ES3044484T3 - Sieve module - Google Patents

Abstract

Un módulo de tamiz incluye una carcasa impermeable, un conjunto de interfaz y un material adsorbente. El conjunto de interfaz está conectado a un primer extremo de la carcasa impermeable e incluye un puerto de entrada y un puerto de salida. El puerto de entrada está en comunicación fluida con un primer espacio interior de la carcasa impermeable, donde está configurado para recibir gas del exterior de la carcasa impermeable. El puerto de salida está en comunicación fluida con un segundo espacio interior de la carcasa impermeable, donde está configurado para expulsar el gas al exterior de la carcasa impermeable. Un material adsorbente está dispuesto dentro del primer espacio interior de la carcasa impermeable, donde el conjunto de interfaz está configurado de tal manera que el gas se desplaza desde el puerto de entrada hasta el puerto de salida a través del material adsorbente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Módulo de tamiz

[0003] Campo técnico

[0004] La presente descripción se refiere en general a módulos de tamiz para concentradores de oxígeno.

[0005] Antecedentes

[0006] Los sistemas concentradores de oxígeno generan gas oxígeno sustancialmente puro (p. ej., 82-96 % puro) utilizando aire ambiente como gas de entrada. Los sistemas concentradores de oxígeno se utilizan comúnmente para aplicaciones médicas en pacientes que necesitan oxígeno sustancialmente puro. Los sistemas concentradores de oxígeno incluyen sistemas portátiles que pueden transportar los pacientes y sistemas no portátiles que se utilizan con frecuencia en un centro médico o en un entorno residencial.

[0007] Algunos sistemas concentradores de oxígeno conocidos operan en un ciclo de adsorción por oscilación de presión o adsorción por oscilación de presión en vacío. En tales sistemas, el aire ambiente se presuriza en un módulo de tamiz que incluye un lecho de un material adsorbente que adsorbe nitrógeno (p. ej., zeolita), y después se libera oxígeno sustancialmente puro del módulo de tamiz mientras el nitrógeno es retenido por el material adsorbente. A continuación, el nitrógeno puede purgarse del material adsorbente. Las patentes US-2012/266883 A1 y US-2020/324070 A1 describen módulos de tamiz para concentradores de oxígeno que pueden liberarse fácilmente mediante un mecanismo simple y fácil de utilizar. Los pacientes pueden instalar fácilmente los módulos de tamiz de reemplazo y todos los sellos de gas funcionarán correctamente después de la instalación.

[0008] Resumen

[0009] En la presente memoria se describen realizaciones de módulos de tamiz para concentradores de oxígeno, unidades de interfaz de módulos de tamiz para concentradores de oxígeno, y métodos para utilizar los módulos de tamiz con concentradores de oxígeno.

[0010] Un aspecto de la descripción es un módulo de tamiz. El módulo de tamiz incluye un alojamiento impermeable que incluye un primer extremo, un segundo extremo opuesto al primer extremo y un difusor colocado en el segundo extremo que define un primer espacio interior y un segundo espacio interior dentro del alojamiento impermeable. El primer espacio interior y el segundo espacio interior están en comunicación fluida únicamente en el segundo extremo del alojamiento impermeable. El módulo de tamiz también incluye una unidad de interfaz conectada al primer extremo del alojamiento impermeable. La unidad de interfaz incluye un puerto de entrada en comunicación fluida con el primer espacio interior del alojamiento impermeable, en donde el puerto de entrada está configurado para recibir gas desde el exterior del alojamiento impermeable, y un puerto de salida en comunicación fluida con el segundo espacio interior del alojamiento impermeable, en donde el puerto de salida está configurado para expulsar el gas al exterior del alojamiento impermeable. El módulo de tamiz también incluye un material adsorbente que está dispuesto dentro del primer espacio interior del alojamiento impermeable, en donde la unidad de interfaz está configurada de tal modo que el gas se desplaza desde el puerto de entrada al puerto de salida desplazándose pasando a través del material adsorbente.

[0011] La unidad de interfaz incluye una parte espaciadora conectada neumáticamente al primer extremo del alojamiento impermeable y que se extiende perpendicular a un eje de alojamiento del alojamiento impermeable en una dirección que se aleja del alojamiento impermeable, en donde el eje de alojamiento se extiende a través del primer extremo y el segundo extremo del alojamiento impermeable. La unidad de interfaz también incluye una parte axial conectada neumáticamente a la parte espaciadora y que se extiende paralela al eje de alojamiento en una dirección generalmente hacia el segundo extremo del alojamiento impermeable.

[0012] El puerto de entrada y el puerto de salida están ambos dispuestos en la parte axial de la unidad de interfaz. En algunas implementaciones, la unidad de interfaz comprende además una junta dispuesta dentro de la parte espaciadora de la unidad de interfaz, en donde la junta define un canal de entrada que conecta neumáticamente el puerto de entrada al primer espacio interior del alojamiento impermeable y un canal de salida que conecta neumáticamente el puerto de salida al segundo espacio interior del alojamiento impermeable.

[0013] En algunas implementaciones, la unidad de interfaz comprende además un primer sello dispuesto a lo largo de la parte axial y un segundo sello dispuesto a lo largo de la parte axial y separado del primer sello, en donde el puerto de entrada está dispuesto entre el primer sello y el segundo sello, y el puerto de salida está dispuesto en un extremo de la parte axial que está distal de la parte espaciadora. En algunas implementaciones, el primer sello y el segundo sello se extienden circunferencialmente alrededor de la parte axial de la unidad de interfaz.

[0014] En algunas implementaciones, el puerto de salida está dispuesto en un extremo de la porción axial que está distal de la porción espaciadora, y el puerto de entrada se extiende a través de una pared lateral de la porción axial.

[0015] En algunas implementaciones, el puerto de salida tiene una orientación que está alineada con un eje de alojamiento del alojamiento impermeable y el puerto de entrada tiene una orientación que es sustancialmente perpendicular al puerto de salida.

[0016] En algunas implementaciones, el material adsorbente está configurado para filtrar el nitrógeno del gas que se desplaza a través del material adsorbente. En algunas implementaciones, el material adsorbente comprende zeolita.

[0017] Un aspecto de la descripción es un conjunto de interfaz para un módulo de tamiz. La unidad de interfaz incluye una parte espaciadora configurada para conectarse a un alojamiento impermeable del módulo de tamiz, de tal modo que la parte espaciadora se extienda alejándose del eje del alojamiento impermeable. La unidad de interfaz también incluye una parte axial que está conectada a la parte espaciadora, está configurada para ubicarse radialmente hacia fuera del alojamiento impermeable y se extiende alejándose de la parte espaciadora de la unidad de interfaz en una dirección paralela al eje de alojamiento del alojamiento impermeable. El conjunto de interfaz también incluye un puerto de entrada colocado en la parte axial y un puerto de salida colocado en la parte axial.

[0018] En algunas implementaciones de la unidad de interfaz, la parte espaciadora está configurada para conectarse al alojamiento impermeable en un primer extremo del alojamiento impermeable, y la parte axial está configurada para extenderse desde la parte espaciadora hacia un segundo extremo del alojamiento impermeable.

[0019] En algunas implementaciones de la unidad de interfaz, el puerto de salida está dispuesto en un extremo de la parte axial que está distal de la parte espaciadora, y el puerto de entrada se extiende a través de una pared lateral de la parte axial. En algunas implementaciones de la unidad de interfaz, el puerto de salida tiene una orientación que está alineada con un eje de alojamiento del alojamiento impermeable y el puerto de entrada tiene una orientación que es sustancialmente perpendicular al puerto de salida.

[0020] En algunas implementaciones de la unidad de interfaz, la unidad de interfaz incluye un canal de entrada que se extiende desde el puerto de entrada a través de la parte axial y la parte espaciadora para la comunicación fluida con el alojamiento impermeable y un canal de salida que se extiende desde el puerto de entrada a través de la parte axial y la parte espaciadora para la comunicación fluida con el alojamiento impermeable.

[0021] En algunas implementaciones de la unidad de interfaz, la unidad de interfaz incluye una junta dispuesta dentro de la parte espaciadora y configurada para separar el canal de entrada del canal de salida en la parte espaciadora. En algunas implementaciones del conjunto de interfaz, la parte axial incluye una pared divisoria para separar el canal de entrada del canal de salida en la parte axial.

