具有升壓級(jí)的氧氣壓縮的制造方法
【專利摘要】一種氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)包括氧氣濃縮器、升壓級(jí)、壓縮機(jī)以及便攜式容器。升壓級(jí)接收來(lái)自氧氣濃縮器的處于第一壓力的富氧氣體。升壓級(jí)包括增壓裝置，該增壓裝置使富氧氣體的壓力從第一壓力增大到受控的第二壓力。壓縮機(jī)接收處于受控的第二壓力的富氧氣體且將富氧氣體壓縮到便攜式容器中的第三壓力，以用于稍后由患者使用?；颊叱隹谔峁﹣?lái)自氧氣濃縮器或升壓級(jí)的富含氧氣的氣體，以用于由患者使用。
【專利說(shuō)明】具有升壓級(jí)的氧氣壓縮機(jī)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求于2011年5月24日提交的標(biāo)題為〃Oxygen Compressor with BoostStage"的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列第61/489，392號(hào)的權(quán)益，上述申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容以引用的方式被全部并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本申請(qǐng)涉及氣體壓縮機(jī)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]氧氣具有許多重要的醫(yī)學(xué)用途，例如包括幫助患有充血性心力衰竭或其它疾病的患者。補(bǔ)給的氧氣允許患者接收比環(huán)境大氣中存在的氧氣更多的氧氣。用于傳送此類氧氣的系統(tǒng)和方法通常包括作為構(gòu)件的壓縮機(jī)。例如，美國(guó)專利第5，988，165號(hào)公開(kāi)了用于該目的的直列式壓縮機(jī)的使用，美國(guó)專利第6，923，180號(hào)公開(kāi)了用于該目的的徑向壓縮機(jī)的使用，以及美國(guó)專利申請(qǐng)公告 第2007/0065301號(hào)公開(kāi)了用于該目的的直列式壓縮機(jī)。美國(guó)專利第5，988，165號(hào)和第6,923, 180號(hào)以及美國(guó)專利申請(qǐng)公告第2007/0065301號(hào)以引用的方式被全部并入本文。此外，美國(guó)專利申請(qǐng)公告第2011/0038740號(hào)以引用的方式被全部并入本文。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)包括氧氣濃縮器、升壓級(jí)、壓縮機(jī)以及便攜式容器。升壓級(jí)接收來(lái)自氧氣濃縮器的處于第一壓力的富氧氣體。升壓級(jí)包括增壓裝置，該增壓裝置使富氧氣體的壓力從第一壓力增大到受控的第二壓力。壓縮機(jī)接收處于受控的第二壓力的富氧氣體且將富氧氣體壓縮到便攜式容器中的第三壓力，以用于隨后由患者使用?；颊叱隹谔峁﹣?lái)自氧氣濃縮器或升壓級(jí)的富氧氣體，以用于由患者使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]通過(guò)結(jié)合附圖閱讀以下描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將變得明顯，在附圖中:
圖1為根據(jù)示例性實(shí)施例的壓縮機(jī)的透視圖；
圖1A為圖1中不出的壓縮機(jī)的第二透視圖，不出了壓縮機(jī)的曲軸和傳動(dòng)桿；
圖1B為大致沿由圖1中的線1B-1B指示的平面截取的截面視圖；
圖2為沿由圖1中的線2-2指示的平面截取的截面透視圖；
圖2A為沿由圖1中的線2-2指示的平面截取的截面視圖；
圖3為沿由圖1中的線3-3指示的平面截取的截面透視圖；
圖3A為沿由圖1中的線3-3指示的平面截取的截面視圖；
圖4為曲軸、傳動(dòng)桿和活塞的組件的透視圖；圖5為圖4中示出的組件的分解透視圖；
圖6A為曲軸的第一實(shí)施例的透視圖；
圖6B為沿由圖6A中的線6B-6B指示的平面截取的截面透視圖；
圖6C為沿圖6A中的線6C-6C截取的視圖；
圖6D為沿圖6C中的線6D-6D截取的視圖；
圖7A為曲軸的第二實(shí)施例的透視圖；
圖7B為沿由圖7A中的線7B-7B指示的平面截取的截面透視圖；
圖7C為沿圖7A中的線7C-7C截取的視圖；
圖7D為沿圖7C中的線7D-7D截取的視圖；
圖8A為沿線2-2截取的截面透視圖，其中除去了零件以示出汽缸和活塞組件；
圖SB為圖8A的截面透視圖，其中分解了構(gòu)件以示出活塞在汽缸中的組裝；
圖9為形成圖1的壓縮機(jī)的一部分的第一汽缸蓋組件的截面視圖；
圖10為形成圖1的壓縮機(jī)的一部分的第二汽缸蓋組件的截面視圖；
圖1lA為限定間隔件的流動(dòng)通路的透視圖；
圖1lB為沿圖1lA中的線11B-11B截取的截面透視圖；
圖12為本發(fā)明的第一示例性系統(tǒng)的示意圖，該第一示例性系統(tǒng)包括用于提供由患者使用的富氧氣體的壓縮機(jī)；
圖12A為示出了類似于圖12中所示系統(tǒng)的系統(tǒng)的示意圖，其中附加了升壓級(jí)；
圖12B為示出了類似于圖12中所示系統(tǒng)的系統(tǒng)的示意圖，其中附加了升壓級(jí)；
圖13為本發(fā)明的第二示例性系統(tǒng)的示意圖，該第二示例性系統(tǒng)包括用于提供由患者使用的富氧氣體的壓縮機(jī)；
圖13A為示出了類似于圖13中所示系統(tǒng)的系統(tǒng)的示意圖，其中附加了升壓級(jí)；
圖13B為示出了類似于圖13中所示系統(tǒng)的系統(tǒng)的示意圖，其中附加了升壓級(jí)；
圖14為氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)的升壓級(jí)的示意圖；
圖15為單級(jí)壓縮機(jī)的示意圖；
圖16為單級(jí)壓縮機(jī)的分解透視圖；
圖17A為圖16中示出的單級(jí)壓縮機(jī)的透視圖；
圖17B為從由圖17A中的線17B-17B指示的一側(cè)截取的視圖；
圖17C為從由圖17A中的線17C-17C指示的一側(cè)截取的視圖；
圖17A為圖16中示出的單級(jí)壓縮機(jī)的透視圖；
圖18為增壓器的示意圖；
圖19為用于濃縮和壓縮氧氣的系統(tǒng)的升壓級(jí)和壓縮機(jī)的增壓裝置的驅(qū)動(dòng)布置的示意
圖；
圖20為具有由圖19示出的布置的壓縮機(jī)和增壓裝置的示例性實(shí)施例的透視圖；
圖21為圖20的壓縮機(jī)和增壓裝置的分解透視圖；
圖22為用于濃縮和壓縮氧氣的系統(tǒng)的升壓級(jí)和壓縮機(jī)的增壓裝置的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)布置的不意圖；
圖23為氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)的升壓級(jí)的示意圖，其中壓力限制裝置為調(diào)節(jié)器；
圖23A為氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)的升壓級(jí)的示意圖，其中壓差限制裝置為止回閥；圖24A為氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)的升壓級(jí)的示意圖，其中壓力限制裝置包括基于來(lái)自壓力傳感器的輸入被控制的閥；以及
圖24B為氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)的升壓級(jí)的示意圖，其中壓力限制裝置包括用于控制增壓裝置的壓力傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0006]如本文描述的，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件描述為被連接、連結(jié)、粘附、聯(lián)接、附接或以其它方式互連時(shí)，此類互連可為構(gòu)件之間的直接互連或可為如通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)中間構(gòu)件的間接互連。還如本文中描述的，提到的〃部件〃、〃構(gòu)件〃或〃部分〃不應(yīng)限于單個(gè)結(jié)構(gòu)性部件、構(gòu)件或元件，而是可包括構(gòu)件、部件或元件的組件。
