CN204417113U - 智能补氧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能补氧器，包括串联的空气泵、旋转阀，旋转阀包括阀体、阀芯，阀芯上设有进气腔、排气腔，进气腔的进气口与空气泵连接，排气腔的出气口连接排气单向阀，进气腔的出气口、排气腔的进气口与阀体上两个连接孔对应，两个连接孔连接第一、第二分子筛床，第一分子筛床、第二分子筛床通过第一导管连接；第一导管上分别设有第一单向阀、第二单向阀，第一单向阀、第二单向阀之间的导管通过第二导管连接稳压罐，稳压罐的出气口供氧，第一单向阀与第一分子筛床之间的导管、第二单向阀与第二分子筛床之间的导管分别通过均压管连接旋转阀，阀芯上设均压通道，两压管之间连冲洗管，它供氧浓度高。

Description

智能补氧器

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，特别是涉及一种智能补氧器。

背景技术

国内外已有多家生产的制氧机在销售，国内外已有数十家生产各种类型的制氧机，其原理或是变压吸附或是膜分离，国内外相关杂质、丛书都做了详细介绍，如气体膜分离技术及应用等(化学工业出版社)。而且都是家庭式的，携带式的也是220v电源的制氧机，且均未达到医用氧(99.5％)的氧浓度要求。现有技术的缺点是：

1.氧浓度50％-90％，甚至22.5％，未达到医用氧≥99.5％的要求；

2.供氧量不能随高程变化而变化；

3.产品氧气输出压力波动大，加之冲洗不彻底(时间越后越差)，且存在交变间隔，可发生末期含O2浓度低，引起缺氧；

4.对富氧空气消毒差。

造成这些缺点，主要是两床单一的分子筛及没有设计随高程变化则供氧量变化的结构，无高程传感器，氧分压传感器和增温设计。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种供氧浓度高的智能补氧器。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种智能补氧器，包括依次串联的空气泵、过滤器、调压器、旋转阀，所述旋转阀包括阀体、阀芯，一驱动马达的转轴穿过阀体与阀芯周向固定，用于驱动阀芯沿自身轴心线转动，所述阀芯上设有进气腔、排气腔，所述进气腔的进气口与调压器连接，所述排气腔的出气口连接排气单向阀，所述进气腔的出气口、排气腔的进气口朝向阀体的一个端板，该端板上设有两个连接孔分别与进气腔的出气口、排气腔的进气口对应，两个连接孔的外端分别连接第一分子筛床、第二分子筛床的一端，第一分子筛床、第二分子筛床的另一端通过第一导管连接；

第一导管上分别设有第一单向阀、第二单向阀，其中，第一单向阀与第一分子筛床相邻，使第一单向阀与第一分子筛床相邻一端的气流可以流向另一端，第二单向阀与第二分子筛床相邻，使第二单向阀与第二分子筛床相邻一端的气流可以流向另一端，第一单向阀、第二单向阀之间的导管通过第二导管连接稳压罐，稳压罐的出气口供给氧气，第一单向阀与第一分子筛床之间的导管，以及第二单向阀与第二分子筛床之间的导管分别通过一均压管连接旋转阀，阀芯上设有一均压通道，均压通道的两端分别与两均压管对应，两根均压管之间连接一冲洗管；

在阀芯旋转过程中，当进气腔的出气口、排气腔的进气口中的一个与阀体端板上两个连接孔中的一个对接时，进气腔的出气口、排气腔的进气口中的另一个与阀体端板上两个连接孔中的另一个对接，当进气腔的出气口、排气腔的进气口与阀体端板上两个连接孔均未对接时，均压通道与两个均压管连通。

所述阀芯的与连接孔相邻一端到阀芯的另一端依次为第一、第二、第三、第四层，其中，所述排气腔设于阀芯的第一层，所述进气腔的一部分设于阀芯的第一层，进气腔的再一部分设于阀芯的第二层，进气腔的另一部分设于阀芯的第三层，进气腔设于阀芯第三层的部分为环形腔，该环形腔连接调压器，所述均压通道设于阀芯的第四层，所述阀体上分别设有用于安装均压管，以及用于安装环形腔、调压器之间连接管的安装孔。

