RU217973U1 - Portable oxygen concentrator - Google Patents

Portable oxygen concentrator Download PDF

Info

Publication number
RU217973U1
RU217973U1 RU2022114659U RU2022114659U RU217973U1 RU 217973 U1 RU217973 U1 RU 217973U1 RU 2022114659 U RU2022114659 U RU 2022114659U RU 2022114659 U RU2022114659 U RU 2022114659U RU 217973 U1 RU217973 U1 RU 217973U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxygen
adsorption
gas
outlet
compressor
Prior art date
Application number
RU2022114659U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анастасия Дмитриевна Малыхина
Original Assignee
Анастасия Дмитриевна Малыхина
Filing date
Publication date
Application filed by Анастасия Дмитриевна Малыхина filed Critical Анастасия Дмитриевна Малыхина
Application granted granted Critical
Publication of RU217973U1 publication Critical patent/RU217973U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к адсорбционным устройствам получения кислорода из атмосферного воздуха методом адсорбции, используемым для обеспечения кислородом людей, страдающих от негативных последствий гипоксии. Портативный кислородный концентратор состоит из корпуса 1, в котором расположены фильтр 2, компрессор 3 с регулируемым объемом забора воздуха, адсорбционный блок, включающий адсорбционные цеолитовые колонки 4 и 5, ресивер 6 и осушитель 7, литий-ионный аккумулятор 8 со встроенным механизмом зарядки. Устройство также включает впускной 9 и выпускной 10 клапаны, блок управления и контроля 11, штуцер 12. Устройство оснащено контейнером 13 со сменными двойником 14 и тройником 15, позволяющими подсоединить кислородные маски (назальные канюли) 16 и обеспечить кислородом от одного до трех человек одновременно. Технический результат полезной модели - возможность работы от различных источников питания для обеспечения бесперебойной работы устройства. 1 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to adsorption devices for obtaining oxygen from atmospheric air by the adsorption method used to provide oxygen to people suffering from the negative effects of hypoxia. The portable oxygen concentrator consists of a housing 1 containing a filter 2, a compressor 3 with an adjustable air intake volume, an adsorption unit including adsorption zeolite columns 4 and 5, a receiver 6 and a dryer 7, a lithium-ion battery 8 with a built-in charging mechanism. The device also includes inlet 9 and outlet 10 valves, a control and monitoring unit 11, fitting 12. The device is equipped with a container 13 with a replaceable double 14 and tee 15, allowing you to connect oxygen masks (nasal cannulas) 16 and provide oxygen from one to three people at the same time. The technical result of the utility model is the ability to operate from various power sources to ensure uninterrupted operation of the device. 1 ill.
Figure 00000001

Description

Предлагаемая полезная модель относится к адсорбционным устройствам получения кислорода из атмосферного воздуха методом адсорбции, используемым для обеспечения кислородом людей, страдающих от негативных последствий гипоксии.The proposed utility model relates to adsorption devices for obtaining oxygen from atmospheric air by the adsorption method used to provide oxygen to people suffering from the negative effects of hypoxia.

Известен портативный мембранно-адсорбционный концентратор кислорода (RU №196293 U1, МПК B01D 53/047, А61М 16/10, опубл. 25.02.2020), состоящий из двух последовательных блоков обогащения кислородосодержащей газовой смеси кислородом: блока сорбционного обогащения, основанного на методе короткоцикловой безнагревной адсорбции и блока мембранного обогащения, основанного на технологии мембранного разделения газов. Газ подается первой ступенью двухступенчатого вакуум-компрессора на сорбционный блок, состоящий из трех адсорберов, в один из адсорберов, в котором происходит избирательная сорбция азота, и обогащение газовой смеси кислородом. Обогащенный кислородом газ поступает в накопительный ресивер, из которого подается в мембранный модуль блока мембранного для дальнейшего обогащения кислородом и очистки от продуктов истирания сорбентов. Прошедший через мембрану газ подается потребителю, а не прошедший возвращается в сорбционный блок и поступает в другой адсорбер для осуществления регенерации сорбента методом противоточной продувки и дальнейшего заполнения адсорбера. В этот же момент в третьем адсорбере происходит сброс имеющегося в нем отработанного газа в атмосферу, после чего с помощью второй ступени двухступенчатого вакуум-компрессора из него откачиваются остатки газа - происходит вакуумная регенерация адсорбента. Через некоторое время адсорберы меняются выполняемыми функциями: адсорбер, в котором происходила сорбция, сбрасывает газ и откачивается; в адсорбер после вакуумной регенерации начинает подаваться не прошедший через мембрану газ для противоточной продувки и заполнения, а в заполненный адсорбер поступает газ с вакуум-компрессора и начинается продуцирование обогащенной кислородом смеси.A portable membrane-adsorption oxygen concentrator is known (RU No. 196293 U1, IPC B01D 53/047, A61M 16/10, publ. non-heating adsorption and a membrane enrichment unit based on the technology of membrane gas separation. Gas is supplied by the first stage of a two-stage vacuum compressor to a sorption unit consisting of three adsorbers, to one of the adsorbers, in which nitrogen is selectively sorbed and the gas mixture is enriched with oxygen. The oxygen-enriched gas enters the storage receiver, from which it is fed to the membrane module of the membrane unit for further enrichment with oxygen and purification from sorbent attrition products. The gas that has passed through the membrane is supplied to the consumer, and the gas that has not passed is returned to the sorption unit and enters another adsorber for regeneration of the sorbent by the countercurrent purge method and further filling of the adsorber. At the same moment, in the third adsorber, the exhaust gas present in it is discharged into the atmosphere, after which, using the second stage of a two-stage vacuum compressor, the remaining gas is pumped out of it - the adsorbent is vacuum regenerated. After some time, the adsorbers change their functions: the adsorber in which sorption occurred releases gas and is pumped out; After vacuum regeneration, the gas that has not passed through the membrane begins to be supplied to the adsorber for countercurrent purge and filling, and gas from the vacuum compressor enters the filled adsorber and the production of an oxygen-enriched mixture begins.

