專利名稱：分子篩psa醫(yī)療保健用氧氣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療保健器械技術(shù)領(lǐng)域，確切地說是一種分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機(jī)。
背景技術(shù)：
由于人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)注和保健意識(shí)的提高，對(duì)氧氣機(jī)的使用越來越重視。目前，在氧氣制備工藝過程中，普遍采用沸石分子篩作為吸附劑，壓縮空氣進(jìn)入吸附器后，沸石分子篩吸附氮?dú)馀懦鲅鯕?，氧氣濃度可達(dá)90％以上，解析時(shí)排出的富氮?dú)怏w濃度為93％左右，其余7％左右為氧氣；原料氣與產(chǎn)氣量比為6/1至7/1之間，氧氣回收率相對(duì)較低。由于制氧工藝對(duì)壓縮空氣氣源的特殊要求，空氣壓縮機(jī)必須提供一個(gè)純凈的、不含潤(rùn)滑油微粒及油蒸汽的壓縮空氣氣源，所以，在絕大部分制氧工藝中都是利用無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)來提供壓縮空氣氣源的；但是由于無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)內(nèi)所有摩擦幅均不采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，而利用充填石墨等自潤(rùn)滑材料潤(rùn)滑。所以，無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)與有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)相比，不僅使用壽命短，維護(hù)費(fèi)用大、周期短，使用成本高，而且普遍存在著功耗大、噪音高、價(jià)格高、整機(jī)壽命短的缺點(diǎn)。從而造成了制氧系統(tǒng)總體成本的提高。另外，現(xiàn)有小型制氧設(shè)備中均沒有壓縮空氣除濕裝置，從而降低分子篩的使用壽命，產(chǎn)品保證壽命最長(zhǎng)的一年，最短的才3000小時(shí)，而且還要1000小時(shí)更換一次。附圖2是上述制氧工藝流程圖，圖中1、進(jìn)氣過濾器，2、無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，3、冷卻器，4、自動(dòng)排水過濾器，5、單向閥，6、電磁換向閥，7、沸石分子篩吸附器，8、節(jié)流閥，9、單向閥，10、緩沖罐，11、節(jié)流閥，12、流量計(jì)，13、加濕器，14、富氧氣排氣口，15、氮?dú)馀艢饪?。由于現(xiàn)有制氧工藝都是采用變壓吸附(PSA)方式制氧的，其氣流周期性變化所帶來的氣流不穩(wěn)定也是較為突出的問題之一。
氧氣廣泛用于工業(yè)、醫(yī)療、保健、潛水、增氧等各各行業(yè)，用途不同，對(duì)氧氣的濃度要求也不盡相同。在醫(yī)療保健行業(yè)，醫(yī)學(xué)上規(guī)定吸氧濃度是不得高于45％的，否則將產(chǎn)生氧中毒或形成依賴性，所以上述氧氣機(jī)所產(chǎn)生的高濃度氧氣是不能直接吸用的，如果在不知情的情況下直接吸用，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果，只有將高濃度氧氣稀釋到45％以下并保證氣流的穩(wěn)定才能安全使用?？梢?，在醫(yī)療保健行業(yè)準(zhǔn)確掌握氧氣的濃度以及解決氣流的穩(wěn)定問題是非常重要的。