CN2797339Y - 便携式分子筛人力制氧机 - Google Patents

Abstract

一种便携式分子筛人力制氧机，它包括两个供应气流的无油活塞泵、一个控制气流方向的气动组合阀、一个压力控制与氧气分流装置、两个分子筛罐以及连接管路等。其特点是：无油活塞泵安装人力驱动机构，制氧机采用变压吸附常压解附法制氧。

Description

便携式分子筛人力制氧机

所属技术领域：

本实用新型涉及一种分子筛制氧装置，特别是重量轻能随身携带、随时制氧的人力制氧机。

背景技术：

应用变压吸附法制氧现在已为国内外许多厂家所采用，除了大型制氧机外还出现了医用、家庭用小型制氧机，这些制氧机一般分为两种原理：1、变压吸附常压解附；2、变压吸附真空解附。这两种方法制氧一般均采用双分子塔式，交替进行吸附与解附，以保持制氧的连续性。变压吸附常压解附的工艺流程是：空气由无油空气压缩机进行压缩，达到吸附所需的压力后进入净化器净化和干燥器干燥，然后进入分子筛塔1进行吸附(分子筛有均匀的相当于分子尺寸的微孔，这些微孔能选择性地吸附氮分子，因此，氧分子能顺利通过而氮分子不能通过，通过这种方法能将氮氧分离而得到高纯度的氧气)，分离出的高纯度氧气一部分进入储氧罐，另一部分进入分子筛塔2对其进行吹洗(分子筛塔2由控制系统控制，此时是和大气相通的，塔内的分子筛在上一周期吸附的氮分子处于游离状态，输入的纯氧将氮分子吹出分子筛塔2)，分子筛塔2进行解附工序。经过一段时间，分子筛子塔1内分子筛达到饱和，分子筛塔2内分子筛解附完毕，则分子筛塔2进入吸附程序，分子筛塔1进入解附程序，如此循环，周而复始。变压吸附真空解附工艺流程是：空气先由无油风机吹入净化器净化和干燥器干燥，然后进入分子筛塔1进行吸附，氧气由塔顶进入储气罐或直接供人吸用，同时，由真空泵对分子筛塔2进行抽真空，分子筛塔2进入解附程序。经过一段时间后，分子筛塔1内分子筛达到饱和，分子筛塔2抽真空完毕，则分子筛塔2进入吸附程序，分子筛塔1进入解附程序。如此循环，周而复始。

除了大型制氧机外，发明人已经发明了可以携带的家庭用和医用的小型制氧机，也发明了可以不用电等其它能源而以人力做动力的人力制氧机，但这些类型的制氧机由于动力局限性、重量大等原因不易随身携带，不便于谱及。

发明内容：

本实用新型的目的，是要研制一种可以随身携带、随时随地制氧的制氧机，该制氧机与现有制氧机相比有以下特点：1、以人的体重为动力，不用其它能源，这样就解决了缺电地区与缺电时的动力问题；2、体积小、重量轻，可以随身携带。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：空气净化器、干燥器与无油活塞泵连接，无油活塞泵与控制气流方向的气动组合阀连接，气动组合阀分别与两分子筛罐连接(以上各种连接均由连接管路实现)，两分子筛罐间由限流量孔和连接管路连接，分子筛罐内气体压力由压力控制阀控制。其中，所述无油活塞泵以一人力驱动机构驱动，人力驱动机构由活塞泵泵壳、活塞杆及弹簧组成。

上述无油活塞泵可以为圆柱形或其它需要的形状。

上述无油活塞泵活塞可以为单杆或双杆。

上述人力驱动可以利用脚踏方式。

可以在所述制氧机出氧管道上安装氧气纯度表，以监视氧气质量。

还可以在所述制氧机出氧管道上安装一细菌过滤器以得到无菌无尘的清洁氧气。

还可在制氧机出氧口之前，安装一湿化器，以增加氧气湿度。

还可以配备一个小型电动无油空气压缩机作为备用动力。

本实用新型的有益效果是：上述技术方案，由于没有电子、电气零件组件，无电动机，只用一个小型气动组合阀自动控制全机的运作，故制氧机结构简单，易于维修保养，且可靠性高。因零部件少，故制造成本低。内部无电动机、电器，减少了许多热源，温度大大降低，消除了高温引起的不良影响。重要的是，由于以人力驱动，不须任何电源和其它附加能源，因此应用范围非常广泛，不仅可能作为医疗设备，还可作为健身器材。