[0022] Un aspecto de la descripción es un conjunto de interfaz para un módulo de tamiz. La unidad de interfaz incluye una primera parte de interfaz y una segunda parte de interfaz que está conectada a la primera parte de interfaz. La unidad de interfaz también incluye una junta dispuesta entre la primera parte de interfaz y la segunda parte de interfaz para definir al menos parte de un canal de entrada y un canal de salida, en donde el canal de entrada y el canal de salida están separados por la junta.

[0023] En algunas implementaciones de la unidad de interfaz, la primera parte de interfaz y la segunda parte de interfaz cooperan para definir una parte espaciadora que está configurada para extenderse alejándose del eje de alojamiento de un alojamiento impermeable del módulo de tamiz. La primera parte de interfaz también define una parte axial que está conectada a la parte espaciadora, está configurada para ubicarse radialmente hacia fuera del alojamiento impermeable y se extiende alejándose de la parte espaciadora de la unidad de interfaz en una dirección paralela al eje de alojamiento del alojamiento impermeable.

[0024] En algunas implementaciones del conjunto de interfaz, un puerto de entrada está colocado en la parte axial y está en comunicación con el canal de entrada. En algunas implementaciones del conjunto de interfaz, un puerto de salida está colocado en la parte axial y está en comunicación con el canal de salida.

[0025] Otro aspecto proporciona un módulo de tamiz, que comprende: un alojamiento impermeable que incluye un primer extremo, un segundo extremo opuesto al primer extremo y un difusor colocado en el segundo extremo que define un primer espacio interior y un segundo espacio interior dentro del alojamiento impermeable, en donde el primer espacio interior y el segundo espacio interior están en comunicación fluida únicamente en el segundo extremo del alojamiento impermeable; una unidad de interfaz conectada al primer extremo del alojamiento impermeable, comprendiendo la unidad de interfaz: un puerto de entrada en comunicación fluida con el primer espacio interior del alojamiento impermeable, en donde el puerto de entrada está configurado para recibir gas desde el exterior del alojamiento impermeable, y un puerto de salida en comunicación fluida con el segundo espacio interior del alojamiento impermeable, en donde el puerto de salida está configurado para expulsar el gas al exterior del alojamiento impermeable; y un material adsorbente que está dispuesto dentro del primer espacio interior del alojamiento impermeable, en donde la unidad de interfaz puede configurarse de tal modo que el gas se desplace pase a través del puerto de entrada al puerto de salida desplazándose a través del material adsorbente.

[0026] La unidad de interfaz puede comprender además: una parte espadadora conectada neumáticamente al primer extremo del alojamiento impermeable y que se extiende perpendicular al eje de alojamiento del alojamiento impermeable en una dirección que se aleja del alojamiento impermeable, en donde el eje de alojamiento puede extenderse a través del primer extremo y el segundo extremo del alojamiento impermeable; y una parte axial conectada neumáticamente a la parte espaciadora y que se extiende paralela al eje de alojamiento en una dirección generalmente hacia el segundo extremo del alojamiento impermeable.

[0027] Tanto el puerto de entrada como el puerto de salida pueden estar dispuestos en la parte axial de la unidad de interfaz.

[0028] La unidad de interfaz puede comprender además una junta dispuesta dentro de la parte espaciadora de la unidad de interfaz; y la junta puede definir un canal de entrada que conecta neumáticamente el puerto de entrada al primer espacio interior del alojamiento impermeable y un canal de salida que conecta neumáticamente el puerto de salida al segundo espacio interior del alojamiento impermeable.

[0029] La parte axial puede incluir una pared divisoria para separar el canal de entrada del canal de salida en la parte axial.

[0030] La unidad de interfaz puede comprender además un primer sello dispuesto a lo largo de la parte axial y un segundo sello dispuesto a lo largo de la parte axial y separado del primer sello, el puerto de entrada puede estar dispuesto entre el primer sello y el segundo sello, y el puerto de salida puede estar dispuesto en un extremo de la parte axial que está distal de la parte espaciadora.

[0031] El primer sello y el segundo sello pueden extenderse circunferencialmente alrededor de la parte axial de la unidad de interfaz.

[0032] El puerto de salida puede estar dispuesto en un extremo de la porción axial que está distal de la porción espaciadora, y el puerto de entrada puede extenderse a través de una pared lateral de la porción axial.

[0033] El puerto de salida puede tener una orientación que está alineada con un eje de alojamiento del alojamiento impermeable y el puerto de entrada tiene una orientación que es sustancialmente perpendicular al puerto de salida.

[0034] El conjunto de interfaz puede incluir: una primera parte de interfaz; una segunda parte de interfaz que está conectada a la primera parte de interfaz; y una junta dispuesta entre la primera parte de interfaz y la segunda parte de interfaz para definir al menos parte de un canal de entrada y un canal de salida, en donde el canal de entrada y el canal de salida están separados por la junta.

[0035] La primera parte de interfaz y la segunda parte de interfaz pueden cooperar para definir una parte espaciadora que está configurada para extenderse alejándose de un eje de alojamiento del alojamiento impermeable, y la primera parte de interfaz puede definir una parte axial que está conectada a la parte espaciadora, puede configurarse para ubicarse radialmente hacia fuera del alojamiento impermeable y se extiende alejándose de la parte espaciadora de la unidad de interfaz en una dirección paralela al eje de alojamiento del alojamiento impermeable.

[0036] Un puerto de entrada se puede colocar en la parte axial y está en comunicación con el canal de entrada, y un puerto de salida se puede colocar en la parte axial y está en comunicación con el canal de salida.

[0037] El material adsorbente puede configurarse para filtrar el nitrógeno del gas que se desplaza a través del material adsorbente.

[0038] El material adsorbente puede comprender zeolita.

[0039] Breve descripción de los dibujos

[0040] La descripción se entiende mejor a partir de la siguiente descripción detallada cuando se lee, solo a modo de ejemplo, junto con los dibujos adjuntos. Se hace hincapié en que, según la práctica común, las diversas características de los dibujos no están a escala. Por el contrario, las dimensiones de las diversas características se expanden o reducen arbitrariamente para mayor claridad.

[0041] La figura 1 es un diagrama en bloque que muestra un concentrador de oxígeno y dos módulos de tamiz según la presente descripción.

[0042] La figura 2 es una ilustración en perspectiva del concentrador de oxígeno que muestra uno de los módulos de tamiz en una posición parcialmente insertada y que muestra otro de los módulos de tamiz en una posición completamente insertada.

[0043] La figura 3 es una ilustración de una vista esquemática en sección transversal de uno de los módulos de tamiz.

[0044] La figura 4 es una ilustración de vista despiezada en perspectiva que muestra una unidad de interfaz de uno de los módulos de tamiz.

[0046] La figura 5 es una ilustración de vista esquemática en sección transversal parcial que muestra una interfaz entre la unidad de interfaz y una unidad de colector del concentrador de oxígeno.

[0048] La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra un proceso para reemplazar los módulos de tamiz insertados en el concentrador de oxígeno.

[0050] Descripción detallada

[0052] La descripción de la presente memoria se refiere a módulos de tamiz que, cuando se insertan en un concentrador de oxígeno, operan para eliminar el nitrógeno del aire ambiente para producir oxígeno sustancialmente puro (p. ej., 82-96 % puro). Los módulos de tamiz pueden requerir servicio o reemplazo, donde los módulos de tamiz se desconectan y se retiran del concentrador de oxígeno. Los módulos de tamiz conocidos pueden requerir que un operador realice múltiples acciones y/o acceda a múltiples ubicaciones alrededor de los módulos de tamiz y/o el concentrador de oxígeno para desconectar y retirar los módulos de tamiz del concentrador de oxígeno. Lo que se puede desear son un concentrador de oxígeno y módulos de tamiz que permitan al operador desconectar y retirar los módulos de tamiz del concentrador de oxígeno con menos acciones y accediendo solo a un extremo del módulo de tamiz.

