CN215756445U - 一种小型长寿命节能制氧机 - Google Patents

Abstract

涉及一种小型长寿命节能制氧机，包括依次相接的无油压缩机、无冷媒空气净化系统、制氧系统；无油压缩机包括至少两个泵头、空气储罐、智能编程控制器；泵头中，一个泵头作为备用泵头，其余作为工作泵头；无冷媒空气净化系统包括冷凝器、减压过滤器、吸附式干燥机；制氧系统包括采用PSA工艺的制氧主机、氧气缓冲罐、氧气减压过滤器、流量计；各泵头并联后与空气储罐的入口相接，空气储罐、冷凝器、减压过滤器、吸附式干燥机、制氧主机、氧气缓冲罐、氧气减压过滤器、流量计依次相接。本实用新型通过智能编程控制器控制泵头轮流工作，极大增加了泵头的使用寿命，同时相比相同产氧效率的传统制氧机体积更小，属于制氧机领域。

Description

一种小型长寿命节能制氧机

技术领域

本实用新型涉及制氧机领域，具体涉及一种小型长寿命节能制氧机。

背景技术

目前市场上用于呼吸的PSA制氧机有两种，一种是供医院使用的大型医用制氧机，一种是小型家用制氧机。

大型医用制氧机的工艺是PSA，采用普通螺杆空压机，有着完善的压缩空气净化系统，其压缩空气净化系统包括冷冻干燥机、多级过滤器等，可以将压缩空气彻底净化。因此这种制氧机使用寿命长，在每天24小时开机情况下，寿命也可以达到10年以上。但是大型医用制氧机存在以下几个缺点：1.大型医用制氧机的生产周期长，一般一台交货期都在60天左右；2.大型医用制氧机的体积庞大、重量大，而且压缩空气净化系统里包括普通冷冻式干燥机，这种冷冻式干燥机里有冷媒，不适合空运。在急需制氧机的紧急情况下，这种大型医用制氧机的使用受到限制。

小型家用制氧机的工艺是VPSA，具有体积小、重量轻、使用方便等特点，可批量生产，并且生产周期短，能快速投入使用。但是小型家用制氧机也有明显的缺点：没有空气净化系统、制氧机使用寿命短。不洁净的压缩空气能较快的将小型家用制氧机中的制氧分子筛污染，即小型家用制氧机的制氧机性能会很快下降。另外，这种制氧机采用小型无油空压机作为空气压缩组件，这种空压机的寿命也比较短。同时，这种制氧机生产的氧气压力也较低，只有0.1MPa左右，不能直接输入医院的氧气管道。

现有技术缺少一种体积小巧，同时能长时间稳定工作、可以快速大批量生产并且能空运的制氧机。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种体积小且使用寿命长的小型长寿命制氧机。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种小型长寿命节能制氧机，包括依次相接的无油压缩机、无冷媒空气净化系统、制氧系统；无油压缩机包括至少两个泵头、空气储罐、智能编程控制器；泵头中，一个泵头作为备用泵头，其余作为工作泵头；无冷媒空气净化系统包括冷凝器、减压过滤器、吸附式干燥机；制氧系统包括采用PSA工艺的制氧主机、氧气缓冲罐、氧气减压过滤器、流量计；各泵头并联后与空气储罐的入口相接，空气储罐、冷凝器、减压过滤器、吸附式干燥机、制氧主机、氧气缓冲罐、氧气减压过滤器、流量计依次相接；各泵头均与智能编程控制器电连接。采用这种结构后，空气在经过无油压缩机变成压缩空气输出的过程中需要经过泵头增压，本制氧机通过智能编程器控制多个泵头的开启与闭合，使得多个泵头轮流工作，使泵头可以轮流冷却休息，极大增加了泵头的使用寿命，同时在其中一个泵头损坏时，可以在保持泵头正常工作的情况下进行泵头的更换，极大的增加了本制氧机的工作连续稳定性。空气在通过无油压缩机后变成压缩空气，然后通过无冷媒空气净化系统去除气体中的杂质，最后通过制氧系统产生所需要的氧气。

作为一种优选，流量计为有信号输出的数字流量计，流量计与智能编程控制器电连接。采用这种结构后，空气在经过无油压缩机变成压缩空气时，智能编程控制器可通过设置在制氧机出氧端的流量计输出的氧气流量数据实时控制无油压缩机泵头的开启数量。例如在氧气用气量减小时，自动减少工作泵头的数量，达到变频节能的效果。