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明(以双杆活塞为例)：

图1为本实用新型的一个具体实例各部件的连接关系图，图中箭头所指为气流的走向。

图2为本实用新型所用气动组合阀的各部件连接关系图，同时示出了对应图1工作状态的气流走向。

图3为本实用新型所用压力控制与氧气分流装置的一个具体实例，同时示出了对应图1工作状态的气流走向。

图中：1.(无油活塞泵)进出气端，2.弹簧，3.双杆活塞，4.无油活塞泵，5.活塞杆，6.固定装置，7.连接两活塞杆的装置，8.活塞行程控制杆，9.支架，10.活塞行程控制阀  11.活塞腔，12.空气净化器，13.单向阀，14.干燥器、15.单向阀，16.连接管路，17.排气消声器，18.连接管路，19.连接管路，20.分子筛罐，21.连接管路，22.纯度表，23.压力控制与氧气分流装置，24.限流量阀，25.细菌过滤器，26.湿化器，27.连接管路，28.分子筛罐，29.连接管路，30.气动组合阀，31.单向气缸，32.弹簧，33.活塞，34.机械二通阀，35.分配阀，36.控制阀，37.单向阀，38.带孔圆片，39.弹簧，40.压力阀，41.压力阀，42.单向阀，43.限流量孔，44限流量孔。

请参阅图1，无油活塞泵(4)的活塞(3)为双杆活塞，两活塞杆(5)末端以连接两活塞杆的装置(7)连接在一起，同时，连接两活塞杆的装置(7)还与活塞行程控制杆(8)一端连接，活塞行程控制杆(8)滑接在支架(9)上，支架(9)固定在无油活塞泵(4)的壳体上，活塞行程控制阀(10)可以在活塞行程控制杆(8)上任意滑动和固定。固定装置(6)固接在无油活塞泵(4)的壳体底部，其作用是将无油活塞泵(4)固定在脚上。无油活塞泵(4)上部为进出气端(1)，进出气端(1)内装一弹簧(2)，弹簧(2)的作用是推动活塞(3)向下运动。进出气端(1)顺次与单向阀(15)、干燥器(14)、空气净化器(12)连接，进出气端(1)同时通过单向阀(13)与气动组合阀(30)连接。气动组合阀(30)又接分子筛罐(20、28)和排气消声器(17)。分子筛罐(20、28)又接压力控制与氧气分流装置(23)，压力控制与氧气分流装置(23)又接限流量阀(24)，限流量阀(24)外侧接纯度表(22)和细菌过滤器(25)，细菌过滤器(25)又接湿化器(26)。具体操作是：固定装置(6)将无油活塞泵(4)固定在脚上使其随脚一起运动，连接两活塞杆的装置(7)踩在脚下。在脚处于落地状态时，活塞(3)处于活塞腔(11)最上端，活塞腔(11)体积很小；当脚抬起时，活塞(3)在弹簧(2)的作用下向下移动，活塞腔(11)体积逐渐变大，内部压力降低，形成负压，外界空气在大气压力作用下由空气净化器(12)、干燥器(14)、单向阀(15)通过连接管路进入活塞腔(11)。活塞的行程可以通过调整活塞行程控制阀(10)在活塞行程控制杆(8)上的位置来确定，活塞行程控制杆(8)可以在支架(9)中上下自如运动。当脚下落时，活塞杆(5)下端先着地，活塞(3)停止运动，而活塞泵壳在体重压力下继续向下运动，活塞腔(11)的体积逐渐变小，压力逐渐变大，被压缩的气体在压力作用下通过单向阀(13)和连接管路进入气动组合阀(30)，气动组合阀(30)将压缩空气经连接管路(29)分配到分子筛罐(28)，分子筛罐(28)是处于吸附工序，它吸附了空气中的氮分子，氧气不被吸附。压力控制与氧气分流装置(23)可以设定分子筛罐内出气的压力，当分子筛罐内压力达到设定压力时，氧气从分子筛罐(28)内排出。从分子筛罐(28)出来的氧气一部分流过压力控制与氧气分流装置(23)、限流量阀(24)、细菌过滤器(25)、湿化器(26)供人呼吸，另一部分通过压力控制与氧气分流装置(23)、连接管路(21)进入分子筛罐(20)，分子筛罐(20)处于解附工序。进入的氧气即冲洗上一周期吸附的氮分子，混合成低含氧量的空气，经连接管路(19)、气动组合阀(30)、连接管路(18)再经排气消声器(17)降低噪音排入大气。此外，有少量氧气流过氧气纯度表(22)以显示氧气纯度。