[0054] La figura 1 es un diagrama en bloque que muestra un concentrador 102 de oxígeno y dos módulos 100 de tamiz. El concentrador 102 de oxígeno puede operarse en un ciclo de adsorción por cambio de presión (PSA, por sus siglas en inglés) o en un ciclo de adsorción por cambio de presión en vacío (VPSA, por sus siglas en inglés), como es bien conocido en la técnica. La descripción de la presente memoria se refiere al ciclo de PSA como ejemplo, pero también es aplicable a la concentración de oxígeno según el ciclo de VPSA. El concentrador 102 de oxígeno puede ser un sistema portátil que puede transportar un usuario, o puede ser un sistema no portátil que se utiliza en un centro médico o en un entorno residencial. Los módulos 100 de tamiz y el concentrador 102 de oxígeno son operables de manera cooperativa para recibir aire como gas de entrada y separar el aire en componentes constituyentes. En particular, los módulos 100 de tamiz y el concentrador 102 de oxígeno pueden ser accionables de modo cooperativo para filtrar el nitrógeno del gas de entrada para generar un gas producto que sea oxígeno sustancialmente puro. El oxígeno sustancialmente puro tiene una concentración de oxígeno mucho mayor que el aire ambiente. Como ejemplo, el oxígeno sustancialmente puro puede ser aproximadamente del 82 al 96 % de oxígeno.

[0056] Para implementar el ciclo de PSA, el concentrador 102 de oxígeno puede incluir un alojamiento 104, un compresor 106 y una unidad 108 de válvula. El alojamiento 104 puede configurarse para contener el compresor 106 y la unidad 108 de válvula en el mismo. El alojamiento 104 también puede configurarse para recibir los módulos 100 de tamiz. Además, el compresor 106 puede conectarse neumáticamente a la unidad 108 de válvula para facilitar la transferencia de gas presurizado a través de la unidad 108 de válvula y a través del concentrador 102 de oxígeno y los módulos 100 de tamiz.

[0058] El concentrador 102 de oxígeno puede incluir además una entrada 110 de aire ambiente, una salida 112 de gas residual, una salida 114 de gas producto y una unidad 116 de colector que están en comunicación fluida con la unidad 108 de válvula. Los módulos 100 de tamiz pueden estar en comunicación fluida con la unidad 116 de colector cuando los módulos 100 de tamiz se insertan en el alojamiento 104. La entrada de aire ambiente 110 puede estar expuesta al aire ambiente del entorno alrededor del concentrador de oxígeno 102. La salida 114 de gas producto puede configurarse para suministrar el gas producto para utilizarse en una aplicación prevista, tal como suministrando el gas producto a una cánula para su administración a una persona. La salida 112 de gas residual puede configurarse para expulsar el gas residual producido durante el ciclo de PSA, por ejemplo, expulsando el gas residual al entorno alrededor del concentrador 102 de oxígeno.

[0060] [0038]Durante el ciclo de PSA, los módulos 100 de tamiz pueden someterse al menos a dos fases, incluida una fase de adsorción en la que se produce el gas producto, y una fase de purga en la que se purga el gas residual. En las realizaciones que incluyen dos de los módulos 100 de tamiz, durante el ciclo de PSA, uno de los módulos 100 de tamiz puede someterse a la fase de adsorción mientras que el otro de los módulos 100 de tamiz pasa por la fase de purga. Para producir el gas producto (p. ej., oxígeno sustancialmente puro), durante la fase de adsorción, el aire de la entrada 110 de aire ambiente se suministra al compresor 106 mediante la operación de la unidad 108 de válvula. El aire se suministra entonces a uno de los módulos 100 de tamiz a una presión superior a la presión ambiente. El aire se libera posteriormente desde uno de los módulos 100 de tamiz como gas producto. En particular, después de presurizar uno de los módulos 100 de tamiz, la unidad 108 de válvula se opera para establecer una comunicación fluida entre uno de los módulos 100 de tamiz y la salida 114 de gas producto para suministrar el gas producto a la salida 114 de gas producto para utilizarse. Después de que se haya producido una cierta cantidad del gas producto, uno de los módulos 100 de tamiz puede pasar de la fase de adsorción a la fase de purga, y el otro de los módulos 100 de tamiz puede pasar de la fase de purga a la fase de adsorción, donde el otro de los módulos 100 de tamiz repite el proceso descrito anteriormente.

[0062] Los módulos de tamiz 100 pueden incluir un material adsorbente 118 que se usa para separar el oxígeno de otros componentes del aire ambiente, como el nitrógeno. En algunas realizaciones, el material adsorbente 118 puede ser un material de zeolita. La presión a la que se suministra el aire a los módulos 100 de tamiz durante la fase de adsorción se selecciona en función de las propiedades del material adsorbente 118. En particular, la adsorción depende de la presión, y el volumen de un gas que es adsorbido por el material adsorbente 118 aumenta a medida que aumenta la presión. Además, el nitrógeno es adsorbido por el material adsorbente 118 que se utiliza en los módulos 100 de tamiz (p. ej., zeolita) más fácilmente que el oxígeno a la misma presión. Por lo tanto, la presurización de los módulos de tamiz 100 provoca la adsorción de una parte del nitrógeno en el aire suministrado a los módulos de tamiz 100. Durante la fase de purga, los módulos 100 de tamiz pueden purgarse bajando la presión en los módulos 100 de tamiz, de modo que el nitrógeno se libere del material adsorbente 118 como gas residual. El gas residual puede entonces salir por la salida de gas residual 112 del concentrador de oxígeno 102. En particular,<la unidad>108<de válvula puede operarse para establecer una comunicación fluida entre los módulos 100 de tamiz y>la salida 112 de gas residual para expulsar el gas residual de la salida 112 de gas residual.

[0064] El concentrador de oxígeno 102 puede incluir además un controlador 120 y una interfaz de usuario 122. El controlador 120 está configurado para regular la operación del concentrador 102 de oxígeno y controlar la operación de diversos componentes del concentrador 102 de oxígeno (p. ej., el compresor 106, la unidad 108 de válvula y/u otros componentes). En algunas realizaciones, el controlador 120 puede incluir un dispositivo informático de uso general, tal como un dispositivo informático que incluye uno o más procesadores, un dispositivo de memoria a corto plazo y un dispositivo de almacenamiento a largo plazo. En algunas realizaciones, el controlador 120 puede incluir un dispositivo informático de propósito especial, tal como un circuito integrado o un circuito integrado de aplicación específica. El controlador 120 puede estar provisto de un software de control que es ejecutado por el controlador 120 para hacer que el controlador 120 provoque la operación de los diversos componentes del concentrador 102 de oxígeno de la manera deseada. La interfaz 122 de usuario puede incluir componentes tales como botones, mandos y otros tipos de componentes de entrada que permiten al usuario cambiar el estado operativo del concentrador 102 de oxígeno, por ejemplo, iniciando y deteniendo la producción del gas producto. La interfaz de usuario 122 puede incluir componentes de salida que muestran información sobre el sistema del concentrador de oxígeno 102.

[0066] La figura 2 es una ilustración en perspectiva que muestra el concentrador 102 de oxígeno y dos de los módulos 100 de tamiz, en donde uno de los módulos 100 de tamiz se muestra en una posición parcialmente insertada y el otro de los módulos 100 de tamiz se muestra en una posición completamente insertada. En algunas realizaciones, cada uno de los módulos 100 de tamiz puede incluir un alojamiento impermeable 124 y un unidad 126 de interfaz. El alojamiento impermeable 124 puede configurarse para contener el material adsorbente 118 en el mismo. La unidad 126 de interfaz puede configurarse para facilitar la comunicación fluida entre el alojamiento impermeable 124 y el concentrador 102 de oxígeno.

[0068] En algunas realizaciones, el alojamiento impermeable 124 puede tener una geometría sustancialmente cilíndrica (como se muestra en la figura 2) para resistir la deformación (es decir, la deformación elástica o plástica) resultante de la presurización repetida de los módulos 100 de tamiz que se produce durante el ciclo de PSA. En otras realizaciones, el alojamiento impermeable 124 puede tener alguna otra geometría alargada que sea elástica contra la deformación inducida por la presurización. Como ejemplo, el alojamiento impermeable 124 puede ser un cuboide alargado con bordes redondeados. El alojamiento impermeable 124 puede estar compuesta de cualquier material generalmente rígido que sea adecuado para resistir las fuerzas de deformación asociadas con el ciclo de PSA y que sea sustancialmente impermeable al gas (p. ej., oxígeno y nitrógeno). Por ejemplo, el alojamiento impermeable 124 puede estar compuesta de acero, aluminio, titanio, polímero reforzado con fibra o cualquier otro material sustancialmente impermeable que sea resistente a ciclos de presurización repetidos.