作为一种优选，无冷媒空气净化系统还包括位于空气储罐和冷凝器之间的气水分离器和/或前置过滤器。采用这种结构后，汽水分离器和/或前置过滤器可以在空气中杂质较多时保证压缩空气内的空气杂质被完全去除。

作为一种优选，无冷媒空气净化系统还包括精密过滤器，精密过滤器位于减压过滤器和吸附式干燥机之间，和/或位于吸附式干燥机和制氧主机之间。采用这种结构后，精密过滤器可以在空气中杂质较多时进一步保证压缩空气内的空气杂质被完全去除。

作为一种优选，无冷媒空气净化系统还包括电子冷干机，电子冷干机设置在冷凝器与减压过滤器之间。采用这种结构后，电子冷干机可以在空气湿度大时保证压缩空气内的水分被彻底去除。

作为一种优选，无冷媒空气净化系统中，吸附式干燥机为双塔结构，双塔并联设置。采用这种结构后，吸附式干燥机双塔可以轮流工作，从而提高吸附式干燥机的使用寿命。

作为一种优选，制氧主机包括两个吸附塔、电磁阀A、电磁阀B、两个快速排气阀、针型阀；吸附式干燥机的出口与电磁阀A相接，电磁阀A后分成并联的两路，再汇入电磁阀B，每路均包括依次相接的快速排气阀和吸附塔；两个吸附塔的出口之间还接入一针型阀。采用这种结构后，双塔轮流制氧，能产生稳定的氧气，针型阀可以实现反吹再生，即利用针型阀改变气体流向并调节反向吹气的大小，从而显著改善分子筛的再生效果，达到提高制氧机效率的目的。

作为一种优选，吸附塔的吸附压力为0.5～0.7MPa；吸附塔采用大颗粒锂分子筛，粒径大于等于1.3mm。采用这种结构后，即采用耐高压的大颗粒锂分子筛，由于锂分子筛产氧效率是传统钠分子筛PSA制氧的2倍以上，相同产气能力的制氧机，锂分子筛的装填量不到钠分子筛装填量的一半，使得本制氧机相较于同体积的制氧机大大提高了制氧产量，相较于相同制氧产量的制氧机大大缩减了体积。另外，由于大颗粒锂分子筛可耐较高工作压力，可以在0.5～0.7MPa压力下工作，从而可以直接产生较高压力(大于0.4MPa)的氧气，并可以直接连接医院氧气管路，直接用于呼吸机。

作为一种优选，制氧系统还包括一个接入氧气缓冲罐的纯度分析仪。采用这种结构后，与氧气缓冲罐连接的纯度分析仪可以实时反馈产氧质量，方便在制氧过程出现问题时及时发现并进行调节。

作为一种优选，流量计检测氧气产量，并将氧气产量信号输送至智能编程控制器；智能编程控制器根据氧气用气量的大小控制启动的工作泵头的数量。采用这种结构后，本制氧机的电器检测以及电控设备可以实现对压缩空气的最大利用率，防止氧气用量下降时空压机泵头还继续全部启动所造成的浪费。

本实用新型的原理是：空气通过有多个泵头的无油压缩机压缩，进而形成压缩气体；压缩气体通过本制氧机的无冷媒空气净化系统完全去除压缩气体中的杂质与水分，从而形成纯净压缩气体；纯净压缩气体通过本制氧机的制氧主机生成纯净氧气，并被输出至氧气缓冲罐存储。

其中，本制氧机的无油空压机设置有智能编程控制器，智能编程控制器与无油空压机的多个泵头电连接进而控制泵头的开启与闭合，从而使得多个泵头轮流工作从而大大提高泵头的使用寿命，同时在其中一个泵头无法工作需要更换时，可以通过智能编程控制器控制其他泵头工作，从而在本制氧机正常工作状态下实现泵头的更换。同时，在氧气缓冲罐处设置有流量计，流量计与智能编程控制器点连接，从而将氧气流量数据传输给智能编程控制器，智能编程控制器通过氧气流量数据控制泵头的工作数量，从而使得无油压缩机输出的压缩空气量与制氧量相匹配，从而避免了压缩空气的浪费，达到变频节能的效果。