Несмотря на заявленные увеличение производительности, степени извлечения и концентрации кислорода в получаемом продукте, в описании изобретения не указаны габаритные размеры портативного мембранно-адсорбционного концентратора.Despite the claimed increase in productivity, degree of extraction and concentration of oxygen in the resulting product, the description of the invention does not indicate the overall dimensions of the portable membrane adsorption concentrator.

Известно устройство и способ выделения кислорода (RU №2571132С2, МПК B01D 53/22, опубл. 20.12.2015) из кислородсодержащего газа, содержащее мембранный блок и электродный блок. Мембранный блок содержит пористую подложку, плотную мембрану и по меньшей мере один электрод. Пористая подложка обращена к электродному блоку, который включает в себя по меньшей мере один электрод, содержащий по меньшей мере одно поворотное электродное крыло, которое по меньшей мере частично проводит электричество.A device and a method for separating oxygen (RU No. 2571132C2, IPC B01D 53/22, publ. 20.12.2015) from an oxygen-containing gas, containing a membrane unit and an electrode unit, is known. The membrane block contains a porous substrate, a dense membrane and at least one electrode. The porous substrate faces the electrode block, which includes at least one electrode containing at least one rotary electrode wing, which at least partially conducts electricity.

Несмотря на то, что устройство позволяет выделить кислород с улучшенной эффективностью и с большей комфортностью в отношении обслуживания и шума, не указаны размеры и стоимость устройства, являющиеся основными показателями известных концентраторов кислорода, так как высокая стоимость связана с производством и эксплуатацией указанных устройств.Although the device allows oxygen to be released with improved efficiency and greater comfort in terms of maintenance and noise, the size and cost of the device, which are the main indicators of known oxygen concentrators, are not indicated, since the high cost is associated with the production and operation of these devices.

Известен концентратор кислорода (RU №2117522 С1, МПК B01D 53/04, G05D 27/00, опубл. 20.08.1998), содержащий компрессор, пневмораспределитель и два адсорбера. Выходы адсорберов подключены к выводам дросселя и входам емкости для сбора кислорода. Концентратор содержит блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами пневмораспределителя и нормально закрытого пневмоклапана. Каждый адсорбер выполнен в виде полого цилиндрического корпуса и полой вставки, заполненных сорбентом, с односторонне расположенными патрубками.An oxygen concentrator is known (RU No. 2117522 C1, IPC B01D 53/04, G05D 27/00, publ. 08/20/1998), containing a compressor, a pneumatic distributor and two adsorbers. The outputs of the adsorbers are connected to the outputs of the throttle and the inputs of the oxygen collection tank. The concentrator contains a control unit, the outputs of which are connected to the control inputs of the pneumatic distributor and normally closed pneumatic valve. Each adsorber is made in the form of a hollow cylindrical body and a hollow insert filled with a sorbent, with branch pipes located on one side.

Недостатком известного изобретения является высокая металло- и энергоемкость технологической линии, что экономически неэффективно.The disadvantage of the known invention is the high metal and energy consumption of the production line, which is economically inefficient.

