含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，所述制氧機由機箱、空壓機，氣水分離器，多級過濾器，干燥裝置、儲氣罐、排氣口和設置有電磁閥的吸附裝置等組成，通過一定的連接結構和參數設置，使該發明具有使用壽命長、節能、靜音、小巧、適合家居使用等優點。
【專利說明】
含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機
技術領域
[0001]本發明涉及醫療器械領域，更具體地，涉及一種家用型制氧機。
【背景技術】
[0002]目前市場上的家用制氧機一般采用變壓吸附制氧工藝，采用一種微型壓縮機(排氣壓力小于0.15MPa)提供壓縮空氣，壓縮空氣壓力低，產氣量小。其特點是噪音低，體積小，適合室內使用。但是其缺點是明顯的，其主要缺點如下:
一、壽命短:一般連續運行時間不超過500小時。
[0003]變壓吸附制氧依靠制氧分子篩的分子力吸附氮氣，分離氧氣。實現這種功能的材料制氧分子篩是一種非常敏感的材料，對空氣中的塵埃粒子、水分非常敏感，如果作為原材料的壓縮空氣不夠潔凈，就會很快污染制氧分子篩，導致分子篩性能下降，喪失分離氧氣的能力。由于現在市場上的家用制氧機采用的微型壓縮機壓力低，無法承受多級過濾產生的壓力損失，只是采用簡單的過濾網，所以對空氣中的塵埃、水分過濾不徹底，導致制氧分子篩很快被污染，喪失制氧能力，致使家用制氧機壽命短，壽命不足500小時。用戶買回家后如果使用頻繁，往往幾個月后就無法制氧。
[0004]二、產氧量低:正常工作時也只能夠一個人使用，無法滿足家庭內全體成員補充氧氣的需要。
[0005]現在市場上的家用制氧機一般使用微型空壓機、制氧的分子篩裝填量少，產氧氣能力一般為每分鐘幾升，只夠一人使用。而現在由于環境的惡化，空氣質量變差，工作壓力的增加，睡眠質量下降，很多正常的人也有補充氧氣、保健的需要，往往整個家庭都需要補充氧氣。顯然，目前的家用型制氧機是無法滿足的。
[0006]三、單位能耗高
制氧分子篩均具有理想的工作壓力，沸石分子篩工作壓力是0.4?0.5MPa，鋰分子篩也在0.15Mpa以上。但是目前的家用制氧機為了降低噪音、減小體積，采用的微型壓縮機的壓力只有不到0.15MPa，在采用多級過濾的情況下，遠遠達不到制氧分子篩所需要的理想壓力，造成制氧分子篩不能充分發揮性能，使得生產單位體積的氧氣所需要的壓縮空氣比例很高，也就是生產單位體積的氧所需要的能耗高。
[0007]四、只能在很小的局部提供高濃度氧，無法改善整個家庭的氧環境。
[0008]目前的家用制氧機放在室內使用，提高了吸氧人所吸入的氧氣濃度，但是在生產氧氣的同時，所產生的氮氣也排在了室內，所以整個室內的氧氣濃度是不變的，沒有改善整個家庭氧環境的能力。
[0009]五、工業及醫院制氧機噪音大、體積大，安裝使用不便。
[0010]由于工業及醫院制氧機采用的制氧機要求產氧量大，所以主機要求大，造成整機噪音大、體積大、安裝不便。但是工業或醫院制氧機一般都有專用機房及專門的管理人員，這些不會對使用造成困擾。但是如果直接變成家庭使用，就會有很大障礙。要實現足夠的氧壓力，噪音往往達不到要求，國家有關標準為不大于55dB，現有的大部分工業用制氧機因其噪音大，不適合用于家居環境。
【發明內容】
[0011]本發明的目的是解決現有技術存在的問題，提供一種含高排氣壓力的壓縮機的制氧機，并具有噪音小，成本低，體積小，實現裝機簡便等優點。
[0012]本發明所述的高排氣壓力的空氣壓縮機，指的是壓縮機排氣壓力相對于市面常見的制氧機的微型壓縮機而言較高，本發明采用的壓縮機排氣壓力在0.15Mpa以上，根據不同的吸附裝置的壓力要求，空壓機壓力可選擇排氣壓力0.6-0.SMPa的型號。
[0013]為達到上述目的，本發明采用的技術如下:
設計一種含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述制氧機由機箱、高排壓的空壓機、空氣凈化系統、儲氣罐、排氣口和設置有電磁閥的吸附裝置組成:
所述空氣凈化系統由氣水分離器、過濾器、干燥裝置、活性炭過濾器其中兩個以上結構組成，所述氣水分離器是一種機械排水裝置，利用葉片旋轉產生離心力，除去壓縮空氣中的大顆粒雜質和水分。
