專利名稱：分子篩psa醫(yī)療保健用氧氣機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療保健器械技術領域，確切地說是一種分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機。
背景技術：
由于人們對環(huán)境質量的關注和保健意識的提高，對氧氣機的使用越來越重視。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，壓縮空氣進入吸附器后，沸石分子篩吸附氮氣排出氧氣，氧氣濃度可達90％以上，解析時排出的富氮氣體濃度為93％左右，其余7％左右為氧氣；原料氣與產氣量比為6/1至7/1之間，氧氣回收率相對較低。由于制氧工藝對壓縮空氣氣源的特殊要求，空氣壓縮機必須提供一個純凈的、不含潤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滑壓縮機來提供壓縮空氣氣源的；但是由于無油潤滑壓縮機內所有摩擦幅均不采用潤滑油潤滑，而利用充填石墨等自潤滑材料潤滑。所以，無油潤滑壓縮機與有油潤滑壓縮機相比，不僅使用壽命短，維護費用大、周期短，使用成本高，而且普遍存在著功耗大、噪音高、價格高、整機壽命短的缺點。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，產品保證壽命最長的一年，最短的才3000小時，而且還要1000小時更換一次。附圖2是上述制氧工藝流程圖，圖中1、進氣過濾器，2、無油潤滑壓縮機，3、冷卻器，4、自動排水過濾器，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，13、加濕器，14、富氧氣排氣口，15、氮氣排氣口。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，對氧氣的濃度要求也不盡相同。在醫(yī)療保健行業(yè)，醫(yī)學上規(guī)定吸氧濃度是不得高于45％的，否則將產生氧中毒或形成依賴性，所以上述氧氣機所產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，將產生嚴重后果，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。可見，在醫(yī)療保健行業(yè)準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，也會提高使用成本，并且會給使用者帶來很多不便。

發(fā)明內容
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、設備功耗和使用成本低、產品利用率高、供氣氣流穩(wěn)定的分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機包括，進氣過濾器、空氣壓縮機、高溫油分離器、自動排水過濾器、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，進氣過濾器(1)安裝在空氣壓縮機(2)的前端，其特征在于空氣壓縮機(2)、高溫油分離器(3)、冷卻器(4)、自動排水過濾器(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，兩個自干式分子篩吸附器(8)的進氣口分別與電磁換向閥(7)的c口和d口聯(lián)接，出氣口經單向閥(10)連接到氮氣排氣口(11)上，兩個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(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)的定時轉換，兩個自干式分子篩吸附器(8)的進氣口分別在壓縮空氣入口a和富氧氣出氣口b之間轉換。自干式分子篩吸附器(8)包括吸附器筒、隔板、篩網、13X分子篩、分子篩和彈簧，下隔板(68)、下篩網(67)、上篩網(70)、上隔板(71)和彈簧(61)從下至上安裝在吸附器筒(65)內，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(67)和上篩網(70)之間。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用分子篩作為吸附劑，加壓時吸附氧氣排出氧氮氣，氮氣濃度達到99.9％以上，氧氣回收率高，原料氣與產氣量比在3/1至4/1之間，解析時排出的富氧氣濃度為35％-45％左右，可直接用于醫(yī)療保健；有油潤滑壓縮機與高溫油分離器串聯(lián)使用，解決了無油潤滑壓縮機壽命短，功耗大、噪音高、整機壽命短的問題；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排水過濾器后，可將壓縮機排出的高溫空氣中的大部分水分排出，再經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)有技術工藝流程圖。
圖3是高溫油分離器3的結構示意圖。
圖4是穩(wěn)壓節(jié)流閥15的結構示意圖。
圖5是自干式分子篩吸附器8的結構示意圖。
具體實施例方式實施例1如附圖1所示，本發(fā)明中的進氣過濾器1、空氣壓縮機2、冷卻器4、自動排水過濾器5、電磁換向閥7、節(jié)流閥9，緩沖罐16、流量計14、加濕器13和數(shù)個單向閥均可采用現(xiàn)有技術中的標準器件。
如附圖3所示的高溫油分離器3可以直接設置在空氣壓縮機2的殼體33內，空氣壓縮機2上的進氣口34與進氣過濾器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，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的內壁之間裝有密封墊28，旋風葉片26套裝在濾芯27外，筒體25的下腔內裝有浮筒24，筒體25的下端口用設有回油口21的底蓋22和密封圈23封閉。筒體25可用金屬板材經沖壓制成，空氣壓縮機壓縮空氣出口32沿筒體25內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、旋風葉片26和底蓋22可采用金屬材料經機加工制成，濾芯27可采用標準濾油器件，密封墊28和密封圈23應采用耐油、耐高溫的橡膠密封材料，浮筒24可用金屬板材經焊接制成。濾芯27、旋風葉片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，空氣由進氣口34進入壓縮機，經壓縮后的高溫高壓氣體在未冷卻的狀態(tài)下經壓縮空氣出口32沿筒體25內壁和旋風葉片26的切向進入筒體25中，形成漩渦氣流，在離心力的作用，壓縮空氣中的潤滑油微粒大部分被分離出來。壓縮空氣再經濾芯27進一步過濾，便成為純凈的、無油壓縮空氣，經擋水板31和出氣口29輸送到無油供氣系統(tǒng)中去。分離出來的潤滑油沿筒體25的內壁流到筒體25下腔，集蓄到一定高度時將浮筒24浮起，并經底蓋22上的回油口21重新回到壓縮機中去。