Известен автономный комплекс обеспечения кислородом пострадавших (RU №2261218 С1, МПК С01В 13/02, опубл. 27.09.2005), включающий взаимоподключенные с помощью коммутатора газов, стационарно размещенные, или в кузове-контейнере, или кузове-фургоне анестизиолого-реанимационно-оксигенотерапевтический модуль, энергетический модуль, баллоны с закисью азота и кислородный модуль. Последний включает переносной комплект адсорбционного концентратора кислорода, соединенные для работы с аппаратами искусственной вентиляции легких, аппаратами ингаляции кислородом, ингаляционного наркоза. Последние входят в состав анестизиолого-реанимационно-оксигенотерапевтического модуля и взаимосвязаны с кислородным модулем и источником электропитания. Каждый термохимический генератор кислорода содержит предохранительный клапан, соединенный через первый противопылевой фильтр с первым выходом реактора, второй выход реактора через второй противопылевой фильтр подключен к входам вентиля сброса давления и теплообменника, выход которого соединен через выходной фильтр тонкой очистки с обратным клапаном, выход обратного клапана подключен к кислородному редуктору, вентилю выхода высокого давления, сдвоенному сигнализатору и кислородному баллону. Коммутатор газа включает их переключатели, индикаторы и сигнализаторы минимальных пороговых значений давления всех газов.An autonomous complex for providing oxygen to the victims is known (RU No. 2261218 C1, IPC C01B 13/02, publ. 09/27/2005), including interconnected gases using a switch, permanently placed, or in a container body, or a van body anesthesiology-resuscitation-oxygenotherapy module, energy module, nitrous oxide cylinders and oxygen module. The latter includes a portable set of adsorption oxygen concentrator connected to work with artificial lung ventilation devices, oxygen inhalation devices, inhalation anesthesia. The latter are part of the anesthesiology-resuscitation-oxygen therapy module and are interconnected with the oxygen module and the power supply. Each thermochemical oxygen generator contains a safety valve connected through the first dust filter to the first outlet of the reactor, the second outlet of the reactor through the second dust filter is connected to the inlets of the pressure relief valve and the heat exchanger, the outlet of which is connected through the outlet fine filter with a check valve, the outlet of the check valve is connected to the oxygen regulator, high pressure outlet valve, dual alarm and oxygen cylinder. The gas switch includes their switches, indicators and signaling devices for the minimum pressure thresholds of all gases.

К недостаткам известного устройства относятся громоздкость и сложность автономного комплекса. Не указано максимально возможное время автономной работы кислородного концентратора, входящего в комплекс обеспечения кислородом.The disadvantages of the known device include the bulkiness and complexity of the autonomous complex. The maximum possible battery life of the oxygen concentrator included in the oxygen supply complex is not indicated.

Известен кислородный сепаратор и способ производства кислорода (RU №2631348 С2, МПК B01D 53/047, опубл. 21.09.2017), включающий в себя по меньшей мере одно отделяющее кислород устройство, содержащее кислородоотделяющий сорбент для отделения кислорода от кислородсодержащего газа. Отделяющее кислород устройство имеет газовый впуск на первичной стороне, присоединенный к впускному трубопроводу для направления потока кислородсодержащего газа в отделяющее кислород устройство, и имеет газовый выпуск на вторичной стороне, присоединенный к выпускному трубопроводу для направления потока обогащенного кислородом газа из отделяющего кислород устройства. Вторичная сторона отделяющего кислород устройства дополнительно соединена с источником продувочного газа для направления продувочного газа через отделяющее кислород устройство. Первичная сторона отделяющего кислород устройства соединена с отводным трубопроводом для направления отходящего газа из кислородного сепаратора. Кислородный сепаратор дополнительно включает в себя регулирующее давление устройство для создания перепада давления между первичной стороной и вторичной стороной отделяющего кислород устройства. В отводном трубопроводе предусмотрен газовый датчик для определения концентрации по меньшей мере одного компонента отходящего газа.An oxygen separator and a method for producing oxygen are known (RU No. 2631348 C2, IPC B01D 53/047, publ. 09/21/2017), including at least one oxygen separating device containing an oxygen separating sorbent for separating oxygen from an oxygen-containing gas. The oxygen separating device has a gas inlet on the primary side connected to the inlet pipeline for directing the flow of oxygen-containing gas to the oxygen separating device, and has a gas outlet on the secondary side connected to the outlet pipeline for directing the flow of oxygen-enriched gas from the oxygen separating device. The secondary side of the oxygen separating device is further connected to a source of purge gas for directing the purge gas through the oxygen separating device. The primary side of the oxygen separating device is connected to a bleed line for directing off-gas from the oxygen separator. The oxygen separator further includes a pressure regulating device for creating a pressure differential between the primary side and the secondary side of the oxygen separating device. A gas sensor is provided in the outlet conduit for detecting the concentration of at least one off-gas component.

Несмотря на то, что изобретение обеспечивает улучшенную управляемость, в описании не указано максимальное время работы и габаритные размеры известного кислородного сепаратора.Although the invention provides improved controllability, the description does not indicate the maximum operating time and overall dimensions of the prior art oxygen separator.

Из уровня техники известно эжекторное мембранно-сорбционное устройство для разделения газовых смесей (RU №139877 U1, МПК B01D 53/00, опубл. 27.04.2014), содержащее компрессор, к выходу которого подключены по меньшей мере два адсорбера, заполненных твердым адсорбентом, и вход эжекционного смесителя. Выход последнего подключен через первый распределительный клапан к входным патрубкам адсорберов. Выходы адсорберов снабжены управляющими клапанами для отвода газа из адсорберов в сбросной трубопровод и подключены через второй распределительный клапан к мембранному фильтру, один из патрубков отвода которого соединен с потребителем, а второй с эжекционным смесителем.From the prior art, an ejector membrane-sorption device for separating gas mixtures (RU No. 139877 U1, IPC B01D 53/00, publ. 27.04.2014) is known, containing a compressor, to the outlet of which at least two adsorbers filled with a solid adsorbent are connected, and inlet of the ejection mixer. The outlet of the latter is connected through the first distribution valve to the inlet pipes of the adsorbers. The outlets of the adsorbers are equipped with control valves for venting gas from the adsorbers to the discharge pipeline and are connected through the second distribution valve to the membrane filter, one of the outlet pipes of which is connected to the consumer, and the second to the ejection mixer.

