變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)和制氧方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)和制氧方法，制氧機(jī)包括：空氣壓縮單元、散熱干燥單元、制氧吸附單元、壓力傳感器、控制單元和變頻器；空氣壓縮單元的第一輸出端與散熱干燥單元的第一輸入端連接，散熱干燥單元的第一輸出端與制氧吸附單元的第一輸入端連接；壓力傳感器的輸入端與散熱干燥單元的第一輸出端連接，壓力傳感器的輸出端與控制單元的第一輸入端連接；變頻器的輸入端與控制單元的第一輸出端連接，變頻器的輸出端與空氣壓縮單元的第一輸入端連接。控制單元根據(jù)壓力傳感器傳遞的控制信號(hào)通過(guò)變頻器改變空氣壓縮單元的電源工作頻率。本發(fā)明能夠在空氣稀薄程度不同的各個(gè)不同海拔高度的地區(qū)中都滿足制氧需求。
【專利說(shuō)明】
變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)和制氧方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)和制氧方法，屬于醫(yī)療保健器械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓吸附(Pressure Swing Absorpt1n，簡(jiǎn)稱:PSA)制氧技術(shù)是以空氣為原料，以沸石分子篩為吸附劑，對(duì)空氣施以一定壓力后通入吸附劑中，在一定壓力下，沸石分子篩能夠吸附空氣中的氮?dú)猓瑥亩鴮⒖諝庵械难鯕飧患?，并且在沸石分子篩吸附氮?dú)怙柡蜁r(shí)，對(duì)沸石分子篩降壓使氮?dú)饨馕脚懦龆鴮?duì)沸石分子篩進(jìn)行再生重復(fù)利用。因此，變壓吸附制氧技術(shù)通過(guò)加壓吸附、減壓解吸附的快速循環(huán)過(guò)程，使空氣原料中的氧氣、氮?dú)夥蛛x從而制備儲(chǔ)存氧氣。
[0003]隨著我國(guó)近幾年來(lái)在西部高原經(jīng)濟(jì)建設(shè)工作的大量開展，對(duì)于在高原野外工作中的需氧量也越來(lái)越多，現(xiàn)有的小型可攜帶式變壓吸附制氧機(jī)分為平原型制氧機(jī)和高原型制氧機(jī)，其中，平原型制氧機(jī)主要適用于空氣密度大、氣壓正常的平原地區(qū)，在該類地區(qū)通過(guò)氣栗很容易抽取足夠量空氣，從而將空氣以一定壓力送入沸石分子篩中完成制氧過(guò)程，但是平原型制氧機(jī)在高原使用時(shí)，因吸附床進(jìn)氣壓力不足，或產(chǎn)氧量、氧濃度等指標(biāo)達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，或閥打不開不能正常開機(jī)運(yùn)行。而高原型制氧機(jī)在平原使用時(shí)，因吸附床進(jìn)氣壓力過(guò)高，或吸附床穿透氧濃度急速下降，或壓力阻塞不能正常運(yùn)行。因此，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有能夠同時(shí)適用于高原地區(qū)以及平原地區(qū)的制氧機(jī)和制氧方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)和制氧方法，用于解決現(xiàn)有的小型可攜帶式變壓吸附制氧機(jī)無(wú)法既能適用于平原地區(qū)又能適應(yīng)于海拔較高的空氣稀薄的高原地區(qū)的缺陷。
[0005]本發(fā)明提供一種變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)，包括:空氣壓縮單元、散熱干燥單元、制氧吸附單元、壓力傳感器、控制單元和變頻器；
[0006]所述空氣壓縮單元的第一輸出端與所述散熱干燥單元的第一輸入端連接，所述散熱干燥單元的第一輸出端與所述制氧吸附單元的第一輸入端連接，所述空氣壓縮單元用于從大氣中抽取空氣并對(duì)所述抽取的空氣進(jìn)行壓縮過(guò)濾；
[0007]所述壓力傳感器的輸入端與所述散熱干燥單元的第一輸出端連接，所述壓力傳感器的輸出端與所述控制單元的第一輸入端連接；
