專利名稱：便攜式分子篩人力制氧機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種分子篩制氧裝置，特別是重量輕能隨身攜帶、隨時制氧的人力制氧機。
背景技術：
應用變壓吸附法制氧現(xiàn)在已為國內外許多廠家所采用，除了大型制氧機外還出現(xiàn)了醫(yī)用、家庭用小型制氧機，這些制氧機一般分為兩種原理1、變壓吸附常壓解附；2、變壓吸附真空解附。這兩種方法制氧一般均采用雙分子塔式，交替進行吸附與解附，以保持制氧的連續(xù)性。變壓吸附常壓解附的工藝流程是空氣由無油空氣壓縮機進行壓縮，達到吸附所需的壓力后進入凈化器凈化和干燥器干燥，然后進入分子篩塔1進行吸附(分子篩有均勻的相當于分子尺寸的微孔，這些微孔能選擇性地吸附氮分子，因此，氧分子能順利通過而氮分子不能通過，通過這種方法能將氮氧分離而得到高純度的氧氣)，分離出的高純度氧氣一部分進入儲氧罐，另一部分進入分子篩塔2對其進行吹洗(分子篩塔2由控制系統(tǒng)控制，此時是和大氣相通的，塔內的分子篩在上一周期吸附的氮分子處于游離狀態(tài)，輸入的純氧將氮分子吹出分子篩塔2)，分子篩塔2進行解附工序。經(jīng)過一段時間，分子篩子塔1內分子篩達到飽和，分子篩塔2內分子篩解附完畢，則分子篩塔2進入吸附程序，分子篩塔1進入解附程序，如此循環(huán)，周而復始。變壓吸附真空解附工藝流程是空氣先由無油風機吹入凈化器凈化和干燥器干燥，然后進入分子篩塔1進行吸附，氧氣由塔頂進入儲氣罐或直接供人吸用，同時，由真空泵對分子篩塔2進行抽真空，分子篩塔2進入解附程序。經(jīng)過一段時間后，分子篩塔1內分子篩達到飽和，分子篩塔2抽真空完畢，則分子篩塔2進入吸附程序，分子篩塔1進入解附程序。如此循環(huán)，周而復始。
除了大型制氧機外，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)明了可以攜帶的家庭用和醫(yī)用的小型制氧機，也發(fā)明了可以不用電等其它能源而以人力做動力的人力制氧機，但這些類型的制氧機由于動力局限性、重量大等原因不易隨身攜帶，不便于譜及。

發(fā)明內容
本實用新型的目的，是要研制一種可以隨身攜帶、隨時隨地制氧的制氧機，該制氧機與現(xiàn)有制氧機相比有以下特點1、以人的體重為動力，不用其它能源，這樣就解決了缺電地區(qū)與缺電時的動力問題；2、體積小、重量輕，可以隨身攜帶。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是空氣凈化器、干燥器與無油活塞泵連接，無油活塞泵與控制氣流方向的氣動組合閥連接，氣動組合閥分別與兩分子篩罐連接(以上各種連接均由連接管路實現(xiàn))，兩分子篩罐間由限流量孔和連接管路連接，分子篩罐內氣體壓力由壓力控制閥控制。其中，所述無油活塞泵以一人力驅動機構驅動，人力驅動機構由活塞泵泵殼、活塞桿及彈簧組成。
上述無油活塞泵可以為圓柱形或其它需要的形狀。
上述無油活塞泵活塞可以為單桿或雙桿。
上述人力驅動可以利用腳踏方式。
可以在所述制氧機出氧管道上安裝氧氣純度表，以監(jiān)視氧氣質量。
還可以在所述制氧機出氧管道上安裝一細菌過濾器以得到無菌無塵的清潔氧氣。
還可在制氧機出氧口之前，安裝一濕化器，以增加氧氣濕度。
還可以配備一個小型電動無油空氣壓縮機作為備用動力。
本實用新型的有益效果是上述技術方案，由于沒有電子、電氣零件組件，無電動機，只用一個小型氣動組合閥自動控制全機的運作，故制氧機結構簡單，易于維修保養(yǎng)，且可靠性高。因零部件少，故制造成本低。內部無電動機、電器，減少了許多熱源，溫度大大降低，消除了高溫引起的不良影響。重要的是，由于以人力驅動，不須任何電源和其它附加能源，因此應用范圍非常廣泛，不僅可能作為醫(yī)療設備，還可作為健身器材。
以下結合附圖和實例對本實用新型進一步說明(以雙桿活塞為例)


圖1為本實用新型的一個具體實例各部件的連接關系圖，圖中箭頭所指為氣流的走向。
圖2為本實用新型所用氣動組合閥的各部件連接關系圖，同時示出了對應
