CN214535704U - 一种医院用氧气安全智能供气系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种医院用氧气安全智能供气系统，包括使用供气主管道依次连接的空气压缩机、储气罐、多个并排设置的过滤系统、气体干燥装置、变压吸附制氧机、多个缓冲储气罐、杀菌过滤器、纯化装置，并通过汇流排连接有多个用氧终端，另外还包括多种电磁阀及PLC控制器，PLC控制器与多个电磁阀均为电性连接，本实用新型的方案可以满足医院用氧的供给，同时可以提高传统变压吸附制氧机的使用寿命，提高制氧质量；设置的多个缓冲储气罐，除可以对制氧机制得的氧气进行初步的储存外还可以对制氧机制得的氧气进行初步的减压，减小汇流排的减压压力；另外通过设置的多种电磁阀、传感器和PLC控制器可以实现该供气系统智能及安全控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种医院用氧气安全智能供气系统。
背景技术
医院用氧供气系统主要用于医院病房、急救室、观察室和手术室等处氧气供给，现有医院的供氧系统一般是将氧气气源集中于一处，气源的高压氧气经减压后，通过供气管道输送给各个用气终端，在各个用气终端处设有快速插接的密封插座，插上用气设备(呼吸机等)即可供气。
现有的医院供氧设备一般是采用变压吸附制氧机进行制氧，一般在制氧之前设置有过滤系统对气体中的杂质等进行过滤，经过滤后的气体经过空气压缩机及变压吸附制氧机制氧后经过减压阀减压后即进行供氧。变压吸附制氧机的工作原理是使压缩后的空气经过分子筛，利用分子筛对空气中的氮气和氧气的吸附能力的差异，分子筛对氮气的吸附能力较强，经过分子筛的空气中的氮气被吸附而氧气不能被吸附，这样可以在分子筛出口处获得高浓度的氧气。由于分子筛具有吸附量随压力变化的特征，因此造成在分子筛的出口处氧气流量波动大，进而造成用氧终端氧气流量不稳定。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种医院用氧气安全智能供气系统，包括使用供气主管道依次连接的空气压缩机、储气罐、多个并排设置的过滤系统、气体干燥装置、变压吸附制氧机、多个缓冲储气罐、杀菌过滤器、纯化装置，并通过汇流排连接有多个用氧终端；其中，所述变压吸附制氧机包括两个吸附分离罐，所述吸附分离罐中均设置有分子筛吸附塔；所述气体干燥装置与所述变压吸附制氧机之间的供气管道上还设置有二位四通电磁阀，所述气体干燥装置的出气口与所述二位四通电磁阀的O口连通，所述二位四通电磁阀的A口和B口分别与两个所述吸附分离罐的进气口连接，所述二位四通电磁阀的P口处通过供气主管道连接有氮气收集装置；两个所述吸附分离罐的出气口处连接同一个二位三通电磁阀一，所述二位三通电磁阀一为常开型电磁阀，所述二位三通电磁阀一进气端与其中一个所述吸附分离罐的出气口连通，所述二位三通电磁阀一的出气端分别连接另一个所述吸附分离罐的进气口及通向多个所述缓冲储气罐的供气主管道；所述纯化装置包括平行设置的两个纯化器，两个所述纯化器的进气端均设置有进气阀门，两个所述纯化器的出气端均设置有出气阀门；还包括PLC控制器，所述PLC控制器中包括存储模块，所述控制器与所述二位四通电磁阀及所述二位三通电磁阀一均为电性连接，且所述PLC控制器能够控制所述空气压缩机和所述变压吸附制氧机的启闭。
作为本实用新型的一个可选方案，还包括初级除尘过滤器，所述初级除尘过滤器的出气口通过供气主管道与所述空气压缩机的进气口连通；所述杀菌过滤器与所述汇流排之间的供气主管道上还连接有气体加湿器。
作为本实用新型的一个可选方案，所述过滤系统包括中效过滤网和高效过滤网，所述中效过滤网设置在所述过滤系统的进气口端，所述高效过滤网设置在所述过滤系统的出气口端，所述过滤系统的出气口通过设置有单向阀的供气支管道与所述供气主管道贯通连接。
作为本实用新型的一个可选方案，所述储气罐的出口处与对应的多个过滤系统之间均设置有二位三通电磁阀二，所述二位三通电磁阀二的进气口端与所述储气罐的出气口端所连接的所述供气主管道连接，所述二位三通电磁阀二的其中一个出气口通过供气支管道与所述过滤系统的出气口端连接，所述二位三通电磁阀二的另一出气口与所述供气主管道连接；多个所述二位三通电磁阀二均与所述PLC控制器电性连接。