[0008]所述變頻器的輸入端與所述控制單元的第一輸出端連接，所述變頻器的輸出端與所述空氣壓縮單元的第一輸入端連接，所述變頻器用于改變所述空氣壓縮單元的工作頻率；
[0009]所述壓力傳感器用于監(jiān)測(cè)進(jìn)入所述制氧吸附單元中空氣的壓力值，并將所述壓力值傳遞至所述控制單元；
[0010]所述控制單元用于當(dāng)所述壓力值低于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)向所述變頻器發(fā)出控制信號(hào)，以使所述變頻器提高所述空氣壓縮單元的工作頻率。
[0011 ] 進(jìn)一步地，還包括:氧氣流量監(jiān)測(cè)單元和氧氣純度監(jiān)測(cè)單元，所述氧氣流量監(jiān)測(cè)單元的輸入端和氧氣純度監(jiān)測(cè)單元的輸入端分別與所述制氧吸附單元的氧氣輸出端連接，所述氧氣流量監(jiān)測(cè)單元的第一輸出端和所述控制單元的第二輸入端連接，所述氧氣純度監(jiān)測(cè)單元的輸出端和所述控制單元的第三輸入端連接。
[0012]進(jìn)一步地，還包括:制氧流程驅(qū)動(dòng)單元，所述制氧流程驅(qū)動(dòng)單元的輸入端與所述控制單元的第二輸出端連接，所述制氧流程驅(qū)動(dòng)單元的輸出端與所述制氧吸附單元的第二輸入端連接；
[0013]所述制氧流程驅(qū)動(dòng)單元用于改變所述制氧吸附單元的制氧工作參數(shù)。
[0014]進(jìn)一步地，所述制氧流程驅(qū)動(dòng)單元包括步進(jìn)電機(jī)。
[0015]進(jìn)一步地，所述空氣壓縮單元包括氣栗和過(guò)濾器，所述過(guò)濾器的輸出端與所述氣栗的輸入端連接，所述過(guò)濾器用于過(guò)濾所述氣栗從大氣中抽取的空氣，所述氣栗用于對(duì)所述抽取的空氣進(jìn)行壓縮。
[0016]進(jìn)一步地，所述散熱干燥單元包括互相連接的散熱器和旋轉(zhuǎn)分離器。
[0017]進(jìn)一步地，所述散熱干燥單元的第一輸出端、所述制氧吸附單元的第一輸入端和所述壓力傳感器的輸入端通過(guò)三通連接。
[0018]進(jìn)一步地，還包括接口板，所述接口板包括電路接口、氣路接口和排水接口；
[0019]所述電路接口用于向所述制氧機(jī)提供工作電源;所述氣路接口與所述氧氣流量監(jiān)測(cè)單元的第二輸出端連接，用于接收氧氣并向儲(chǔ)氧設(shè)備和/或壓氧設(shè)備輸送所述氧氣;所述排水接口與所述散熱干燥單元的第二輸出端連接，用于排放所述散熱干燥單元中的積水。[°02°]進(jìn)一步地，還包括與所述控制單元連接的操作顯示屏。
[0021]本發(fā)明還提供一種變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧方法，利用上述任一所述的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)進(jìn)行，所述方法包括如下步驟:
[0022]I)所述空氣壓縮單元從外界環(huán)境中抽取空氣進(jìn)行過(guò)濾壓縮，得到壓縮空氣，并將所述壓縮空氣輸入至所述散熱干燥單元；
[0023]2)所述散熱干燥單元接收所述壓縮空氣并對(duì)所述壓縮空氣進(jìn)行除水處理，得到所述干燥壓縮空氣，并將所述干燥壓縮空氣輸入至所述壓力傳感器和所述制氧吸附單元；
[0024]3)所述壓力傳感器監(jiān)測(cè)所述干燥壓縮空氣的壓力值，并將所述壓力值傳送至所述控制單元；
[0025]4)所述控制單元接收所述壓力值，并將所述壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述壓力值小于所述第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述控制單元向所述變頻器傳遞控制信號(hào)提高所述空氣壓縮單元工作頻率直至所述壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值相同；