[0007]圖1示出了壓縮機(jī)10的示例性實(shí)施例。壓縮機(jī)10包括汽缸組件12和第一汽缸蓋IlOA以及第二汽缸蓋110B。汽缸組件12可采用多種不同形式。在圖1中示出的實(shí)例中，汽缸組件包括底座13、第一套筒14A、第二套筒14B、第三套筒14C以及第四套筒14D。參看圖2和圖3，在示例性實(shí)施例中，第一套筒14A包括下部構(gòu)件20A和上部構(gòu)件30A(圖2)，第二套筒14B包括下部構(gòu)件20B和上部構(gòu)件30B (圖2)，第三套筒14C包括下部構(gòu)件20C和上部構(gòu)件30C (圖3)，以及第四套筒14D包括下部構(gòu)件20D和上部構(gòu)件30D (圖3)。套筒可采用多種不同形式。可使用提供汽缸的任何構(gòu)造。例如，一個(gè)或多個(gè)汽缸可形成在僅單個(gè)構(gòu)件中。第一和/或第二套筒和/或第三和第四套筒可由單件或單塊形成。
[0008]參看圖2和圖3，下部套筒構(gòu)件20A、20B、20C、20D分別具有開(kāi)口 26A-26D。開(kāi)口26A-26D可采用多種不同形式。開(kāi)口 26A-26D中的一個(gè)或多個(gè)可構(gòu)造成用作引導(dǎo)件。此外，開(kāi)口 26A-26D中的一個(gè)或多個(gè)可與其它開(kāi)口 26A-26D中的一個(gè)或多個(gè)具有相同的尺寸。在示出的實(shí)施例中，開(kāi)口 26A鄰近于開(kāi)口 26B且與開(kāi)口 26B成直列，而引導(dǎo)開(kāi)口 26C鄰近于開(kāi)口 26D且與開(kāi)口 26D成直列。參看1B，在示例性實(shí)施例中，引導(dǎo)開(kāi)口 26A、26B與引導(dǎo)開(kāi)口26C、26D之間的角Θ為大約90度。例如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，角Θ可為在80到100度范圍之間的角，如，為85到95度之間的角。
[0009]參看圖2和圖3，上部套筒構(gòu)件30A-30D包括開(kāi)口或汽缸36A-36D。汽缸36A-36D可采用多種不同的形式。汽缸36A-36D與開(kāi)口 26A-26D成直列。由此，角Θ限定在汽缸36A、36B與汽缸36C、36D之間。由此，汽缸36A-36D具有大致〃V4〃的構(gòu)造。即，汽缸36A、36B的中心軸線37A、37B相對(duì)于汽缸36C、36D的中心軸線37C、37D形成〃V〃形(參看圖1B)。如圖1、圖2和圖3中可看到的，在示出的實(shí)施例中，中心軸線37A-37D分別彼此軸向地偏離。
[0010]參看圖2和圖3，壓縮機(jī)包括多個(gè)活塞40A-40D，這些活塞40A-40D與汽缸36A-36D以一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系相關(guān)聯(lián)。第一活塞40A位于第一汽缸36A中且被支承用于在第一汽缸中滑動(dòng)(往復(fù))運(yùn)動(dòng)(圖2)。第二活塞40B位于第二汽缸36B中且被支承用于在第二汽缸中滑動(dòng)(往復(fù))運(yùn)動(dòng)(圖2)。第三活塞40C位于第三汽缸36C中且被支承用于在第三汽缸中滑動(dòng)(往復(fù))運(yùn)動(dòng)(圖3)。第四活塞40D位于第四汽缸36D中且被支承用于在第四汽缸中滑動(dòng)(往復(fù))運(yùn)動(dòng)(圖3)。
[0011]汽缸36A-36D及對(duì)應(yīng)的活塞40A-40D具有變化的直徑，且因此各個(gè)活塞40A-40D在其相應(yīng)汽缸中的沖程導(dǎo)致在各個(gè)活塞的沖程期間不同的氣體排量。具有彼此不同的沖程的活塞40A-40D的構(gòu)想可以可選地在壓縮機(jī)10中實(shí)施。如果活塞的沖程彼此不同，則活塞中的一個(gè)或多個(gè)可與一個(gè)或多個(gè)其它活塞具有相同的直徑。在所示的實(shí)施例中，第一汽缸36A具有最大直徑，第二汽缸36B比第一汽缸小，第三汽缸36C更小，而第四汽缸36D最小。在其它實(shí)施例中，壓縮機(jī)可具有多于四個(gè)的汽缸或少于四個(gè)的汽缸。
[0012] 如上所述，上部套筒30A-30D與下部套筒20A-20D接合。下部引導(dǎo)套筒中的開(kāi)口26A-26D與上部汽缸套筒中的汽缸36A-36D對(duì)準(zhǔn)。壓縮機(jī)10可包括可滑動(dòng)地設(shè)置在開(kāi)口26A-26D中的一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)件。參看圖2至圖4，在示出的實(shí)施例中，壓縮機(jī)包括可滑動(dòng)地設(shè)置在開(kāi)口 26B-26D中的引導(dǎo)件42B-42D，且在第一開(kāi)口 26A中不包括引導(dǎo)件。然而，弓丨導(dǎo)件可包括在所有開(kāi)口 26A-26D中，或者可包括任何數(shù)量的引導(dǎo)件。如下文所述,所示出的引導(dǎo)件42B-42D由曲軸50和連桿52B-52D驅(qū)動(dòng)。所示出的各個(gè)連桿52B-52D均包括分別樞轉(zhuǎn)連接到曲軸50和引導(dǎo)件42B-42D上的第一環(huán)形部分53B-53D和第二環(huán)形部分55B-55D(見(jiàn)圖2和圖3)。
[0013]在所示出的實(shí)施例中，在開(kāi)口 26A中未設(shè)置引導(dǎo)件。第一活塞40A被固定以用于隨傳動(dòng)桿或連桿52A移動(dòng)。該布置被稱為〃搖擺活塞〃，這是因?yàn)楫?dāng)活塞40A在汽缸36A中移動(dòng)時(shí)，將活塞40A固定到連桿52A引起了一些量的傾斜或搖擺。作為備選，第一活塞40A能夠以常規(guī)方式可樞轉(zhuǎn)地連接到連桿52A上。在該實(shí)施例中，第一活塞40A將在汽缸36A中滑動(dòng)而不存在顯著的傾斜或搖擺。所示出的連桿或傳動(dòng)桿52A包括用于可旋轉(zhuǎn)地連接到曲軸50上的環(huán)形部分53A。
[0014]參看圖2A，所示出的引導(dǎo)件42B包括第一部分43B和第二部分44B。引導(dǎo)件42B的第一部分43B位于開(kāi)口 26B中且被支承用于在該開(kāi)口中滑動(dòng)(往復(fù))運(yùn)動(dòng)。引導(dǎo)件42B的第二部分44B位于汽缸36B中且被支承用于在汽缸36B中滑動(dòng)(往復(fù))運(yùn)動(dòng)。在由圖2和圖2A所示出的實(shí)施例中，第二活塞40B與引導(dǎo)件42B分離且未附接到引導(dǎo)件上。在該實(shí)施例中，在壓縮沖程(由圖2A中的箭頭45所示)期間，引導(dǎo)件42B迫使第二活塞40B朝向汽缸36B的端表面32B或蓋端。在充氣沖程(由圖2A中的箭頭46所示)期間，由第一活塞40A施加到汽缸36B上的氣體壓力迫使第二活塞40B朝向汽缸的端表面34B或曲軸端。在示例性實(shí)施例中，在整個(gè)壓縮沖程以及整個(gè)充氣沖程兩者期間，第二活塞40B保持與引導(dǎo)件42B的第二部分44B接觸。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二活塞40B被固定或連接成隨引導(dǎo)件42B移動(dòng)。
[0015]參看圖3A，所示出的引導(dǎo)件42C包括第一部分43C和第二部分44C。引導(dǎo)件42C的第一部分43C位于開(kāi)口 26C中且被支承用于在該開(kāi)口中滑動(dòng)(往復(fù))運(yùn)動(dòng)。引導(dǎo)件42C的第二部分44C位于汽缸36C中且被支承用于在汽缸36C中滑動(dòng)(往復(fù))運(yùn)動(dòng)。在由圖3示出的實(shí)施例中，第三活塞40C與引導(dǎo)件42C分離且未附接到引導(dǎo)件上。在該實(shí)施例中，在壓縮沖程(由圖3A中的箭頭45所示)期間，引導(dǎo)件42C迫使第三活塞40C朝向汽缸36C的端表面32C或蓋端。在充氣沖程(由圖3A中的箭頭46所示)期間，由第二活塞40B施加到汽缸36C上的氣體壓力迫使第三活塞40C朝向汽缸的端表面34C或曲軸端。在示例性實(shí)施例中，在整個(gè)壓縮沖程以及整個(gè)充氣沖程兩者期間，第三活塞40C保持與引導(dǎo)件42C的第二部分44C接觸。在另一個(gè)實(shí)施例中，第三活塞40C被固定或連接成隨引導(dǎo)件42C移動(dòng)。
[0016]參看圖3A，所示出的引導(dǎo)件42D包括第一部分43D和第二部分44D。引導(dǎo)件42D的第一部分43D位于開(kāi)口 26D中且被支承用于在該開(kāi)口中滑動(dòng)(往復(fù))運(yùn)動(dòng)。引導(dǎo)件42D的第二部分44D位于汽缸36D中且被支承用于在汽缸36D中滑動(dòng)(往復(fù))運(yùn)動(dòng)。在由圖3A示出的實(shí)施例中，第四活塞40D與引導(dǎo)件42D分離且未附接到該引導(dǎo)件上。在該實(shí)施例中，在壓縮沖程(由圖3A中的箭頭45所示)期間，引導(dǎo)件42D迫使第四活塞40D朝向汽缸36C的端表面32D或蓋端。在充氣沖程(由圖3A中的箭頭46所示)期間，由第三活塞40C施加到汽缸36D上的氣體壓力迫使第四活塞40D朝向汽缸的端表面34D或曲軸端。在示例性實(shí)施例中，在整個(gè)壓縮沖程以及整個(gè)充氣沖程兩者期間，第四活塞40D保持與引導(dǎo)件42D的第二部分44D接觸。在另一個(gè)實(shí)施例中，第四活塞40D被固定或連接成隨引導(dǎo)件42D移動(dòng)。