作为本实用新型的一个可选方案，所述储气罐内设置有气体检测模块，所述气体检测模块包括一氧化碳探头、二氧化碳探头、温湿度探头、PM2.5探头和VOC探头，所述气体检测模块与所述PLC控制器电性连接，所述PLC控制器的所述存储模块中预先设置有空气质量指数数值，所述PLC控制器根据所述气体检测模块反馈气体质量的数值选择需要开启的所述二位三通电磁阀二的数量。
作为本实用新型的一个可选方案，所述二位三通电磁阀一通向多个所述缓冲储气罐的一端的供气主管道分别通过二位三通电磁阀三与多个所述缓冲储气罐连接，所述二位三通电磁阀三的进气端与靠近所述缓冲储气罐一端的供气主管道连接，所述二位三通电磁阀三的一个出气端与所述缓冲储气罐连接，所述二位三通电磁阀三的另一个出气端与远离所述缓冲储气罐一端的供气主管道连接，多个二位三通电磁阀三均与所述PLC控制器电性连接。
作为本实用新型的一个可选方案，所述空气压缩机与所述储气罐之间的供气主管道上设置有气体消声器，所述二位四通电磁阀与所述氮气收集装置之间的供气主管道上也设置有气体消声器。
作为本实用新型的一个可选方案，所述储气罐与所述初级除尘过滤器之间通过供气支管道连通，且该供气支管道上设置有电磁阀一，所述电磁阀一与所述PLC控制器电性连接；所述进气阀门与所述出气阀门均与所述PLC控制器电性连接。
作为本实用新型的一个可选方案，所述变压吸附制氧机出气口处的所述供气主管道上设置有用于检测所述供气主管道中氧纯度的氧分析仪，该供气系统中还包括声光报警器，所述氧分析仪检测到的所在位置处所述供气主管道中氧纯度低于预设在所述PLC控制器内的所述存储模块中的阈值时，所述PLC控制器启动所述声光报警器。
作为本实用新型的一个可选方案，靠近所述杀菌过滤器一侧的所述缓冲储气罐的出气口处设置有用于检测所述供气主管道中氧气压力的压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制器电性连接。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的技术方案通过使用供气主管道依次连接的各个制氧供氧设备，可以满足医院用氧的供给，同时可以提高传统变压吸附制氧机的使用寿命，提高制氧质量；通过对空气质量的监控可以智能地选择合适的过滤系统的用量；另外设置有多个缓冲储气罐，除可以对制氧机制得的氧气进行初步的储存外还可以对制氧机制得的氧气进行初步的减压，减小汇流排的减压压力；初级除尘过滤器可以过滤空气中的浮尘，以提高空气压缩机的使用寿命，通过储气罐气体的反吹可以在不停机地情况下及时对初级除尘过滤器进行清理以保证其过滤质量；纯化装置可以去除气体中可能残存的杂质气体及颗粒物，进一步提升气体的纯度，满足客户对气体的不同纯度要求。另外通过设置的多种电磁阀、传感器和PLC控制器可以实现该供气系统智能及安全控制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为本实用新型中的控制原理图。
附图标记：
100-供气主管道；101-供气支管道；110-空气压缩机；120-储气罐；130-过滤系统；131-中效过滤网；132-高效过滤网；140-气体干燥装置；150-变压吸附制氧机；151-吸附分离罐；160-缓冲储气罐；161-压力传感器一；170-杀菌过滤器；180-纯化装置；181-纯化器；182-进气阀门；183-出气阀门；190-汇流排； 200-终端；301-二位四通电磁阀；302-二位三通电磁阀一；303-二位三通电磁阀二；304-二位三通电磁阀三；305-电磁阀一；306-单向阀；401-氮气收集装置； 402-初级除尘过滤器；403-气体加湿器；404-气体检测模块；405-气体消声器； 406-氧分析仪；407-声光报警器；408-压力传感器二；500-PLC控制器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、水平、竖直……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1和图2所示，本实用新型公开了一种医院用氧气安全智能供气系统，包括使用供气主管道100依次连接的空气压缩机110、储气罐120、多个并排设置的过滤系统130、气体干燥装置140、变压吸附制氧机150、多个缓冲储气罐160、杀菌过滤器170、纯化装置180，并通过汇流排190连接有多个用氧终端 