[0026]5)當(dāng)所述壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值相同后，所述制氧吸附單元對(duì)所述干燥壓縮空氣進(jìn)行氮?dú)馕剑玫窖鯕狻?br>[0027]本發(fā)明提供的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)和制氧方法，通過(guò)壓力傳感器監(jiān)測(cè)進(jìn)入制氧吸附單元的壓縮空氣壓力，即壓縮空氣的進(jìn)氣量，并將該壓力以電信號(hào)的方式傳遞至控制單元，控制單元將壓縮空氣的壓力值與自身儲(chǔ)存的第一預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)壓力值低于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制單元向變頻器傳遞頻率升高信號(hào)使變頻器帶動(dòng)空氣壓縮單元以高頻率工作，從而使空氣壓縮單元能夠從外界抽取更多空氣量以滿足當(dāng)前對(duì)制氧量與氧純度的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)模塊示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明中接口板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]圖1為本發(fā)明的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)模塊示意圖。請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)包括空氣壓縮單元1、散熱干燥單元2、制氧吸附單元3、壓力傳感器4、控制單元5和變頻器6;空氣壓縮單元I的第一輸出端11與散熱干燥單元2的第一輸入端22連接，散熱干燥單元2的第一輸出端21與制氧吸附單元3的第一輸入端32連接，空氣壓縮單元I用于從大氣中抽取空氣并對(duì)抽取的空氣進(jìn)行壓縮過(guò)濾;壓力傳感器4的輸入端42與散熱干燥單元2的第一輸出端21連接，壓力傳感器4的輸出端41與控制單元5的第一輸入端52連接;變頻器6的輸入端62與控制單元5的第一輸出端51連接，變頻器6的輸出端61與空氣壓縮單元I的第一輸入端12連接，變頻器6用于改變空氣壓縮單元I的工作頻率;壓力傳感器4用于監(jiān)測(cè)進(jìn)入制氧吸附單元中3空氣的壓力值，并將壓力值傳遞至控制單元5;控制單元5用于當(dāng)壓力值低于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)向變頻器6發(fā)出控制信號(hào)，以使變頻器6提高空氣壓縮單元I的工作頻率。
[0033]空氣壓縮單元I用于抽取外界的空氣并且對(duì)抽取的空氣進(jìn)行壓縮生成壓縮空氣，壓縮空氣從空氣壓縮單元I輸出后，在壓力作用下輸入散熱干燥單元2，在散熱干燥單元2中，壓縮空氣經(jīng)過(guò)散熱其中的水蒸氣會(huì)被冷卻冷凝成水，經(jīng)過(guò)散熱干燥單元2中的旋轉(zhuǎn)分離裝置處理后水分會(huì)與氣體完成離心分離，從而得到干燥后的壓縮空氣。干燥后的壓縮空氣從散熱干燥單元2輸出后進(jìn)入制氧吸附單元3，制氧吸附單元3中的分子篩在接觸到帶有壓力的干燥后的壓縮空氣后，會(huì)對(duì)干燥后的壓縮空氣進(jìn)行氮?dú)馕?，進(jìn)而得到氧氣。
[0034]由于吸附氮?dú)獾姆肿雍Y在不同壓力下對(duì)于氮?dú)獾奈侥芰Σ煌?，只有進(jìn)入分子篩的空氣壓力達(dá)到一定的要求后，分子篩才能完成對(duì)氮?dú)獾奈?。因而在不同的海拔高度下，為了滿足制氧量的需求，對(duì)于進(jìn)入制氧吸附單元3的壓縮空氣的進(jìn)氣量需要進(jìn)行調(diào)節(jié)以使其達(dá)到分子篩的吸附需求。本發(fā)明的制氧機(jī)能夠適用于各種海拔高度的高原地區(qū)，將分子篩的氮?dú)馕降膲毫π枨笞鳛閷?duì)進(jìn)入制氧吸附單元3的壓縮空氣的壓力限定，該壓力即為當(dāng)前分子篩能夠完成氮?dú)馕降淖罴褖嚎s空氣進(jìn)氣量，即上述的第一預(yù)設(shè)閾值。一般的，當(dāng)海拔高度為0-5000m的任何海拔高度時(shí)，該第一預(yù)設(shè)閾值為0.22-0.23MPa，該第一預(yù)設(shè)閾值可以人為設(shè)定并儲(chǔ)存在控制單元5中。