[0017]參看圖2和圖3，曲軸50 (將在下文詳細(xì)描述)被支承以繞曲柄軸線X在第一軸承62和第二軸承68中旋轉(zhuǎn)。第一軸承62和第二軸承68由位于壓縮機(jī)底座13的兩端處的第一軸承支承件54和第二軸承支承件56安裝到底座13上。
[0018]參看圖4，曲軸50形成用于驅(qū)動(dòng)活塞40A-40D在汽缸36A-36D中運(yùn)動(dòng)的壓縮機(jī)10的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)79的一部分。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)79包括曲軸50、傳動(dòng)桿或連桿52A-52D以及引導(dǎo)件42B-42D。然而，可使用多種不同驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在其它實(shí)施例中，曲軸可以以其它方式連接到活塞上或聯(lián)接到活塞40A-40D上，例如使用連桿或傳動(dòng)桿而不使用引導(dǎo)件。
[0019]圖6A-6D以及圖7A-7D描述了曲軸50的兩個(gè)實(shí)施例。在由圖6A-6D以及圖7A-7D示出的實(shí)施例中，曲軸50由單件制成(或焊接到一起以形成單件)。然而，曲軸50可以由多件形成，所述多件組裝在一起且可被拆卸。
[0020]曲軸50包括主軸70，該主軸70具有由定中心在壓縮機(jī)10的曲柄軸線X上的圓柱形外表面限定的大體上圓柱形的構(gòu)造。在壓縮機(jī)10的操作期間，曲軸50繞曲柄軸線X旋轉(zhuǎn)。在示出的實(shí)施例中，主軸70具有帶外部螺紋的相對(duì)的端部部分78和80。參看圖1-3，主軸70被接收和支承在第一軸承62和第二軸承68中。
[0021]參看圖6A-6D以及圖7A-7D，在示出的實(shí)施例中，曲軸50還包括第一和第二圓形連桿驅(qū)動(dòng)本體84A、84B，這些圓形連桿驅(qū)動(dòng)本體從曲柄軸線X徑向向外延伸且相對(duì)于曲柄軸線X偏心。在示出的實(shí)施例中，本體84A、84B為了便于制造而彼此相同。然而，本體84A、84B可具有不同尺寸，例如使得本體84A提供與本體84B不同的沖程。參看圖6D和圖7D，各個(gè)偏心本體84A、84B均具有圓柱形構(gòu)造，其中各個(gè)圓柱體均具有平行于曲柄軸線X但與該曲柄軸線X間隔開(kāi)的中心軸線85A、85B。在示出的實(shí)施例中，中心軸線85A和中心軸線85B離開(kāi)曲柄軸線X以相同距離dl定位，并且在中心軸線85A、曲柄軸線X與中心軸線85B之間形成大約180的角β (參看圖6D)。然而，本體84Α、84Β可以以任何方式相對(duì)于曲柄軸線定位，以實(shí)現(xiàn)聯(lián)接到這些本體上的曲柄或傳動(dòng)桿54A-54D的期望運(yùn)動(dòng)。在示出的實(shí)施例中，安裝在軸承62、68中的主軸部分70具有的直徑小于圓形連桿驅(qū)動(dòng)本體84Α、84Β的直徑。
[0022]參看圖4，在示例性實(shí)施例中，第一和第二圓形連桿驅(qū)動(dòng)本體84Α、84Β是曲軸僅有的連桿驅(qū)動(dòng)本體。在該實(shí)施例中，如將在下文更詳細(xì)描述的那樣，各個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)本體都驅(qū)動(dòng)兩個(gè)連桿或傳動(dòng)桿54A-54D。然而，可包括任何數(shù)量的連桿驅(qū)動(dòng)本體。例如，就每個(gè)連桿或傳動(dòng)桿而言，可包括一個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)本體。此外，一個(gè)或多個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)本體可驅(qū)動(dòng)一個(gè)連桿或傳動(dòng)桿，一個(gè)或多個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)本體也可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)或更多個(gè)的連桿或傳動(dòng)桿。
[0023]連桿驅(qū)動(dòng)本體84Α、84Β可以采用多種不同形式。在由圖6A-6D以及圖7A-7D示出的實(shí)施例中，連桿驅(qū)動(dòng)本體84Α、84Β分別形成為單個(gè)連續(xù)圓柱體。所示出的連續(xù)圓柱體與主軸70整體地形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，連桿驅(qū)動(dòng)本體是與主軸70組裝的兩個(gè)單獨(dú)形成的連續(xù)圓柱形部件。兩個(gè)單獨(dú)形成的連續(xù)圓柱形部件可以是相同的，或可具有不同的尺寸以提供不同的沖程。
[0024]在由圖6A-6D示出的實(shí)施例中，第一連桿驅(qū)動(dòng)本體84A鄰接第二連桿驅(qū)動(dòng)本體84B。第一連桿驅(qū)動(dòng)本體84A可與第二連桿驅(qū)動(dòng)本體84B整體地形成，或者連桿驅(qū)動(dòng)本體84A、84B可為固定在一起的單獨(dú)部件。在由圖6A-6D示出的實(shí)例中，第一連桿驅(qū)動(dòng)本體84A僅在第一連桿驅(qū)動(dòng)本體與第二連桿驅(qū)動(dòng)本體之間的重疊區(qū)域處連接到第二連桿驅(qū)動(dòng)本體84B 上。
[0025]在由圖7A-7D示出的實(shí)施例中，第一連桿驅(qū)動(dòng)本體84A由設(shè)置在第一連桿驅(qū)動(dòng)本體84A與第二連桿驅(qū)動(dòng)本體84B之間的圓盤(pán)86連接到第二連桿驅(qū)動(dòng)本體84B上。連桿驅(qū)動(dòng)本體84A、84B可與彼此分離且然后被固定到圓盤(pán)86上；或連桿驅(qū)動(dòng)本體84A、圓盤(pán)86以及連桿驅(qū)動(dòng)本體84B可以整體地形成。在由圖7A-7D示出的實(shí)施例中，圓盤(pán)86定中心在曲柄軸線X上。參看圖7D，所示出的圓盤(pán)具有外圓周87，該外圓周87位于第一連桿驅(qū)動(dòng)本體84A和第二連桿驅(qū)動(dòng)本體84B兩者的外圓周的徑向外部。
[0026]如圖2和圖2A所示，連桿52A連接在第一活塞40A與第一偏心連桿驅(qū)動(dòng)本體84A之間，而連桿52B連接在引導(dǎo)件42B (其驅(qū)動(dòng)第二活塞40B)與第二偏心連桿驅(qū)動(dòng)本體84B之間。在示出的實(shí)施例中，環(huán)53A圍繞本體84A設(shè)置以將連桿52A可旋轉(zhuǎn)地連接到本體84A上。軸承可設(shè)置在環(huán)53A與本體84A之間。環(huán)53B圍繞本體84B設(shè)置以將連桿52B可旋轉(zhuǎn)地連接到本體84B上。軸承可設(shè)置在環(huán)53B與本體84B之間。銷90B延伸穿過(guò)環(huán)形部分55B以可樞轉(zhuǎn)地連接引導(dǎo)件42B和桿52B。
[0027]參看圖3和圖3A，連桿52C連接在引導(dǎo)件42C (其驅(qū)動(dòng)第三活塞40C)與第一偏心連桿驅(qū)動(dòng)本體84A之間，而連桿52D連接在引導(dǎo)件42D (其驅(qū)動(dòng)第四活塞40D)與第二偏心連桿驅(qū)動(dòng)本體84B之間。在示出的實(shí)施例中，環(huán)53C圍繞本體84A設(shè)置以將桿52C可旋轉(zhuǎn)地連接到本體84A上。軸承可設(shè)置在環(huán)53C與本體84A之間。銷90C延伸穿過(guò)環(huán)形部分55C以將引導(dǎo)件42C可樞轉(zhuǎn)地連接到連桿52C上。環(huán)53D圍繞本體84B設(shè)置以將連桿52D可旋轉(zhuǎn)地連接到本體84B。軸承可設(shè)置在環(huán)53D和本體84B之間。銷90D延伸穿過(guò)環(huán)55D以將引導(dǎo)件42D可樞轉(zhuǎn)地連接到連桿52D上。