如使用上述工藝流程制備醫(yī)用氧氣不但存在安全問題，也會(huì)提高使用成本，并且會(huì)給使用者帶來很多不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有氧氣制備工藝中存在的不足，提供一種氧氣回收率高、設(shè)備功耗和使用成本低、產(chǎn)品利用率高、供氣氣流穩(wěn)定的分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機(jī)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機(jī)包括，進(jìn)氣過濾器、空氣壓縮機(jī)、高溫油分離器、自動(dòng)排水過濾器、電磁換向閥、自干式分子篩吸附器、緩沖罐、穩(wěn)壓節(jié)流閥和單向閥，進(jìn)氣過濾器(1)安裝在空氣壓縮機(jī)(2)的前端，其特征在于空氣壓縮機(jī)(2)、高溫油分離器(3)、冷卻器(4)、自動(dòng)排水過濾器(5)、單向閥(6)串聯(lián)聯(lián)接在電磁換向閥(7)的壓縮空氣入口a上，兩個(gè)自干式分子篩吸附器(8)的進(jìn)氣口分別與電磁換向閥(7)的c口和d口聯(lián)接，出氣口經(jīng)單向閥(10)連接到氮?dú)馀艢饪?11)上，兩個(gè)出氣口之間的管路上裝有節(jié)流閥(9)，緩沖罐(16)、穩(wěn)壓節(jié)流閥(15)、流量計(jì)(14)、加濕器(13)和富氧氣排氣口(12)串聯(lián)聯(lián)接在電磁換向閥(7)的富氧氣出氣口b上，通過電磁換向閥(7)的定時(shí)轉(zhuǎn)換，兩個(gè)自干式分子篩吸附器(8)的進(jìn)氣口分別在壓縮空氣入口a和富氧氣出氣口b之間轉(zhuǎn)換。自干式分子篩吸附器(8)包括吸附器筒、隔板、篩網(wǎng)、13X分子篩、分子篩和彈簧，下隔板(68)、下篩網(wǎng)(67)、上篩網(wǎng)(70)、上隔板(71)和彈簧(61)從下至上安裝在吸附器筒(65)內(nèi)，裝有接頭(62)的吸附器蓋(69)安裝在吸附器筒(65)的兩端，吸附器蓋(69)和吸附器筒(65)之間裝有密封圈(63)，13X分子篩(66)和分子篩(64)從下至上充填在下篩網(wǎng)(67)和上篩網(wǎng)(70)之間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用分子篩作為吸附劑，加壓時(shí)吸附氧氣排出氧氮?dú)猓獨(dú)鉂舛冗_(dá)到99.9％以上，氧氣回收率高，原料氣與產(chǎn)氣量比在3/1至4/1之間，解析時(shí)排出的富氧氣濃度為35％-45％左右，可直接用于醫(yī)療保??；有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)與高溫油分離器串聯(lián)使用，解決了無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)壽命短，功耗大、噪音高、整機(jī)壽命短的問題；輸出端采用穩(wěn)壓節(jié)流閥，可以使排氣氣流穩(wěn)定而不受變壓吸附壓力變化的影響，使用更加安全；增加了冷卻器和自動(dòng)排水過濾器后，可將壓縮機(jī)排出的高溫空氣中的大部分水分排出，再經(jīng)自干式分子篩吸附器吸收剩余的少量水分，可大幅度提高分子篩的使用壽命，延長(zhǎng)更換周期。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
圖2是常見的現(xiàn)有技術(shù)工藝流程圖。
圖3是高溫油分離器3的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是穩(wěn)壓節(jié)流閥15的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是自干式分子篩吸附器8的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如附圖1所示，本發(fā)明中的進(jìn)氣過濾器1、空氣壓縮機(jī)2、冷卻器4、自動(dòng)排水過濾器5、電磁換向閥7、節(jié)流閥9，緩沖罐16、流量計(jì)14、加濕器13和數(shù)個(gè)單向閥均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)器件。