200；其中，变压吸附制氧机150包括两个吸附分离罐151，吸附分离罐151中均设置有分子筛吸附塔；气体干燥装置140与变压吸附制氧机150之间的供气管道上还设置有二位四通电磁阀301，气体干燥装置140的出气口与二位四通电磁阀301的O口连通，二位四通电磁阀301的A口和B口分别与两个吸附分离罐151的进气口连接，二位四通电磁阀301的P口处通过供气主管道100连接有氮气收集装置401；两个吸附分离罐151的出气口处连接同一个二位三通电磁阀一302，二位三通电磁阀一302为常开型电磁阀，二位三通电磁阀一302 进气端与其中一个吸附分离罐151的出气口连通，二位三通电磁阀一302的出气端分别连接另一个吸附分离罐的进气口及通向多个缓冲储气罐的供气主管道 100；还包括PLC控制器500，PLC控制器500中包括存储模块，控制器500与二位四通电磁阀301及二位三通电磁阀一302均为电性连接，且PLC控制器500 能够控制空气压缩机110和变压吸附制氧机150的启闭。
纯化装置180包括平行设置的两个纯化器181，两个纯化器181的进气端均设置有进气阀门182，出气端均设置有出气阀门183；进气阀门182与出气阀门183均与PLC控制器500电性连接。纯化装置180可以去除气体中可能残存的杂质气体及颗粒物，进一步提升气体的纯度，满足客户对气体的不同纯度要求。在实际使用的过程中，本领域技术人员可以根据对气体的具体要求，对两个并排的纯化器使用替换式再生或者复式再生等不同的再生工艺。
在这种方案中，空气经空气压缩机110压缩后进入储气罐120，储气罐120 对经压缩后的空气进行储存及初步的缓冲后经由供气主管道100进入过滤系统 130进行过滤，经过滤后的气体经干燥装置140干燥进行变压吸附制氧机150 进行制氧，变压吸附制氧机150包括两个分子筛吸附塔，通过控制二维四通电磁阀301和二位三通电磁阀一302控制两分子筛吸附塔交替循环工作，利用分子筛加压时对吸附质(主要为氮气)的吸附容量增加，减压时对吸附质(主要为氮气)的吸附容量减少的特性，形成加压吸附，减压解吸的快速循环过程，完成氧氮分离，获取适用于医疗单位所需的氧气，排出的氮气被回收进入氮气收集装置401可作他用。在实际使用的过程中可以使用PLC控制器500实现对空气压缩机110、二位四通电磁阀301及二位三通电磁阀一302的自动控制。
分子筛吸附塔是变压吸附制氧机150的核心部件，一般价格相当昂贵，在按照使用手册规范保养，并确保进气压缩空气的含水量满足其工艺要求的情况下使用时间可达十年。但申请人经过多年的设备管理经验发现，绝大多数的分子筛吸收塔都是因为压缩空气的含水量把关不严格，而导致分子筛吸附塔没有达到额定使用寿命而提前更换，不仅造成资金浪费，而且分子筛吸附塔废料也会对环保造成一定影响。因此在本申请文件中增加气体干燥装置140对于保障分子筛吸附塔的使用寿命至关重要。
在上述方案中，空气压缩机110直接对空气进行压缩，为了避免空气中的杂质进入空气压缩机110以提高空气压缩机110的使用寿命，在本方案中，该供气系统还包括初级除尘过滤器402，初级除尘过滤器190的出气口通过供气主管道与空气压缩机的进气口连通。由于在进入变压吸附制氧机150之前的气体在气体干燥装置140中进行了干燥，然后如若最终到达终端的氧气湿度也较低则被吸入呼吸道容易导致呼吸道干燥，鼻腔分泌物可能会堵塞管口，因此在本方案中在杀菌过滤器170与汇流排190之间的供气主管道上还连接有气体加湿器403。
过滤系统130可以选取市面上常用的过滤系统，在本方案中，为了进一步保证过滤效果，过滤系统130包括中效过滤网131和高效过滤网132，中效过滤网131设置在过滤系统130的进气口端，高效过滤网132设置在过滤系统130 的出气口端，过滤系统的出气口通过设置有单向阀306的供气支管道101与供气主管道100贯通连接，进入过滤系统130的气体经由中效过滤网131和高效过滤网132的双重过滤后流进供气主管道100进入下一个处理工序。
作为上述方案的一个优选的方案，储气罐120的出口处与对应的多个过滤系统130之间均设置有二位三通电磁阀二303，二位三通电磁阀二303的进气口端与储气罐120的出气口端所连接的供气主管道100连接，二位三通电磁阀二303的其中一个出气口通过供气支管道101与过滤系统130的出气口端连接，二位三通电磁阀二303的另一出气口与供气主管道100连接；多个二位三通电磁阀二303均与PLC控制器500电性连接。在实际使用的过程中，可以根据所在地的空气质量控制开通的二位三通电磁阀二303的数量以实现智能过滤。