圖1工作狀態(tài)的氣流走向。
圖3為本實用新型所用壓力控制與氧氣分流裝置的一個具體實例，同時示出了對應
圖1工作狀態(tài)的氣流走向。
圖中1.(無油活塞泵)進出氣端，2.彈簧，3.雙桿活塞，4.無油活塞泵，5.活塞桿，6.固定裝置，7.連接兩活塞桿的裝置，8.活塞行程控制桿，9.支架，10.活塞行程控制閥 11.活塞腔，12.空氣凈化器，13.單向閥，14.干燥器、15.單向閥，16.連接管路，17.排氣消聲器，18.連接管路，19.連接管路，20.分子篩罐，21.連接管路，22.純度表，23.壓力控制與氧氣分流裝置，24.限流量閥，25.細菌過濾器，26.濕化器，27.連接管路，28.分子篩罐，29.連接管路，30.氣動組合閥，31.單向氣缸，32.彈簧，33.活塞，34.機械二通閥，35.分配閥，36.控制閥，37.單向閥，38.帶孔圓片，39.彈簧，40.壓力閥，41.壓力閥，42.單向閥，43.限流量孔，44限流量孔。
請參閱
圖1，無油活塞泵(4)的活塞(3)為雙桿活塞，兩活塞桿(5)末端以連接兩活塞桿的裝置(7)連接在一起，同時，連接兩活塞桿的裝置(7)還與活塞行程控制桿(8)一端連接，活塞行程控制桿(8)滑接在支架(9)上，支架(9)固定在無油活塞泵(4)的殼體上，活塞行程控制閥(10)可以在活塞行程控制桿(8)上任意滑動和固定。固定裝置(6)固接在無油活塞泵(4)的殼體底部，其作用是將無油活塞泵(4)固定在腳上。無油活塞泵(4)上部為進出氣端(1)，進出氣端(1)內裝一彈簧(2)，彈簧(2)的作用是推動活塞(3)向下運動。進出氣端(1)順次與單向閥(15)、干燥器(14)、空氣凈化器(12)連接，進出氣端(1)同時通過單向閥(13)與氣動組合閥(30)連接。氣動組合閥(30)又接分子篩罐(20、28)和排氣消聲器(17)。分子篩罐(20、28)又接壓力控制與氧氣分流裝置(23)，壓力控制與氧氣分流裝置(23)又接限流量閥(24)，限流量閥(24)外側接純度表(22)和細菌過濾器(25)，細菌過濾器(25)又接濕化器(26)。具體操作是固定裝置(6)將無油活塞泵(4)固定在腳上使其隨腳一起運動，連接兩活塞桿的裝置(7)踩在腳下。在腳處于落地狀態(tài)時，活塞(3)處于活塞腔(11)最上端，活塞腔(11)體積很?。划斈_抬起時，活塞(3)在彈簧(2)的作用下向下移動，活塞腔(11)體積逐漸變大，內部壓力降低，形成負壓，外界空氣在大氣壓力作用下由空氣凈化器(12)、干燥器(14)、單向閥(15)通過連接管路進入活塞腔(11)?；钊男谐炭梢酝ㄟ^調整活塞行程控制閥(10)在活塞行程控制桿(8)上的位置來確定，活塞行程控制桿(8)可以在支架(9)中上下自如運動。當腳下落時，活塞桿(5)下端先著地，活塞(3)停止運動，而活塞泵殼在體重壓力下繼續(xù)向下運動，活塞腔(11)的體積逐漸變小，壓力逐漸變大，被壓縮的氣體在壓力作用下通過單向閥(13)和連接管路進入氣動組合閥(30)，氣動組合閥(30)將壓縮空氣經(jīng)連接管路(29)分配到分子篩罐(28)，分子篩罐(28)是處于吸附工序，它吸附了空氣中的氮分子，氧氣不被吸附。壓力控制與氧氣分流裝置(23)可以設定分子篩罐內出氣的壓力，當分子篩罐內壓力達到設定壓力時，氧氣從分子篩罐(28)內排出。從分子篩罐(28)出來的氧氣一部分流過壓力控制與氧氣分流裝置(23)、限流量閥(24)、細菌過濾器(25)、濕化器(26)供人呼吸，另一部分通過壓力控制與氧氣分流裝置(23)、連接管路(21)進入分子篩罐(20)，分子篩罐(20)處于解附工序。進入的氧氣即沖洗上一周期吸附的氮分子，混合成低含氧量的空氣，經(jīng)連接管路(19)、氣動組合閥(30)、連接管路(18)再經(jīng)排氣消聲器(17)降低噪音排入大氣。此外，有少量氧氣流過氧氣純度表(22)以顯示氧氣純度。