如附圖3所示的高溫油分離器3可以直接設(shè)置在空氣壓縮機(jī)2的殼體33內(nèi)，空氣壓縮機(jī)2上的進(jìn)氣口34與進(jìn)氣過濾器1相聯(lián)，出氣口29與冷卻器4聯(lián)接，空氣壓縮機(jī)壓縮空氣出口32聯(lián)接到筒體25的筒壁上，擋水板31安裝在筒體25內(nèi)，上部出氣口29從筒體25的上面伸出并利用螺母30將筒體25、機(jī)殼33和擋水板31緊固在一起，濾芯27套裝在擋水板31下部的外緣上，擋水板31和濾芯27與筒體25的內(nèi)壁之間裝有密封墊28，旋風(fēng)葉片26套裝在濾芯27外，筒體25的下腔內(nèi)裝有浮筒24，筒體25的下端口用設(shè)有回油口21的底蓋22和密封圈23封閉。筒體25可用金屬板材經(jīng)沖壓制成，空氣壓縮機(jī)壓縮空氣出口32沿筒體25內(nèi)壁的切向焊接在筒體25的筒壁上，出氣口29聯(lián)接冷卻器4。擋水板31、旋風(fēng)葉片26和底蓋22可采用金屬材料經(jīng)機(jī)加工制成，濾芯27可采用標(biāo)準(zhǔn)濾油器件，密封墊28和密封圈23應(yīng)采用耐油、耐高溫的橡膠密封材料，浮筒24可用金屬板材經(jīng)焊接制成。濾芯27、旋風(fēng)葉片26、密封墊28依次套裝在擋水板31上后，從筒體25的后腔裝入筒體25，上部的出氣口29從筒體25上面的圓孔中伸出并用螺母30擰緊；再將浮筒24裝入筒體25的后腔；裝上密封圈23，最后裝上底蓋22，并將底蓋22的外緣卷起、壓緊在筒體25的筒壁上密封。為便于拆卸，底蓋22也可用螺釘安裝在筒體25的筒壁上。
工作時(shí)，空氣由進(jìn)氣口34進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮后的高溫高壓氣體在未冷卻的狀態(tài)下經(jīng)壓縮空氣出口32沿筒體25內(nèi)壁和旋風(fēng)葉片26的切向進(jìn)入筒體25中，形成漩渦氣流，在離心力的作用，壓縮空氣中的潤(rùn)滑油微粒大部分被分離出來。壓縮空氣再經(jīng)濾芯27進(jìn)一步過濾，便成為純凈的、無油壓縮空氣，經(jīng)擋水板31和出氣口29輸送到無油供氣系統(tǒng)中去。分離出來的潤(rùn)滑油沿筒體25的內(nèi)壁流到筒體25下腔，集蓄到一定高度時(shí)將浮筒24浮起，并經(jīng)底蓋22上的回油口21重新回到壓縮機(jī)中去。
穩(wěn)壓節(jié)流閥15的結(jié)構(gòu)如附圖4所示，閥殼42上設(shè)有進(jìn)氣口45和出氣口47，設(shè)有進(jìn)氣節(jié)流口44的滑閥54安裝在閥殼42內(nèi)，裝有調(diào)壓螺栓59的螺母57固定在閥殼42的一端，調(diào)壓彈簧55安裝在滑閥54和調(diào)壓螺栓59之間，滑閥54上裝有密封圈43和53，閥殼42上設(shè)有溢流口41，調(diào)壓螺栓59上裝有鎖母58，閥殼42內(nèi)設(shè)有出氣節(jié)流口46，裝有節(jié)流閥桿49的螺母48固定在閥殼42的另一端，節(jié)流閥桿49上裝有密封圈51和鎖母50。閥殼42、滑閥54、調(diào)壓螺栓59、螺母57、節(jié)流閥桿49和螺母48均可采用金屬材料經(jīng)機(jī)加工獲得；密封圈43、51和53，調(diào)壓彈簧55，鎖母50和58以及墊圈56可使用標(biāo)準(zhǔn)件。