[0035]當(dāng)本發(fā)明的制氧機(jī)在完成了空氣壓縮、干燥步驟后，壓力傳感器4會(huì)對(duì)即將進(jìn)入制氧吸附單元3中的干燥后的壓縮空氣進(jìn)行壓力檢測(cè)，并將該壓力檢測(cè)的具體結(jié)果以電信號(hào)的方式傳遞至控制單元5，此時(shí)控制單元5會(huì)將接收到的壓力值與儲(chǔ)存在其中的第一預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)接收到的壓力值低于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制單元5會(huì)向變頻器6傳遞頻率升高的信號(hào)，從而使變頻器6帶動(dòng)空氣壓縮單元I以較高電源頻率工作，從而使空氣壓縮單元I能夠在單位時(shí)間內(nèi)從外界抽取更多空氣以達(dá)到第一預(yù)設(shè)預(yù)閾值的要求。同樣的，當(dāng)接收到的壓力值高于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制單元5會(huì)向變頻器6傳遞頻率降低的信號(hào)，從而使變頻器6帶動(dòng)空氣壓縮單元I以較低電源頻率工作，從而在降低空氣壓縮單元I能耗的同時(shí)又能夠達(dá)到第一預(yù)設(shè)預(yù)閾值的要求。
[0036]本發(fā)明的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)適用于不同海拔高度的高原地區(qū)，通過(guò)監(jiān)測(cè)進(jìn)入制氧吸附單元3中的壓縮空氣量來(lái)調(diào)整空氣壓縮單元對(duì)外界空氣的抽氣量，從而滿足在不同海拔高度下吸附分子篩對(duì)于氮?dú)獾淖罴盐侥芰?，并最終在最優(yōu)能耗下達(dá)到在當(dāng)前海拔高度下的制氧需求。
[0037]進(jìn)一步地，為了進(jìn)一步滿足制氧需求，還包括氧氣流量監(jiān)測(cè)單元7和氧氣純度監(jiān)測(cè)單元8，氧氣流量監(jiān)測(cè)單元7的輸入端72和氧氣純度監(jiān)測(cè)單元8的輸入端82分別與制氧吸附單元3的氧氣輸出端31連接，氧氣流量監(jiān)測(cè)單元7的第一輸出端71和控制單元5的第二輸入端522連接，，氧氣純度監(jiān)測(cè)單元8的輸出端81和控制單元5的第三輸入端533連接。
[0038]上述的氧氣流量監(jiān)測(cè)單元7能夠用于對(duì)制氧吸附單元3輸出的氧氣進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)并向控制單元5進(jìn)行反饋，氧氣純度監(jiān)測(cè)單元8能夠用于對(duì)制氧吸附單元3輸出的氧氣進(jìn)行純度監(jiān)測(cè)并向控制單元5進(jìn)行反饋。可想的，制氧吸附單元3還包括一個(gè)氮?dú)廨敵龆?圖中未示出)，該氮?dú)廨敵龆四軌蛴糜诋?dāng)分子篩對(duì)氮?dú)馕斤柡蜁r(shí)，通過(guò)降壓處理使吸附在分子篩上的氮?dú)饨馕脚欧懦鰜?lái)，從而滿足分子篩的循環(huán)利用。值得注意的是，本發(fā)明并不限制制氧吸附單元3中的分子篩塔的個(gè)數(shù)。
[0039]進(jìn)一步地，還包括:制氧流程驅(qū)動(dòng)單元9，制氧流程驅(qū)動(dòng)單元9的輸入端92與控制單元5的第二輸出端511連接，制氧流程驅(qū)動(dòng)單元9的輸出端91與制氧吸附單元3的第二輸入端322連接，制氧流程驅(qū)動(dòng)單元9用于改變制氧吸附單元3的制氧工作參數(shù)。在干燥后的壓縮空氣滿足分子篩對(duì)氮?dú)獾奈綁毫?，為了能夠更加精確控制輸出氧氣的流量和純度，還可以在控制單元5中存儲(chǔ)氧氣流量閾值和氧氣純度閾值，當(dāng)氧氣流量監(jiān)測(cè)單元7和氧氣純度監(jiān)測(cè)單元8向控制單元5反饋的實(shí)時(shí)值與氧氣流量閾值和氧氣純度閾值不匹配時(shí)，控制單元5能夠會(huì)向制氧流程驅(qū)動(dòng)單元9進(jìn)行信號(hào)傳遞，使制氧流程驅(qū)動(dòng)單元9對(duì)制氧吸附單元3的工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，例如氮?dú)獾奈綍r(shí)間、氮?dú)獾慕馕綍r(shí)間以及均壓時(shí)間等，直至當(dāng)前的氧氣流量與氧氣純度分別與存儲(chǔ)在控制單元5中的氧氣流量閾值和氧氣純度閾值相匹配。