Основным недостатком данного устройства является организация регенерации используемого адсорбента методом прямоточного снижения давления, который не позволяет достичь глубокой регенерации адсорбента и как следствие получить высокие концентрации кислорода. Кроме того, в установке для снижения давления реализована сложная система эжекционной откачки: сбрасываемый газ сначала поступает в ресивер, а затем газ из ресивера через эжектор должен увлечь за собой газ из адсорбера, что является достаточно сложным.The main disadvantage of this device is the organization of the regeneration of the adsorbent used by the direct-flow pressure reduction method, which does not allow achieving deep regeneration of the adsorbent and, as a result, obtaining high oxygen concentrations. In addition, a complex ejection pumping system is implemented in the pressure reduction unit: the discharged gas first enters the receiver, and then the gas from the receiver through the ejector must entrain the gas from the adsorber, which is quite complicated.

Из уровня техники также известно эжекторное мембранно-сорбционное устройство для разделения газовых смесей (RU №2625983 С1, МПК B01D 53/047, опубл. 20.07.2017), содержащее, по меньшей мере, два адсорбера, заполненных твердым адсорбентом, компрессор, выходной патрубок которого соединен с адсорберами через регулируемые клапаны и с входом в эжекционный смеситель, выход которого подключен через первый распределительный клапан к входным патрубкам адсорберов. Выходы адсорберов снабжены управляющими клапанами для отвода газа из адсорберов в сбросной трубопровод и подключены через второй распределительный клапан к мембранному фильтру, один из патрубков отвода которого соединен с потребителем, а второй с эжекционным смесителем.Also known from the prior art is an ejector membrane-sorption device for separating gas mixtures (RU No. 2625983 C1, IPC B01D 53/047, publ. 07/20/2017), containing at least two adsorbers filled with a solid adsorbent, a compressor, an outlet pipe which is connected to the adsorbers through adjustable valves and to the inlet to the ejection mixer, the outlet of which is connected through the first distribution valve to the inlet nozzles of the adsorbers. The outlets of the adsorbers are equipped with control valves for venting gas from the adsorbers to the discharge pipeline and are connected through the second distribution valve to the membrane filter, one of the outlet pipes of which is connected to the consumer, and the second to the ejection mixer.

Основными недостатками известного устройства являются использование для регенерации адсорбента эжекционного устройства, питаемого частью потока компрессора установки, и смесительного эжекционного устройства, которое в силу своего устройства создает значительное дополнительное сопротивление потоку, выходящему из компрессора. В сумме два этих недостатка приводят к значительным энергозатратам.The main disadvantages of the known device are the use of an ejection device for regeneration of the adsorbent, fed by a part of the flow of the installation compressor, and a mixing ejection device, which, by virtue of its device, creates significant additional resistance to the flow leaving the compressor. Together, these two shortcomings lead to significant energy costs.

Из уровня техники также известен концентратор кислорода, описанный в патенте (RU №149979 U1, МПК B01D 53/04, опубл. 27.01.2015), содержащий соединенные трубопроводами компрессор с выходным фильтром, два параллельных адсорбера и ресивер кислорода, блок управления электропневмоавтоматикой, помещенные в корпус. При этом каждый адсорбер внутри оснащен подпружиненным перфорированным диском.Also known from the prior art is an oxygen concentrator described in the patent (RU No. 149979 U1, IPC B01D 53/04, publ. into the body. In addition, each adsorber is equipped with a spring-loaded perforated disk inside.

Основным недостатком данного устройства является невозможность организации постоянного по давлению и величине продуктового потока кислорода без использования дополнительных ресиверов. Кроме того, для очистки продуктового потока от продуктов истирания сорбента используется дополнительный фильтр.The main disadvantage of this device is the impossibility of organizing a constant pressure and value of the product flow of oxygen without the use of additional receivers. In addition, an additional filter is used to clean the product stream from sorbent attrition products.