溢流口41在閥殼42上位置應(yīng)保證滑閥54向左滑動(dòng)時(shí)不將其封閉；螺母57和48裝入閥殼42后，應(yīng)用螺釘或鍵將兩者固定在一起；節(jié)流閥桿49與出氣節(jié)流口46應(yīng)同心，以保證氣流調(diào)整的穩(wěn)定性；密封圈43可采用“Y”型密封圈，51和53可采用“O”型密封圈；墊圈56是為增加調(diào)壓彈簧55的穩(wěn)定性而設(shè)置的，52為氣室。進(jìn)氣口45與緩沖罐16相聯(lián)、出氣口7與流量計(jì)14相聯(lián)。如附圖4所示，壓縮空氣從進(jìn)氣口45進(jìn)入，經(jīng)進(jìn)氣節(jié)流口44進(jìn)到氣室52內(nèi)，再經(jīng)出氣節(jié)流口46和節(jié)流閥桿49之間形成的調(diào)整通道，從出氣口47排除；利用節(jié)流閥桿49即可調(diào)整出氣氣流的大小，調(diào)整后用鎖母50將節(jié)流閥桿49鎖緊。當(dāng)氣源壓力波動(dòng)、氣室52內(nèi)的氣壓達(dá)到一定值時(shí)，作用于滑閥54上的壓力克服調(diào)壓彈簧55的彈力，推動(dòng)滑閥54向左移動(dòng)，滑閥54左腔的空氣從溢流口41排出；這時(shí)進(jìn)氣節(jié)流口44與進(jìn)氣口45的位置相互錯(cuò)開，進(jìn)氣節(jié)流口44的截面積逐漸變小，進(jìn)氣量也隨之減少，當(dāng)氣室52內(nèi)壓力與設(shè)定的壓力平衡、即與調(diào)壓彈簧55的彈力平衡時(shí)，滑閥54停止移動(dòng)，使得氣室52內(nèi)壓力保持穩(wěn)定。氣室52內(nèi)的壓力值是依靠調(diào)壓螺栓59來設(shè)定的，彈簧55被壓縮的越緊，氣室52內(nèi)的壓力設(shè)定值就越高；壓力調(diào)整后用鎖母58將調(diào)壓螺栓59鎖緊。工作過程中，滑閥54將隨著氣源氣壓的波動(dòng)而左右滑動(dòng)，從而保證出氣氣壓的穩(wěn)定。
自干式分子篩吸附器8的結(jié)構(gòu)如附圖5所示，下隔板68、下篩網(wǎng)67、上篩網(wǎng)70、上隔板71和彈簧61從下至上安裝在吸附器筒65內(nèi)，13X分子篩66和分子篩64從下至上充填在下篩網(wǎng)67和上篩網(wǎng)70之間，裝有接頭62的吸附器蓋69安裝在吸附器筒65的兩端，吸附器蓋69和吸附器筒65之間裝有密封圈63。上下隔板68和71、上下篩網(wǎng)67和70、彈簧61、接頭62、吸附器蓋69、密封圈63可以采用現(xiàn)有技術(shù)。工作時(shí)，壓縮空氣經(jīng)接頭62進(jìn)入吸附器筒65，壓縮空氣首先流過吸水劑13X分子篩66，將殘留的水分吸附后，再流過吸附劑分子篩64，分子篩吸附氧氣(工業(yè)用氧分子篩作為吸附劑吸附氮?dú)?，氮?dú)?采用工業(yè)用氧分子篩作為吸附劑時(shí)為氧氣)經(jīng)上部的上篩網(wǎng)70、上隔板71、彈簧61，從接頭62排出；解析時(shí)富氧氣體(采用工業(yè)用氧分子篩作為吸附劑時(shí)為富氧氣體)經(jīng)下部接頭62輸入到緩沖罐16內(nèi)，吸水劑13X分子篩66所吸收的殘余的水分同時(shí)解析出來。
最后，按照附圖1所示的聯(lián)接關(guān)系，將所有部件組裝在一起即可。
系統(tǒng)工作時(shí)，空氣經(jīng)進(jìn)氣過濾器1進(jìn)入空氣壓縮機(jī)2，排出的含油高溫壓縮空氣經(jīng)過高溫油分離器3后變成潔凈的無油氣體，再經(jīng)冷卻器4冷卻后由自動(dòng)排水過濾器5將大部分冷凝水排出，冷干后的壓縮空氣經(jīng)單向閥6、電磁換向閥7進(jìn)入自干式吸附器8的左罐，壓縮空氣先經(jīng)過吸水劑13X分子篩排除殘余的水分再由碳分子篩吸附氧氣，濃度為99.9％的氮?dú)饨?jīng)單向閥10和氮?dú)馀艢饪?1排出；同時(shí)自干式吸附器8的右罐處于解析狀態(tài)中，濃度為35％-45％的富氧氣體經(jīng)電磁換向閥7進(jìn)入緩沖罐16內(nèi)。