[0070] En algunas realizaciones, el alojamiento impermeable 124 puede incluir un primer extremo 128 y un segundo extremo 130 opuesto al primer extremo 128. En tales realizaciones, el conjunto de interfaz 126 puede conectarse al primer extremo 128. Además, el alojamiento impermeable 124 puede incluir una característica 132 de alineación ubicada en el segundo extremo 130 del alojamiento impermeable 124. La característica 132 de alineación puede operarse para facilitar la alineación del módulo 100 de tamiz con el alojamiento 104 del concentrador 102 de oxígeno cuando el módulo 100 de tamiz se inserta en el alojamiento 104.

[0072] [0044]El conjunto de interfaz 126 puede incluir una parte espaciadora 134 y una parte axial 136. La parte espaciadora 134 puede estar conectada al primer extremo 128 del alojamiento impermeable 124 y puede extenderse alejándose del alojamiento impermeable 124. La parte axial 136 puede estar conectada a la parte espaciadora 134 y puede extenderse alejándose de la parte espaciadora 134 en una dirección generalmente hacia el segundo extremo 130 del alojamiento impermeable 124. En algunas realizaciones, la parte espaciadora 134 puede extenderse alejándose del alojamiento impermeable 124 en una dirección perpendicular a un eje 138 de alojamiento que se extiende axialmente a lo largo del alojamiento impermeable 124 a través del primer extremo 128 y el segundo extremo 130. En otras realizaciones, la parte espaciadora 134 puede extenderse alejándose del alojamiento impermeable 124 en algún otro ángulo con respecto al eje del alojamiento 138 (p. ej., cuarenta y cinco grados, sesenta y siete grados o algún otro ángulo). La parte axial 136 puede estar situada hacia fuera (p. ej., radialmente hacia fuera) del alojamiento impermeable 124 y puede extenderse alejándose de la parte espadadora 134 de la unidad 126 de interfaz en una dirección paralela al eje del alojamiento 138.

[0074] La parte axial 136 puede tener cualquier geometría sustancialmente alargada. En la implementación ilustrada, la parte axial 136 tiene una geometría que es sustancialmente cilíndrica e incluye una parte rebajada que se extiende circunferencialmente alrededor de la parte axial 136. En otras realizaciones, la parte axial 136 puede ser sustancialmente cilíndrica pero no incluir tal parte rebajada. En otras realizaciones, la parte axial 136 puede tener alguna otra geometría sustancialmente alargada. Por ejemplo, la parte axial 136 puede tener una geometría que se asemeje a un cuboide alargado, un prisma triangular o alguna otra forma.

[0076] La unidad 126 de interfaz incluye un puerto 140 de entrada y un puerto 142 de salida que están ubicados en la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz. El puerto de entrada 140 y el puerto de salida 142 están configurados para formar una conexión neumática con el concentrador de oxígeno 102. En la implementación ilustrada, el puerto 140 de entrada y el puerto 142 de salida están configurados para formar una conexión neumática con la unidad 116 de colector cuando el módulo 100 de tamiz está en la posición completamente insertada. En algunas realizaciones, la unidad 116 de colector puede incluir una entrada 144 de colector y una salida 146 de colector que están configuradas para facilitar las comunicaciones fluidas con el puerto 140 de entrada y el puerto 142 de salida, respectivamente. El puerto 140 de entrada puede ser accionable para recibir aire presurizado desde la entrada 144 de colector para transferirlo al material adsorbente 118 durante la fase de adsorción del ciclo de PSA. Además, el puerto 140 de entrada puede ser accionable para transferir el gas residual desde el interior del alojamiento impermeable 124 a la entrada 144 de colector para expulsarlo de la salida 112 de gas residual durante la fase de purga del ciclo de PSA. El puerto 142 de salida puede configurarse para transferir gas producto desde el interior del alojamiento impermeable 124 a la salida 146 de colector para expulsarlo de la salida 114 de gas producto para utilizarse en una aplicación prevista.

[0078] En algunas realizaciones, el alojamiento 104 del concentrador 102 de oxígeno puede definir una o más cavidades 148 de alojamiento y una o más cavidades 150 de interfaz que están configuradas para recibir el alojamiento impermeable 124 y la unidad 126 de interfaz de los módulos 100 de tamiz. En particular, las cavidades 150 de interfaz pueden configurarse para recibir la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz. En algunas realizaciones, una de cada una de las cavidades 148 de alojamiento y las cavidades 150 de interfaz puede proporcionarse para cada uno de los módulos 100 de tamiz (como se muestra en la figura 2). En tales realizaciones, varios de los módulos 100 de tamiz pueden corresponder a varias cavidades 148 de alojamiento y/o de las cavidades 150 de interfaz. En otras realizaciones, se puede proporcionar una sola de las cavidades 148 de alojamiento y/o las cavidades 150 de interfaz para varios de los módulos 100 de tamiz. En tales realizaciones, por ejemplo, el alojamiento impermeable 124 de varios de los módulos 100 de tamiz puede ser recibida por una sola de las cavidades 148 de alojamiento. Como otro ejemplo, la unidad 126 de interfaz de múltiples de los módulos 100 de tamiz puede ser recibida por una sola de las cavidades 150 de interfaz.

[0080] Las cavidades 148 de alojamiento pueden tener cualquier geometría que facilite el acoplamiento con el alojamiento impermeable 124. Por ejemplo, cuando el alojamiento impermeable 124 tiene una geometría que es sustancialmente cilíndrica, las cavidades 148 de alojamiento también pueden tener una geometría que es sustancialmente cilíndrica para ser complementaria al alojamiento impermeable 124. El término “complementario” , como se utiliza en la presente memoria, se refiere a una geometría (p. ej., la geometría del alojamiento impermeable 124) que puede ser recibida por otra geometría (p. ej., la geometría de las cavidades 148 de alojamiento), de tal modo que las geometrías se acoplen entre sí para definir una posición deseada de las geometrías entre sí. La posición relativa de las geometrías puede desviarse ligeramente como resultado de las variaciones en las geometrías que resultan de las tolerancias de fabricación, desviaciones o similares.

[0082] En las realizaciones donde el alojamiento impermeable 124 de los módulos 100 de tamiz incluye la característica 132 de alineación, las cavidades 148 de alojamiento pueden incluir una característica 151 de alineación correspondiente. En tal realización, la característica 151 de alineación correspondiente puede tener una geometría que sea complementaria a la característica 132 de alineación del alojamiento impermeable 124.

[0084] [0050]Además, las cavidades 148 de alojamiento pueden configurarse para ocultar el alojamiento impermeable 124 del entorno alrededor del concentrador 102 de oxígeno cuando los módulos 100 de tamiz están en la posición completamente insertada (como se muestra en la figura 2). Alternativamente, las cavidades 148 de alojamiento pueden configurarse para exponer partes del alojamiento impermeable 124 al entorno alrededor del concentrador 102 de oxígeno cuando los módulos 100 de tamiz están en la posición completamente insertada. En las realizaciones donde las cavidades 148 de alojamiento están configuradas para ocultar el alojamiento impermeable 124 del entorno alrededor del concentrador 102 de oxígeno, por ejemplo, las cavidades 148 de alojamiento pueden extenderse alrededor de los lados del alojamiento impermeable 124 y alrededor del segundo extremo 130 del alojamiento impermeable 124. Sin embargo, en una realización de este tipo, el primer extremo 128 puede permanecer expuesto al entorno alrededor del concentrador 102 de oxígeno para permitir que los módulos 100 de tamiz se inserten en las cavidades 148 de alojamiento y/o se retiren de ellas. En las realizaciones donde las cavidades 148 de alojamiento están configuradas para exponer partes del alojamiento impermeable 124 al entorno alrededor del concentrador 102 de oxígeno, por ejemplo, las cavidades 148 de alojamiento pueden incluir una copa que se extiende alrededor del segundo extremo 130 del alojamiento impermeable 124, y pueden incluir además un collar que se extiende circunferencialmente alrededor del primer extremo 128 del alojamiento impermeable 124. En tal realización, los lados del alojamiento impermeable 124 pueden permanecer expuestos al entorno alrededor del concentrador 102 de oxígeno cuando los módulos 100 de tamiz están en la posición completamente insertada.