Известна установка для получения кислорода из атмосферного воздуха, описанная в патенте (RU №101646 U1, МПК B01D 53/047, опубл. 27.01.2011). Данное устройство состоит из блока подачи сжатого воздуха, включающего воздушный компрессор и устройство осушки воздуха, ресивера, двух заполненных сорбентом адсорберов, мембранного газоразделительного модуля. Входные патрубки адсорберов соединены с компрессором и двумя параллельными входными трубопроводами, соединенными со сбросным трубопроводом. На входных трубопроводах установлены клапаны управления газовыми потоками, соединенные с блоком их управления для переключения потока из компрессора между адсорберами и для сброса воздуха из адсорберов через сбросной трубопровод. Два параллельных выходных трубопровода соединяют выходные клапаны адсорберов. Первый выходной трубопровод соединен с входом в ресивер и снабжен обратными клапанами. Выход ресивера соединен газовой коммуникацией с входом мембранного газоразделительного модуля, выполненного в виде разделенных селективной мембраной двух технологических объемов высокого и низкого давлений. Выход из объема низкого давления которого соединен с потребителем, а выход из объема высокого давления через расходное устройство соединен со вторым выходным трубопроводом, на котором установлены два выходных клапана управления газовыми потоками для переключения газового потока между газоразделительным модулем и адсорберами. Перед входом ресивера установлен обратный клапан.Known installation for obtaining oxygen from atmospheric air, described in the patent (RU No. 101646 U1, IPC B01D 53/047, publ. 27.01.2011). This device consists of a compressed air supply unit, including an air compressor and an air dryer, a receiver, two adsorbers filled with sorbent, and a membrane gas separation module. The adsorber inlets are connected to the compressor and two parallel inlet pipelines connected to the discharge pipeline. Gas flow control valves are installed on the inlet pipelines, connected to their control unit for switching the flow from the compressor between the adsorbers and for venting air from the adsorbers through the discharge pipeline. Two parallel outlet pipelines connect the outlet valves of the canisters. The first outlet pipeline is connected to the inlet to the receiver and is equipped with check valves. The outlet of the receiver is connected by gas communication with the inlet of the membrane gas separation module, made in the form of two technological volumes of high and low pressure separated by a selective membrane. The outlet from the low pressure volume of which is connected to the consumer, and the outlet from the high pressure volume through the flow device is connected to the second outlet pipeline, on which two outlet gas flow control valves are installed to switch the gas flow between the gas separation module and adsorbers. A non-return valve is installed before the receiver inlet.

Основными недостатками такой установки являются, во-первых, невозможность организации стационарного по величине и давлению потока питания мембранного модуля, во-вторых, использование обогащенного целевым компонентом потока, не прошедшего через мембрану при продувке адсорберов, что способствует снижению коэффициента извлечения.The main disadvantages of such an installation are, firstly, the impossibility of organizing a membrane module supply flow that is stationary in size and pressure, and secondly, the use of a flow enriched with the target component that has not passed through the membrane when the adsorbers are purged, which helps to reduce the recovery factor.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является концентратор кислорода (RU №145367 U1, МПК B01D 3/04, опубл. 20.09.2014), работающий посредством разделения атмосферного воздуха короткоцикловой безнагревной адсорбцией на синтетических цеолитах. Концентратор кислорода содержит соединенные трубопроводами компрессор с входным фильтром, два приспособления для разделения воздушного потока, выполненных в виде цеолитовых колонок, ресивер, блок управления. Компрессор на выходе соединен с конденсатором через клапан влагоудаления и с цеолитовыми колонками через блок соленоидных клапанов, чередующих последовательность подачи осушенного воздушного потока в цеолитовые колонки, с возможностью обеспечения их работы в противофазе. Управление работой соленоидных клапанов осуществляется по обратной связи, зависящей от входного давления на входе из цеолитовых колонок, которые соединены с ресивером через два обратных клапана, имеющих разную пропускную способность в зависимости от направления воздействия напора воздушного потока. Устройство снабжено ресивером и редуктором для получения давления 0,36÷0,4 МПа.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed utility model is an oxygen concentrator (RU No. 145367 U1, IPC B01D 3/04, publ. 09/20/2014), which works by separating atmospheric air by short-cycle non-heating adsorption on synthetic zeolites. The oxygen concentrator contains a compressor connected by pipelines with an inlet filter, two devices for dividing the air flow, made in the form of zeolite columns, a receiver, a control unit. The compressor at the outlet is connected to the condenser through a dehumidification valve and to the zeolite columns through a block of solenoid valves, alternating the sequence of supplying the dried air flow to the zeolite columns, with the possibility of ensuring their operation in antiphase. The operation of the solenoid valves is controlled by feedback, depending on the inlet pressure at the inlet from the zeolite columns, which are connected to the receiver through two check valves with different throughput depending on the direction of the air flow pressure. The device is equipped with a receiver and a reducer to obtain a pressure of 0.36÷0.4 MPa.

К недостаткам известного устройства относится отсутствие информации о максимальной продолжительности работы и габаритных размерах устройства, что не позволяет в полной мере оценить эффективность полезной модели.The disadvantages of the known device include the lack of information about the maximum duration of operation and overall dimensions of the device, which does not allow to fully evaluate the effectiveness of the utility model.

Технической задачей полезной модели является разработка портативного кислородного концентратора как малогабаритной автономной установки в условиях пандемии и кризисных ситуаций с медицинскими аппаратами ивл.The technical objective of the utility model is the development of a portable oxygen concentrator as a small-sized autonomous unit in a pandemic and crisis situations with medical ventilators.

Техническим результатом полезной модели является возможность работы от различных источников питания для обеспечения бесперебойной работы устройства.The technical result of the utility model is the ability to operate from various power sources to ensure uninterrupted operation of the device.