[0028]第一偏心連桿驅(qū)動(dòng)本體84A驅(qū)動(dòng)第一活塞40A和第三活塞40C兩者。參看圖1B，由于活塞的“V”形構(gòu)造，隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)，第三活塞40C的運(yùn)動(dòng)以“V”形的角Θ (在示出的實(shí)施例中，大約90度)跟隨或滯后于第一活塞40A的運(yùn)動(dòng)。第二偏心連桿驅(qū)動(dòng)本體84B驅(qū)動(dòng)第二活塞40B和第四活塞40D兩者。由于第一連桿驅(qū)動(dòng)本體84A和第二連桿驅(qū)動(dòng)本體84B關(guān)于曲柄軸線X的角間隔β，隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)，第二活塞40B的運(yùn)動(dòng)以角間隔的角β(在示出的實(shí)施例中，大約180度)跟隨或滯后于第一活塞40Α的運(yùn)動(dòng)。由于活塞的“V”形構(gòu)造，隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)，第四活塞40D的運(yùn)動(dòng)以“V”形的角Θ (在示出的實(shí)施例中，大約90度)跟隨或滯后于第二活塞40Β的運(yùn)動(dòng)。
[0029]主軸70圍繞曲柄軸線X的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致活塞40A-40D在汽缸36A-36D中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)帶輪(未示出)可位于主軸70的端部部分78中的一者上，以便于將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩施加到主軸70上，以使活塞40A-40D往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0030]如圖1所示，壓縮機(jī)10包括汽缸蓋組件100。汽缸蓋組件100包括第一汽缸蓋IlOA和第二汽缸蓋110Β，其利用多個(gè)緊固件緊固到汽缸組件12上。在示出的實(shí)施例中，壓縮機(jī)10包括緊固件，如，延伸穿過(guò)汽缸蓋110AU10B中的孔并且擰入底座13中的螺栓102。當(dāng)螺栓102被擰緊時(shí)，汽缸蓋IIOA夾持到第一套筒14A和第二套筒14B上，而汽缸蓋IlOB夾持到第三套筒14C和第四套筒14D上。
[0031]參看圖8A和圖8B，為了修復(fù)或維護(hù)，通過(guò)除去保持蓋IlOA和/或IlOB被擰緊的緊固件102 (參看圖1)，可從汽缸36B-36D中除去各個(gè)單獨(dú)的活塞40B-40D。在圖8A和圖8B中示出了第二汽缸36B和活塞40B，但其它活塞和汽缸可以以相同的方式來(lái)修復(fù)或維護(hù)。一旦除去緊固件102，就可如圖SB所示那樣除去和分離蓋11(^、汽缸368和活塞4(?。該布置允許更換或維護(hù)活塞40B和/或汽缸36B而不需要從曲軸50中除去傳動(dòng)桿或連桿52B。
[0032]如圖1、圖9和圖10所示，各個(gè)汽缸蓋110A、IIOB均由金屬形成為單件。在示出的實(shí)施例中，各個(gè)汽缸蓋110A、1 IOB均具有包括下側(cè)表面112的矩形構(gòu)造。參看圖9和圖10，構(gòu)件室114延伸達(dá)各個(gè)汽缸蓋110AU10B的長(zhǎng)度。在示出的實(shí)施例中，構(gòu)件室114分別具有定中心在軸線116上的圓筒形構(gòu)造。各個(gè)構(gòu)件室114均具有入口端部部分118和出口端部部分120。第一汽缸蓋IlOA的入口端部部分118形成壓縮機(jī)10的入口。出口端部部分120形成第一汽缸蓋IlOA的出口。第二汽缸蓋IlOB的入口端部部分118形成第二蓋IlOB的入口。參看圖1，導(dǎo)管119將第一蓋IlOA的出口 連接到第二蓋IlOB的入口上。第二蓋IlOb的螺紋出口端部部分120形成壓縮機(jī)10的出口。
[0033]參看圖9和圖10，汽缸蓋110a、IlOb具有在構(gòu)件室114和下側(cè)表面112之間延伸的多個(gè)充氣端口 122A-122D。在示出的實(shí)施例中，充氣端口 122A-122D的數(shù)量等于壓縮機(jī)10中汽缸36A-36D的數(shù)量。參看圖2A和圖3A，充氣端口 122A-122D建立汽缸36A-36D與構(gòu)件室114之間的流體連通。在示出的實(shí)施例中，單個(gè)充氣端口 122與每一個(gè)汽缸36相關(guān)聯(lián)。因此，第一汽缸36A具有第一充氣端口 122A，第二汽缸36B具有第二充氣端口 122B，第三汽缸36C具有第三充氣端口 122C，以及第四汽缸36D具有第四充氣端口 122D。
[0034]多個(gè)構(gòu)件位于汽缸蓋110A、IIOB的構(gòu)件室114中。構(gòu)件在第一蓋IIOA的入口 118、汽缸36A-36D和第二蓋IlOB的出口 120之間引導(dǎo)流體流。構(gòu)件包括用于控制空氣流入和流出各個(gè)汽缸36A-36D的多個(gè)止回閥130A-130F，以及用于將止回閥定位在室114中且阻止氣體在止回閥周圍流動(dòng)(即，在止回閥周圍泄漏)的多個(gè)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，用于定位止回閥的構(gòu)件為間隔件且構(gòu)造成用以引導(dǎo)空氣在止回閥之間流動(dòng)。除使用間隔件之外，止回閥還可以以多種方式間隔開(kāi)。例如，一個(gè)或多個(gè)止回閥可擰入構(gòu)件室114中，構(gòu)件室可以包括止擋表面等?？墒褂糜糜诙ㄎ恢够亻y的任何方式。在附圖中，未示出用于相對(duì)于汽缸蓋110A、IlOB的入口 118和出口 120設(shè)定止回閥的位置的布置。然而，要理解的是，將使用間隔件或另一個(gè)定位布置以如圖所示地定位示出的止回閥和間隔件。例如，美國(guó)專利申請(qǐng)公告第2007/0065301號(hào)示出了，入口連接件180和出口連接件196可接合用于固定閥的位置的間隔件。位于構(gòu)件室中的構(gòu)件還可包括用于防止在止回閥周圍的泄漏的多個(gè)密封件。
[0035]如圖9和圖10所示，處于汽缸蓋110A、110B中的止回閥130A-130F優(yōu)選為與彼此相同。可使用除了所示以外的其它類型的止回閥。參看圖9和圖10，各個(gè)示出的止回閥130A-130F均包括閥體132，該閥體具有帶有中心室134的大致圓柱形構(gòu)造。端壁136位于閥體132的上游端處。端壁136具有中心開(kāi)口 138。閥體132的下游段是敞口的。各個(gè)止回閥130A-130F均包括呈球146形式的可動(dòng)閥元件。球146的尺寸選擇成以便當(dāng)球接合閥體132的端壁136時(shí)，該球關(guān)閉開(kāi)口 138。當(dāng)球146遠(yuǎn)離端壁136時(shí)，流體流能夠穿過(guò)止回閥。彈簧將該球偏壓成與端壁136接合以關(guān)閉該閥。美國(guó)專利申請(qǐng)公告第2007/0065301號(hào)中描述了可接收的止回閥的其它細(xì)節(jié)。
[0036] 間隔件150A-150D定位在室114中且將止回閥130A-130F間隔開(kāi)。圖1lA和圖1lB示出了間隔件150B-150D。間隔件150B-150D優(yōu)選為與彼此相同。各個(gè)間隔件150B-150D均為圓柱形金屬塊，其外徑在尺寸上大致等于汽缸蓋110A、IIOB中的構(gòu)件室114的內(nèi)徑。間隔件150B-150D具有上游端部部分152和下游端部部分154。然而，在示出的實(shí)施例中，端部部分152、154是相同的，這是因?yàn)殚g隔件關(guān)于中間平面153對(duì)稱。
[0037]在圖1lA和圖1lB中示出的實(shí)施例中，間隔件150具有較小直徑的中心開(kāi)口 155，該中心開(kāi)口在上游端部部分152和下游端部部分154之間延伸達(dá)間隔件的長(zhǎng)度。對(duì)稱的端部部分152、154都包括從中心開(kāi)口 155徑向向外延伸的通道158以及與通道158流體連通的外部凹槽160。結(jié)果，在間隔件150的中心開(kāi)口 155與外部凹槽160之間建立了流體連通。
[0038]參看圖9，間隔件150A比間隔件150B-150D短。間隔件150A為圓柱形金屬塊，其外徑在尺寸上大致等于汽缸蓋Iio中的構(gòu)件室114的內(nèi)徑。間隔件150A具有對(duì)稱的上游端部部分164和下游端部部分166。
[0039]較小直徑的中心開(kāi)口 170在上游端部部分164與下游端部部分166之間延伸達(dá)短間隔件的長(zhǎng)度。間隔件150A還具有內(nèi)部通道172，該內(nèi)部通道從該中心通道170徑向向外延伸且終止于位于間隔件150外表面上的凹槽174中。結(jié)果，在間隔件150A的上游端部部分164和下游端部部分166與外部凹槽174之間建立了流體連通。