所述第二导管上设有氧分压传感器，该氧分压传感器电连接电控器，该电控器根据氧分压传感器的电信号调节驱动马达的转速，驱动马达的转速与氧分压的大小呈负相关。

所述电控器电连接一高程传感器，该电控器根据高程传感器的电信号调节驱动马达的转速，驱动马达的转速与海拔高度呈正相关。

所述第一分子筛床、第二分子筛床的内腔两端分别设有过滤层，各筛床内腔中的两过滤层之间填充分子筛。

所述第一分子筛床、第二分子筛床的内腔中分别设有隔网，将对应内腔中的分子筛分隔为两部分。

所述第一分子筛床、第二分子筛床的内腔中分别设有加热层。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下技术效果：

本实用新型采用组合分子筛床，可获得99.5％浓度的氧气，可以和医院输氧媲美，适应各种供氧需求，本实用新型利用组合分子筛床储氧，在制氧系统启动前即可供数十分钟的呼吸氧气，预充氧，保证氧分压波动较小，不影响吸氧，保证人的呼吸安全。分子筛床中设有加热层，氧气温度调整到适合呼吸的温度，保证不产生冰和水汽堵住阀门的现象。

本实用新型随高程不同，氧分压不同，自动调整供氧量。无论高海拔地区还是高寒地区都能呼吸到所需的氧，呼吸道舒适的氧，适合家庭、野外甚至战场。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中旋转阀的结构示意图。

附图标记

附图中，1为阀体，2为阀芯，2a为进气腔，2b为排气腔，2c为均压通道，3为单向阀，4为过滤器，5为调压器，6为过滤层，7为加热层，8为分子筛，9为隔网，11为高程传感器，12为电控器，13为第一单向阀，14为第二单向阀，15为氧分压传感器，16为稳压罐，17为驱动马达，18为均压管，19为冲洗管，20为空气泵，21为第一分子筛床，22为第二分子筛床，23为第一导管，24第二导管。

具体实施方式

参见图1，为智能补氧器的一种实施例，包括依次串联的空气泵20、过滤器4、调压器5、旋转阀，所述旋转阀包括阀体1、阀芯2，一驱动马达17的转轴穿过阀体1与阀芯2周向固定，用于驱动阀芯2沿自身轴心线转动，所述阀芯上设有进气腔2a、排气腔2b，所述进气腔2a的进气口与调压器5连接，所述排气腔2b的出气口连接排气单向阀3，所述进气腔2a的出气口、排气腔2b的进气口朝向阀体1的一个端板，该端板上设有两个连接孔分别与进气腔2a的出气口、排气腔2b的进气口对应，两个连接孔的外端分别连接第一分子筛床21、第二分子筛床22的一端，第一分子筛床21、第二分子筛床22的另一端通过第一导管连接。

所述第一分子筛床21、第二分子筛床22的内腔两端分别设有过滤层6，各筛床内腔中的两过滤层6之间填充分子筛8。所述第一分子筛床21、第二分子筛床22的内腔中分别设有隔网9，将对应内腔中的分子筛8分隔为两部分。所述第一分子筛床21、第二分子筛床22的内腔中分别设有加热层7。

参见图2，所述阀芯2的与连接孔相邻一端到阀芯的另一端依次为第一、第二、第三、第四层，其中，所述排气腔2b设于阀芯2的第一层，所述进气腔2a的一部分设于阀芯2的第一层，进气腔2a的再一部分设于阀芯2的第二层，进气腔2a的另一部分设于阀芯2的第三层，进气腔2a设于阀芯2第三层的部分为环形腔，该环形腔连接调压器5，所述均压通道2c设于阀芯2的第四层，所述阀体1上分别设有用于安装均压管18，以及用于安装环形腔、调压器5之间连接管的安装孔。