[0086] Las cavidades 150 de interfaz pueden tener cualquier geometría que facilite un acoplamiento coincidente con la unidad 126 de interfaz (p. ej., la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz) de los módulos 100 de tamiz. Por ejemplo, donde la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz tiene una geometría que es sustancialmente cilíndrica, las cavidades 150 de interfaz también pueden tener una geometría que es sustancialmente cilíndrica para ser complementaria a la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz (como se muestra en la figura 2). El alojamiento impermeable 124 y la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz, ambas alineadas en paralelo con el eje 138 de alojamiento, permiten que los módulos 100 de tamiz se deslicen dentro y fuera de las cavidades 148 de alojamiento y las cavidades 150 de interfaz tirando o empujando el primer extremo 128 del alojamiento impermeable 124 en una dirección axial paralela al eje 138 de alojamiento.

[0088] En algunas realizaciones, la unidad 116 de colector puede definir las cavidades 150 de interfaz en lugar del alojamiento 104 del concentrador 102 de oxígeno. En tales realizaciones, el alojamiento 104 del concentrador 102 de oxígeno puede incluir una abertura colocada adyacente a las cavidades 150 de interfaz para permitir que la unidad 126 de interfaz se inserte en las cavidades 150 de interfaz. Además, en algunas realizaciones, la unidad 116 de colector y el alojamiento 104 del concentrador 102 de oxígeno pueden definir de forma cooperativa las cavidades 150 de interfaz. En tal realización, el alojamiento 104 puede definir algunas partes de la geometría de las cavidades 150 de interfaz y la unidad 116 de colector puede definir otras partes de la geometría de las cavidades 150 de interfaz.

[0090] En algunas realizaciones, el concentrador 102 de oxígeno puede incluir una puerta 152 configurada para fijar los módulos 100 de tamiz al alojamiento 104 del concentrador 102 de oxígeno cuando los módulos 100 de tamiz están en la posición completamente insertada. Cuando los módulos 100 de tamiz están en la posición completamente insertada, la puerta 152 puede conectarse de forma extraíble al alojamiento adyacente 104 al primer extremo 128 del alojamiento impermeable 124 para evitar que el módulo 100 de tamiz se retire del alojamiento 104 del concentrador 102 de oxígeno. La puerta 152 se puede conectar de forma extraíble al alojamiento 104 por cualquier medio convencional, tal como, por ejemplo, con un sujetador roscado 154, clips, broches, imanes o similares. En las realizaciones donde se emplea el sujetador roscado 154, el sujetador roscado 154 puede extenderse a través de una abertura 156 de puerta ubicada en la puerta 152 y hacia una abertura 158 de alojamiento roscada ubicada en el alojamiento 104.

[0092] La figura 3 muestra una ilustración de una vista esquemática en sección transversal de uno de los módulos 100 de tamiz, en donde las flechas 160 representan una trayectoria por la que el gas puede desplazarse durante la fase de adsorción del ciclo de PSA. Durante la fase de purga del ciclo de PSA, el gas puede desplazarse en una dirección opuesta a la dirección de las flechas 160. Durante la fase de adsorción del ciclo de PSA, se puede recibir aire presurizado a través del puerto de 140 entrada de la unidad 126 de interfaz. El aire presurizado puede desplazarse a continuación al interior del alojamiento impermeable 124, donde el material adsorbente 118 puede eliminar una parte del aire presurizado (p. ej., nitrógeno) del aire para formar el gas producto (p. ej., oxígeno sustancialmente puro). El gas producto puede entonces desplazarse fuera del alojamiento impermeable 124 para ser expulsado a través del puerto 142 de salida.

[0094] El alojamiento impermeable 124 puede estar compuesta por dos o más partes interconectadas o puede estar compuesta por un cuerpo unitario. En realizaciones donde el alojamiento impermeable 124 se compone de dos o más partes interconectadas, el alojamiento impermeable 124 puede incluir, por ejemplo, una parte 162 de tapón colocada en el segundo extremo 130 del alojamiento impermeable 124, una parte 164 de base colocada en el primer extremo 128 del alojamiento impermeable 124 y una parte media 166 colocada entre la parte 162 de tapón y la parte 164 de base (como se muestra en la figura 3). En tal realización, las dos o más partes pueden conectarse de cualquier manera sellada, tal como para evitar que el gas se escape del interior del alojamiento impermeable 124 al exterior del alojamiento impermeable 124. Por ejemplo, la parte 162 de tapón y la parte 164 de base pueden acoplarse cada una de manera roscada con la parte media 166. Además, se puede colocar un primer sello 168 de extremo en una interfaz entre la parte 164 de base y la parte media 166, y un segundo sello de extremo (no se representa) se puede colocar en una interfaz entre la parte media 166 y la parte 162 de tapón.

[0096] [0056]En algunas realizaciones, el módulo 100 de tamiz puede incluir además un primer difusor 170 de extremo colocado en el primer extremo 128 del alojamiento impermeable 124, un segundo difusor 172 de extremo colocado en el segundo extremo 130 del alojamiento impermeable 124 y un tubo 174 de transferencia que se extiende entre el primer extremo 128 y el segundo extremo 130 del alojamiento impermeable 124. Además, un primer espacio interior 176 y un segundo espacio interior 178 pueden definirse dentro del alojamiento impermeable 124. El primer espacio interior 176 puede definirse entre la parte media 166 del alojamiento impermeable 124 y el tubo 174 de transferencia, y entre el primer difusor 170 de extremo y el segundo difusor 172 de extremo. El primer espacio interior 176 puede configurarse para contener el material adsorbente 118 en su interior. Aunque el material adsorbente 118 se ilustra en la figura 3 llenando solo una parte de un volumen del primer espacio interior 176, el material adsorbente 118 solo se ilustra de esta manera para mayor claridad, y un experto en la técnica comprenderá que el material adsorbente 118 puede llenar sustancialmente la totalidad del volumen del primer espacio interior 176. El segundo espacio interior 178 puede definirse entre la parte 162 de tapón del alojamiento impermeable 124 y el segundo difusor 172 de extremo. En algunas realizaciones, el primer espacio interior 176 y el segundo espacio interior 178 pueden estar en comunicación fluida únicamente a través del segundo difusor 172 de extremo ubicado en el segundo extremo 130 del alojamiento impermeable 124. El tubo 174 de transferencia puede ser accionable para facilitar la comunicación fluida entre el segundo espacio interior 178 y el puerto 142 de salida de la unidad 126 de interfaz.

[0098] Para facilitar la contención del material adsorbente 118 dentro del primer espacio interior 176, se puede colocar un muelle 180 entre el segundo difusor 172 de extremo y la parte 162 de tapón del alojamiento impermeable 124, de tal modo que el muelle 180 ejerza una fuerza sobre el segundo difusor 172 de extremo. Además, el segundo difusor 172 de extremo puede acoplarse de manera deslizante con la parte media 166 del alojamiento impermeable<124, de tal modo que el muelle>180<puede provocar que el segundo difusor 172 de extremo ejerza una fuerza de>compresión sobre el material adsorbente 118. Adicionalmente, se puede colocar un sello 182 de difusor en una interfaz entre el segundo difusor 172 de extremo y la parte media 166 del alojamiento impermeable 124 de tal modo que el material adsorbente 118 no pueda escapar del primer espacio interior 176 al segundo espacio interior 178.

[0100] El primer difusor 170 de extremo y el segundo difusor 172 de extremo pueden incluir una pluralidad de aberturas 184 de difusor que están colocadas en una relación separada a lo largo de una superficie del primer difusor 170 de extremo y el segundo difusor 172 de extremo. Por ejemplo, las aberturas 184 de difusor pueden colocarse equidistantes entre sí y extenderse alrededor de una abertura central 186 a través de la cual se extiende el tubo 174 de transferencia. Durante la fase de adsorción del ciclo de PSA, las aberturas 184 de difusor del primer difusor 170 de extremo pueden ser accionables para difundir aire presurizado a través del material adsorbente, por lo que el gas producto puede desplazarse a través de las aberturas 184 de difusor del segundo difusor 172 de extremo para ser expulsado por el puerto 142 de salida. Durante la fase de purga del ciclo de PSA, las aberturas 184 de difusor del segundo difusor 172 de extremo pueden ser accionables para difundir gas a través del material adsorbente 118, por lo que el gas residual puede desplazarse a través de las aberturas 184 de difusor del primer difusor 170 de extremo para ser expulsado por el puerto 140 de entrada. Además, en algunas realizaciones, las membranas 188 de difusor pueden colocarse adyacentes al primer difusor 170 de extremo y al segundo difusor 172 de extremo para facilitar además la difusión del gas por todo el material adsorbente 118.