在上述技术方案中，可以实现检测所在地的空气质量选择需要开启的二位三通电磁阀二303的数量，在本方案中储气罐160内设置有气体检测模块404，气体检测模块404包括一氧化碳探头、二氧化碳探头、温湿度探头、PM2.5探头和VOC探头，气体检测模块404与PLC控制器500电性连接，PLC控制器500 的存储模块中预先设置有空气质量指数数值，PLC控制器500根据气体检测模块404反馈气体质量的数值选择需要开启的二位三通电磁阀二的数量。
作为本实用新型的一个可选方案，二位三通电磁阀一302通向多个缓冲储气罐160的一端的供气主管道100分别通过二位三通电磁阀三304分别与多个缓冲储气罐160连接，二位三通电磁阀三304的进气端与靠近缓冲储气罐160 一端的供气主管道100连接，二位三通电磁阀三304的一个出气端与缓冲储气罐160连接，二位三通电磁阀三304的另一个出气端与远离缓冲储气罐160一端的供气主管道100连接，多个二位三通电磁阀三304均与PLC控制器500电性连接。多个缓冲出气罐160在实际的工作中可以对变压吸附制氧机150制得的氧气进行储存及缓冲，保证供向终端的氧气流量的稳定性，在实际使用的过程中，通过设置的二位三通电磁阀304可以单独控制每个缓冲储气罐160的进气/出气/闭合。另外多个缓冲储气罐中均设置有压力传感器一161，多个压力传感器一均与PLC控制器电性连接，PLC控制器500根据压力传感器一161反馈的压力数值进而对二位三通电磁阀三304进行控制，以实现进一步的智能控制。
另外为了避免气体在供气主管道100中因气体压力的变化而产生的噪音，空气压缩机110与储气罐160之间的供气主管道100上设置有气体消声器405，二位四通电磁阀301与氮气收集装置401之间的供气主管道上也设置有气体消声器405。
在实际使用的过程中，需要定期清理或者更换初级除尘过滤器402，如果所在地的空气中浮尘较多，那么初级除尘过滤器402清理或更换的频率就会很高，在本方案中，储气罐120与初级除尘过滤器401之间通过供气支管道101 连通，且该供气支管道101上设置有电磁阀一305，电磁阀一305与PLC控制器500电性连接。当需要对初级除尘过滤器402进行清灰时，可以通过PLC控制器500开始电磁阀一305，使储气罐120中的气体反吹进而将吸附在初级除尘过滤器402中的浮尘吹下，在实际使用的过程中，可以在初级除尘过滤器的底部开设集灰口，对反吹下的灰尘进行收集。
在实际使用的过程中，对供向终端用户的供气主管道中的氧气的含量纯度的要求较高，在本申请文件中，为了实时监测变压吸附制氧机150的制氧纯度，在变压吸附制氧机150出气口处的供气主管道100上设置有用于检测所在位置处供气主管道中氧纯度的氧分析仪406，氧分析仪406与PLC控制器500电性连接，该供气系统中还包括声光报警器407，氧分析仪检测到的所在位置处供气主管道中氧纯度低于预设在PLC控制器内的存储模块中的阈值时，PLC控制器500启动声光报警器，提醒工作人员进行人工干预。
另外，靠近杀菌过滤器170一侧的缓冲储气罐160的出气口处设置有用于检测所在位置处供气主管道中氧气压力的压力传感器二408，压力传感器与PLC 控制器500电性连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种医院用氧气安全智能供气系统，其特征在于，包括使用供气主管道依次连接的空气压缩机、储气罐、多个并排设置的过滤系统、气体干燥装置、变压吸附制氧机、多个缓冲储气罐、杀菌过滤器、纯化装置，并通过汇流排连接有多个用氧终端；其中，
所述变压吸附制氧机包括两个吸附分离罐，所述吸附分离罐中均设置有分子筛吸附塔；
所述气体干燥装置与所述变压吸附制氧机之间的供气管道上还设置有二位四通电磁阀，所述气体干燥装置的出气口与所述二位四通电磁阀的O口连通，所述二位四通电磁阀的A口和B口分别与两个所述吸附分离罐的进气口连接，所述二位四通电磁阀的P口处通过供气主管道连接有氮气收集装置；
两个所述吸附分离罐的出气口处连接同一个二位三通电磁阀一，所述二位三通电磁阀一为常开型电磁阀，所述二位三通电磁阀一进气端与其中一个所述吸附分离罐的出气口连通，所述二位三通电磁阀一的出气端分别连接另一个所述吸附分离罐的进气口及通向多个所述缓冲储气罐的供气主管道；
所述纯化装置包括平行设置的两个纯化器，两个所述纯化器的进气端均设置有进气阀门，两个所述纯化器的出气端均设置有出气阀门；