Указанный технический результат достигается тем, что в создаваемом портативном кислородном концентраторе, включающем корпус, в котором расположены фильтр, компрессор с регулируемым объемом забора воздуха, адсорбционный блок, включающий адсорбционные цеолитовые колонки, ресивер и осушитель, аккумулятор, впускной и выпускной клапаны, блок управления и контроля, штуцер, согласно полезной используют фильтр многоступенчатой очистки поступающего воздуха и аккумулятор литий-ионный со встроенным механизмом зарядки, при этом штуцер оснащен сменными двойником и тройником.The specified technical result is achieved by the fact that in the created portable oxygen concentrator, including a housing in which a filter is located, a compressor with an adjustable air intake volume, an adsorption unit, including adsorption zeolite columns, a receiver and a dehumidifier, an accumulator, inlet and outlet valves, a control unit and control, fitting, according to the useful one, they use a filter for multi-stage purification of incoming air and a lithium-ion battery with a built-in charging mechanism, while the fitting is equipped with a replaceable double and tee.

Использование литий-ионного аккумулятора и оснащение штуцера сменными двойником и тройником обеспечивает возможность работы от различных источников питания для обеспечения бесперебойной работы устройства - зарядки аккумулятора от солнечных батарей, сети 220 В, сети 12 В, Power-Bank, обеспечить кислородом с концентрацией 70-97% 1-3 человека одновременно за счет использования подсоединения к штуцеру двойника или тройника.The use of a lithium-ion battery and equipping the fitting with a replaceable twin and tee ensures the ability to work from various power sources to ensure uninterrupted operation of the device - charging the battery from solar panels, 220 V, 12 V, Power-Bank, provide oxygen with a concentration of 70-97 % 1-3 people at the same time by using a double or tee connection to the fitting.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной полезной модели. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных по отношению к рассматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенном в формуле полезной модели.The analysis of the prior art carried out by the applicant, including searching through patent and scientific and technical sources of information and identifying sources containing information about analogues of the utility model, made it possible to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all essential features of the claimed utility model. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the analogue closest in terms of set of features, made it possible to establish a set of distinctive features that are significant in relation to the technical result considered by the applicant in the claimed device, set forth in the formula of the utility model.

Предлагаемый портативный концентратор кислорода поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема устройства для получения кислорода.The proposed portable oxygen concentrator is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of a device for producing oxygen.

Портативный кислородный концентратор представляет собой устройство для выделения кислорода из кислородсодержащего газа, состоящее из корпуса 1, в котором расположены фильтр 2 многоступенчатой очистки поступающего воздуха, компрессор 3 с регулируемым объемом забора воздуха, адсорбционный блок, включающий адсорбционные цеолитовые колонки 4 и 5, ресивер 6 и осушитель 7, литий-ионный аккумулятор 8 со встроенным механизмом зарядки от солнечных батарей, сети 220 В, сети 12 В, Power-Bank. Устройство также включает впускной 9 и выпускной 10 клапаны, блок управления и контроля 11, штуцер 12. Устройство оснащено контейнером 13 со сменными двойником 14 и тройником 15, позволяющими подсоединить кислородные маски (назальные канюли) 16 и обеспечить кислородом от одного до трех человек одновременно.A portable oxygen concentrator is a device for separating oxygen from an oxygen-containing gas, consisting of a housing 1, in which there is a filter 2 for multi-stage purification of incoming air, a compressor 3 with an adjustable air intake volume, an adsorption unit, including adsorption zeolite columns 4 and 5, a receiver 6 and dehumidifier 7, lithium-ion battery 8 with built-in solar charging mechanism, 220 V mains, 12 V mains, Power-Bank. The device also includes an inlet 9 and outlet 10 valves, a control and monitoring unit 11, a fitting 12. The device is equipped with a container 13 with a replaceable double 14 and a tee 15, allowing you to connect oxygen masks (nasal cannulas) 16 and provide oxygen from one to three people at the same time.

Заявляемое устройство согласно схеме работает следующим образом.The claimed device according to the scheme operates as follows.