参见图1，第一导管23上分别设有第一单向阀13、第二单向阀14，其中，第一单向阀13与第一分子筛床21相邻，使第一单向阀13与第一分子筛床21相邻一端的气流可以流向另一端，第二单向阀14与第二分子筛床22相邻，使第二单向阀14与第二分子筛床22相邻一端的气流可以流向另一端，第一单向阀13、第二单向阀14之间的导管通过第二导管24连接稳压罐16，稳压罐16的出气口供给氧气，第一单向阀13与第一分子筛床21之间的导管，以及第二单向阀14与第二分子筛床22之间的导管分别通过一均压管18连接旋转阀，阀芯2上设有一均压通道2c，均压通道2c的两端分别与两均压管18对应，两根均压管18之间连接一冲洗管19。本实施例中，冲洗管19内设有一定量的孔。

参见图1，所述第二导管24上设有氧分压传感器15，该氧分压传感器15电连接电控器12，该电控器12根据氧分压传感器15的电信号调节驱动马达17的转速，驱动马达17的转速与氧分压的大小呈负相关。所述电控器12电连接一高程传感器11，该电控器12根据高程传感器11的电信号调节驱动马达17的转速，驱动马达17的转速与海拔高度呈正相关。

在阀芯2旋转过程中，当进气腔2a的出气口、排气腔2b的进气口中的一个与阀体1端板上两个连接孔中的一个对接时，进气腔2a的出气口、排气腔2b的进气口中的另一个与阀体1端板上两个连接孔中的另一个对接，当进气腔2a的出气口、排气腔2b的进气口与阀体1端板上两个连接孔均未对接时，均压通道2c与两个均压管连通。

所述稳压罐16的出气口设有细菌过滤器，保证供给氧气的清洁。所述电控器12具有两个接口，其中一个接口用于与220v交流电连接，便于家用，另一个接口用于与蓄电池连接，便于携带及野外使用。

基本工作原理：

参见图1，第一分子筛床在加压充气并输出产品气，第二分子筛床正在排气和被冲洗。随着旋转阀门在马达驱动下转动，使两床工作发生转换，即阀门的进气腔转而对着第二分子筛床的通气管口，经第二分子筛床充气加压，阀门排气腔则对着第一分子筛床的通气管口，使第一分子筛床的富氮气体经单向活门排出外界。

在两床工作转换过程中有了一个短暂的过渡期，此时，旋转阀门使第一分子筛床的进气和第二分子筛床的排气被截止，同时，两床均压管经旋转阀门的均压通道连通，使第一分子筛床和第二分子筛床在工作转换之前达到压力平衡。一方面使第一分子筛床余量氧气进入第二分子筛床，提高产氧率，又使第二分子筛床在充气前具有一定的压力，以缩短第二分子筛床充气加压的时间，再一方面是使第一分子筛床在进入排气过程之前，压力有一定程度的降低，以致有部分氮分子从沸石材料中解析出来，充满床内的低压空间，以便加速氮气排出。

同时第一分子筛床的产品气经第一单向阀进入稳压罐，稳压罐输出成品氧气，另有部分产品气经冲洗管，进入第二分子筛床以冲洗床内沸石材料，使之再生。

驱动马达带动旋转阀门的转速n，电控器予以控制，而电控器又是根据氧分压传感器和高程传感器输入的电讯号来控制马达转速的，这样就形成一个自动的闭合控制回路。如果氧气产生氧分压低于规定值，则电控器根据氧分压传感器给给的电信号，而使马达转速适当加快，反之，则减慢，另外，如果高程变化，高程传感器也向电控器输入信号，以调节马达转速。