[0040]可以想到的是，當(dāng)制氧流程驅(qū)動(dòng)單元9對(duì)制氧吸附單元3的工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整使，很有可能進(jìn)入制氧吸附單元3的干燥后的壓縮空氣的壓力也受到影響，此時(shí)，壓力傳感器4還需執(zhí)行壓力監(jiān)測(cè)任務(wù)從而滿足第一預(yù)設(shè)閾值的需求。因此，本發(fā)明的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)能夠在不同海拔高度的高原地區(qū)中正常工作，并且確保當(dāng)前制氧量和氧純度達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
[0041]在一實(shí)施方式中，制氧流程驅(qū)動(dòng)單元9中包括步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)對(duì)制氧吸附單元的工作參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)制氧吸附單元3進(jìn)行氣體分配，實(shí)現(xiàn)制氧吸附單元3內(nèi)分子篩吸附劑的氧氮分離。
[0042]進(jìn)一步地，空氣壓縮單元I包括氣栗和過(guò)濾器，過(guò)濾器的輸出端與氣栗的輸入端連接，過(guò)濾器用于過(guò)濾氣栗從大氣中抽取的空氣，氣栗用于對(duì)所述抽取的空氣進(jìn)行壓縮。氣栗用于從大氣中抽取空氣，并對(duì)抽取的空氣進(jìn)行壓縮。本發(fā)明中的氣栗必須能夠在變頻器的控制下進(jìn)行正常的工作運(yùn)轉(zhuǎn)。優(yōu)選的，本發(fā)明的氣栗可以選用渦旋氣栗。
[0043]進(jìn)一步地，散熱干燥單元2包括互相連接的散熱器和旋轉(zhuǎn)分離器。散熱器與空氣壓縮單元的輸出端相連，用于對(duì)壓縮空氣進(jìn)行散熱，通過(guò)降溫進(jìn)行一級(jí)冷卻水分離。旋轉(zhuǎn)分離器與散熱器輸出端相連，用于二級(jí)氣水分離，最終完成壓縮空氣的干燥除水處理。
[0044]進(jìn)一步地，散熱干燥單元2的第一輸出端21、制氧吸附單元3的第一輸入端32和壓力傳感器4的輸入端42通過(guò)三通連接。通過(guò)三通的連接方式，能夠滿足壓力傳感器4對(duì)于從散熱干燥單元2輸出的干燥壓縮空氣的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，優(yōu)選的，可以將三通設(shè)置在靠近制氧吸附單元3的一側(cè)，例如離制氧吸附單元3約20cm，該設(shè)置能夠保證壓力傳感器4監(jiān)測(cè)到最準(zhǔn)確的即將進(jìn)入制氧吸附單元3中的干燥后的壓縮空氣壓力，避免由于散熱干燥單元2和制氧吸附單元3之間管道雜質(zhì)等所可能造成的壓力誤差。
[0045]進(jìn)一步地，還包括接口板。圖2為本發(fā)明中接口板的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)參考圖2。接口板包括電路接口 a、氣路接口 b和排水接口 c;電路接口 a用于向制氧機(jī)提供工作電源，氣路接口 b與氧氣流量監(jiān)測(cè)單元7的第二輸出端連接，用于接收氧氣并向儲(chǔ)氧設(shè)備和/或壓氧設(shè)備輸送氧氣;排水接口 c與散熱干燥單元2的第二輸出端連接，用于排放散熱干燥單元2中的積水。
[0046]為了避免制氧機(jī)中管路過(guò)于繁瑣，可以在制氧機(jī)中設(shè)置一接口板，該接口板專門用于完成制氧機(jī)與外界的輸入和輸出。電路接口a能夠?yàn)橹蒲鯔C(jī)提供工作電源確保制氧機(jī)的正常運(yùn)行，包括電氣安全用的接地端子al、電源輸入用電連接器a2和電源轉(zhuǎn)接輸出的電連接器a3;氣路接口b是氧氣輸出快插接口，能夠與氧氣流量監(jiān)測(cè)單元的第二輸出端連接，完成氧氣的輸出。排水接口c可以與散熱干燥單元2連接，用于收集并排出壓縮空氣在散熱降溫和旋轉(zhuǎn)分離后所產(chǎn)生的水分，包括冷卻排水和分離排水轉(zhuǎn)換旋鈕c I和排水快插接口c20