[0102] Haciendo referencia a las figuras 3 y 4, la unidad 126 de interfaz puede estar conectada a la parte 164 de base del alojamiento impermeable 124 o puede estar formada integralmente con la parte 164 de base (como se muestra en las figuras 3 y 4). En la implementación ilustrada, el puerto 142 de salida está colocado en la parte axial 136, de tal modo que el puerto 142 de salida forma una abertura en un extremo de la parte axial 136 que está opuesto a un extremo de la parte axial 136 que está conectada a la parte espaciadora 134. Además, el puerto 140 de entrada está colocado en la parte axial 136, de tal modo que el puerto 140 de entrada se extiende a través de una pared lateral 189 de la parte axial 136. En otras realizaciones, el puerto 142 de salida puede extenderse a través de la pared lateral 189 de la parte axial 136 y el puerto 140 de entrada puede formar una abertura en el extremo de la parte axial 136 que está opuesto al extremo de la parte axial 136 que está conectada a la parte espaciadora 134. En otras realizaciones, tanto el puerto 140 de entrada como el puerto 142 de salida pueden extenderse a través de la pared lateral 189 de la parte axial 136.

[0104] En realizaciones donde el puerto 140 de entrada y/o el puerto 142 de salida se extienden a través de la pared lateral 189 de la parte axial 136, el puerto 140 de entrada y/o el puerto 142 de salida pueden colocarse en cualquier ubicación a lo largo de la pared lateral 189. Por ejemplo, cuando el puerto 142 de salida forma una abertura en el extremo de la parte axial 136 y el puerto 140 de entrada se extiende a través de la pared lateral 189 de la parte axial 136, el puerto 140 de entrada puede estar centrado entre el extremo de la parte axial 136 que incluye el puerto 142 de salida y el extremo de la parte axial 136 que está conectado a la parte espaciadora 134 en la dirección longitudinal. Alternativamente, el puerto 140 de entrada puede no estar centrado entre el extremo de la parte axial 136 que incluye el puerto 142 de salida y el extremo de la parte axial 136 que está conectado a la parte espaciadora 134 en la dirección longitudinal, y en su lugar puede estar colocado en alguna otra ubicación a lo largo de la pared lateral 189 de la parte axial 136 (es decir, puede estar colocado proximal al extremo de la parte axial 136 que incluye el puerto 142 de salida, o proximal al extremo de la parte axial 136 que está conectado a la parte espaciadora 134, con respecto a un centro entre los extremos de la parte axial 136).

[0106] [0061]Además, aunque se muestra que el puerto 140 de entrada está alineado con un plano que biseca el alojamiento impermeable 124 y la unidad 126 de interfaz (es decir, un plano que se extiende longitudinalmente a lo largo de la parte espaciadora 134 de la unidad 126 de interfaz), en algunas realizaciones el puerto 140 de entrada puede girar axialmente alrededor de la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz, de tal modo que el puerto 140 de entrada no esté alineado con el plano. Por ejemplo, el puerto de entrada 140 puede estar posicionado a 45 grados con respecto al plano, 90 grados con respecto al plano, 135 grados con respecto al plano o en algún otro ángulo con respecto al plano. Colocar el puerto 140 de entrada de tal modo que el puerto 140 de entrada no esté alineado con el plano puede permitir ubicaciones adicionales con las que los componentes (p. ej., la unidad 116 de colector, la unidad 108 de válvula, etc.) pueden empaquetarse dentro del alojamiento 104 del concentrador 102 de oxígeno.

[0108] En la implementación ilustrada, el puerto 142 de salida tiene una orientación que está alineada con el eje 138 de alojamiento y el puerto 140 de entrada tiene una orientación que es sustancialmente perpendicular al puerto 142 de salida (es decir, tiene una orientación que es perpendicular al eje 138 de alojamiento). En otras realizaciones, el puerto 142 de salida puede no tener una orientación que esté alineada con el eje 138 de alojamiento. Además, el puerto 140 de entrada puede tener una orientación que no es perpendicular al puerto 142 de salida, sino que está orientada en algún otro ángulo con respecto al puerto 140 de entrada (p. ej., 75 grados, 115 grados, etc.).

[0110] El conjunto de interfaz 126 puede definir un canal de entrada 190 y un canal de salida 191. El canal 190 de entrada puede extenderse a través de la parte axial 136 y la parte espaciadora 134 desde el puerto 140 de entrada hasta un área adyacente al primer difusor 170 de extremo para facilitar la comunicación fluida entre el puerto 140 de entrada y el primer espacio interior 176. El canal 191 de salida puede extenderse a través de la parte axial 136 y la parte espaciadora 134 desde el puerto 142 de salida hasta el tubo 174 de transferencia para facilitar la comunicación fluida entre el puerto 142 de salida y el segundo espacio interior 178. Para separar el canal 190 de entrada y el canal 191 de salida, la unidad 126 de interfaz puede incluir una pared divisoria 192 de parte axial y una pared divisoria 193 de parte espaciadora. La pared divisoria 192 de parte axial puede estar dispuesta dentro de la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz y extenderse longitudinalmente a lo largo de la parte axial 136 (p. ej., en una dirección generalmente paralela al eje 138 de alojamiento), de tal modo que el canal 190 de entrada esté colocado en un primer lado de la pared divisoria 192 de parte axial y el canal 191 de salida esté colocado en un segundo lado de la pared divisoria 192 de parte axial que es opuesto al primer lado. La pared divisoria 193 de parte espaciadora puede estar dispuesta dentro de la parte espaciadora 134 de la unidad 126 de interfaz y extenderse longitudinalmente a lo largo de la parte espaciadora 134 (p. ej., en una dirección generalmente perpendicular al eje 138 de alojamiento), de tal modo que el canal 190 de entrada esté colocado en un primer lado de la pared divisoria 193 de parte espaciadora y el canal 191 de salida esté colocado en un segundo lado de la pared divisoria 193 de parte espaciadora que es opuesto al primer lado. La separación del canal 190 de entrada y el canal 191 de salida permite que el aire presurizado fluya hacia el alojamiento impermeable 124 a través del canal 190 de entrada, mientras que el gas producto fluye fuera del alojamiento impermeable 124 a través del canal 191 de salida.

[0112] En algunas realizaciones, la unidad 126 de interfaz puede incluir una primera parte 194 que está conectada a, o formada integralmente con, la parte 164 de base del alojamiento impermeable 124, una segunda parte 196 que se puede conectar a la primera parte 194 y una junta 198 dispuesta entre la primera parte 194 y la segunda parte 196. La primera parte 194 puede denominarse primera parte de interfaz y la segunda parte 196 puede denominarse segunda parte de interfaz. En algunas realizaciones, la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz puede estar compuesta principalmente por la primera parte 194. Además, la primera parte 194, la segunda parte 196 y la junta 198 pueden definir cooperativamente el canal 190 de entrada y el canal 191 de salida. En tal realización, la primera parte 194 puede incluir la pared divisoria 192 de la parte axial para separar el canal 190 de entrada y el canal 191 de salida a lo largo de la parte axial 136. Además, la junta 198 puede formar la pared divisoria de la parte espaciadora 193 para separar el canal 190 de entrada y el canal 191 de salida a lo largo de la parte espaciadora 134. La junta 198 puede incluir aberturas 200 de junta a través de las cuales se puede extender el canal 191 de salida mientras se mantiene la separación entre el canal 190 de entrada y el canal 191 de salida. La unidad 126 de interfaz puede conectarse neumáticamente al tubo 174 de transferencia utilizando un acoplamiento 202 para proporcionar comunicación fluida entre el canal 191 de salida y el segundo espacio interior 178.

[0114] La primera parte 194 de la unidad 126 de interfaz puede incluir características 204 en las que se puede soportar la junta 198. En algunas realizaciones, las características 204 pueden extenderse a través de las aberturas 200 de junta para soportar además la junta 198 en la primera parte 194 de la unidad 126 de interfaz (como se muestra en las figuras 3 y 4). Adicional o alternativamente, la segunda parte 196 de la unidad 126 de interfaz puede incluir salientes (no se representan) que se extienden hacia la primera parte 194 de la unidad 126 de interfaz que son accionables para empujar la junta 198 hacia la primera parte 194.