由于無油活塞泵不斷輸出壓縮空氣，而限流量閥(24)限制著氣體通過，氣動回路系統(tǒng)內的壓力逐漸增加，經(jīng)過一定時間，壓力達到給定的切換壓力時，氣動組合閥(30)即自動切換氣流方向，逆轉流向。壓縮空氣改由連接管路(19)進入分子篩罐(20)，使分子篩罐(20)變?yōu)槲焦ば?，生產(chǎn)氧氣。一部分氧氣經(jīng)壓力控制與氧氣分流裝置(23)、限流量閥(24)、細菌過濾器(25)、濕化器(26)供人呼吸，另一部分氧氣經(jīng)壓力控制與氧氣分流裝置(23)、連接管路(27)進入分子篩罐(28)內部沖洗氮分子，混合成低含氧量的空氣，經(jīng)由連接管路(29)、氣動組合閥(30)、連接管路(16)、消聲器(17)排入大氣，分子篩罐(28)變?yōu)榻飧焦ば?。如此不斷循環(huán)。
本實用新型所用的氣動組合閥，已由實用新型專利申請98205049.6詳細公開，如圖2所示，它是由兩個雙氣控二位五通閥、一個單向氣缸(31)和一個機械二通閥(34)組成，各種氣動元件通過閥體孔相連通。其中一個二位五通閥為控制閥(36)，用于控制兩個分子篩罐(20、28)的供氣和排氣；另一個二位五通閥為分配閥(35)，與控制閥(36)相連，用于分配控制閥(36)兩側氣流通道；機械二通閥(34)與分配閥(35)相連通，用于壓力切換時給分配閥(35)和控制閥(36)供應氣流；單向氣缸(31)與機械二通閥(34)處于同一水平位置，起位移或壓力傳感器的作用，發(fā)信號給機械二通閥(34)；單向氣缸(31)內部有彈簧(32)和活塞(33)，活塞桿部長度可調。
本實用新型所用壓力控制與氧氣分流裝置(23)如圖3所示，它是由單向閥(37、42)、帶孔圓片(38)、彈簧(39)、壓力閥(40、41)、限流量孔(43、44)組成。其中，帶孔圓片(38)固定在壓力控制與氧氣分流裝置(23)殼體上；壓力閥(40、41)由帶孔圓片與圓形管組成，在彈簧(39)作用下與帶孔圓片(38)緊密接觸，起密封作用。單向閥(37、42)分別連接在壓力閥(40、41)上并且向分子篩方向開啟。
本實用新型可達到的性能如下(以體重為50Kg人為例)氧氣流量0-3公升/分，可調氧氣壓力0.03MP，可調氧氣純度25％-96％輸入功率10-150瓦步速60-120步/分
權利要求1.一種便攜式分子篩人力制氧機，無油活塞泵、控制氣流的氣動組合閥、分子篩罐、壓力控制與氧氣分流裝置、限流量閥順序連接，其特點是無油活塞泵與人力驅動機構連為一體。
2.根據(jù)權利要求1所述的便攜式分子篩人力制氧機，其特征在于，所述人力驅動機構由無油活塞泵泵殼、活塞桿、彈簧以及活塞行程控制機構組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的便攜式分子篩人力制氧機，其特征在于，無油活塞泵的泵殼加設將其固定在腳上的裝置。
4.根據(jù)權利要求1所述的便攜式分子篩人力制氧機，其特征在于，在無油活塞泵的泵殼上設置活塞行程控制桿和控制閥。
5.根據(jù)權利要求1所述的便攜式分子篩人力制氧機，其特征在于，無油活塞泵為圓柱形或其它需要的形狀。
6.根據(jù)權利要求1所述的便攜式分子篩人力制氧機，其特征在于，無油活塞泵的活塞為單桿或雙桿。
7.根據(jù)權利要求1所述的便攜式分子篩人力制氧機，其特征在于，在出氧管道上安裝壓力控制與氧氣分流裝置，以控制分子篩罐內工作壓力和分配氧氣流。
8.根據(jù)權利要求1所述的便攜式分子篩人力制氧機，其特征在于，在出氧管道上安裝一細菌過濾器，以得到無菌純凈的空氣。
9.根據(jù)權利要求1所述的便攜式分子篩人力制氧機，其特征在于，在制氧機出氧口之前安裝濕化器。
專利摘要一種便攜式分子篩人力制氧機，它包括兩個供應氣流的無油活塞泵、一個控制氣流方向的氣動組合閥、一個壓力控制與氧氣分流裝置、兩個分子篩罐以及連接管路等。其特點是無油活塞泵安裝人力驅動機構，制氧機采用變壓吸附常壓解附法制氧。
文檔編號B01D53/047GK2797339SQ200420097938
公開日2006年7月19日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權日2004年11月29日
發(fā)明者王壽龍 申請人:王壽龍