專利名稱：空氣分離制氧裝置智能管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空氣分離制氧裝置智能管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
醫(yī)用空氣分離制氧裝置是為醫(yī)院或醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供醫(yī)用氧氣的中心制氧 裝置，它可以是雙機(jī)組、三機(jī)組、四機(jī)組、五機(jī)組或者六機(jī)組。空氣分離 制氧裝置主要包括螺桿式空氣壓縮機(jī)、冷凍干燥機(jī)、空氣過濾器、雙柱型 吸附式氧氣分離器及其控制部分、空氣穩(wěn)壓罐、氧氣穩(wěn)壓罐、流量調(diào)節(jié) 計(jì)、在線純度監(jiān)測(cè)儀等部分。
為了保證空氣壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，必須對(duì)電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)的負(fù)載和溫
升情況等各種安全保護(hù)裝置進(jìn)行即時(shí)監(jiān)控；為了空氣分離制氧裝置的正常 工作，必須對(duì)螺桿式空壓機(jī)的輸出壓力的大小和穩(wěn)定程度、冷干機(jī)的出口 溫度、各級(jí)過濾器的堵塞狀態(tài)、空氣分離制氧裝置的進(jìn)出口壓力等進(jìn)行即 時(shí)監(jiān)控；為了病人的用氧安全，必須對(duì)氧氣輸出系統(tǒng)的壓力、流量、純 度、等進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。長(zhǎng)久以來，這些監(jiān)測(cè)和監(jiān)控手段都是通過調(diào)節(jié)控制 元件的上、下限值來調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)來調(diào)節(jié)其工作狀態(tài)，或者靠操作人 員的現(xiàn)場(chǎng)巡査來手動(dòng)調(diào)整或更換。
螺桿式空壓機(jī)的輸出壓力升至壓力控制閥的上限調(diào)定值時(shí)，便自動(dòng)停 機(jī)；而跌至其下限值或時(shí)，便自動(dòng)啟動(dòng)。氧氣系統(tǒng)供氣壓力的超壓或欠壓 報(bào)警，則是通過調(diào)節(jié)觸點(diǎn)壓力表指針的上、下觸點(diǎn)來進(jìn)行，即當(dāng)壓力表指 針碰到上觸點(diǎn)，表明系統(tǒng)壓力已超過了病人的吸氣壓力，可供氣設(shè)備仍在 供氣，系統(tǒng)便發(fā)出超壓報(bào)警；而當(dāng)觸點(diǎn)壓力表指針碰到下觸點(diǎn)，表明系統(tǒng) 漏氣或供氣設(shè)備因故障已中止供氣，壓力已不能滿足病人的吸氧需要，系 統(tǒng)便發(fā)出欠壓報(bào)警。報(bào)警信號(hào)通過聲、光兩種方式來提示值班的醫(yī)護(hù)人 員。 一旦儀表或電氣系統(tǒng)出了故障，或者某一種氣體的設(shè)備或系統(tǒng)出了故障而使報(bào)警裝置失靈，由于節(jié)能型空氣分離制氧裝置維修的技術(shù)難度指數(shù) 較高，病房和手術(shù)室的值班人員常常不能及時(shí)應(yīng)對(duì)， 一般的醫(yī)院也不具備 維修條件，只能切斷氣源和在欠壓狀態(tài)下等待。這樣一來，從值班人員發(fā) 現(xiàn)到反映至設(shè)備管理部門，再由專業(yè)的維護(hù)和管理人員去處理，需要很長(zhǎng) 的時(shí)間，而此時(shí)如果手術(shù)正在進(jìn)行中，或病人正在搶救中，其后果不堪設(shè) 想。
此外，由于氧氣是通過吸入人體來發(fā)揮作用的，所以氧氣的純度、潔 凈度、氣量等品質(zhì)指標(biāo)都與患者的生命密切相關(guān)，如果其純度不夠或氣量
不足，則便達(dá)不到給病人補(bǔ)氧的目的；如果被污染，甚至?xí)?dǎo)致更嚴(yán)重的 后果。因此，醫(yī)用智能型高節(jié)能空氣分離制氧裝置及其它醫(yī)用氣體的智能 化建設(shè)己迫在眉睫，勢(shì)在必行。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種空氣分離制氧裝置智能管理 系統(tǒng)，通過智能化數(shù)據(jù)采集器與控制元、器件及儀表，利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò) 資源，或現(xiàn)代化的通訊工具，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況實(shí)行無線遠(yuǎn)程監(jiān)控，這樣 在發(fā)現(xiàn)故障征兆時(shí)就可提前進(jìn)行處理。