[0116] La junta 198 puede tener cualquier geometría y puede estar compuesta por cualquier material que, en combinación, sea suficiente para separar el canal 190 de entrada y el canal 191 de salida durante el ciclo de PSA (es decir, para evitar que el gas se desplace entre el canal 190 de entrada y el canal 191 de salida). Sin embargo, en algunas realizaciones, los módulos 100 de tamiz y el concentrador 102 de oxígeno pueden configurarse de tal modo que, durante el ciclo de PSA, el gas pueda desplazarse a través del canal 190 de entrada a una presión que es la misma que la presión con la que el gas se desplaza a través del canal 191 de salida. Por lo tanto, las fuerzas que actúan sobre la junta 198 que resultan de las diferentes presiones existentes a cada lado de la junta 198 pueden ser mínimas y, por lo tanto, pueden permitir que la junta 198 tenga una geometría relativamente delgada.

[0118] [0067]La segunda parte 196 de la unidad 126 de interfaz puede conectarse a la primera parte 194 por cualquier medio convencional que sea suficiente para mantener una conexión de sellado entre la primera parte 194 y la segunda parte 196. En algunas realizaciones, la segunda parte 196 puede estar conectada de forma fija a la primera parte 194, por ejemplo, mediante soldadura, encolado o similares. En otras realizaciones, la segunda parte 196 se puede conectar de forma extraíble a la primera parte 194 mediante, por ejemplo, clips, sujetadores o similares. En realizaciones donde la segunda parte 196 está conectada de forma extraíble a la primera parte 194, se puede colocar un sello (no se representa) en una interfaz entre la primera parte 194 y la segunda parte 196 para evitar que el gas se escape del canal 190 de entrada o del canal 191 de salida durante el ciclo de PSA. Además, la primera parte 194 y la segunda parte 196 pueden incluir bordes opuestos que facilitan la conexión entre la primera parte 194 y la segunda parte 196 (como se muestra en las figuras 3 y 4).

[0120] La figura 5 es una ilustración de una vista esquemática en sección transversal parcial que muestra una interfaz entre la unidad 126 de interfaz y la unidad 116 de colector del concentrador 102 de oxígeno, en donde las flechas 160 representan una trayectoria en la que el gas puede desplazarse durante la fase de adsorción del ciclo de PSA. Durante la fase de purga del ciclo de<p>S<a>, el gas puede desplazarse en una dirección opuesta a la dirección de las flechas 160.

[0122] En algunas realizaciones, la unidad 126 de interfaz puede incluir una pluralidad de sellos 206 de interfaz (p. ej., dos o más de los sellos 206 de interfaz) colocados a lo largo de la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz. En tal realización, los sellos 206 de interfaz pueden extenderse circunferencialmente alrededor de la parte axial 136 (p. ej., pueden ser una junta tórica). En otras realizaciones, los sellos 206 de interfaz pueden ser algún otro tipo de sello. Los sellos 206 de interfaz pueden operarse para conectar neumáticamente la unidad 126 de interfaz a la unidad 116 de colector formando un sello hermético entre la parte axial 136 de la unidad 126 de interfaz y la cavidad 150 de interfaz cuando el módulo 100 de tamiz está en la posición completamente insertada. Además, en algunas realizaciones, los sellos 206 de interfaz pueden configurarse para formar conexiones neumáticas separadas entre el puerto 140 de entrada de la unidad 126 de interfaz y la entrada 144 de colector de la unidad 116 de colector y entre el puerto 142 de salida de la unidad 126 de interfaz y la salida 146 de colector de la unidad 116 de colector (como se muestra en la figura 5).

[0124] En la implementación ilustrada, uno primero de los sellos 206 de interfaz en forma de una junta tórica se coloca a lo largo de la parte axial 136 entre el puerto 140 de entrada y el puerto 142 de salida, de tal modo que el primero de los sellos 206 de interfaz se coloca en un lado del puerto 140 de entrada proximal al puerto 142 de salida (es decir, se coloca proximal al puerto 142 de salida con respecto al puerto 140 de entrada en la dirección longitudinal). Adicionalmente, uno segundo de los sellos 206 de interfaz en forma de una junta tórica se coloca a lo largo de la parte axial 136 entre el puerto 140 de entrada y el extremo de la parte axial 136 que está conectado a la parte espaciadora 134, de tal modo que el segundo de los sellos 206 de interfaz se coloca en un lado del puerto 140 de entrada distal del puerto 142 de salida (es decir, colocado distal del puerto 142 de salida con respecto al puerto 140 de entrada en la dirección longitudinal). Colocar el primero y segundo de los sellos 206 de interfaz en tal configuración permite que se forme una conexión neumática entre el puerto 140 de entrada y la entrada 144 de colector que está definida entre el primero y segundo de los sellos 206 de interfaz cuando la parte axial 136 está completamente insertada en la cavidad 150 de interfaz. Tal configuración también permite que se forme una conexión neumática separada entre el puerto 142 de salida y la salida 146 de colector que está definida por el primero de los sellos 206 de interfaz cuando la parte axial 136 está completamente insertada en la cavidad 150 de interfaz. Por lo tanto, cuando la parte axial 136 está completamente insertada en la cavidad 150 de interfaz, el aire presurizado puede fluir desde la entrada 144 de colector hasta el puerto 140 de entrada mientras que el gas producto fluye desde el puerto 142 de salida hasta la salida 146 de colector.

[0126] En realizaciones que incluyen los sellos 206 de interfaz, la pared lateral 189 de la parte axial 136 puede incluir características accionables para evitar que los sellos 206 de interfaz se muevan a lo largo de la parte axial 136 cuando la parte axial 136 se inserta en las cavidades 150 de interfaz. Por ejemplo, la pared lateral 189 puede incluir hendiduras configuradas para recibir los sellos 206 de interfaz (p. ej., hendiduras que se extienden circunferencialmente alrededor de la parte axial 136 en la que puede disponerse parcialmente una junta tórica). Como otro ejemplo, la pared lateral 189 puede incluir nervaduras configuradas para soportar los sellos 206 de interfaz (p. ej., nervaduras que se extienden circunferencialmente alrededor de la parte axial 136 contra la que se puede colocar una junta tórica).

[0128] La unidad 116 de colector puede ser accionable para facilitar la comunicación fluida entre la unidad 126 de interfaz y el concentrador 102 de oxígeno a través de los tubos 208, en donde los tubos 208 se pueden operar para transferir gas entre la unidad 116 de colector y la unidad 108 de válvula. En algunas realizaciones, la unidad 116 de colector puede configurarse para facilitar la comunicación fluida entre la unidad 126 de interfaz de varios de los módulos 100 de tamiz y el concentrador 102 de oxígeno. En tal realización, la unidad 116 de colector puede extenderse entre las cavidades 150 de interfaz que se proporcionan para cada uno de los módulos 100 de tamiz, de tal modo que la unidad 116 de colector se coloca adyacente a (o en algunas realizaciones, define o define parcialmente) cada una de las cavidades 150 de interfaz.

[0130] En otras realizaciones, la unidad 116 de colector puede configurarse para facilitar la comunicación fluida entre la unidad 126 de interfaz de solo uno de los módulos 100 de tamiz. En tal realización, la unidad 116 de colector puede colocarse adyacente a (o puede definir o definir parcialmente) una de las cavidades 150 de interfaz correspondiente a uno de los módulos 100 de tamiz (como se muestra en la figura 5). Otra parte de la unidad 116 de colector puede colocarse adyacente a (o puede definir o definir parcialmente) otra de las cavidades 150 de interfaz correspondiente a otro de los módulos 100 de tamiz.

[0131] La unidad 116 de colector puede incluir características 210 de unión que conectan neumáticamente la unidad 116 de colector a los tubos 208. En algunas realizaciones, por ejemplo, las características 210 de unión pueden ser accesorios de tubo (como se muestra en la figura 5). Aunque las dos características 210 de unión que se muestran en la figura 5 se ilustran con geometrías y tamaños similares, las características 210 de unión pueden no ser similares y, en su lugar, pueden tener geometrías y/o tamaños diferentes.

[0133] En algunas realizaciones, la unidad 116 de colector puede incluir una de las características 210 de unión para cada una de la entrada 144 de colector y la salida 146 de colector (como se muestra en la figura 5). En tal realización, durante la fase de adsorción del ciclo de PSA se puede suministrar aire presurizado al puerto 140 de entrada a través de uno de los tubos 208, y durante la fase de purga del ciclo de PSA se puede expulsar gas residual por el puerto 140 de entrada al mismo de los tubos 208. En otras realizaciones, la unidad 116 de colector puede incluir una de las características 210 de unión para la salida del colector 146 y puede incluir varias (p. ej., dos) de las características 210 de unión para la entrada 144 de colector. En tal realización, durante la fase de adsorción del ciclo de PSA, se puede suministrar aire presurizado al puerto 140 de entrada a través de uno de los tubos 208, y durante la fase de purga del ciclo de PSA, el gas residual puede ser expulsado por el puerto 140 de entrada a uno diferente de los tubos 208 (no se muestra).