[0014]所述空壓機和氣水分離器相連，所述空壓機排氣壓力在0.15MPa以上；
所述氣水分離器與過濾器相連；
所述空氣凈化系統與設置有電磁閥的吸附裝置相連；
所述吸附裝置與儲氣罐連接，所述吸附裝置為分子篩吸附裝置；
所述儲氣罐設置有氧氣出口；
所述儲氣罐設置有壓力開關所述電磁閥連接排氣口。
[0015]進一步的，所述機箱內壁粘貼有消音棉，所述機箱涂有消音油漆，所述排氣口連接消音器。
[0016]進一步的，所述空壓機排氣壓力為0.6-0.8MPa。
[0017]進一步的，所述過濾器為多級過濾器。
[0018]進一步的，所述多級過濾器分為三級，分別為一級過濾器、二級過濾器和三級過濾器，所述一級過濾器與所述氣水分離器相連，所述三級過濾器與吸附裝置相連，兩者之間相連的管道上設置有空氣壓力表，可檢測實時壓力。
[0019]進一步的，所述一級過濾器和二級過濾器之間設置有干燥裝置。
[0020]進一步的，所述三級過濾器與吸附裝置之間設置有活性炭過濾器。
[0021]進一步的，本發明所采用的空壓機排氣壓力大于或等于0.15MPa，空壓機的型式可以是活塞式無油靜音空壓機、渦旋式空壓機、螺桿式空壓機等，視吸附裝置的理想工作壓力范圍而定，空壓機的排氣壓力可替換成排氣壓力為0.6-0.8MPa的空壓機。
[0022]進一步的，所述吸附裝置有兩個，所述電磁閥也有兩個，通過其中一個電磁閥與儲氣罐和吸附裝置相連，另一個電磁閥連接空氣凈化系統、吸附裝置和排氣口，通過兩個電磁閥實現兩個吸附裝置輪流工作，一個制氧時，另一個進行放空再生。
[0023]進一步的，每個吸附裝置均設置有排氣口，所述排氣口為快排閥，可實現吸附裝置放空再生時快速排氣。
[0024]進一步的，所述電磁閥與所述儲氣罐之間設置有緩沖罐。緩沖罐能使氧氣得到緩沖，平穩輸出到儲氣罐中。緩沖罐和儲氣罐之間設有流量調節閥，用來調節氧氣的產量。
[0025]更進一步的，所述儲氣罐設置有壓力開關。
[0026]工作方式
壓縮空氣從空壓機出來進入空氣凈化系統，空氣凈化系統的作用是除去壓縮空氣中的塵埃、水和油，所述空氣凈化系統由氣水分離器、多級過濾器、干燥裝置、活性炭過濾器組成，目的是保護制氧機的核心元件——制氧分子篩，避免制氧分子篩失效。
[0027]經凈化后的壓縮空氣進入吸附裝置，吸附裝置主體是兩個裝有制氧分子篩的吸附塔，在電磁閥的控制下，壓縮空氣進入其中一個吸附塔底部，氮氣被分子篩吸附，純的氧氣從吸附塔頂部排出，進入氧氣緩沖罐成為產品氧氣。當一只吸附塔吸附氮氣飽和時，在電磁閥控制下，通過快排閥開始排氣，包括氮氣和其它雜質氣體，進行放空再生清洗，分子篩再生，同時另一只吸附塔開始進氣生產氧氣。兩只吸附塔輪流工作，穩定生產出滿足要求純度的氧氣。氣水分離器主要是除去壓縮空氣中的大顆粒灰塵和液態水等雜質，多級過濾器主要是除去壓縮空氣中的塵埃粒子，過濾器的級別不同，除去塵埃粒子的直徑不同，最后一級過濾器可濾除精度0.01微米的粒子。活性炭過濾器是吸附性過濾器，可除去甲醛等異味物質。干燥機的作用主要是除去壓縮空氣中的水分。干燥機不應設置在所述多級過濾器之前和之后，而應該設置在中間。一來保證先經過第一級過濾器，去除掉相對較大顆粒的雜質，保證干燥機的工作效率，二是干燥機之后可能產生小顆粒雜質，因而空氣凈化系統最后需要設置最后一級過濾器或活性炭吸附器。
[0028]吸附裝置將產生的合格氧氣經氧氣緩沖罐送入儲氣罐，該儲罐可存儲一定容量的合格氧氣。在此設置壓力開關，當用戶不需要使用氧氣而使儲氣罐中的氧氣壓力達到一定值時，整個系統自動停機。
[0029]氧氣從儲罐出口通過管路送到各個房間，通過彌散器擴散到房間中。通過室內開關控制制氧機的開停。
[0030]整套系統采用集成電路控制，無人值守，全自動運行。
[0031]本發明的優點:
體積小巧:為減小體積，方便安裝，本發明將制氧主機的控制閥由工業、醫療制氧機的氣動閥簡化為電磁閥，簡化了控制系統，本發明對空壓機所用的空氣緩沖罐進行重新設計，正常的空氣緩沖罐主要有使水分沉淀和緩沖空氣的作用，由于本發明的吸附裝置自身可實現空氣的緩沖作用，所以本發明的空氣緩沖罐只需具有使水分沉淀的作用即可，所以可以使用比正常標準小的空氣緩沖罐。有效降低整機體積。