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供如下的技術(shù)方案空氣分離 制氧裝置智能管理系統(tǒng)，包括空氣分離制氧裝置的機(jī)電設(shè)備部分以及系統(tǒng) 管理部分，其中機(jī)電設(shè)備部分包括空氣壓縮機(jī)、壓力控制器、冷凍干燥 機(jī)、壓力變送器、溫度變送器、差壓變送器、空氣壓力平衡罐、空氣分離 制氧機(jī)、制氧機(jī)進(jìn)氣壓力變送器、氧氣壓力平衡罐、過濾器、設(shè)于氧氣支 管上的流量變送器以及分氣缸；所述空氣壓縮機(jī)、空氣壓力平衡罐、氧氣 壓力平衡罐、高壓氧氣儲(chǔ)罐、空氣分離制氧機(jī)的進(jìn)出口設(shè)有壓力變送器； 所述冷凍干燥機(jī)的出口設(shè)有溫度變送器；所述過濾器處設(shè)置檢測(cè)其進(jìn)出口 壓差的差壓變送器；系統(tǒng)管理部分包括采集來自各變送器傳送的信號(hào)的信 號(hào)采集終端、將采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行分析、比較并控制相關(guān)設(shè)備的 開、?；蛲ā嗟脑O(shè)備處理終端、顯示運(yùn)行狀態(tài)的顯示終端以及管理服務(wù)器，其中，各設(shè)備處理終端以及管理服務(wù)器通過通訊網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)采集終端 連接。
根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過在空氣分離制氧裝置的空氣壓縮 機(jī)、空氣壓力平衡罐、氧氣壓力平衡罐、高壓氧氣儲(chǔ)罐、空氣分離制氧機(jī) 的進(jìn)出口設(shè)有壓力變送器，冷凍干燥機(jī)的出口設(shè)置溫度變送器和在過濾器 處設(shè)置檢測(cè)其進(jìn)出口壓差的差壓變送器；使用信號(hào)采集終端采集來自各變 送器傳送的信號(hào)，并利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行 分析對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行智能式遠(yuǎn)程監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)故障征兆時(shí)就提前進(jìn) 行處理，不僅節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)巡査的人力和物力，而且對(duì)醫(yī)院這種特殊的場(chǎng) 合，避免了許多因制氧、供氧故障而導(dǎo)致的時(shí)間延誤或醫(yī)療事故；更為醫(yī) 院的全面信息化管理消除"盲點(diǎn)"。


圖1為本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1所示，本實(shí)用新型空氣分離制氧裝置智能管理系統(tǒng)包括空氣 分離制氧裝置的機(jī)電設(shè)備部分以及系統(tǒng)管理部分，其中
機(jī)電設(shè)備部分包括螺桿式空氣壓縮機(jī)1、變頻調(diào)節(jié)器2、壓力控制
器3、前級(jí)精密過濾器4、冷凍干燥機(jī)5、壓力變送器6、溫度變送器7、 中級(jí)精密過濾器8A、后級(jí)精密過濾器8B、差壓變送器9、空氣壓力平衡罐 10、空氣分離制氧機(jī)11、制氧機(jī)進(jìn)氣壓力變送器12、氧氣壓力平衡罐 13、匯流排14、除菌過濾器15、流量變送器16、純度儀17、分氣缸18、 氧氣增壓機(jī)19、高壓氧氣儲(chǔ)罐20以及氧氣減壓閥21。
系統(tǒng)管理部分包括信號(hào)采集終端A、設(shè)備處理終端B、顯示終端C以 及管理服務(wù)器D，其中，各設(shè)備處理終端B以及管理服務(wù)器D通過通訊網(wǎng) 絡(luò)E與信號(hào)采集終端A連接。在每臺(tái)螺桿式空氣壓縮機(jī)1、空氣壓力平衡罐10、氧氣壓力平衡罐 13、高壓氧氣儲(chǔ)罐20、空氣分離制氧機(jī)12的進(jìn)出口安裝壓力變送器6; 在冷凍干燥機(jī)5的出口安裝有溫度變送器7;前級(jí)精密過濾器4、中級(jí)精 密過濾器8A、后級(jí)精密過濾器8B以及除菌過濾器15四組過濾器都設(shè)置檢 測(cè)其進(jìn)出口壓差的差壓變送器9。此外，為了確保氧氣的品質(zhì)和供氣流 量，在氧氣總管上還安裝有純度儀17，在每一條氧氣支管上安裝有除菌過 濾器15以及流量變送器16。在輸出至病房的氧氣支管路上安裝供空氣分 離制氧機(jī)系統(tǒng)檢修時(shí)備用的匯流排14;在輸出至高壓氧倉的氧氣支管路上 安裝氧氣增壓機(jī)19以及高壓氧氣儲(chǔ)罐20。
空氣分離制氧過程中，空氣依次經(jīng)過螺桿式空氣壓縮機(jī)1、前級(jí)精密 過濾器4、冷凍干燥機(jī)5、中級(jí)精密過濾器8A、后級(jí)精密過濾器8B、空氣 壓力平衡罐10、空氣分離制氧機(jī)11、氧氣壓力平衡罐13、除菌過濾器 15、分氣缸18，氧氣增壓機(jī)19，高壓氧氣儲(chǔ)罐20以及氧氣減壓閥21 后，通過各氧氣支管路輸送至病房或高壓氧倉。