[0135] Además, la unidad 116 de colector puede estar compuesta por un cuerpo unitario o puede estar compuesta por una pluralidad de componentes interconectados. En una realización donde la unidad 116 de colector está compuesta por una pluralidad de componentes interconectados, por ejemplo, la unidad 116 de colector puede incluir una parte 212 de salida y una parte 214 de entrada (como se muestra en la figura 5). La parte 212 de salida puede configurarse para facilitar la comunicación fluida entre el puerto 142 de salida y uno de los tubos 208, y la parte 214 de entrada puede configurarse para facilitar la comunicación fluida entre el puerto 140 de entrada y otro (u otro múltiplo) de los tubos 208. La parte 212 de salida se puede conectar a la parte 214 de entrada de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, la parte de salida 212 puede estar pegada o soldada a la parte de entrada 214 para formar una conexión fija. Como otro ejemplo, la parte 212 de salida puede encajarse, fijarse o sujetarse a la parte 214 de entrada para formar una conexión extraíble.

[0137] La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra un proceso 216 para reemplazar los módulos 100 de tamiz insertados en el concentrador 102 de oxígeno. Una realización del proceso 216 puede incluir retirar la puerta 152 del alojamiento 104 del concentrador 102 de oxígeno para exponer el primer extremo 128 de los módulos 100 de tamiz. El proceso 216 puede incluir además retirar la unidad 126 de interfaz de los módulos 100 de tamiz de las cavidades 150 de interfaz tirando del primer extremo 128 de los módulos 100 de tamiz en una dirección axial. El término “dirección axial” , como se utiliza en la presente memoria, se refiere a una dirección generalmente a lo largo del eje 138 de alojamiento. El proceso 216 puede incluir además deslizar el alojamiento impermeable 124 de los módulos 100 de tamiz fuera de las cavidades 148 de alojamiento tirando del primer extremo 128 de los módulos 100 de tamiz en la dirección axial. El proceso 216 puede incluir además reemplazar o restaurar los módulos de tamiz 100 para formar nuevas versiones de los módulos de tamiz 100. El proceso 216 puede incluir además deslizar el alojamiento impermeable 124 de las nuevas versiones de los módulos 100 de tamiz hacia las cavidades 148 de alojamiento empujando el primer extremo 128 de la nueva versión de los módulos 100 de tamiz en la dirección axial. El proceso 216<puede incluir además insertar la unidad 126 de interfaz de las nuevas versiones de los módulos 100 de tamiz en>las cavidades 150 de interfaz presionando el primer extremo 128 de las nuevas versiones de los módulos 100 de tamiz en la dirección axial. El proceso 216 puede incluir además conectar la puerta 152 al alojamiento 104 del concentrador 102 de oxígeno para cubrir el primer extremo 128 de las nuevas versiones de los módulos 100 de tamiz.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES

1. Un módulo de tamiz, que comprende:

un alojamiento impermeable (124) que incluye un primer extremo (128), un segundo extremo (130) opuesto al primer extremo (128) y un difusor (172) colocado en el segundo extremo (130) que define un primer espacio interior (176) y un segundo espacio interior (178) dentro del alojamiento impermeable (124), en donde el primer espacio interior (176) y el segundo espacio interior (178) están en comunicación fluida únicamente en el segundo extremo (130) del alojamiento impermeable (124);

una unidad (126) de interfaz conectada al primer extremo (128) del alojamiento impermeable (124), comprendiendo la unidad (126) de interfaz:

un puerto (140) de entrada en comunicación fluida con el primer espacio interior (176) del alojamiento impermeable (124), en donde el puerto (140) de entrada está configurado para recibir gas desde el exterior del alojamiento impermeable (124),

un puerto (142) de salida en comunicación fluida con el segundo espacio interior (178) del alojamiento impermeable (124), en donde el puerto (142) de salida está configurado para expulsar el gas al exterior del alojamiento impermeable (124),

una parte espaciadora (134) conectada neumáticamente al primer extremo (128) del alojamiento impermeable (124) y que se extiende perpendicular a un eje (138) de alojamiento del alojamiento impermeable (124) en una dirección que se aleja del alojamiento impermeable (124), en donde el eje (138) de alojamiento se extiende a través del primer extremo (128) y el segundo extremo (130) del alojamiento impermeable (124), y

una parte axial (136) conectada neumáticamente a la parte espaciadora (134) y que se extiende paralela al eje (138) de alojamiento en una dirección generalmente hacia el segundo extremo (130) del alojamiento impermeable (124), en donde tanto el puerto (140) de entrada como el puerto (142) de salida están dispuestos en la parte axial (136) de la unidad (126) de interfaz; y

un material adsorbente (118) que está dispuesto dentro del primer espacio interior (176) del alojamiento impermeable (124), en donde la unidad (126) de interfaz está configurada de tal modo que el gas se desplaza desde el puerto (140) de entrada al puerto (142) de salida al desplazarse a través del material adsorbente (118).

2. El módulo de tamiz de la reivindicación 1, en donde:

la unidad (126) de interfaz comprende además una junta (198) dispuesta dentro de la parte espaciadora (134) de la unidad (126) de interfaz; y

la junta (198) define un canal (190) de entrada que conecta neumáticamente el puerto (140) de entrada al primer espacio interior (176) del alojamiento impermeable (124) y un canal (191) de salida que conecta neumáticamente el puerto (142) de salida al segundo espacio interior (178) del alojamiento impermeable (124).

3. El módulo de tamiz de la reivindicación 2, en donde la parte axial (136) incluye una pared divisoria (193) para separar el canal (190) de entrada del canal (191) de salida en la parte axial (136).

4. El módulo de tamiz de la reivindicación 1, en donde:

la unidad (126) de interfaz comprende además un primer sello dispuesto a lo largo de la parte axial (136), y un segundo sello dispuesto a lo largo de la parte axial (136) y separado del primer sello,

el puerto (140) de entrada está dispuesto entre el primer sello (206) y el segundo sello (206), y el puerto (142) de salida está dispuesto en un extremo de la parte axial (136) que está distal de la parte espaciadora (134).

5. El módulo de tamiz de la reivindicación 4, en donde el primer sello (206) y el segundo sello (206) se extienden circunferencialmente alrededor de la parte axial (136) de la unidad (126) de interfaz.

6. El módulo de tamiz de la reivindicación 1, en donde:

el puerto (142) de salida está dispuesto en un extremo de la parte axial (136) que está distal de la parte espadadora (134), y

el puerto (140) de entrada se extiende a través de una pared lateral de la parte axial (136).

7. El módulo de tamiz de la reivindicación 1, en donde el puerto (142) de salida tiene una orientación que está alineada con un eje (138) de alojamiento del alojamiento impermeable (124) y el puerto (140) de entrada tiene una orientación que es sustancialmente perpendicular al puerto (142) de salida.

8. El módulo de tamiz de la reivindicación 1, en donde la unidad (126) de interfaz incluye:

una primera parte (194) de interfaz;

una segunda parte (196) de interfaz que está conectada a la primera parte (194) de interfaz; y una junta (198) dispuesta entre la primera parte (194) de interfaz y la segunda parte (196) de interfaz para definir al menos parte de un canal (190) de entrada y un canal (191) de salida, en donde el canal (190) de entrada y el canal (191) de salida están separados por la junta (198).

9. El módulo de tamiz de la reivindicación 8, en donde:

la primera parte (194) de interfaz y la segunda parte (196) de interfaz cooperan para definir la parte espaciadora (134), y

la primera parte (194) de interfaz define la parte axial (136) que está conectada a la parte espaciadora (134).

10. El módulo de tamiz de la reivindicación 9, en donde:

el puerto (140) de entrada está en comunicación con el canal (190) de entrada, y

el puerto (142) de salida está en comunicación con el canal (191) de salida.

11. El módulo de tamiz de cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en donde el material adsorbente (118) está configurado para filtrar el nitrógeno del gas que se desplaza a través del material adsorbente (118).

12. El módulo de tamiz de la reivindicación 11, en donde el material adsorbente (118) comprende zeolita.