还包括PLC控制器，所述PLC控制器中包括存储模块，所述PLC控制器与所述二位四通电磁阀及所述二位三通电磁阀一均为电性连接，且所述PLC控制器能够控制所述空气压缩机和所述变压吸附制氧机的启闭。
2.根据权利要求1所述的医院用氧气安全智能供气系统，其特征在于，还包括初级除尘过滤器，所述初级除尘过滤器的出气口通过供气主管道与所述空气压缩机的进气口连通；所述杀菌过滤器与所述汇流排之间的供气主管道上还连接有气体加湿器。
3.根据权利要求1所述的医院用氧气安全智能供气系统，其特征在于，所述过滤系统包括中效过滤网和高效过滤网，所述中效过滤网设置在所述过滤系统的进气口端，所述高效过滤网设置在所述过滤系统的出气口端，所述过滤系统的出气口通过设置有单向阀的供气支管道与所述供气主管道贯通连接。
4.根据权利要求1所述的医院用氧气安全智能供气系统，其特征在于，所述储气罐的出口处与对应的多个过滤系统之间均设置有二位三通电磁阀二，所述二位三通电磁阀二的进气口端与所述储气罐的出气口端所连接的所述供气主管道连接，所述二位三通电磁阀二的其中一个出气口通过供气支管道与所述过滤系统的出气口端连接，所述二位三通电磁阀二的另一出气口与所述供气主管道连接；多个所述二位三通电磁阀二均与所述PLC控制器电性连接。
5.根据权利要求4所述的医院用氧气安全智能供气系统，其特征在于，所述储气罐内设置有气体检测模块，所述气体检测模块包括一氧化碳探头、二氧化碳探头、温湿度探头、PM2.5探头和VOC探头，所述气体检测模块与所述PLC控制器电性连接，所述PLC控制器的所述存储模块中预先设置有空气质量指数数值，所述PLC控制器根据所述气体检测模块反馈气体质量的数值选择需要开启的所述二位三通电磁阀二的数量。
6.根据权利要求1所述的医院用氧气安全智能供气系统，其特征在于，所述二位三通电磁阀一通向多个所述缓冲储气罐的一端的供气主管道分别通过二位三通电磁阀三与多个所述缓冲储气罐连接，所述二位三通电磁阀三的进气端与靠近所述缓冲储气罐一端的供气主管道连接，所述二位三通电磁阀三的一个出气端与所述缓冲储气罐连接，所述二位三通电磁阀三的另一个出气端与远离所述缓冲储气罐一端的供气主管道连接，多个二位三通电磁阀三均与所述PLC控制器电性连接。
7.根据权利要求1所述的医院用氧气安全智能供气系统，其特征在于，所述空气压缩机与所述储气罐之间的供气主管道上设置有气体消声器，所述二位四通电磁阀与所述氮气收集装置之间的供气主管道上也设置有气体消声器。
8.根据权利要求2所述的医院用氧气安全智能供气系统，其特征在于，所述储气罐与所述初级除尘过滤器之间通过供气支管道连通，且该供气支管道上设置有电磁阀一，所述电磁阀一与所述PLC控制器电性连接；所述进气阀门与所述出气阀门均与所述PLC控制器电性连接。
9.根据权利要求1所述的医院用氧气安全智能供气系统，其特征在于，所述变压吸附制氧机出气口处的所述供气主管道上设置有用于检测所述供气主管道中氧纯度的氧分析仪，该供气系统中还包括声光报警器，所述氧分析仪检测到的所在位置处所述供气主管道中氧纯度低于预设在所述PLC控制器内的所述存储模块中的阈值时，所述PLC控制器启动所述声光报警器。
10.根据权利要求9所述的医院用氧气安全智能供气系统，其特征在于，靠近所述杀菌过滤器一侧的所述缓冲储气罐的出气口处设置有用于检测所述供气主管道中氧气压力的压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制器电性连接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112344214A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-09 | 青岛安泰科气体有限公司 | 一种医院用氧气安全智能供气系统 |
| CN115307060A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-11-08 | 湖南远利恒泰医疗科技有限公司 | 一种自带备用氧源补充的psa制氧系统 |
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2020
- 2020-11-24 CN CN202022756879.6U patent/CN214535704U/zh active Active
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