[發明專利]一種高效醫用制氧機及制氧方法

有效

• 申請號: 202011277060.X
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112456445B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 尚鐵軍
• 申請（專利權）人: 河北金利康科技集團有限公司
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02;B01D53/047
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

1.一種高效醫用制氧機，包括至少兩個裝填有吸附劑（2）的吸附罐（1），與所述吸附罐（1）連接的氣體管路，及配置在所述氣體管路上的若干控制閥；所述吸附罐（1）具有圓柱狀的罐體、底板（103）和蓋體（101）；所述底板（103）上設有至少一個進氣口；所述蓋體（101）上設有與所述蓋體同軸的出氣口（107）；所述吸附罐（1）內部設置有折流組件，其用于在所述吸附罐（1）內部構造折返流路，其特征在于：所述折返流路沿氣體流通路徑被分割為上游段、中游段和下游段；其中，上游段和中游段通過流動截面的變化補償氮氣吸附造成的壓降，并且，上游段的補償速率大于中游段的補償速率；所述折流組件包括同心設置的大錐筒（3）和小錐筒（4）；所述大錐筒（3）和小錐筒（4）均為倒置的錐臺結構；且所述大錐筒（3）的傾斜度大于小錐筒（4）的傾斜度；所述吸附罐（1）內部還設有用于支撐和保持吸附劑層的定位組件，所述定位組件均水平設置，其包括固定在所述大錐筒（3）底端外側的外底板（301）、固定在所述大錐筒頂端外側的外頂板（302）、位于大錐筒（3）的底端與所述小錐筒（4）的底端之間的中底板（304）、位于小錐筒（4）的頂端內側的內頂板（402）；此外，還包括位于所述大錐筒（3）與所述小錐筒（4）之間，且位于所述大錐筒（3）頂端以下的中頂板（303），以及位于所述小錐筒（4）內部，且位于所述小錐筒（4）底端以上的內底板（401）；所述大錐筒（3）上端的內徑大于吸附罐（1）的罐體內徑的/2倍，且所述中頂板（303）與所述外頂板（302）的截面積相等。

2.如權利要求1所述的高效醫用制氧機，其特征在于：所述折流組件還包括位于所述底板（103）的內側且與所述底板（103）同軸設置的圓柱狀座環（104）、位于所述蓋體（101）的內側，且與所述蓋體（101）同軸設置的吊環（102）；所述座環（104）與所述大錐筒（3）的底部相匹配，以用于支撐和固定所述大錐筒（3）；所述吊環（102）與所述小錐筒（4）的頂部相匹配，以用于吊掛小錐筒（4），且所述吊環（102）的內腔與出氣口（107）密封連通，所述座環（104）與大錐筒（3）之間及所述吊環（102）與所述小錐筒（4）之間均采用氣密連接。

3.如權利要求2所述的高效醫用制氧機，其特征在于：所述的外底板（301）、外頂板（302）、罐體內壁與所述大錐筒（3）的外壁之間構成吸附劑床層的上游段填充腔；所述中底板（304）、中頂板（303）、大錐筒（3）的內壁與所述小錐筒（4）的外壁之間構成吸附劑床層的中游填充腔；所述內底板（401）、內頂板（402）與所述小錐筒（4）的內壁構成吸附劑床層的下游段填充腔，各填充腔中采用相同的填充密度，填充有相同規格的吸附劑。

4.如權利要求3所述的高效醫用制氧機，其特征在于：所述底板（103）上，位于所述座環（104）的外側均勻布置有多個進氣口（105）；所述底板（103）上，位于所述座環（104）的內側設有逆放口（106）；所述蓋體（101）上，位于所述吊環（102）的外側設有至少一個均壓口（108）。

5.如權利要求4所述的高效醫用制氧機，其特征在于：還包括進氣主管（5），自所述進氣主管（5）末端處分流的兩根進氣管（6）；其中，每一根所述進氣管（6）的上游處均設有進氣閥；兩個進氣管（6）上，在所述進氣閥的下游處分別通過右逆放閥（801）和左逆放閥（802）連接逆放管（8）；兩個進氣管（6）均在其末端處通過若干進氣支管（7）連接到所述底板（103）上的多個進氣口（105）；此外，所述兩根進氣管（6）的末端還分別通過一個逆放子閥連接相應吸附罐（1）的逆放口（106）。

6.如權利要求5所述的高效醫用制氧機，其特征在于：所述兩個吸附罐（1）分別在頂部出氣口（107）處連接一出氣管（9）；兩個所述出氣管（9）在其下游處分別通過一供氧閥連接于供氧管（10）；兩個所述出氣管（9）位于各自供氧閥的上游處通過均壓管（11）連通，所述均壓管（11）上設有均壓閥（1101）；兩個所述出氣管（9）位于所述均壓管（11）的上游處分別通過一均壓支管（12）連接于相應吸附罐（1）的均壓口（108）；每一根所述均壓支管（12）上均設有一均壓子閥。

7.采用如權利要求6所述高效醫用制氧機制取高純氧氣的方法，其特征在于：首先控制右進氣閥（501）、右逆放閥（801）、左逆放閥（802）、右逆放子閥（601）、左逆放子閥（602）、右供氧閥（1001）、均壓閥（1101）、右均壓子閥（1201）、左均壓子閥（1202）關閉，左進氣閥（502）和左供氧閥（1002）開啟，高壓空氣經吸附罐（1）底部的多個進氣口（105）均勻進入左側的吸附罐（1）的外底板（301）下方，然后依次穿過上游段、中游段和下游段吸附劑層后經出氣口（107）排入供氧管（10）；待左側的吸附罐（1）即將到達吸附飽和或預定吸附時間時，打開均壓閥（1101）和右均壓子閥（1201），利用左側的吸附罐（1）產生的高含氧氣體向右側的吸附罐（1）內部均壓，均壓氣流通過右側的吸附罐（1）上的出氣口（107）和均壓口（108）同時進入小錐筒（4）的內外兩側，對右側的吸附罐（1）進行均壓；均壓完成后，控制右進氣閥（501）、左逆放閥（802）、左逆放子閥（602）、右供氧閥（1001）開啟，左進氣閥（502）、右逆放閥（801）、右逆放子閥（601）、左供氧閥（1002）、均壓閥（1101）、右均壓子閥（1201）、左均壓子閥（1202）關閉，高壓空氣進入右側的吸附罐（1）；同時，左側的吸附罐（1）進行逆放，逆放氣經吸附罐（1）底部的多個進氣口（105）和逆放口（106）同時經右逆放閥（801）排入逆放管（8）；當右側的吸附罐（1）即將達到吸附飽和或預定吸附時間時，重復上述均壓、逆放、吸附步驟。