節能:為了解決壓縮空氣過濾凈化問題，本發明采用空氣壓縮機提供壓縮空氣作為原材料，空壓機出口壓力為0.6?0.8MPa，即使經過三級過濾器、干燥裝置、活性炭過濾器的衰減，壓力仍然有0.4?0.5MPa，剛好在制氧分子篩的理想工作壓力區間;這樣使制氧分子篩發揮出最佳的產氧氣性能，使得產出同樣流量的氧氣消耗的壓縮空氣最少，節約了壓縮空氣，也就是節約了能量，提高了效率。
[0032]壽命長:本發明采用了氣水分離器、三級過濾器、干燥裝置、活性炭過濾器等多級壓縮空氣凈化設備，使凈化后的壓縮空氣塵埃顆粒小于0.01微米，壓力露點2?10攝氏度，徹底去除了壓縮空氣中的灰塵、水分，徹底凈化了空氣，保證了制氧機的壽命。由于塵埃顆粒已經小于0.01微米，也徹底除去了空氣中的PM2.5。由于本發明的壓縮空氣得到了徹底凈化，使制氧分子篩保持了良好的工作環境，使得制氧機壽命得以大大延長，達到了工業、醫療制氧機的標準，整機壽命10年以上。
[0033]本發明的空壓機采用無油靜音空壓機，，保證了壓縮空氣中無油，不會因油分子污染制氧分子篩，保證了制氧機的壽命。
[0034]適合全家使用:一臺制氧主機，可以將氧氣管路輸送到各個房間，可由室內出氧口的控制器來控制制氧機的使用。哪個房間需要補充氧氣，都可以自由選擇。
[0035]使用舒適:向室內供氧采用彌散式供氧，無需戴鼻塞即可自由吸氧，使用舒適。
[0036]噪音小:家用制氧機對噪音提出了很高的要求，以前的工業、醫院所用的制氧機的噪音遠遠超過了家庭使用的標準，為了降低噪音，本發明進行了系統的降噪音設計:
本發明所采用的無油靜音空壓機為低噪音型空壓機，從組成部件上為降低噪音創造了條件；
本發明的機箱內部涂有一層阻尼漆，阻尼漆是一種先進的吸收聲音的材料，能吸收高頻噪音;阻尼漆外面再貼有消聲棉，能吸收低頻噪音。
[0037]本發明的機箱內置消聲管，消聲管內壁貼有消聲棉，盡可能多的吸收噪音。
[0038]本發明的機箱設有外置消聲器，外置消聲器可與機箱排氣口連接，外置消聲器內貼有消聲棉。外置消聲器能將多余的聲波吸收，徹底降低制氧機的噪音
制氧機的排氮口(快排閥)也是噪音源之一，本發明將排氮口裝一消聲器，并將消聲器置于一獨立的消聲箱中，消聲箱由內壁貼有消聲棉的多孔板構成，將排氮口的聲音徹底消除。
[0039]空壓機、冷干機、過濾器的排污也是噪音源之一，本發明的排污采用機械式的自動排污裝置，噪音低。
【附圖說明】
[0040]圖1是本發明的結構簡圖。
[0041 ] 在圖1中有
1--空壓機；2--氣水分尚器；3--一級過濾器;4--干燥裝置；5--二級過濾器;6—一三級過濾器;7—一活性炭過濾器;8—一第一電磁閥；9一一吸附裝置；10—一 ‘決排閥；11--空氣壓力表；12--第二電磁閥；13--緩沖罐；14--儲氣罐；15--壓力開關。
【具體實施方式】
[0042]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0043]實施例1
一種含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，所述制氧機由機箱、消音系統、空壓機I，氣水分離器2，過濾器，干燥機4、儲氣罐、排氣口和設置有電磁閥的吸附裝置9組成:其中，氣水分離器2、過濾器和干燥機4構成空氣凈化系統，所述空氣凈化系統設置有排污口；
所述空壓機I和氣水分離器2相連;所述氣水分離器2與過濾器相連;所述空氣凈化系統與設置有電磁閥的吸附裝置9相連;所述吸附裝渦旋式空壓機置9與儲氣罐連接;所述儲氣罐設置有氧氣出口 ；所述電磁閥連接排氣口。
[0044]所述空壓機I排氣壓力為0.15MPa。
[0045]所述機箱內壁粘貼有消音棉，所述機箱涂有消音油漆。
[0046]所述排氣口設置有排氣消音器。所述過濾器接有排污口，過濾器為多級過濾器，所述多級過濾器為三級，分別為一級過濾器3、二級過濾器5和三級過濾器6，所述一級過濾器3與所述氣水分離器2相連，所述三級過濾器6與吸附裝置9相連。所述一級過濾器3和二級過濾器5之間設置有干燥裝置。所述三級過濾器6與吸附裝置9之間設置有活性炭過濾器7，兩者之間相連的管道上設置有空氣壓力表11，可檢測實時壓力。所述吸附裝置9有兩個，所述電磁閥也有兩個，分為第一電磁閥8和第二電磁閥12，所述第一電磁閥8鏈接儲氣罐14，所述第二電磁閥12連接過濾器和排氣口，所述排氣口為快排閥10，通過快排閥10實現快速排氣，通過兩個電磁閥實現兩個吸附裝置9輪流工作，一個制氧時，另一個進行放空再生。所述電磁閥與所述儲氣罐之間設置有緩沖罐13，所述儲氣罐14設置有壓力開關15和氧氣壓力表。