穩(wěn)壓節(jié)流閥15的結構如附圖4所示，閥殼42上設有進氣口45和出氣口47，設有進氣節(jié)流口44的滑閥54安裝在閥殼42內，裝有調壓螺栓59的螺母57固定在閥殼42的一端，調壓彈簧55安裝在滑閥54和調壓螺栓59之間，滑閥54上裝有密封圈43和53，閥殼42上設有溢流口41，調壓螺栓59上裝有鎖母58，閥殼42內設有出氣節(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機加工獲得；密封圈43、51和53，調壓彈簧55，鎖母50和58以及墊圈56可使用標準件。溢流口41在閥殼42上位置應保證滑閥54向左滑動時不將其封閉；螺母57和48裝入閥殼42后，應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應同心，以保證氣流調整的穩(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是為增加調壓彈簧55的穩(wěn)定性而設置的，52為氣室。進氣口45與緩沖罐16相聯(lián)、出氣口7與流量計14相聯(lián)。如附圖4所示，壓縮空氣從進氣口45進入，經進氣節(jié)流口44進到氣室52內，再經出氣節(jié)流口46和節(jié)流閥桿49之間形成的調整通道，從出氣口47排除；利用節(jié)流閥桿49即可調整出氣氣流的大小，調整后用鎖母50將節(jié)流閥桿49鎖緊。當氣源壓力波動、氣室52內的氣壓達到一定值時，作用于滑閥54上的壓力克服調壓彈簧55的彈力，推動滑閥54向左移動，滑閥54左腔的空氣從溢流口41排出；這時進氣節(jié)流口44與進氣口45的位置相互錯開，進氣節(jié)流口44的截面積逐漸變小，進氣量也隨之減少，當氣室52內壓力與設定的壓力平衡、即與調壓彈簧55的彈力平衡時，滑閥54停止移動，使得氣室52內壓力保持穩(wěn)定。氣室52內的壓力值是依靠調壓螺栓59來設定的，彈簧55被壓縮的越緊，氣室52內的壓力設定值就越高；壓力調整后用鎖母58將調壓螺栓59鎖緊。工作過程中，滑閥54將隨著氣源氣壓的波動而左右滑動，從而保證出氣氣壓的穩(wěn)定。
自干式分子篩吸附器8的結構如附圖5所示，下隔板68、下篩網67、上篩網70、上隔板71和彈簧61從下至上安裝在吸附器筒65內，13X分子篩66和分子篩64從下至上充填在下篩網67和上篩網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。工作時，壓縮空氣經接頭62進入吸附器筒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氣)，氮氣(采用工業(yè)用氧分子篩作為吸附劑時為氧氣)經上部的上篩網70、上隔板71、彈簧61，從接頭62排出；解析時富氧氣體(采用工業(yè)用氧分子篩作為吸附劑時為富氧氣體)經下部接頭62輸入到緩沖罐16內，吸水劑13X分子篩66所吸收的殘余的水分同時解析出來。
最后，按照附圖1所示的聯(lián)接關系，將所有部件組裝在一起即可。
系統(tǒng)工作時，空氣經進氣過濾器1進入空氣壓縮機2，排出的含油高溫壓縮空氣經過高溫油分離器3后變成潔凈的無油氣體，再經冷卻器4冷卻后由自動排水過濾器5將大部分冷凝水排出，冷干后的壓縮空氣經單向閥6、電磁換向閥7進入自干式吸附器8的左罐，壓縮空氣先經過吸水劑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％的氮氣經單向閥10和氮氣排氣口11排出；同時自干式吸附器8的右罐處于解析狀態(tài)中，濃度為35％-45％的富氧氣體經電磁換向閥7進入緩沖罐16內。右罐解析過程結束之后，電磁換向閥7動作，壓縮空氣進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、流量可調的狀態(tài)，經流量計14、加濕器13，從富氧氣排氣口12輸出，供消費者使用。一部分氮氣經節(jié)流閥8反吹到自干式分子篩吸附器解析罐內，能起到提高分子篩利用率和增加氧氣回收率的作用。
權利要求
1.分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機，它包括進氣過濾器、空氣壓縮機、高溫油分離器、自動排水過濾器、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，進氣過濾器(1)安裝在空氣壓縮機(2)的前端，其特征在于空氣壓縮機(2)、高溫油分離器(3)、冷卻器(4)、自動排水過濾器(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，兩個自干式分子篩吸附器(8)的進氣口分別與電磁換向閥(7)的c口和d口聯(lián)接，出氣口經單向閥(10)連接到氮氣排氣口(11)上，緩沖罐(16)、穩(wěn)壓節(jié)流閥(15)、流量計(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)權利要求1所述的一種分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機，其特征在于兩個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)。
3.一種如權利要求1所述的分子篩PSA醫(yī)療保健用氧氣機用的自干式分子篩吸附器，包括吸附器筒、隔板、篩網、13X分子篩、分子篩和彈簧，下隔板(68)、下篩網(67)、上篩網(70)、上隔板(71)和彈簧(61)從下至上安裝在吸附器筒(65)內，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(67)和上篩網(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，它具有氧氣回收率高、生產成本低廉，氧氣濃度安全可靠、可直接用于醫(yī)療保健的特點。它包括空氣壓縮機、高溫油分離器、自動排水過濾器、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、高溫油分離器、冷卻器、自動排水過濾器、單向閥串聯(lián)聯(lián)接在電磁換向閥的壓縮空氣入口a上，兩個自干式分子篩吸附器的進氣口分別與電磁換向閥的c口和d口聯(lián)接，出氣口經單向閥連接到氮氣排氣口上，緩沖罐、穩(wěn)壓節(jié)流閥、流量計、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C01B13/02GK1672743SQ20051004629
公開日2005年9月28日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權日2005年4月22日
發(fā)明者歐陽才峰, 黃克敏 申請人:歐陽才峰