同时，本制氧机的制氧分子筛采用大颗粒锂分子筛，使得本制氧机相较于同体积的制氧机制氧效率更高，相较于相同制氧效率的制氧机体积更小；而且产生的氧气压力可以达到0.4MPa以上，可以不用增压直接连接医院氧气管路

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1.本制氧机通过智能编程控制器控制无油压缩机多个泵头的工作数量，通过智能编程控制器控制泵头轮流进行工作，让至少一个泵头处于冷却休息状态，可以极大提高泵头的使用寿命，同时在其中一个泵头损坏时，可以在保持压缩机正常供气的情况下进行泵头的更换，极大的提高了制氧机供气的稳定性。空气在通过无油空压机泵头压缩后变成压缩气体，然后通过无冷媒空气净化系统去除气体中的杂质，最后通过制氧系统生产出合格的氧气。一般家用小型制氧机的寿命是2000小时左右，而本制氧机可达80000小时以上。

2.通过在氧气缓冲罐处设置流量计，流量计在获取制氧机产氧量数据的同时将氧气流量数据传输给智能编程控制器，智能编程控制器通过氧气流量数据实时控制泵头的工作数量，使得无油压缩机提供压缩空气的流量与制氧主机的产氧流量实现匹配，不会浪费无油压缩机输出的压缩空气，实现对泵头工作的变频调节。

3.本制氧机采用双吸附塔结构，并在吸附塔的入口和出口处设置有电磁阀，通过电磁阀控制气体轮流流入两个吸附塔以生成稳定的氧气；同时在吸附塔出口处设置的针型阀可以实现吸附塔的反吹再生，提高吸附塔的制氧效率。

4.本制氧机中吸附塔内的制氧分子筛为大颗粒锂分子筛，锂分子筛产氧效率大大优于钠分子筛，锂分子筛产氧效率是传统钠分子筛PSA制氧的2倍以上，相同产气能力的制氧机，锂分子筛的装填量不到钠分子筛装填量的一半，因此本制氧机相较于同体积的制氧机大大提高了制氧效率，相较于相同制氧效率的制氧机大大缩减了体积。同时，由于大颗粒锂分子筛可以承受较高工作压力(0.5～0.7MPa)，从而可以直接生产压力大于0.4MPa的氧气，不需增压而直接连接医院氧气管路。

5.通过在无冷媒空气净化系统中设置汽水分离器、前置过滤器、精密过滤器，使得无油压缩机输出的压缩空气存在较多杂质时，无冷媒空气净化系统也能将压缩空气中的杂质完全去除，使得本制氧机在较差的空气环境中仍然能正常使用，提高了本制氧机的适用范围。

6.通过在无冷媒空气净化系统中设置电子冷干机，使得无冷媒空气净化系统在空气湿度大时依然可以保证压缩空气内的水分被彻底去除，进一步提高了本制氧机的适用范围。

7.通过在无冷媒空气净化系统中设置吸附式干燥机，使得压缩空气中的水份被彻底除去，充分保护了制氧分子筛，大大延长了制氧机的使用寿命

8.传统大型医用制氧机的占地面积过大；传统小型家用制氧机为一台饮水机大小。因此，本小型制氧机可以在尺寸、寿命、制氧效率中达到很好的平衡状态。

附图说明

图1为本实用新型的装置示意图。

图2为本实用新型的流程图。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

本实用新型附图中，1为无油压缩机，2为冷凝器，3为减压过滤器，4为吸附式干燥机，5为电磁阀A，6为快速排气阀，7为吸附塔，8为针型阀，9为电磁阀B，10为氧气缓冲罐，11为氧气减压过滤器，12为流量计，13为纯度分析仪。

实施例一

本实用新型涉及一种小型长寿命节能制氧机，包括无油压缩机、无冷媒空气净化系统、制氧系统，无油压缩机包括两个工作泵头、一个备用泵头、智能编程控制器，工作泵头与一个备用泵头并联设置，泵头可以单独工作，也可以和其他泵头共同工作；智能编程控制器与泵头之间采用电连接，智能编程控制器可以控制泵头的开启与闭合，从而控制气体的压缩效率。气体在经过无油压缩机之后形成0.7MPa的压缩气体，并从无油压缩机的出气口排出。