[0047]進(jìn)一步，還包括與控制單元5連接的操作顯示屏10。操作顯示屏10能夠便于用戶操作，例如可以完成對(duì)于第一預(yù)設(shè)閾值、氧氣流量閾值和氧氣純度閾值的設(shè)定與輸入從而使其存入控制單元5中，還可以完成壓力傳感器4對(duì)進(jìn)入制氧吸附單元3中干燥壓縮空氣壓力、當(dāng)前氧氣流量和氧氣純度的可視化，便于用戶更加直觀的了解當(dāng)前制氧機(jī)的工作狀態(tài)。優(yōu)選的，該操作顯示屏可以是觸摸屏，設(shè)備的開機(jī)和關(guān)機(jī)也可以通過(guò)該操作顯示屏進(jìn)行。
[0048]本發(fā)明的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作。通過(guò)壓力傳感器對(duì)進(jìn)入制氧吸附單元中干燥壓縮空氣壓力的壓力值進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè)和調(diào)整，從而滿足不同海拔高度下制氧機(jī)的正常工作條件，使氮?dú)夥肿雍Y都能處在最佳吸附條件下滿足對(duì)氮?dú)獾奈?，進(jìn)而能夠在高原地區(qū)制備得到氧氣，因此本發(fā)明在西部高原地區(qū)的野外應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援、野戰(zhàn)醫(yī)療救治和高原病預(yù)防、緩解與救治等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0049]圖3為本發(fā)明變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧方法實(shí)施例的流程示意圖。如圖3所示，本實(shí)施例提供的制氧方法是利用上述的制氧機(jī)進(jìn)行的，包括:
[0050]SlOl:空氣壓縮單元從外界環(huán)境中抽取空氣進(jìn)行過(guò)濾壓縮，得到壓縮空氣，并將壓縮空氣輸入至散熱干燥單元。
[0051]具體地，空氣壓縮單元從外界環(huán)境中以一電源頻率抽取空氣并對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾壓縮，得到壓縮空氣，由于此時(shí)的壓縮空氣具有一定壓力因此在壓力作用下，壓縮空氣從空氣壓縮單元中流出后會(huì)流向散熱干燥單元。
[0052]本發(fā)明的空氣壓縮單元中的過(guò)濾器能夠?qū)ν饨绯槿〉目諝膺M(jìn)行過(guò)濾，并最終得到雜質(zhì)粒徑小于或等于ΙΟμπι、雜質(zhì)含量小于或等于0.5mg/m3的具有一定清潔度的空氣。
[0053]S102:散熱干燥單元接收壓縮空氣并對(duì)壓縮空氣進(jìn)行除水處理，得到干燥壓縮空氣，并將干燥壓縮空氣輸入至壓力傳感器和制氧吸附單元。
[0054]當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入散熱干燥單元后，散熱干燥單元中的散熱器會(huì)對(duì)壓縮空氣進(jìn)行降溫處理，使其中的部分水蒸氣冷凝為水，進(jìn)而散熱干燥單元中的旋轉(zhuǎn)分離器會(huì)對(duì)水進(jìn)行分離，從而獲得除水后的干燥壓縮空氣。該干燥壓縮空氣繼續(xù)在壓力作用下由散熱干燥單元流向壓力傳感器和制氧吸附單元。
[0055]S103:壓力傳感器監(jiān)測(cè)干燥壓縮空氣的壓力值，并將壓力值傳送至控制單元。
[0056]壓力傳感器接收到干燥壓縮空氣后，會(huì)對(duì)該干燥壓縮空氣進(jìn)行壓力檢測(cè)，并將該檢測(cè)結(jié)果反饋至控制單元。
[0057]S104:控制單元接收壓力值，并將壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)壓力值小于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制單元向變頻器傳遞控制信號(hào)提高空氣壓縮單元工作頻率直至壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值相同。
