气干燥过滤器1、空气压缩机2、油分离器3、风冷冷却器4后，
一部分高压空气由第一三通阀5第一出口流经第二电动阀6-2后由第二三通阀7入口流入，从第二三通阀7出口流出进入分子筛床A10-1后，氧气能够通过分子筛床A10-1，而氮气、二氧化碳等气体被吸附，从而可形成氧气浓度高达95％以上的富氧气体，富氧气体经过第三三通阀11-1、第五电磁阀12-1、第五三通阀13第一入口和出口进入压气机14；
另一部分经过第一三通阀5第二出口出来的压缩空气通过第一电动阀6-1进入涡轮15膨胀做功，带动压气机14对第五三通阀13出来的富氧气体进行压缩；
同时从涡轮15流出的空气温度降低，一部分低温空气从第六三通阀16第二出口进入换热器31冷侧通道对富氧气体进行降温，另一部分低温空气经过第一氧浓度传感器17、电加热器18、第三电动阀19后进入氧舱20进行增压，富氧气体进入气罐30，而换热器31热侧通道的空气直接进入氧舱20进行增压，气罐30内的富氧气体流经第四电动阀29、第三氧浓度传感器28、减压阀27后通过吸氧面罩25给使用者提供高浓度氧气。
实施例中，当压缩空气经过分子筛床A10-1一定时间后，氮气、二氧化碳等气体堵塞分子筛A10-1，阻断了高浓度氧气生成，此时关闭第一电磁阀8-1，压缩空气通过第二三通阀7第二出口和第二电磁阀8-2进入分子筛床B10-2形成高浓度氧气，高浓度氧气经过第四三通阀11-2时，大部分气体通过第四三通阀11-2第一出口和第六电磁阀12-2最后进入吸氧面罩，剩余小部分气体通过第四三通阀11-2第二出口后通过第三三通阀11-1第一出口和入口，进入分子筛床A10-1，对分子筛床A进行冲洗，最后气体从第三电磁阀9-1流出，分子筛床A10-1重新获得吸附能力。
按照上述方法，分子筛床A10-1和分子筛床B10-2交替使用，从而可持续不断地抽取高浓度的氧气。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种带涡轮增压的微高压氧舱，其特征在于，所述微高压氧舱包括依次连接的空气干燥过滤器（1）、空气压缩机（2）、油分离器（3）、风冷冷却器（4）、第一三通阀（5）、第二电动阀（6-2）、第二三通阀（7）、双分子筛床单元、第五三通阀（13）、压气机（14）、涡轮（15）、第六三通阀（16）、第一氧浓度传感器（17）、电加热器（18）和第三电动阀（19）与氧舱（20）连接；
所述氧舱（20）壳体上安装有安全阀（21）和泄压阀（26），氧舱（20）内部安装有第二氧浓度传感器（22）、温度传感器（23）、压力传感器（24）和吸氧面罩（25）；
所述压气机（14）还依次通过换热器（31）、气罐（30）、第四电动阀（29）、第三氧浓度传感器（28）和减压阀（27）与吸氧面罩（25）连接；
所述涡轮（15）还通过第一电动阀（6-1）与第一三通阀（5）连接；
所述换热器（31）还与第六三通阀（16）和氧舱（20）连接；
所述双分子筛床单元包括依次连接的第一电磁阀（8-1）、分子筛床A（10-1）、第三三通阀（11-1）、第五电磁阀（12-1），以及依次连接的第二电磁阀（8-2）、分子筛床B（10-2）、第四三通阀（11-2）、第六电磁阀（12-2）；
所述分子筛床A（10-1）上连接有第三电磁阀（9-1）；
所述分子筛床B（10-2）上连接有第四电磁阀（9-2）；
所述第三三通阀（11-1）的第二出口与所述第四三通阀（11-2）的第二出口连接；
所述第五三通阀（13）出口与压气机（14）入口连接；
所述压气机（14）与涡轮（15）通过连杆连接；
所述压气机（14）出口连接换热器（31）热侧通道；
所述换热器（31）冷侧通道分别连接第六三通阀（16）第二出口和氧舱（20）。
2. 根据权利要求1所述的一种带涡轮增压的微高压氧舱，其特征在于，所述第一三通阀（5） 第一出口与第二电动阀（6-2）连接，第一三通阀（5）第二出口通过第一电动阀（6-1）与涡轮（15）高压空气入口连接。
3.根据权利要求1所述的一种带涡轮增压的微高压氧舱，其特征在于，所述第二三通阀（7）的第一出口与第一电磁阀（8-1）连接，第二三通阀（7）第二出口与第二电磁阀（8-2）连接。
4.一种带涡轮增压的微高压氧舱的使用方法，其运用于根据权利要求1-3任一所述的一种带涡轮增压的微高压氧舱，其特征在于，包含以下过程：
微高压氧舱启动后空气依次经过空气干燥过滤器（1）、空气压缩机（2）、油分离器（3）、风冷冷却器（4）后：
一部分高压空气由第一三通阀（5）第一出口流经第二电动阀（6-2）后由第二三通阀（7）入口流入，从第二三通阀（7）出口流出进入分子筛床A（10-1）后，形成富氧气体，富氧气体经过第三三通阀（11-1）、第五电磁阀（12-1）、第五三通阀（13）第一入口和出口进入压气机（14）；
另一部分经过第一三通阀（5）第二出口和第一电动阀（6-1）进入涡轮（15）膨胀做功，带动压气机（14）对第五三通阀（13）出来的富氧气体进行压缩；
同时从涡轮（15）流出的空气温度降低，一部分低温空气从第六三通阀（16）第二出口进入换热器（31）冷侧通道对富氧气体进行降温，另一部分低温空气经过第一氧浓度传感器（17）、电加热器（18）、第三电动阀（19）后进入氧舱（20）进行增压，富氧气体进入气罐（30），而换热器（31）热侧通道的空气直接进入氧舱（20）进行增压，气罐（30）内的富氧气体流经第四电动阀（29）、第三氧浓度传感器（28）、减压阀（27）后通过吸氧面罩（25）给使用者提供高浓度氧气。
5.根据权利要求4所述的一种带涡轮增压的微高压氧舱的使用方法，其特征在于，当压缩空气经过分子筛床A（10-1），堵塞分子筛床A（10-1），进而阻断高浓度氧气生成时，关闭第一电磁阀（8-1），压缩空气通过第二三通阀（7）第二出口和第二电磁阀（8-2）进入分子筛床B（10-2）形成高浓度氧气，高浓度氧气经过第四三通阀（11-2）时，大部分气体通过第四三通阀（11-2）第一出口和第六电磁阀（12-2）最后进入吸氧面罩，剩余小部分气体通过第四三通阀（11-2）第二出口后通过第三三通阀（11-1）第一出口和入口，进入分子筛床A（10-1），对分子筛床A进行冲洗，最后气体从第三电磁阀（9-1）流出，分子筛床A（10-1）重新获得吸附能力。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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