Компрессор 3, работа которого поддерживается аккумулятором 8, всасывает атмосферный воздух, представляющий собой кислородсодержащую газовую смесь через впускной клапан 9 в фильтр 2 и нагнетает его в осушитель 7, где происходит конденсация водяных паров, содержащихся в газовой смеси. Фильтр 2, компрессор 3, адсорбционный блок и блок управления и контроля 11 соединены между собой электрокабелем, воздушными и кислородными шлангами. Затем осушенная газовая смесь поступает в первую цеолитовую колонку 4, где происходит сорбция азота цеолитом, и газовая смесь с повышенным содержанием кислорода направляется в ресивер 6. Часть этой смеси подают потребителю через штуцер 12, а часть направляют во вторую цеолитовую колонку 5 для десорбции азота и вывода его в атмосферу через выпускной клапан 10. Блок управления и контроля 11, трубопроводы которого соединяют адсорберы с ресивером, компрессором, потребителями кислорода и их между собой, осуществляет управление питанием компрессора 3 и системой переключения электромагнитных клапанов обоих адсорберов для чередования работы колонок таким образом, что каждые 15 минут работы происходила смена работы колонок 4 и 5. Блок управления и контроля 11 также содержит кислородные вентили, электропневмоклапаны адсорбция-десорбция и обратные клапаны. Устройство позволяет получать кислород со скоростью 1 л/мин с максимальной концентрацией 97%. Аккумулятор 8 со встроенным механизмом зарядки позволяет зарядить устройство от солнечных батарей, сети 220 В, сети 12 В, Power-Bank, что обеспечивает бесперебойную работу устройства. Оснащение щтуцера сменными двойником и тройником позволяет подсоединить 2 и 3 кислородные маски (назальные канюли) соответственно и обеспечить кислородом от одного до трех человек одновременно.The compressor 3, supported by the accumulator 8, sucks in atmospheric air, which is an oxygen-containing gas mixture, through the inlet valve 9 into the filter 2 and pumps it into the dryer 7, where the water vapor contained in the gas mixture is condensed. Filter 2, compressor 3, adsorption unit and control unit 11 are interconnected by an electric cable, air and oxygen hoses. Then the dried gas mixture enters the first zeolite column 4, where nitrogen is sorbed by the zeolite, and the gas mixture with an increased oxygen content is sent to the receiver 6. Part of this mixture is supplied to the consumer through the fitting 12, and part is sent to the second zeolite column 5 for desorption of nitrogen and its output to the atmosphere through the exhaust valve 10. The control and monitoring unit 11, the pipelines of which connect the adsorbers with the receiver, compressor, oxygen consumers and between them, controls the power supply of the compressor 3 and the switching system of the solenoid valves of both adsorbers to alternate the operation of the columns in such a way that that every 15 minutes of operation there was a change in the operation of columns 4 and 5. The control and monitoring unit 11 also contains oxygen valves, adsorption-desorption electropneumatic valves and check valves. The device allows you to receive oxygen at a rate of 1 l / min with a maximum concentration of 97%. Battery 8 with a built-in charging mechanism allows you to charge the device from solar panels, 220 V, 12 V, Power-Bank, which ensures uninterrupted operation of the device. Equipping the fitting with a replaceable double and tee allows you to connect 2 and 3 oxygen masks (nasal cannulas), respectively, and provide oxygen from one to three people at the same time.

Практическую проверку работы портативного кислородного концентратора проводили на базе ООО «МИП «БайкалЭкоПродукт» Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления.A practical test of the operation of a portable oxygen concentrator was carried out on the basis of OOO MIP BaikalEcoProduct of the East Siberian State University of Technology and Management.

Предлагаемый портативный концентратор кислорода подходит для использования как в медицинских учреждениях, так и для частного использования гражданами в качестве переносного мобильного устройства для снабжения кислородом людей в мегаполисах при смоге, для военных, несущих службу в высокогорье, для спортсменов-альпинистов, при сильной задымленности и лесных пожарах, курильщикам со стажем. Устройство является универсальным.The proposed portable oxygen concentrator is suitable for use both in medical institutions and for private use by citizens as a portable mobile device for supplying oxygen to people in megacities during smog, for military personnel serving in the highlands, for mountaineers, in heavy smoke and forest fires, smokers with experience. The device is universal.

Преимущества заявляемого кислородного концентратора:The advantages of the proposed oxygen concentrator:

- Максимальная концентрация кислорода 97%;- Maximum oxygen concentration 97%;

- Низкая шумность;- Low noise;

- Мобильный;- Mobile;

- Позволяет получать как сухой, так и увлажненный кислород в зависимости от целей;- Allows you to receive both dry and humidified oxygen, depending on the purpose;

- Зарядка от солнечных батарей, сети 220 В, сети 12 В, от Power-Bank;- Charging from solar panels, 220 V network, 12 V network, from Power-Bank;

- Время работы не ограничено (в отличие от аппаратов других производителей, время работы которых ограничено 5 часами);- The operating time is not limited (unlike devices from other manufacturers, the operating time of which is limited to 5 hours);

- Обеспечение кислородом одновременно до 3-х человек.- Providing oxygen at the same time to 3 people.

Небольшие размеры предлагаемой полезной модели позволяют использовать кислородный концентратор в стационарах и домашних условиях для оказания экстренной помощи или длительной кислородной терапии при легочных, сердечных заболеваниях, ХОБЛ и т.д., жителям мегаполисов для компенсации гипоксии при смоге, курильщикам для снижения негативного влияния табачного дыма на организм, спортсменам-альпинистам и военным, служащих в высокогорье, для насыщения организма кислородом, при сильной задымленности и лесных пожарах, при химических техногенных катастрофах, детям для укрепления иммунитета, повышения физической и умственной активности.The small size of the proposed utility model allows the use of an oxygen concentrator in hospitals and at home to provide emergency care or long-term oxygen therapy for pulmonary, heart diseases, COPD, etc., residents of megacities to compensate for hypoxia during smog, smokers to reduce the negative effects of tobacco smoke on the body, mountain climbers and military personnel serving in the highlands, to saturate the body with oxygen, during heavy smoke and forest fires, during chemical man-made disasters, for children to strengthen immunity, increase physical and mental activity.