[0058]第一預(yù)設(shè)閾值為在當(dāng)前制氧環(huán)境下，制氧吸附單元中的分子篩能夠?qū)諝庵械牡獨(dú)膺M(jìn)行正常吸附的壓力值。當(dāng)制氧環(huán)境為海拔高度較高的環(huán)境且空氣稀薄時(shí)，壓力傳感器檢測(cè)到的壓力值會(huì)低于該第一預(yù)設(shè)閾值，也就是說(shuō)，當(dāng)前的干燥壓縮空氣的進(jìn)氣量無(wú)法滿足分子篩對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行吸附的吸附條件，此時(shí)無(wú)法正常進(jìn)行制氧流程。因此一旦壓力傳感器檢測(cè)到的壓力值低于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制單元會(huì)輸出控制信號(hào)，控制變頻器提高空氣壓縮單元的供電電源頻率，從而提高壓縮空氣流量直至壓力傳感器檢測(cè)到的壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值相同。
[0059]S105:當(dāng)壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值相同后，制氧吸附單元對(duì)干燥壓縮空氣進(jìn)行氮?dú)馕?，得到氧氣?br>[0060]當(dāng)壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值相同后，也就是說(shuō)此時(shí)進(jìn)入制氧吸附單元中的干燥壓縮空氣的流量與當(dāng)前海拔高度下分子篩吸附氮?dú)獾膲毫?shù)匹配，分子篩能夠正常的對(duì)進(jìn)入其的干燥壓縮空氣進(jìn)行氮?dú)馕剑瑥亩瓿裳鯕獾闹苽涓患?br>[0061 ]本發(fā)明提供的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧方法，能夠適應(yīng)不同海拔高度空氣密度(或稱大氣壓)變化的應(yīng)用場(chǎng)合要求，為制氧吸附組件提供相對(duì)恒定的進(jìn)氣量，以使制氧機(jī)不受海拔高度的影響達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)的制氧指標(biāo)，從而解決制氧機(jī)制氧吸附組件進(jìn)氣壓力隨海拔高度變化而變化造成制氧機(jī)難以在不同的海拔高度都能正常工作的問(wèn)題。
[0062]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)，其特征在于，包括:空氣壓縮單元、散熱干燥單元、制氧吸附單元、壓力傳感器、控制單元和變頻器； 所述空氣壓縮單元的第一輸出端與所述散熱干燥單元的第一輸入端連接，所述散熱干燥單元的第一輸出端與所述制氧吸附單元的第一輸入端連接，所述空氣壓縮單元用于從大氣中抽取空氣并對(duì)所述抽取的空氣進(jìn)行壓縮過(guò)濾； 所述壓力傳感器的輸入端與所述散熱干燥單元的第一輸出端連接，所述壓力傳感器的輸出端與所述控制單元的第一輸入端連接； 所述變頻器的輸入端與所述控制單元的第一輸出端連接，所述變頻器的輸出端與所述空氣壓縮單元的第一輸入端連接，所述變頻器用于改變所述空氣壓縮單元的工作頻率； 所述壓力傳感器用于監(jiān)測(cè)進(jìn)入所述制氧吸附單元中空氣的壓力值，并將所述壓力值傳遞至所述控制單元； 所述控制單元用于當(dāng)所述壓力值低于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)向所述變頻器發(fā)出控制信號(hào)，以使所述變頻器提高所述空氣壓縮單元的工作頻率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氧機(jī)，其特征在于，還包括:氧氣流量監(jiān)測(cè)單元和氧氣純度監(jiān)測(cè)單元，所述氧氣流量監(jiān)測(cè)單元的輸入端和氧氣純度監(jiān)測(cè)單元的輸入端分別與所述制氧吸附單元的氧氣輸出端連接，所述氧氣流量監(jiān)測(cè)單元的第一輸出端和所述控制單元的第二輸入端連接，所述氧氣純度監(jiān)測(cè)單元的輸出端和所述控制單元的第三輸入端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制氧機(jī)，其特征在于，還包括:制氧流程驅(qū)動(dòng)單元，所述制氧流程驅(qū)動(dòng)單元的輸入端與所述控制單元的第二輸出端連接，所述制氧流程驅(qū)動(dòng)單元的輸出端與所述制氧吸附單元的第二輸入端連接； 