无冷媒空气净化系统包括冷凝器、减压过滤器、吸附式干燥机，冷凝器的入口与无油压缩机的出气口连接，冷凝器的出气口与减压过滤器的入口连接，减压过滤器的出气口与吸附式干燥机的入口连接。从无油压缩机输出的压缩空气在通过冷凝器时将气体中的水分冷凝为液态析出，从而去除压缩空气中的水分。然后压缩空气通过减压过滤器，压缩空气中的颗粒物和液态水与压缩空气分离被排出减压过滤器，从而将压缩空气中的颗粒物除尽。最后压缩空气通过吸附式干燥机，本制氧机采用两个干燥筒并联设置的吸附式干燥机，在吸附式干燥机的进气口与出气口均设置有一个换向阀，压缩空气在进入吸附式干燥机后，彻底除去水份，压缩空气得到彻底净化，并通过吸附式干燥机的出气口排出。

制氧系统包括制氧主机、氧气缓冲罐、氧气减压过滤器、流量计、纯度分析仪，制氧主机的进气口与吸附式干燥机的出气口相连接，制氧主机的出气口连接在氧气缓冲罐的进气口上，氧气缓冲罐的出气口与氧气减压过滤器的进气口相连接，氧气减压过滤器的出气口连接有流量计；氧气缓冲罐的检测端设置有纯度分析仪。

制氧主机包括两个PSA吸附塔，PSA吸附塔内设置有大颗粒锂分子筛，即锂颗粒直径大于等于1.3mm的制氧分子筛，吸附塔的吸附压力为0.5MPa，其相比于传统大型制氧机优势在于采用锂分子筛提高了制氧机效率，而且产生的氧气压力高(大于0.4MPa)，可以直接进入医院氧气管路系统。在两个PSA吸附塔的进气口设置有电磁阀A，在两个PSA吸附塔的出气口设置有电磁阀B，吸附式干燥机的出气口与电磁阀A连接，电磁阀A的出气口设置为连接两个吸附塔进气口的并联管路，每个并联管路均在电磁阀A的出气口与吸附塔的进气口之间设置有一个快速排气阀，两个吸附塔的出气口设置一个并联管路并连接在电磁阀B的进气口，电磁阀B的出气口连接在氧气缓冲罐的进气口上。同时，在两个吸附塔的出气口处设置有一个连接两个吸附塔出气口的闭合管路，在该闭合管路上设置有一个针型阀。

本制氧机的制氧过程如下：首先，无油压缩机的两个工作泵头与一个备用泵头在智能编程控制器的控制下轮流进行工作，空气通过无油压缩机工作中的泵头进行压缩，从而在无油压缩机的出气口输出为压力大小为0.7MPa的压缩气体。

而后，从无油压缩机输出的压缩空气经过冷凝器，冷凝器将压缩空气中的水分进行冷凝，压缩空气中的与水气凝结成液态水，然后压缩空气即从冷凝器的出气口输出。

之后，从冷凝器出气口输出的压缩空气进入减压过滤器，液态水从过滤器底部排出，由于压缩空气是空气经过压缩形成，因此压缩空气中还存在非常多的颗粒物，在压缩空气经过减压过滤器时，压缩空气通过多个过滤网，使得压缩空气中的颗粒物被过滤网拦截并从底部排出。经过颗粒物分离的脱水压缩空气即从减压过滤器的出气口输出。

然后，从减压过滤器输出的脱水无颗粒压缩空气进入吸附式干燥机，在经过在吸附式干燥机将水份彻底吸收，脱水无颗粒压缩空气得到彻底净化，从而通过吸附式干燥机的出气口排出。

经过无冷媒空气净化系统净化之后的压缩空气进而输入制氧系统内，净化压缩空气在通过电磁阀A后进入其中一个吸附塔，净化压缩空气在与吸附塔内的大颗粒锂分子筛发生物理吸附之后产出氧气，从而产出的氧气通过电磁阀B输出至氧气缓冲罐内。同时，制氧主机可以通过针型阀实现反吹再生功能，即一个吸附塔产出的氧气从吸附塔出气口一侧向另一吸附塔进气口一侧流动，从而将另一吸附塔彻底再生。制氧主机产出氧气的压力大小为0.4MPa左右。同一台制氧机在流量不变的情况下，增加针型阀装置能将氧气浓度从60％提高至90％以上。