本實(shí)用新型系統(tǒng)在工作時(shí)，首先，將壓縮空氣系統(tǒng)的壓力、流量信號(hào) 反饋到螺桿式空氣壓縮機(jī)1的變頻調(diào)節(jié)器2 (每臺(tái)空氣壓縮機(jī)一個(gè))的輸 入端，為其賦值后轉(zhuǎn)換為電機(jī)的運(yùn)行信號(hào)和驅(qū)動(dòng)參數(shù)(如轉(zhuǎn)速、電壓、電 流等)；通過壓力變送器6、溫度變送器7、壓差變送器9等一次儀表， 跟蹤檢測(cè)各個(gè)參數(shù)的即時(shí)變化，并將前述變送器檢測(cè)到的各模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號(hào)，通過多路信號(hào)采集終端A (也可以采用GPRS智能采集終端) 對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行采集、捕捉后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工況的模擬仿真和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯 示。再通過設(shè)備處理終端B (將采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定值(如壓縮空氣或氧 氣系統(tǒng)壓力、冷凍干燥機(jī)出口溫度等參數(shù)的上、下限報(bào)警值)進(jìn)行分析、 比較(信號(hào)檢測(cè)階段)，再通過"輸出控制"自動(dòng)控制相關(guān)設(shè)備和閥門等 執(zhí)行元件的開、?；蛲?、斷。此外，設(shè)備的這些運(yùn)行過程和狀態(tài)數(shù)據(jù)，也 同時(shí)傳給了顯示終端C和設(shè)備處理終端B，進(jìn)行讀數(shù)、記錄、打印、數(shù)字 傳輸?shù)鹊龋⒁詫?shí)時(shí)和歷史圖表數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)歷史曲線等方式記錄和保存下
6來，以方便對(duì)系統(tǒng)的隨機(jī)和歷史運(yùn)行情況及報(bào)警原因進(jìn)行智能分析并備查。
以下以三機(jī)組空氣分離制氧系統(tǒng)兩用一備舉例說明本實(shí)用新型的工作 原理如果運(yùn)行中的兩套機(jī)組中有一臺(tái)設(shè)備或一套系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)因故障 而偏離了設(shè)定值(高于上限值或低于下限值)，系統(tǒng)便發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通 過上述的"輸出控制"自動(dòng)停掉故障機(jī)組，同時(shí)啟動(dòng)第三套備用機(jī)組，系 統(tǒng)的相關(guān)閥門等執(zhí)行元件亦隨之開、?；蛲?、斷。如果現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重 故障而導(dǎo)致停機(jī)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告信號(hào)，提示用戶査看現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行 狀態(tài)，并可自動(dòng)進(jìn)行安全保護(hù)操作；使系統(tǒng)和設(shè)備即使在故障的狀態(tài)下也 不會(huì)導(dǎo)致事故或損壞；處理完成后按確定按鈕關(guān)閉對(duì)話框?；蛘弋?dāng)系統(tǒng)參 數(shù)恢復(fù)到正常值時(shí)，報(bào)警提示會(huì)自動(dòng)消除。
當(dāng)氧氣的純度和流量若低于了設(shè)定值(例如93%)，系統(tǒng)便發(fā)出報(bào)警 信號(hào)，操作人員便可根據(jù)故障特性來調(diào)節(jié)空氣分離制氧裝置的操作面板和 控制元件；各環(huán)節(jié)過濾器的差壓變送器9顯示的是過濾器前后壓差的隨機(jī) 變化，如果該壓差有升高的趨勢(shì)，則說明過濾器有堵塞的跡象，升至上限 調(diào)定值時(shí)系統(tǒng)報(bào)警器便會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；如果該壓差有明顯下降趨勢(shì)，說 明過濾器破損，低至下限設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；設(shè)備管理人 員便可根據(jù)過濾器前后差壓的變?cè)谮厔?shì)來判斷過濾器失效情況，以便在過 濾器有破損的先兆時(shí)就去檢查、清洗或更換過濾器的濾芯，避免氧氣及其 輸送系統(tǒng)因?yàn)V芯的破損而受到污染，或因?yàn)V芯的堵塞而影響系統(tǒng)的供氣流 量及加快濾芯的破損。
此外，為便于多個(gè)部門同時(shí)監(jiān)控，可以配交換機(jī)和多臺(tái)顯示終端C， 并可以在機(jī)房?jī)?nèi)加攝像頭和無線準(zhǔn)圖像及數(shù)據(jù)傳輸終端以對(duì)空氣分離制氧 機(jī)房和設(shè)備狀況進(jìn)行全方位監(jiān)控，通過GPRS或CDMAlx無線網(wǎng)絡(luò)，傳輸高 質(zhì)量的視頻流，并通過管理中心的硬盤刻錄機(jī)或通過遠(yuǎn)程錄像記錄下來。 同時(shí)，維修服務(wù)人員也可以通過互聯(lián)網(wǎng)打開主界面，隨時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和 查詢，并通過電話或視頻遙控指導(dǎo)用戶進(jìn)行故障判斷和處理；通過相應(yīng)的組態(tài)軟件和IE瀏覽或FTP存取，方便地進(jìn)行進(jìn)行中心監(jiān)控管理和遠(yuǎn)程監(jiān) 控管理。
