一种小型智能化制压氧一体机制造技术

本发明专利技术公开了一种小型智能化制压氧一体机。本发明专利技术包括壳体，壳体内设置由控制系统分别控制的制氧单元、压氧单元和供氧单元；所述控制系统采用单片机或可编程序控制器；所述制氧单元包括由管路依次连接的空气过滤器、空气干燥器、空气压缩机、散热器、吸附塔和储氧罐；所述供氧单元由管路依次连接的供氧单元吸氧流量调节阀和湿化瓶组成；所述压氧单元包括由管路依次连接的压氧流量调节阀、缓冲罐、三级氧气压缩机、单向阀和氧气瓶。本发明专利技术通过机电一体化设计的小型智能化制压氧一体机，同时具有制氧和压氧功能，实现了制氧和压氧的有机结合，提高了系统的集成度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氧气制备
以及氧气加压灌装
，尤其涉及采用变压吸附工艺制备可供氧疗保健用氧气及通过多级压缩对氧气加压灌装

技术介绍
近年来，随着生活水平的提高，人们对身体健康更加关注，其中氧疗和氧保健作为增强体质、预防疾病的一种新方法正逐渐被接受。小型制氧机这一新兴行业也随之悄然兴起，并表现出了强劲的增长趋势。目前，小型制氧机已广泛应用于心血管疾病、脑血管疾病、 呼吸系统疾病、高原反应与高原病、老年病、儿童呼吸道感染疾病、睡眠性低氧血症及煤气中毒缺氧等疾病的配合治疗，适用于家庭、医院、疗养院、干休所、美容健身中心、高原哨所、 体育训练中心等场所，除缺氧患者氧疗外，还成为广脑力劳动者、运动员、老年人、孕妇、儿童等进行脑力和体力恢复、辅助治疗和生理保健的伙伴。目前，在我国大部分乡镇及边远地区，由于常规氧气站的制氧压氧设备庞大，投资大，技术含量高，操作复杂，环境要求严格，再加上受地理位置及交通条件的限制，氧气供应存在短缺问题。虽然小型制氧机已在有些地区推广使用，但制取的氧气只能随用随制，不能充瓶储存，使用受到很多限制，而且，受诸多因素的影响，集产氧与压氧一体的小型制压氧机在我国未有开发，使得没有大型氧站的地区和单位氧气充瓶困难，严重影响了需要氧气单位及个人的用氧需求。中国专利200620082260. 9介绍了一种小型制氧机，该制氧机采用分子筛变压吸附工艺制备富氧气体，只能制备富氧气体，是独立的制氧系统，不能对制备的氧气进行加压充瓶。中国专利200820087034. 9介绍了一种采用氧气收集装置的氧气压缩机，属于大型独立的压氧装置，没有氧气来源即无法工作，而且体积大，不适合小型制压氧一体机的集成。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题就是要提供一种小型设备，可以同时进行氧气的制备和氧气的加压灌充，并且具备制氧、吸氧和压氧同时进行的功能。本专利技术小型制氧压氧一体机，包括壳体，壳体内设置由控制系统分别控制的制氧单元、压氧单元和供氧单元；所述控制系统采用单片机或可编程序控制器；所述制氧单元包括由管路依次连接的空气过滤器、空气干燥器、空气压缩机、散热器、吸附塔和储氧罐，位于吸附塔顶端的二位五通阀与吸附塔集成在一起，吸附塔的排氮口下端安装排氮消声器，储氧罐的出气端安装调压阀，调压阀的后段管路安装氧气浓度传感器和氧气流量传感器；所述供氧单元由管路依次连接的供氧单元吸氧流量调节阀和湿化瓶组成；所述压氧单元包括由管路依次连接的压氧流量调节阀、缓冲罐、三级氧气压缩机、 单向阀和氧气瓶，三级氧气压缩机与单向阀之间设置压力传感器；氧气流量传感器的后段管路通过三通阀分别供氧单元吸氧流量调节阀和压氧流量调节阀。所述空气压缩机隔音罩两侧设置空气过滤器，过滤器下端设置空气干燥器，散热器位于空气压缩机隔音罩的前侧，储氧罐位于散热器的右侧，吸附塔位于空气压缩机的右侧。所述空气压缩机采用无油活塞式压缩机。所述吸附塔采用双塔结构或多塔结构。所述三级氧气压缩机外面设置隔音罩，三级氧气压缩机采用三级无油活塞式压缩。氧气制备采用变压吸附工艺，从空气中制取。空气经空气过滤器滤除空气中的固体颗粒，然后通过干燥器去除多余的水分，因为空气中的水分会对分子筛的分离效果及使用寿命造成影响。干燥后的空气经压缩机压缩加压到一定压力后，通过二位五通阀进入吸附塔内进行氮气吸附，吸附塔为两塔或多塔结构，吸附塔内通过压力的改变交替进行加压吸附和减压解吸，以保证氧气持续稳定产生。