电控器还根据环境温度控制床内加热层的电连接与否，因为在温度过低的环境下，分子筛吸附、解析性能下降，使产品气含氧浓度降低。通电几分钟即可使分子筛升到合适的温度。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种智能补氧器，其特征在于：包括依次串联的空气泵(20)、过滤器(4)、调压器(5)、旋转阀，所述旋转阀包括阀体(1)、阀芯(2)，一驱动马达(17)的转轴穿过阀体(1)与阀芯(2)周向固定，用于驱动阀芯(2)沿自身轴心线转动，所述阀芯上设有进气腔(2a)、排气腔(2b)，所述进气腔(2a)的进气口与调压器(5)连接，所述排气腔(2b)的出气口连接排气单向阀(3)，所述进气腔(2a)的出气口、排气腔(2b)的进气口朝向阀体(1)的一个端板，该端板上设有两个连接孔分别与进气腔(2a)的出气口、排气腔(2b)的进气口对应，两个连接孔的外端分别连接第一分子筛床(21)、第二分子筛床(22)的一端，第一分子筛床(21)、第二分子筛床(22)的另一端通过第一导管连接；

第一导管(23)上分别设有第一单向阀(13)、第二单向阀(14)，其中，第一单向阀(13)与第一分子筛床(21)相邻，使第一单向阀(13)与第一分子筛床(21)相邻一端的气流可以流向另一端，第二单向阀(14)与第二分子筛床(22)相邻，使第二单向阀(14)与第二分子筛床(22)相邻一端的气流可以流向另一端，第一单向阀(13)、第二单向阀(14)之间的导管通过第二导管(24)连接稳压罐(16)，稳压罐(16)的出气口供给氧气，第一单向阀(13)与第一分子筛床(21)之间的导管，以及第二单向阀(14)与第二分子筛床(22)之间的导管分别通过一均压管(18)连接旋转阀，阀芯(2)上设有一均压通道(2c)，均压通道(2c)的两端分别与两均压管(18)对应，两根均压管(18)之间连接一冲洗管(19)；

在阀芯(2)旋转过程中，当进气腔(2a)的出气口、排气腔(2b)的进气口中的一个与阀体(1)端板上两个连接孔中的一个对接时，进气腔(2a)的出气口、排气腔(2b)的进气口中的另一个与阀体(1)端板上两个连接孔中的另一个对接，当进气腔(2a)的出气口、排气腔(2b)的进气口与阀体(1)端板上两个连接孔均未对接时，均压通道(2c)与两个均压管连通。

2.根据权利要求1所述的一种智能补氧器，其特征在于：所述阀芯(2)的与连接孔相邻一端到阀芯的另一端依次为第一、第二、第三、第四层，其中，所述排气腔(2b)设于阀芯(2)的第一层，所述进气腔(2a)的一部分设于阀芯(2)的第一层，进气腔(2a)的再一部分设于阀芯(2)的第二层，进气腔(2a)的另一部分设于阀芯(2)的第三层，进气腔(2a)设于阀芯(2)第三层的部分为环形腔，该环形腔连接调压器(5)，所述均压通道(2c)设于阀芯(2)的第四层，所述阀体(1)上分别设有用于安装均压管(18)，以及用于安装环形腔、调压器(5)之间连接管的安装孔。

3.根据权利要求1所述的一种智能补氧器，其特征在于：所述第二导管(24)上设有氧分压传感器(15)，该氧分压传感器(15)电连接电控器(12)，该电控器(12)根据氧分压传感器(15)的电信号调节驱动马达(17)的转速，驱动马达(17)的转速与氧分压的大小呈负相关。

4.根据权利要求3所述的一种智能补氧器，其特征在于：所述电控器(12)电连接一高程传感器(11)，该电控器(12)根据高程传感器(11)的电信号调节驱动马达(17)的转速，驱动马达(17)的转速与海拔高度呈正相关。

5.根据权利要求1所述的一种智能补氧器，其特征在于：所述第一分子筛床(21)、第二分子筛床(22)的内腔两端分别设有过滤层(6)，各筛床内腔中的两过滤层(6)之间填充分子筛(8)。

6.根据权利要求5所述的一种智能补氧器，其特征在于：所述第一分子筛床(21)、第二分子筛床(22)的内腔中分别设有隔网(9)，将对应内腔中的分子筛(8)分隔为两部分。

7.根据权利要求5或6所述的一种智能补氧器，其特征在于：所述第一分子筛床(21)、第二分子筛床(22)的内腔中分别设有加热层(7)。