Claims (1)

Портативный кислородный концентратор, включающий корпус, в котором расположены фильтр, компрессор с регулируемым объемом забора воздуха, адсорбционный блок, включающий адсорбционные цеолитовые колонки, ресивер и осушитель, аккумулятор, впускной и выпускной клапаны, блок управления и контроля, штуцер, отличающийся тем, что используют фильтр многоступенчатой очистки поступающего воздуха и аккумулятор литий-ионный со встроенным механизмом зарядки, при этом штуцер оснащен сменными двойником и тройником.Portable oxygen concentrator, including a housing in which a filter is located, a compressor with an adjustable air intake volume, an adsorption unit, including adsorption zeolite columns, a receiver and a dryer, an accumulator, inlet and outlet valves, a control and monitoring unit, a fitting, characterized in that they are used a filter for multi-stage cleaning of the incoming air and a lithium-ion battery with a built-in charging mechanism, while the fitting is equipped with a replaceable twin and tee.
RU2022114659U 2022-05-30 Portable oxygen concentrator RU217973U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU217973U1 true RU217973U1 (en) 2023-04-27

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140806C1 (en) * 1998-12-08 1999-11-10 Конструкторское бюро "Арматура" Plant for obtaining oxygen from atmospheric air
FR2792210B1 (en) * 1999-04-13 2001-09-14 Air Liquide Sante Int PORTABLE MEDICAL EQUIPMENT FOR OXYGEN THERAPY AT HOME
JP2009178426A (en) * 2008-01-31 2009-08-13 Terumo Corp Oxygen concentrator
RU136976U1 (en) * 2012-12-27 2014-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Экотехнологии" OXYGEN ADSORPTION GENERATOR
RU145367U1 (en) * 2014-05-29 2014-09-20 Индивидуальный Предприниматель Корденков Михаил Владимирович OXYGEN CONCENTRATOR
RU149979U1 (en) * 2014-06-19 2015-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "МЕДЕКО" OXYGEN CONCENTRATOR
CN109173579A (en) * 2018-09-18 2019-01-11 威海威高海盛医用设备有限公司 A kind of medical oxygen concentrator based on rapid pressure swing adsorption
RU196293U1 (en) * 2019-10-16 2020-02-25 Алексей Анатольевич Тишин PORTABLE MEMBRANE-ADSORBONIC OXYGEN CONCENTRATOR

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140806C1 (en) * 1998-12-08 1999-11-10 Конструкторское бюро "Арматура" Plant for obtaining oxygen from atmospheric air
FR2792210B1 (en) * 1999-04-13 2001-09-14 Air Liquide Sante Int PORTABLE MEDICAL EQUIPMENT FOR OXYGEN THERAPY AT HOME
JP2009178426A (en) * 2008-01-31 2009-08-13 Terumo Corp Oxygen concentrator
RU136976U1 (en) * 2012-12-27 2014-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Экотехнологии" OXYGEN ADSORPTION GENERATOR
RU145367U1 (en) * 2014-05-29 2014-09-20 Индивидуальный Предприниматель Корденков Михаил Владимирович OXYGEN CONCENTRATOR
RU149979U1 (en) * 2014-06-19 2015-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "МЕДЕКО" OXYGEN CONCENTRATOR
CN109173579A (en) * 2018-09-18 2019-01-11 威海威高海盛医用设备有限公司 A kind of medical oxygen concentrator based on rapid pressure swing adsorption
RU196293U1 (en) * 2019-10-16 2020-02-25 Алексей Анатольевич Тишин PORTABLE MEMBRANE-ADSORBONIC OXYGEN CONCENTRATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4971609A (en) Portable oxygen concentrator
AU768540B2 (en) Portable equipment for the production of oxygen usable in oxygen therapy
US7491261B2 (en) Process and apparatus for generating and delivering an enriched gas fraction
AU2021201685B2 (en) Oxygen concentrating self-rescuer device
JP2003211955A (en) Air purifying device for vehicle having oxygen supply function
CN103738925B (en) A kind of oxygenerator
KR100861550B1 (en) Apparatus for generating concentrated gas being capable of controlling concentration of gas by using flow control valve and method of generating concentrated gas by using the same
US7429289B2 (en) High output concentrator
JP2671436B2 (en) Method for producing medical oxygen-enriched air
JP2007044116A (en) Pressure-fluctuation adsorption type oxygen concentrator
RU217973U1 (en) Portable oxygen concentrator
CN203699901U (en) Oxygen generator
CN205680022U (en) A kind of historical relic's protection nitrogen charging Laboratory Module
CN111319429A (en) Military vehicle air oxygen generation and purification system
RU149979U1 (en) OXYGEN CONCENTRATOR
CN107921357B (en) Oxygen separator with improved efficiency
CN205575646U (en) System for guarantee gaseous purification in succession of helium -neon
CN100506586C (en) Automobile empty purifier with oxygen supply function
CN210001585U (en) solar oxygen supply device
Sameer et al. Development and integration of oxygen generator for home air conditioner
CN112354325A (en) Laboratory is with adsorption tower series-parallel connection with nitrogen gas preparation system
RU217089U1 (en) OXYGEN CONCENTRATOR
CN2281184Y (en) Small size oxygen concentrator for breath by method of using membrane
CN217715280U (en) Indoor airtight space CO2 concentration control device
CN209113476U (en) A kind of new indoor aeration system