[发明专利]一种小型智能化制压氧一体机

说明书

技术领域

本发明涉及氧气制备技术领域以及氧气加压灌装技术领域，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领域。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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*1.5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。