當(dāng)然，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制， 盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等 同替換，而未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均 應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求1、 空氣分離制氧裝置智能管理系統(tǒng)，其特征在于包括空氣分離制 氧裝置的機(jī)電設(shè)備部分以及系統(tǒng)管理部分，其中機(jī)電設(shè)備部分包括空氣壓縮機(jī)、壓力控制器、冷凍干燥機(jī)、壓力變送 器、溫度變送器、差壓變送器、空氣壓力平衡罐、空氣分離制氧機(jī)、制氧 機(jī)進(jìn)氣壓力變送器、氧氣壓力平衡罐、過濾器、設(shè)于氧氣支管上的流量變 送器以及分氣缸；所述空氣壓縮機(jī)、空氣壓力平衡罐、氧氣壓力平衡罐、 高壓氧氣儲(chǔ)罐、空氣分離制氧機(jī)的進(jìn)出口設(shè)有壓力變送器；所述冷凍干燥 機(jī)的出口設(shè)有溫度變送器；所述過濾器處設(shè)置檢測(cè)其進(jìn)出口壓差的差壓變 送器；系統(tǒng)管理部分包括采集來自各變送器傳送的信號(hào)的信號(hào)采集終端、將 采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行分析、比較并控制相關(guān)設(shè)備的開、停或通、斷 的設(shè)備處理終端、顯示運(yùn)行狀態(tài)的顯示終端以及管理服務(wù)器，其中，各設(shè) 備處理終端以及管理服務(wù)器通過通訊網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)采集終端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣分離制氧裝置智能管理系統(tǒng)，其特征 在于還包括設(shè)于氧氣總管上的純度儀以及設(shè)于輸出至病房的氧氣支管路上 的供空氣分離制氧機(jī)系統(tǒng)檢修時(shí)備用的匯流排和設(shè)于輸出至高壓氧倉的氧 氣支管路上的氧氣增壓機(jī)、高壓氧氣儲(chǔ)罐和氧氣減壓閥。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣分離制氧裝置智能管理系統(tǒng)，其特征 在于所述空氣壓縮機(jī)上設(shè)有變頻調(diào)節(jié)器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所屬的空氣分離制氧裝置智能管理系統(tǒng)，其特征 在于所述過濾器包括前、中、后級(jí)精密過濾器和除菌過濾器，所述前級(jí) 精密過濾器設(shè)置冷凍干燥機(jī)入口，中、后級(jí)精密過濾器設(shè)于冷凍干燥機(jī)出 口，除菌過濾器設(shè)于氧氣壓力平衡罐出口的氧氣支管上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種空氣分離制氧裝置智能管理系統(tǒng)，包括空氣分離制氧裝置的機(jī)電設(shè)備部分以及系統(tǒng)管理部分，空氣分離制氧裝置的冷凍干燥機(jī)的出口設(shè)有溫度變送器；過濾器處設(shè)置檢測(cè)其進(jìn)出口壓差的差壓變送器；系統(tǒng)管理部分包括采集來自各變送器傳送的信號(hào)的信號(hào)采集終端、將采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行分析、比較并控制相關(guān)設(shè)備的開、?；蛲?、斷的設(shè)備處理終端、顯示運(yùn)行狀態(tài)的顯示終端以及管理服務(wù)器，其中，各設(shè)備處理終端以及管理服務(wù)器通過通訊網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)采集終端連接。通過智能化數(shù)據(jù)采集器與控制元、器件及儀表，利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源，或現(xiàn)代化的通訊工具，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況實(shí)行無線遠(yuǎn)程監(jiān)控，這樣在發(fā)現(xiàn)故障征兆時(shí)就可提前進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)C01B13/02GK201154899SQ200820047430
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者品 呂, 軍 周, 邵巧玲 申請(qǐng)人:珠海市奧吉賽科技有限公司