[0040]如圖9和圖10所示，入口連接件180裝固到各個(gè)汽缸蓋110A、1 IOB的上游端部中。入口連接件具有與構(gòu)件室連通的流體入口通道182。出口連接件196裝固到各個(gè)汽缸蓋110A、1 IOB的下游端部中。出口連接件196具有與構(gòu)件室114連通的流體出口通道198。構(gòu)件定位在汽缸蓋110A、110B的構(gòu)件室114中。
[0041]入口止回閥130E定位在第一汽缸蓋IlOA中的構(gòu)件室114中。入口止回閥130E的入口開(kāi)口 138與壓縮機(jī)10的入口 118連通。在示例性實(shí)施例中，可在止回閥與構(gòu)件室114之間提供密封件。
[0042]間隔件150A定位在汽缸蓋110中的構(gòu)件室114中，使得間隔件154A的上游端部接合入口止回閥130E的下游端部。間隔件162上的外部凹槽174與汽缸蓋IlOA中的第一充氣端口 122A對(duì)準(zhǔn)。結(jié)果，在構(gòu)件室114和第一汽缸36A之間可建立流體連通(參看圖2A)。
[0043]參看圖9，第二止回閥或第一汽缸止回閥130A定位在汽缸蓋IlOA中的構(gòu)件室114中。第二止回閥130A的上游端部接合間隔件150A的下游端部。第二止回閥130A的入口開(kāi)口 138與間隔件150B中的中心通道170對(duì)準(zhǔn)。在間隔件150A和第二止回閥130A之間提供了可選的密封。
[0044]參看圖9，間隔件150B定位在汽缸蓋IlOA中的構(gòu)件室114中。間隔件150B的上游端部接合止回閥130A的下游端部。間隔件150B的中心開(kāi)口 155與止回閥130A的出口對(duì)準(zhǔn)。第二間隔件150B的下游端部處的外部凹槽160與汽缸蓋IlOA中的第二充氣端口 122B對(duì)準(zhǔn)。結(jié)果，在構(gòu)件室114與第二汽缸36B之間建立了流體連通(參看圖2A)。
[0045]參看圖9，第三止回閥或第二汽缸止回閥130B定位在汽缸蓋IlOA中的構(gòu)件室114中。止回閥130B的上游端部接合間隔件150B的下游端部。止回閥130B的開(kāi)口 138與間隔件150B中的中心通道155對(duì)準(zhǔn)。在間隔件150B和止回閥130B之間形成可選的密封。
[0046]參看圖10，可選的第四止回閥或第二蓋入口止回閥130C定位在第二汽缸蓋IlOB中的構(gòu)件室114中。入口止回閥130C的入口開(kāi)口 138與第二蓋IlOB的入口 118連通。在示例性實(shí)施例中，可在止回閥和構(gòu)件室114之間提供密封。
[0047]間隔件150C定位在汽缸蓋IlOB中的構(gòu)件室114中。間隔件150C的上游端部接合止回閥130C的下游端部。間隔件150C的中心開(kāi)口 155與止回閥130C的中心開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)。間隔件150C的外部凹槽160與汽缸蓋IlOB中的充氣端口 122C對(duì)準(zhǔn)。結(jié)果，在構(gòu)件室114與第三汽缸36C之間可建立流體連通(參看圖3A)。
[0048]第五止回閥或第三汽缸止回閥130D定位在汽缸蓋IlOB中的構(gòu)件室114中。止回閥130D的上游端部接合間隔件150C的下游端部。止回閥130D的開(kāi)口 138與間隔件150C中的通道155對(duì)準(zhǔn)?？稍陂g隔件150C與止回閥130D之間提供密封。
[0049]間隔件150D定位在汽缸蓋IlOB中的構(gòu)件室114中。間隔件150D的上游端部接合第三汽缸止回閥130D的下游端部。間隔件150D的中心開(kāi)口 156與止回閥130D的中心室對(duì)準(zhǔn)。在第四間隔件150D的下游端部處的外部凹槽160與汽缸蓋110中的第四充氣端口 122D對(duì)準(zhǔn)。結(jié)果，構(gòu)件室114和第四汽缸36D之間可建立流體連通。
[0050]第六止回閥或第四汽缸止回閥130F定位在汽缸蓋IlOB中的構(gòu)件室114中。第四汽缸止回閥130F的上游端部接合 間隔件150D的下游端部。止回閥的開(kāi)口 138與間隔件150D的中心通道155對(duì)準(zhǔn)。在間隔件150D和止回閥130D之間提供了可選的密封。
[0051]出口連接件196固定到汽缸蓋IlOB的下游端部上。出口連接件196具有流體出口通道198，該流體出口通道與汽缸蓋IlOB的構(gòu)件室114流體連通。在示出的實(shí)施例中，壓縮機(jī)10的所有止回閥130A-F都定位在汽缸蓋110A、1 IOB中。
[0052]再次參看圖2A和圖3A，當(dāng)壓縮機(jī)10操作時(shí)，允許空氣通過(guò)第一蓋IlOA的入口連接件180進(jìn)入到該壓縮機(jī)?？諝饬鲃?dòng)通過(guò)第一蓋IlOA的入口連接件180且流到入口止回閥 130E。
[0053]當(dāng)壓縮機(jī)10處于其循環(huán)的第一汽缸36A位于進(jìn)氣階段的部分時(shí)，第一汽缸中的壓力小于進(jìn)氣壓力。結(jié)果，進(jìn)氣氣體流動(dòng)通過(guò)入口止回閥130E且流入間隔件150A中。
[0054]氣體從間隔件150A的中心通道170 (見(jiàn)圖9)徑向向外流動(dòng)通過(guò)通道172，流入間隔件上的外部凹槽174中。然后，空氣流動(dòng)通過(guò)第一充氣端口 122A且流入第一汽缸36A中(參看圖2A)。
[0055]參看圖2A和圖9，在該時(shí)段期間，即使間隔件150A開(kāi)啟以允許自由流到第二止回閥，流動(dòng)通過(guò)入口止回閥130E的氣體也不流動(dòng)通過(guò)第二止回閥130A。這是因?yàn)榈诙够亻y130A下游的壓力(即，第二汽缸36B中的壓力)大于進(jìn)氣壓力。因此，第二止回閥130A保持關(guān)閉且進(jìn)氣空氣流入第一汽缸36A中。
[0056]當(dāng)?shù)谝换钊?0A之后壓縮第一汽缸36A中的空氣時(shí)，第一汽缸中的壓力變得大于進(jìn)氣壓力。結(jié)果，進(jìn)氣空氣不可向上游流動(dòng)通過(guò)入口止回閥130E而進(jìn)入到間隔件150A中。因此，流出第一汽缸的所有空氣都被引導(dǎo)通過(guò)第一充氣端口 122A、間隔件150A以及通過(guò)第二止回閥130A。
[0057]參看圖2A和圖9，第二止回閥130A被強(qiáng)制打開(kāi)以允許空氣流出第一汽缸36A而進(jìn)入到第二間隔件150B中。該空氣流動(dòng)通過(guò)第二間隔件150B到達(dá)徑向延伸的通道158 (參看圖1lA和圖11B)和第二間隔件150B的下游端部154中的外部凹槽160中。然后，空氣從凹槽160流入第二充氣端口 122B中。
[0058]選擇第一汽缸36A和第二汽缸36B的定時(shí)，使得當(dāng)?shù)谝黄?6A處于其排氣階段時(shí)，第二汽缸36B處于其進(jìn)氣階段。這通過(guò)第一偏心本體84A和第二偏心本體84B之間的180度的偏移β實(shí)現(xiàn)。壓縮在第一汽缸36Α中且強(qiáng)制進(jìn)入到第二間隔件150Β中的空氣能夠流入到第二汽缸36Β中，以被進(jìn)一步壓縮，這是因?yàn)樵谑境龅氖纠詫?shí)施例中，第二汽缸在直徑上小于第一汽缸但具有相同的沖程。
[0059]在第二汽缸36Α由第一汽缸36Β充氣的時(shí)段期間，即使第二間隔件向第三止回閥打開(kāi)，流動(dòng)通過(guò)第二間隔件150Β的空氣也不流動(dòng)通過(guò)第三止回閥130Β。這是因?yàn)榈谌够亻y130Β下游的壓力(即，第三汽缸36C中的壓力)大于第三止回閥處的壓力。因此，第三止回閥130Β保持關(guān)閉且空氣流入第二汽缸36Β中。
[0060]參看圖3Α和圖10，以類似的方式，在第二汽缸36Β中壓縮的空氣流動(dòng)通過(guò)導(dǎo)管119而進(jìn)入到第三汽缸36C中，以在此被進(jìn)一步壓縮。在第三汽缸36C中壓縮的空氣流入第四汽缸36D中，以在此被進(jìn)一步壓縮。在第四汽缸36D中壓縮的空氣通過(guò)出口連接件194從壓縮機(jī)10流出。
[0061]參看圖12，系統(tǒng)210包括濃縮器212，該濃縮器可操作用以提供例如來(lái)自環(huán)境空氣輸入的富氧氣體。富氧氣體供給到產(chǎn)品罐214中。調(diào)節(jié)器216將來(lái)自產(chǎn)品罐214的富氧氣體發(fā)送到流動(dòng)管線218中且將該富氧氣體供給到流量計(jì)220中，該流量計(jì)220隨后以預(yù)定流率(例如，從0.1至6升每分鐘的流率)將該富氧氣體發(fā)送到患者?？蛇x的是，可關(guān)閉流量計(jì)220，以便將所有富氧氣體都引導(dǎo)到壓縮機(jī)10。壓縮機(jī)可采用多種不同形式且可包括關(guān)于圖ι-1i描述的壓縮機(jī) 的特征的任何組合或子組合。此外，關(guān)于圖1-11描述的壓縮機(jī)的特征的任何組合或子組合可用于多種不同應(yīng)用，包括但不限于如圖12和圖13所示的系統(tǒng)。
