[发明专利]一种变压吸附制氧机

说明书

本发明涉及一种变压吸附制氧机，将吸附罐顶部排出的氧气气流的一部分回流至原料气罐中，与空气混合形成高含氧的原料气，用于空分制氧，由于原料气中氮气含量被回流的氧气稀释，因此在穿越床层时，因氮气吸附导致的气流压力损失相较于直接空气进料而言变小，从而保证吸附罐顶部的分子筛颗粒处于相对更高的压力环境，从而具备更高的吸附分离能力，提高了整体床层的氮吸附量；通过使用梯度粒径的分子筛颗粒改善了床层阻力和氮吸附量在床层高度上的分布，使得在传统填充方案中的因床层阻力和氮吸附双重原因导致的低气压环境的床层顶部局部了相对更高的气压环境和非气压原因的氮吸附性能(高比表面积导致)；为克服梯度粒径的填充层带来的逆放难题，在吸附罐内设置若干逆放支管，以辅助逆放排气，极大改善了逆放排气效率。

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，具体涉及一种变压吸附制氧机。

背景技术

制氧机是一种常见的医疗设备，目前常规的医用制氧机，按其制氧原理可以分为两类：一类是通过电解水制造氧气；另一类是利用分子筛吸附分离空气制氧，即变压吸附(Pressure Swing Adsorption.简称PSA)；电解水制氧方式分离成本低，噪音低，制氧浓度高，但易产生安全性隐患。虽然分子筛制氧的理论最高浓度仅为96％，低于电解水制氧和深冷制氧(主要用于大型工业化制氧)，但其设备简单，安全性高，且制氧浓度能够满足大多数临床用氧需求，因此是目前临床用于患者缺氧预防和治疗的主要方式。

PSA制氧的核心部件是分子筛吸附罐，目前，主流的分子筛吸附罐均采用固定床填充模式，即将颗粒状沸石分子筛堆叠填充于罐体内，吸附时，使空气按预定流向穿过床层实现对空气中氮气或氧气的吸附。这一过程中，为保证出口氧浓度，需保证足够的床层厚度(指空气穿越床层的路径)，使空气在穿越床层的过程中，气流中的氮气被逐渐吸附完全。由于空气中氮气的含量占78％；床层两端存在明显的压降，该压降导致位于床层两端的分子筛表现出不同的吸附效率(上游侧压力高，分子筛吸附量大；下游侧压力低，分子筛吸附量少)，进而导致要保证出口含氧量时，需使用更大的床层厚度，并且会导致下游侧分子筛的低利用率；再者，由于上游侧分子筛接触的气流中氮含量相对较大，会最先达到吸附饱和从而失去分离功能；而此时，上游侧分子筛仍由于气流中大量氮气已被吸附，处于相对低压的工作环境，其相对吸附量也已接近饱和。因此，为提供相对长的吸附工作周期，以允许完成另一吸附罐的解吸再生过程，需要在吸附罐中填充足量的分子筛吸附剂以应对上游侧分子筛过早的吸附饱和时间。但余量的分子筛吸附剂会导致更大的床层阻力，从而进一步拉大上下游吸附剂的吸附能力差异。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发提供一种制氧机。具体方案如下：

提供一种变压吸附制氧机，包括左右两个分子筛吸附罐、空压机和原料气罐；所述空压机连接原料气罐并向其供给空气；所述原料气罐分别通过左、右原料气管连接左罐和右罐底部的进气口；所述左、右原料气管上分别布置有进气阀；所述左、右罐内部均填充有分子筛吸附剂，用于吸附原料气中的氮气；所述左、右罐顶部的排气口分别通过左、右排气管连接产品气管；所述左、右排气管上分别设置有排气阀；所述左、右原料气管上位于进气阀与对应吸附罐的进气口之间的某一位置分别通过一带逆放阀的管线连通逆放管；所述左、右排气管上位于排气阀对应吸附罐的排气口之间的某一位置通过一带均压阀的均压管连通。

所述制氧机还包括氧回流管和布置在其上的回流氧压缩机；所述氧回流管的下端连接原料气罐；所述左、右排气管上位于排气阀的上游某处分别通过一带回流阀的回流支管连接氧回流管的上端。

本发明的所述制氧机工作时，吸附罐顶部排出的氧气的一部分通过回流氧压缩机加压后进入原料气罐，与空压机输送来的空气混合成为高含氧原料气；该高含氧原料气随后进入吸附罐进行空分制氧。在相应吸附罐的吸附过程中，氧气持续回流。