由于无油活塞泵不断输出压缩空气，而限流量阀(24)限制着气体通过，气动回路系统内的压力逐渐增加，经过一定时间，压力达到给定的切换压力时，气动组合阀(30)即自动切换气流方向，逆转流向。压缩空气改由连接管路(19)进入分子筛罐(20)，使分子筛罐(20)变为吸附工序，生产氧气。一部分氧气经压力控制与氧气分流装置(23)、限流量阀(24)、细菌过滤器(25)、湿化器(26)供人呼吸，另一部分氧气经压力控制与氧气分流装置(23)、连接管路(27)进入分子筛罐(28)内部冲洗氮分子，混合成低含氧量的空气，经由连接管路(29)、气动组合阀(30)、连接管路(16)、消声器(17)排入大气，分子筛罐(28)变为解附工序。如此不断循环。

本实用新型所用的气动组合阀，已由实用新型专利申请98205049.6详细公开，如图2所示，它是由两个双气控二位五通阀、一个单向气缸(31)和一个机械二通阀(34)组成，各种气动元件通过阀体孔相连通。其中一个二位五通阀为控制阀(36)，用于控制两个分子筛罐(20、28)的供气和排气；另一个二位五通阀为分配阀(35)，与控制阀(36)相连，用于分配控制阀(36)两侧气流通道；机械二通阀(34)与分配阀(35)相连通，用于压力切换时给分配阀(35)和控制阀(36)供应气流；单向气缸(31)与机械二通阀(34)处于同一水平位置，起位移或压力传感器的作用，发信号给机械二通阀(34)；单向气缸(31)内部有弹簧(32)和活塞(33)，活塞杆部长度可调。

本实用新型所用压力控制与氧气分流装置(23)如图3所示，它是由单向阀(37、42)、带孔圆片(38)、弹簧(39)、压力阀(40、41)、限流量孔(43、44)组成。其中，带孔圆片(38)固定在压力控制与氧气分流装置(23)壳体上；压力阀(40、41)由带孔圆片与圆形管组成，在弹簧(39)作用下与带孔圆片(38)紧密接触，起密封作用。单向阀(37、42)分别连接在压力阀(40、41)上并且向分子筛方向开启。

本实用新型可达到的性能如下(以体重为50Kg人为例)：

氧气流量：0-3公升/分，可调

氧气压力：0.03MP，可调

氧气纯度：25％-96％

输入功率：10-150瓦

步速：    60-120步/分

Claims (9)

1、一种便携式分子筛人力制氧机，无油活塞泵、控制气流的气动组合阀、分子筛罐、压力控制与氧气分流装置、限流量阀顺序连接，其特点是：无油活塞泵与人力驱动机构连为一体。

2、根据权利要求1所述的便携式分子筛人力制氧机，其特征在于，所述人力驱动机构由无油活塞泵泵壳、活塞杆、弹簧以及活塞行程控制机构组成。

3、根据权利要求1所述的便携式分子筛人力制氧机，其特征在于，无油活塞泵的泵壳加设将其固定在脚上的装置。

4、根据权利要求1所述的便携式分子筛人力制氧机，其特征在于，在无油活塞泵的泵壳上设置活塞行程控制杆和控制阀。

5、根据权利要求1所述的便携式分子筛人力制氧机，其特征在于，无油活塞泵为圆柱形或其它需要的形状。

6、根据权利要求1所述的便携式分子筛人力制氧机，其特征在于，无油活塞泵的活塞为单杆或双杆。

7、根据权利要求1所述的便携式分子筛人力制氧机，其特征在于，在出氧管道上安装压力控制与氧气分流装置，以控制分子筛罐内工作压力和分配氧气流。

8、根据权利要求1所述的便携式分子筛人力制氧机，其特征在于，在出氧管道上安装一细菌过滤器，以得到无菌纯净的空气。

9、根据权利要求1所述的便携式分子筛人力制氧机，其特征在于，在制氧机出氧口之前安装湿化器。

Images