[0062]未引導(dǎo)到患者的氣體經(jīng)由管線222被運(yùn)送到二通閥224。流動(dòng)管線220中的氣體的很小一部分通過(guò)管線226和限流器228引導(dǎo)到氧氣傳感器230中，該氧氣傳感器230探測(cè)氧氣的濃度是否是預(yù)定值，例如，至少84%被引導(dǎo)到患者以及至少93±3%被引導(dǎo)到壓縮機(jī)。
[0063]當(dāng)氧氣傳感器230探測(cè)到處于預(yù)定水平或大于預(yù)定水平的濃度時(shí)，二通閥224保持開(kāi)啟以容許富氧氣體流動(dòng)通過(guò)閥224和管線232而進(jìn)入到緩沖罐234中，在該緩沖罐中的壓力與產(chǎn)品罐214中的壓力基本相同。然而，如果氧氣傳感器230未探測(cè)到合適的氧濃度，則二通閥224關(guān)閉以便氧氣濃縮器212可建立足夠的氧氣濃度。該布置優(yōu)先考慮富氧氣體的流，以便保證患者接收具有足夠氧濃度的氣體。
[0064]緩沖罐234在其上可具有調(diào)節(jié)器236，該調(diào)節(jié)器236通常設(shè)定在12psi以在需要時(shí)允許富氧氣體進(jìn)入壓縮機(jī)10。壓縮機(jī)10的輸出用于填充汽缸或便攜式罐238，以用于患者的移動(dòng)式使用。作為備選，壓力調(diào)節(jié)器236可設(shè)定在從大約13psi至大約21psi的任何值。限流器240控制從緩沖罐234到壓縮機(jī)10的氣體的流率。如果壓縮機(jī)10的操作導(dǎo)致緩沖罐234中的壓力下降到低于預(yù)定值，則壓力傳感器(未示出)在高于供給到患者的氣體壓力的壓力下自動(dòng)切斷氣體流。這種優(yōu)先考慮確?；颊邇?yōu)先接收富氧氣體。
[0065]圖13示出了系統(tǒng)210a，該系統(tǒng)稍微不同于圖12的系統(tǒng)210。在系統(tǒng)210a中，壓縮機(jī)10包括其自身的氧氣傳感器和控制回路，從而不存在如圖12中所示的系統(tǒng)中所具有的元件224-232。此外，緩沖罐上不存在調(diào)節(jié)器236。限流器可設(shè)在濃縮器和緩沖罐之間(應(yīng)注意的是，緩沖罐234在所有系統(tǒng)中都是可選的，且壓縮機(jī)可從產(chǎn)品罐被直接供給)。
[0066]在一個(gè)示例性實(shí)施例中，升壓級(jí)1400設(shè)置在氧氣濃縮器212與壓縮機(jī)10之間的流體回路中(參看圖12A、12B、13A和圖13B)。升壓級(jí)1400預(yù)充氣或預(yù)壓縮壓縮機(jī)10的第一級(jí)。不同型號(hào)的濃縮器212以不同的壓力提供濃縮的氧氣。這些壓力的不同可導(dǎo)致填充便攜式罐或汽缸238所需的時(shí)間量不同。此外，變量(如，患者調(diào)節(jié)器壓力設(shè)置和海拔)也可導(dǎo)致裝滿便攜式罐或汽缸238所需的時(shí)間量不同。升壓級(jí)1400以升高的、恒定的壓力向壓縮機(jī)10提供來(lái)自濃縮器212的濃縮的氧氣。以恒定的壓力向壓縮機(jī)10提供濃縮的氧氣減小了填充便攜式罐或汽缸238所需的時(shí)間量的差異。此外，以大于通?？蓮难鯕鉂饪s器中獲得的壓力向壓縮機(jī)10提供濃縮的氧氣可允許壓縮機(jī)以較高的效率操作。例如，通常以大約5psi向壓縮機(jī)10提供來(lái)自氧氣濃縮器的濃縮的氧氣。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，升壓級(jí)1400以10-20psi (如，大約15psi)向壓縮機(jī)提供氧氣。 [0067]升壓級(jí)1400可采用多種不同形式且可與多種不同的壓縮機(jī)一起使用。升壓級(jí)1400可與壓縮機(jī)10、或任何其它壓縮機(jī)或任何其它增壓裝置一起使用。升壓級(jí)1400可采用多種不同形式。升壓級(jí)1400可為增大來(lái)自濃縮器212的濃縮的氧氣的壓力且控制向壓縮機(jī)10提供的濃縮的氧氣的最高壓力的任何裝置。
[0068]在由圖14示出的示例性實(shí)施例中，升壓級(jí)1400包括增壓裝置1402和壓力限制裝置1404。升壓級(jí)1400還可包括防止?jié)饪s的氧氣朝濃縮器212回流的可選止回閥1406以及可選的蓄積器或緩沖罐1408。在升壓級(jí)中，通過(guò)管線1409向增壓裝置1402提供來(lái)自濃縮器212的濃縮的氧氣，如箭頭1410指示的那樣。增壓裝置1402增大了濃縮的氧氣的壓力。增大了壓力的濃縮的氧氣在管線1414中從增壓裝置1402流動(dòng)到壓縮機(jī)10的入口(且如果有的話，流動(dòng)通過(guò)蓄積器1408)，如由箭頭1415指示的。
[0069]所示出的壓力限制裝置1404設(shè)置在流動(dòng)管線1409與1414之間。然而，壓力限制裝置1404可采用多種不同形式且可以以多種不同方式布置在升壓級(jí)中。在由圖14示出的實(shí)例中，當(dāng)管線1414中的壓力達(dá)到預(yù)定壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，壓力限制裝置1404打開(kāi)管線1409與管線1404之間的管線1416。當(dāng)管線1414中的壓力小于預(yù)定壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，管線1416關(guān)閉。當(dāng)管線1416打開(kāi)時(shí)，增大了壓力的濃縮的氧氣如由箭頭1418指示的從管線1414流動(dòng)回到管線1409中。由此，壓力限制裝置1404防止向壓縮機(jī)10提供的濃縮的氧氣的壓力超過(guò)預(yù)定壓力設(shè)定點(diǎn)。當(dāng)增壓裝置1402的輸出至少與預(yù)定壓力設(shè)定點(diǎn)一樣高時(shí)，升壓級(jí)1400將提供到壓縮機(jī)10的壓力基本調(diào)節(jié)在預(yù)定壓力設(shè)定點(diǎn)處。
[0070]增壓裝置1402可采用多種不同形式。增壓裝置1402可為能夠增大來(lái)自濃縮器的濃縮的氧氣的壓力的任何裝置。增壓裝置的實(shí)例包括但不限于，壓縮機(jī)、增壓器、泵、鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇等。參看圖15，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，增壓裝置1402為單級(jí)壓縮機(jī)1500。單級(jí)壓縮機(jī)1500可采用多種不同形式。在由圖15指示的實(shí)例中，壓縮機(jī)1500包括汽缸1502和活塞1504?；钊?504如由箭頭1506指示的那樣在汽缸1502中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以從管線1409中抽出濃縮的氧氣、壓縮該濃縮的氧氣、以及向管線1414提供壓縮的濃縮的氧氣。
[0071]圖16為可被使用的許多不同的單級(jí)壓縮機(jī)1500中的一者的實(shí)例的分解透視圖。圖17A-17C示出了在組裝好的情況下的圖16中示出的單級(jí)壓縮機(jī)1500。單級(jí)壓縮機(jī)1500包括汽缸1502、活塞1504、以及具有環(huán)1602的活塞桿1600。當(dāng)偏心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被施加到環(huán)1602上時(shí)，具有環(huán)1602的活塞桿1600使活塞1504在汽缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。蓋1604包括止回閥裝置1606，所述止回閥裝置1606防止?jié)饪s的氧氣從管線1414流動(dòng)回到汽缸1502中以及從汽缸1502流動(dòng)回到管線1409中。
[0072]圖18示出了增壓裝置1402的另一個(gè)實(shí)例。在由圖18示出的實(shí)例中，增壓裝置1402為增壓器1800。增壓器可采用多種不同形式。在由圖18示出的實(shí)例中，增壓器1800由壓力源1802供能，所述壓力源例如是供給到濃縮器212的壓縮空氣源、來(lái)自濃縮器212的濃縮的氧氣、或另一個(gè)壓縮流體源。所示出的增壓器1800為兩級(jí)增壓器。然而，增壓器可為單級(jí)增壓器，或該增壓器可具有兩級(jí)以上的級(jí)。所示出的增壓器1800包括切換閥1802、驅(qū)動(dòng)汽缸1804、驅(qū)動(dòng)活塞1806、第一級(jí)汽缸1808、第一級(jí)活塞1810、第二級(jí)汽缸1818，以及第二級(jí)活塞1820。濃縮器212通過(guò)管線1409向第一級(jí)汽缸1808提供濃縮的氧氣，如由箭頭1410指示那樣。當(dāng)切換閥1802處于位置1824中時(shí)，第一級(jí)活塞1810壓縮第一級(jí)汽缸1810中的濃縮的氧氣且向第二級(jí)汽缸1818提供濃縮的氧氣。當(dāng)切換閥1802處于位置1826中時(shí)，第二級(jí)活塞1820壓縮第二級(jí)汽缸1820中的濃縮的氧氣且通過(guò)管線1414向壓縮機(jī)10提供壓縮的濃縮的氧氣。