所述制氧流程驅(qū)動(dòng)單元用于改變所述制氧吸附單元的制氧工作參數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制氧機(jī)，其特征在于，所述制氧流程驅(qū)動(dòng)單元包括步進(jìn)電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氧機(jī)，其特征在于，所述空氣壓縮單元包括氣栗和過(guò)濾器，所述過(guò)濾器的輸出端與所述氣栗的輸入端連接，所述過(guò)濾器用于過(guò)濾所述氣栗從大氣中抽取的空氣，所述氣栗用于對(duì)所述抽取的空氣進(jìn)行壓縮。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氧機(jī)，其特征在于，所述散熱干燥單元包括互相連接的散熱器和旋轉(zhuǎn)分離器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氧機(jī)，其特征在于，所述散熱干燥單元的第一輸出端、所述制氧吸附單元的第一輸入端和所述壓力傳感器的輸入端通過(guò)三通連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氧機(jī)，其特征在于，還包括接口板，所述接口板包括電路接口、氣路接口和排水接口； 所述電路接口用于向所述制氧機(jī)提供工作電源;所述氣路接口與所述氧氣流量監(jiān)測(cè)單元的第二輸出端連接，用于接收氧氣并向儲(chǔ)氧設(shè)備和/或壓氧設(shè)備輸送所述氧氣;所述排水接口與所述散熱干燥單元的第二輸出端連接，用于排放所述散熱干燥單元中的積水。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的制氧機(jī)，其特征在于，還包括與所述控制單元連接的操作顯示屏。10.一種變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-9任一所述的變頻式海拔高度自適應(yīng)變壓吸附制氧機(jī)進(jìn)行，所述方法包括如下步驟: I)所述空氣壓縮單元從外界環(huán)境中抽取空氣進(jìn)行過(guò)濾壓縮，得到壓縮空氣，并將所述壓縮空氣輸入至所述散熱干燥單元； 2)所述散熱干燥單元接收所述壓縮空氣并對(duì)所述壓縮空氣進(jìn)行除水處理，得到所述干燥壓縮空氣，并將所述干燥壓縮空氣輸入至所述壓力傳感器和所述制氧吸附單元； 3)所述壓力傳感器監(jiān)測(cè)所述干燥壓縮空氣的壓力值，并將所述壓力值傳送至所述控制單元； 4)所述控制單元接收所述壓力值，并將所述壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述壓力值小于所述第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述控制單元向所述變頻器傳遞控制信號(hào)提高所述空氣壓縮單元工作頻率直至所述壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值相同； 5)當(dāng)所述壓力值與第一預(yù)設(shè)閾值相同后，所述制氧吸附單元對(duì)所述干燥壓縮空氣進(jìn)行氮?dú)馕?，得到氧氣?br>【文檔編號(hào)】C01B13/02GK105883723SQ201610203056
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】石梅生, 王濟(jì)虎, 田濤, 馬軍, 伍瑞昌, 郭立軍, 高萬(wàn)玉, 孫景工, 劉紅斌, 宿紅波, 陳平, 鄧橙
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所