最后，从制氧主机产出的氧气输出至氧气缓冲罐，氧气缓冲罐的氧气再经过氧气减压过滤器输出至输氧管道中，在氧气减压过滤器的出气口处设置有检测氧气输出流量的流量计，流量计将氧气输出流量数据传输给智能编程控制器，智能编程控制器通过获得的氧气输出流量数据调节工作泵头与备用泵头的工作数量，以使得泵头输出适量的压缩空气而不产生浪费。

同时，在氧气缓冲罐的检测端还设置有检测氧气缓冲罐内氧气浓度的纯度分析仪。

实施例二

当制氧机周围空气中杂质较多时，在无油压缩机与冷凝器之间加装气水分离器、前置过滤器，压缩空气在经过气水分离器与前置过滤器时，可以预先去除压缩空气中的水分以及大颗粒物质。同时，在减压过滤器与吸附式干燥机之间，或者在吸附式干燥机与制氧主机之间增设精密过滤器，使得压缩空气在经过精密过滤器时，其中的细小微粒被彻底分离出来。

当制氧机周围空气湿度较大时，在冷凝器与减压过滤器之间增设电子冷干机，压缩空气在经过电子冷干机时可以将压缩空气中的水分彻底去除，从而保证制氧机的产氧质量。同时，本实施例中吸附塔的吸附压力为0.6MPa。

本实施例未提及部分均与实施例一相同。

除了上述实施例外，本制氧机还可以采用一个工作泵头与一个备用泵头配合使用，或者三个工作泵头与一个备用泵头配合使用，或者四个工作泵头与一个备用泵头配合使用的泵头组合形式。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型长寿命节能制氧机，其特征在于：包括依次相接的无油压缩机、无冷媒空气净化系统、制氧系统；

无油压缩机包括至少两个泵头、空气储罐、智能编程控制器；泵头中，一个泵头作为备用泵头，其余作为工作泵头；

无冷媒空气净化系统包括冷凝器、减压过滤器、吸附式干燥机；

制氧系统包括采用PSA工艺的制氧主机、氧气缓冲罐、氧气减压过滤器、流量计；

各泵头并联后与空气储罐的入口相接，空气储罐、冷凝器、减压过滤器、吸附式干燥机、制氧主机、氧气缓冲罐、氧气减压过滤器、流量计依次相接；

各泵头均与智能编程控制器电连接。

2.按照权利要求1所述的一种小型长寿命节能制氧机，其特征在于：流量计为有信号输出的数字流量计，流量计与智能编程控制器电连接。

3.按照权利要求1所述的一种小型长寿命节能制氧机，其特征在于：无冷媒空气净化系统还包括位于空气储罐和冷凝器之间的气水分离器和/或前置过滤器。

4.按照权利要求1所述的一种小型长寿命节能制氧机，其特征在于：无冷媒空气净化系统还包括精密过滤器，精密过滤器位于减压过滤器和吸附式干燥机之间，和/或位于吸附式干燥机和制氧主机之间。

5.按照权利要求1所述的一种小型长寿命节能制氧机，其特征在于：无冷媒空气净化系统还包括电子冷干机，电子冷干机设置在冷凝器与减压过滤器之间。

6.按照权利要求1所述的一种小型长寿命节能制氧机，其特征在于：无冷媒空气净化系统中，吸附式干燥机为双塔结构，双塔并联设置。

7.按照权利要求1所述的一种小型长寿命节能制氧机，其特征在于：制氧主机包括两个吸附塔、电磁阀A、电磁阀B、两个快速排气阀、针型阀；吸附式干燥机的出口与电磁阀A相接，电磁阀A后分成并联的两路，再汇入电磁阀B，每路均包括依次相接的快速排气阀和吸附塔；两个吸附塔的出口之间还接入一针型阀。

8.按照权利要求7所述的一种小型长寿命节能制氧机，其特征在于：吸附塔的吸附压力为0.5～0.7MPa；吸附塔采用大颗粒锂分子筛，粒径大于等于1.3mm。

9.按照权利要求1所述的一种小型长寿命节能制氧机，其特征在于：制氧系统还包括一个接入氧气缓冲罐的纯度分析仪。

10.按照权利要求2所述的一种小型长寿命节能制氧机，其特征在于：流量计检测氧气产量，并将氧气产量信号输送至智能编程控制器；智能编程控制器根据氧气用气量的大小控制启动的工作泵头的数量。

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