[0073]增壓裝置1402可以以多種不同方式來(lái)供能或驅(qū)動(dòng)。例如，增壓裝置1402可由用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)10的同一馬達(dá)1900來(lái)驅(qū)動(dòng)，或增壓裝置1402可由與驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)10的馬達(dá)1900分開(kāi)或獨(dú)立的裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)。在由圖19示出的實(shí)例中，馬達(dá)1900的傳動(dòng)軸1902旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)10和增壓裝置1402兩者。在圖19的實(shí)例中，馬達(dá)1900的相對(duì)側(cè)上的部分1902a、1902b分別驅(qū)動(dòng)增壓裝置1402和壓縮機(jī)10。在另一個(gè)實(shí)施例中，馬達(dá)一側(cè)上的傳動(dòng)軸的一部分驅(qū)動(dòng)增壓裝置1402和壓縮機(jī)10兩者，且可不包括馬達(dá)相對(duì)側(cè)上的第二軸部分。參看圖15，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，增壓裝置1402為單級(jí)壓縮機(jī)1500。
[0074]圖19和圖20示出了其中同一馬達(dá)1900驅(qū)動(dòng)增壓裝置1402和壓縮機(jī)10兩者的實(shí)例。然而，可使用多種其它布置來(lái)與同一馬達(dá)1900 —起驅(qū)動(dòng)增壓裝置1402和壓縮機(jī)10。在由圖20和圖21示出的實(shí)例中，壓縮機(jī)10具有帶有如上所述的V形構(gòu)造的四個(gè)汽缸，且增壓裝置1402為單級(jí)壓縮機(jī)1500。馬達(dá)1900 —側(cè)上的未示出的輸出軸驅(qū)動(dòng)該單級(jí)壓縮機(jī)1500。馬達(dá)1900另一側(cè)上的輸出軸1902b通過(guò)帶輪裝置2000來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)10。
[0075]圖22示出了其中與驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)10的馬達(dá)1900獨(dú)立的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)源2200驅(qū)動(dòng)增壓裝置1402的實(shí)例。單獨(dú)驅(qū)動(dòng)源2200可采用多種不同形式。單獨(dú)驅(qū)動(dòng)源2200的實(shí)例包括但不限于馬達(dá)、流體壓力源、電磁促動(dòng)器等。由圖18示出的壓力源1802和增壓器1800為驅(qū)動(dòng)增壓裝置1402的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)源的一個(gè)實(shí)例。在由圖22示出的實(shí)例中，馬達(dá)1900的傳動(dòng)軸1902旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)10。單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)源2200驅(qū)動(dòng)增壓裝置1402。
[0076]壓力限制裝置1404可采用多種不同形式。壓力限制裝置1404可為能夠限制施加到壓縮機(jī)10上的壓力的任何裝置或布置，或能夠限制管線1414與管線1409之間的壓差的任何裝置或布置。壓力限制裝置1404的實(shí)例包括但不限于，調(diào)節(jié)器、止回閥、閥和壓力傳感器裝置、以及控制增壓裝置的操作的壓力傳感器裝置。
[0077]參看圖23，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，壓力限制裝置1404為調(diào)節(jié)器2300，如，機(jī)械調(diào)節(jié)器或機(jī)電調(diào)節(jié)器。當(dāng)管線1414中的壓力低于壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)器2300關(guān)閉管線1416。當(dāng)管線1414中的壓力大于壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)器2300打開(kāi)管線1416。[0078]圖23A示出了其中壓力限制裝置1404限制管線1414與管線1409之間的壓差而不是設(shè)置管線1414中的壓力的示例性實(shí)施例。可使用多種不同裝置來(lái)限制管線1414與管線1409之間的壓差。在由圖23A示出的實(shí)例中，壓力限制裝置為止回閥2350。止回閥2350構(gòu)造成用以在管線1414中的壓力減去管線1409中的壓力大于壓差設(shè)定點(diǎn)時(shí)打開(kāi)管線1416。當(dāng)管線1414中的壓力減去管線1409中的壓力小于壓差設(shè)定點(diǎn)時(shí)，止回閥2350關(guān)閉管線1416。在一些應(yīng)用中，管線1409中的壓力范圍將為已知的。止回閥2350作為壓力限制裝置的使用允許管線1414中的壓力范圍被設(shè)定在高于管線1409中的壓力范圍的預(yù)定水平。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，止回閥2350被選擇成設(shè)定管線1414中的預(yù)定最小壓力。
[0079]參看圖24A和圖24B，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，壓力限制裝置1404包括壓力傳感器2400。壓力傳感器2400的輸出可以以多種不同方式用于限制向壓縮機(jī)10提供的濃縮的氧氣的壓力。在由圖24A示出的實(shí)例中，壓力限制裝置1404包括壓力傳感器2400和基于由壓力傳感器2400感測(cè)到的管線1414中的壓力而打開(kāi)和關(guān)閉的閥2410。當(dāng)壓力傳感器2400感測(cè)到管線1414中的壓力小于壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，閥2410關(guān)閉管線1416。當(dāng)壓力傳感器2400感測(cè)到管線1414中的壓力大于壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，閥2410打開(kāi)管線1416。
[0080]在由圖24B示出的實(shí)例中，壓力限制裝置1404包括壓力傳感器2400和控制裝置2450，該控制裝置2450基于由壓力傳感器2400感測(cè)到的管線1414中的壓力來(lái)控制增壓裝置1402。當(dāng)壓力傳感器2400感測(cè)到管線1414中的壓力小于壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，增壓裝置1402操作以增大管線1414中的壓力。當(dāng)壓力傳感器2400感測(cè)到管線1414中的壓力大于壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，控制裝置2450操作增壓裝置1402以減小管線1412中的壓力。例如，控制裝置2450可啟用/停用增壓裝置和/或加速/減慢增壓裝置的操作，以將管線1414中的壓力調(diào)節(jié)在壓力設(shè)定點(diǎn)處。
[0081]升壓級(jí)1400可用于系統(tǒng)210、210a或其中濃縮的氧氣由壓縮機(jī)壓縮的任何其它系統(tǒng)中。升壓級(jí)1400可包括在 濃縮器212與壓縮機(jī)10之間的系統(tǒng)210、210a的流體回路中的任何地方。例如，升壓級(jí)可提供在濃縮器212的正后方、在壓縮機(jī)10的正前方、或在濃縮器212與壓縮機(jī)10之間的流體回路中的任何地方。在由圖12A和圖13A示出的實(shí)例中，升壓級(jí)1400提供在濃縮器10的正后方。在該實(shí)施例中，升壓級(jí)1400預(yù)充提供到產(chǎn)品罐214的通過(guò)調(diào)節(jié)器216向患者提供的濃縮的氧氣、以及通往壓縮機(jī)10的濃縮的氧氣。