为了提高氧气浓度，在吸附和解吸过程中设计了均压过程，其过程通过控制阀门的开合来实现。变压吸附产生的氧气，一部分通过限流阀限流后对另一正在解吸的吸附塔进行反吹，另一部分通过单向阀后进入储气罐。解吸出来的氮气则通过控制阀门排出，为了消除排氮过程中产生的噪声，在排氮口配置了排氮消声器。制氧单元制备的氧气经过储氧罐储备缓冲后，可以经流量计和湿化瓶湿化后供人员吸用，也可以直接经氧气缓冲罐进入压氧单元进行压缩充瓶，也可以同时为直接吸用和压氧充瓶提供氧气。对于压氧单元，在氧气压缩机的进气端配置了氧气缓冲罐，以减少压氧时压缩机不连续进气对吸氧接口造成的影响。氧气压缩机采用三级活塞式无油压缩，出口压力可达 13MPa以上，在压缩机的出气口配置了单向阀，防止压氧时氧气的回流。在单向阀后配置工作压力为20MPa的软管或硬管，管接头为M14*l. 5的内螺纹，此螺纹为标准小型氧气瓶压氧接口，可以方便对多种规格氧气瓶进行充氧。智能化自动控制系统采用单片机或可编程序控制器(PLC)设计，该控制系统除完成制氧系统的工艺循环流程控制外，还设计有多项报警检测功能，如低压报警、高压报警、 断电报警、切换超时报警、低氧报警及氧浓度指示等程序。在制氧单元出口处设置了氧气浓度传感器和流量传感器，以便对产氧状态及过程进行实时监测。当制氧单元运行时，显示屏定量显示氧气浓度值，当氧气浓度低于设定值时，系统声光报警。在压氧单元氧气出口处设置压力传感器，能够对压氧及充瓶压力进行实时监测，当压氧压力达到设定值时，压氧单元声光提示，并自动停止压氧程序。故障报警系统的设计，能及时发出系统运转不正常时的信号，以便及时停机维修，避免长时间非正常运行造成设备元件的损坏。此外，还设计有定时及LED显示等功能。本专利技术实现了制氧和压氧功能的有机结合，具有工艺合理、自动化程度高、使用方便、体积小重量轻、便于携带等的优点。1、通过机电一体化设计的小型智能化制压氧一体机，同时具有制氧和压氧功能， 实现了制氧和压氧的有机结合，提高了系统的集成度。2、以空气为原料和通过变压吸附工艺原理设计的制氧单元，可随时随地连续制备直接使用和加压充瓶的氧气，拓宽了制氧机的使用范围。3、通过三级活塞压缩工艺设计的压氧单元，对制氧单元产生的氧气经进行加压充瓶，把氧气储存在氧气瓶中，可随时随地用氧。4、标准化压氧接口的设计，便于不同规格氧气瓶的灌装。5、智能化控制系统实现了制氧和压氧的控制系统集成，具有多种运行模式及运行状态监测功能，提高了自动化水平，保证了制压氧一体机运行的安全性和可靠性。6、小型化的结构设计，使制压氧一体机体积小、重量轻，携带使用方便。附图说明图1是本专利技术的工艺结构示意图2是本专利技术的主视示意图3是本专利技术的左视示意图4是本专利技术去掉压缩机隔音罩后的右视示意图。图中标号1、空气过滤器，2、空气干燥器，3、空气压缩机，4、散热器，5、二位五通阀，6、排氮消声器，7、吸附塔，8、单向阀，9、储氧罐，10、调压阀，11、氧浓度传感器，12、流量传感器，13、流量计，14、三通阀，15、吸氧流量调节阀，16、湿化瓶，17、压氧流量调节阀，18、 缓冲罐，19、三级氧气压缩机，20、压力传感器，21、单向阀，22、氧气瓶，23、控制箱。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详述。小型智能化制压氧一体机的工艺结构如图1所示，空气由设置在制氧单元压缩机隔音罩两侧的空气过滤器1进行过滤，除去颗粒物后，经设置在过滤器下端和空气压缩机隔音罩两侧的空气干燥器2干燥，以除去空气中的水分，干燥后的空气经联结管路至隔音罩内的空气压缩机3，空气压缩机3采用无油活塞式压缩机，把空气加压压缩到一定压力， 以便进行氧氮分离。在空气压缩过程中，空气温度会升高，为了降低空气温度升高对分子筛吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱孟府，陈平，宁青松，邓橙，宿红波，游秀东，朱路，苑英海，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所，
类型：发明
国别省市：