右罐解析過程結(jié)束之后，電磁換向閥7動(dòng)作，壓縮空氣進(jìn)入自干式分子篩吸附器8的右罐，左罐解析過程開始，排出氧氣。呈周期變化的富氧氣體經(jīng)穩(wěn)壓節(jié)流閥15穩(wěn)壓節(jié)流后形成壓力穩(wěn)定、流量可調(diào)的狀態(tài)，經(jīng)流量計(jì)14、加濕器13，從富氧氣排氣口12輸出，供消費(fèi)者使用。一部分氮?dú)饨?jīng)節(jié)流閥8反吹到自干式分子篩吸附器解析罐內(nèi)，能起到提高分子篩利用率和增加氧氣回收率的作用。
權(quán)利要求
1.分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機(jī)，它包括進(jìn)氣過濾器、空氣壓縮機(jī)、高溫油分離器、自動(dòng)排水過濾器、電磁換向閥、自干式分子篩吸附器、緩沖罐、穩(wěn)壓節(jié)流閥和單向閥，進(jìn)氣過濾器(1)安裝在空氣壓縮機(jī)(2)的前端，其特征在于空氣壓縮機(jī)(2)、高溫油分離器(3)、冷卻器(4)、自動(dòng)排水過濾器(5)、單向閥(6)串聯(lián)聯(lián)接在電磁換向閥(7)的壓縮空氣入口a上，兩個(gè)自干式分子篩吸附器(8)的進(jìn)氣口分別與電磁換向閥(7)的c口和d口聯(lián)接，出氣口經(jīng)單向閥(10)連接到氮?dú)馀艢饪?11)上，緩沖罐(16)、穩(wěn)壓節(jié)流閥(15)、流量計(jì)(14)、加濕器(13)和富氧氣排氣口(12)串聯(lián)聯(lián)接在電磁換向閥(7)的富氧氣出氣口b上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機(jī)，其特征在于兩個(gè)自干式分子篩吸附器出氣口之間的管路上裝有節(jié)流閥(9)。
3.一種如權(quán)利要求1所述的分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機(jī)用的自干式分子篩吸附器，包括吸附器筒、隔板、篩網(wǎng)、13X分子篩、分子篩和彈簧，下隔板(68)、下篩網(wǎng)(67)、上篩網(wǎng)(70)、上隔板(71)和彈簧(61)從下至上安裝在吸附器筒(65)內(nèi)，裝有接頭(62)的吸附器蓋(69)安裝在吸附器筒(65)的兩端，吸附器蓋(69)和吸附器筒(65)之間裝有密封圈(63)，其特征在于吸附器筒(65)內(nèi)分子篩分為兩層，一層為13X分子篩(66)，一層為分子篩(64)，從下至上充填在下篩網(wǎng)(67)和上篩網(wǎng)(70)之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機(jī)，它具有氧氣回收率高、生產(chǎn)成本低廉，氧氣濃度安全可靠、可直接用于醫(yī)療保健的特點(diǎn)。它包括空氣壓縮機(jī)、高溫油分離器、自動(dòng)排水過濾器、電磁換向閥、自干式分子篩吸附器、緩沖罐、穩(wěn)壓節(jié)流閥和單向閥，空氣壓縮機(jī)、高溫油分離器、冷卻器、自動(dòng)排水過濾器、單向閥串聯(lián)聯(lián)接在電磁換向閥的壓縮空氣入口a上，兩個(gè)自干式分子篩吸附器的進(jìn)氣口分別與電磁換向閥的c口和d口聯(lián)接，出氣口經(jīng)單向閥連接到氮?dú)馀艢饪谏?，緩沖罐、穩(wěn)壓節(jié)流閥、流量計(jì)、加濕器和富氧氣排氣口串聯(lián)聯(lián)接在電磁換向閥的富氧氣出氣口b上。本發(fā)明解析時(shí)排出的富氧氣濃度為35％－45％左右，特別適合制作醫(yī)療保健用氧。
文檔編號(hào)C01B13/02GK1672743SQ20051004629
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者歐陽才峰, 黃克敏 申請(qǐng)人:歐陽才峰