[0082]在由圖12B和圖13B示出的實(shí)例中，升壓級(jí)1400提供在到患者的流動(dòng)通路與到壓縮機(jī)10的流動(dòng)通路之間的支路后方。在該實(shí)施例中，升壓級(jí)1400預(yù)充通往壓縮機(jī)10的濃縮的氧氣，但不會(huì)預(yù)充提供到產(chǎn)品罐214的濃縮的氧氣，產(chǎn)品罐214通過(guò)調(diào)節(jié)器216向患者提供濃縮的氧氣。
[0083]雖然已經(jīng)通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例的描述示出了本發(fā)明，且雖然已經(jīng)相當(dāng)詳細(xì)地描述了這些實(shí)施例，但是 申請(qǐng)人:不旨在將所附權(quán)利要求的范圍約束或以任何方式限制于此類細(xì)節(jié)中。附加的優(yōu)點(diǎn)和變型對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將顯而易見(jiàn)。另外，雖然本文已經(jīng)示出和描述了圓柱形的構(gòu)件，但可使用其它幾何形狀，包括橢圓形和多邊形(例如，正方形、矩形、三角形和六邊形等)，且還可使用其它形狀。因此，本發(fā)明在其更廣義的方面不限于所示出和所描述的具體的細(xì)節(jié)、代表性設(shè)備和示例性實(shí)例。因此，在不脫離 申請(qǐng)人:的總體發(fā)明構(gòu)想的精神或范圍的前提下，能夠脫離這些細(xì)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.一種氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，包括: 氧氣濃縮器，所述氧氣濃縮器具有接收空氣的入口和提供處于第一壓力的富氧氣體源的出口 ； 升壓級(jí)，所述升壓級(jí)具有接收處于所述第一壓力的所述富氧氣體的至少一部分的入口、使所述富氧氣體的壓力從所述第一壓力增大到第二壓力的增壓裝置、提供處于所述第二壓力的富氧氣體源的出口、以及控制所述第二壓力的壓力限制裝置； 壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)具有接收處于所述第二壓力的所述富氧氣體的至少一部分的入口和提供處于大于所述第二壓力的第三壓力的富氧氣體源的出口 ； 便攜式容器，所述便攜式容器接收和儲(chǔ)存來(lái)自所述壓縮機(jī)的處于所述第三壓力的富氧氣體，以用于隨后由患者使用； 患者出口，所述患者出口提供來(lái)自所述氧氣濃縮器或所述升壓級(jí)的富氧氣體，以用于由患者使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力限制裝置控制所述第二壓力，使得所述第二壓力是大致恒定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力限制裝置控制所述第二壓力，使得所述第二壓力與所述第一壓力之差是大致恒定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力限制裝置通過(guò)將富氧氣體從所述升壓 級(jí)的出口引回到所述升壓級(jí)的入口來(lái)控制所述第二壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力限制裝置借助調(diào)節(jié)器來(lái)控制所述第二壓力，所述調(diào)節(jié)器將富氧氣體從所述升壓級(jí)的出口選擇性地供回到所述升壓級(jí)的入口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力限制裝置包括感測(cè)所述第二壓力的壓力傳感器和閥，所述閥基于由所述傳感器感測(cè)到的壓力而被控制，以選擇性地打開(kāi)從所述升壓級(jí)的出口回到所述升壓級(jí)的入口的通路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力限制裝置包括壓力傳感器，所述壓力傳感器感測(cè)所述第二壓力且基于由所述傳感器感測(cè)到的壓力來(lái)控制所述升壓級(jí)的增壓裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓級(jí)的增壓裝置包括第二壓縮機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓級(jí)的壓縮機(jī)以及使所述壓力從所述第二壓力增大到所述第三壓力的所述壓縮機(jī)由公共馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓級(jí)的壓縮機(jī)以及使所述壓力從所述第二壓力增大到所述第三壓力的所述壓縮機(jī)分別由公共馬達(dá)的傳動(dòng)軸的第一端部和第二端部來(lái)驅(qū)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓級(jí)的增壓裝置包括由來(lái)自所述氧氣濃縮器的處于所述第一壓力的所述氧氣源供能的增壓器。
12.—種氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，包括: 氧氣濃縮器，所述氧氣濃縮器具有接收空氣的入口和提供處于第一壓力的富氧氣體源的出口 ；升壓機(jī)構(gòu)，所述升壓機(jī)構(gòu)用于接收處于所述第一壓力的所述富氧氣體的至少一部分、使所述富氧氣體的壓力從所述第一壓力增大到受控的第二壓力、以及提供處于所述受控的第二壓力的富氧氣體源； 壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)具有接收處于所述第二壓力的所述富氧氣體的至少一部分的入口和提供處于大于所述第二壓力的第三壓力的富氧氣體源的出口 ； 便攜式容器，所述便攜式容器接收和儲(chǔ)存來(lái)自所述壓縮機(jī)的處于所述第三壓力的富氧氣體，以用于隨后由患者使用； 患者出口，所述患者出口提供來(lái)自所述氧氣濃縮器或升壓級(jí)的富氧氣體，以用于由患者使用。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓機(jī)構(gòu)控制所述第二壓力，使得所述第二壓力是大致恒定的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓機(jī)構(gòu)控制所述第二壓力，使得所述第二壓力與所述第一壓力之差是大致恒定的。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓機(jī)構(gòu)和所述壓縮機(jī)由公共馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮及壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓機(jī)構(gòu)由來(lái)自所述氧氣濃縮器的處于所述第一壓力的所述氧氣源供能。
17.一種用于濃縮氧氣以及壓縮濃縮的氧氣的方法，包括: 從空氣分離出氧氣以提供處于第一壓力的富氧氣體源； 接收處于所述第一壓力的所述富氧氣體的至少一部分； 使所述富氧氣體的壓力從所述第一壓力增大到受控的第二壓力， 向壓縮機(jī)提供處于所述受控的第二壓力的富氧氣體源； 用所述壓縮機(jī)將所述富氧氣體從所述第二壓力壓縮到第三壓力； 將處于所述第三壓力的所述富氧氣體提供到便攜式容器中，以用于隨后由患者使用； 提供來(lái)自氧氣濃縮器或升壓級(jí)的富氧氣體，以用于由患者使用。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述第二壓力被控制成是大致恒定的。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述第二壓力被控制成使得所述第二壓力與所述第一壓力之差是大致恒定的。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，控制所述第二壓力包括:將富氧氣體從所述第二壓力引回至其中所述富氧氣體的壓力處于所述第一壓力的點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】A61M16/00GK103945886SQ201280036545
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月24日
【發(fā)明者】G.格爾岑, M.R.內(nèi)姆塞克, M.法比安, W.M.錢伯斯, K.S.韋索基 申請(qǐng)人:英瓦卡爾公司