[0047]實施例2
所述空壓機為I排氣壓力0.2MPa的空壓機I。
[0048]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0049]實施例3
所述空壓機為I排氣壓力0.3MPa的空壓機I。
[0050]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0051 ] 實施例4
所述空壓機為I排氣壓力0.5MPa的空壓機I。
[0052]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0053]實施例5
所述空壓機為I排氣壓力0.6MPa的空壓機I。
[0054]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0055]實施例6
所述空壓機為I排氣壓力0.7MPa的空壓機I。
[0056]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0057]實施例7
所述空壓機為I排氣壓力0.SMPa的空壓機I。
[0058]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0059]實施例8
所述空壓機為I排氣壓力0.9MPa的空壓機I。
[0060]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。[0061 ] 實施例9
所述空氣凈化系統為兩級，分為第一級過濾器和第二級過濾器。
[0062]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0063]實施例10
所述多級過濾器為兩級，分為第一級過濾器和第二級過濾器，兩級過濾器之間設置有干燥裝置。
[0064]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0065]實施例11
所述多級過濾器為兩級，分為第一級過濾器和第二級過濾器，兩級過濾器之間設置有干燥裝置，第二級過濾器和吸附裝置之間設置有活性炭過濾器。
[0066]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0067]實施例12
所述多級過濾器為四級，分為第一級過濾器、第二級過濾器、第三級過濾器和第四級過濾器，第二、三級過濾器之間設置有干燥裝置，第四級過濾器和吸附裝置之間設置有活性炭過濾器。
[0068]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0069]實施例13
所述多級過濾器為五級，分為第一級過濾器、第二級過濾器、第三級過濾器、第四級過濾器和第五級過濾器，第二、三級過濾器之間設置有干燥裝置，第四級過濾器和吸附裝置之間設置有活性炭過濾器。
[0070]本實施例其它技術方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。
[0071 ]以上實施例的制氧機的噪音通過實驗，均能控制在50dB以內。
[0072]最后應當說明的是，以上實施例僅用于說明本發明的技術方案而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。
【主權項】
1.含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述制氧機由機箱、高排壓的空壓機、空氣凈化系統、儲氣罐、排氣口和設置有電磁閥的吸附裝置組成: 所述空氣凈化系統由氣水分離器、過濾器、干燥裝置、活性炭過濾器其中兩個以上結構組成； 所述空壓機和空氣凈化系統相連，所述空壓機排氣壓力在0.15MPa以上； 所述氣水分離器與過濾器相連； 所述空氣凈化系統與設置有電磁閥的吸附裝置相連； 所述吸附裝置與儲氣罐連接，所述吸附裝置為分子篩吸附裝置； 所述儲氣罐設置有氧氣出口； 所述電磁閥連接排氣口。2.根據權利要求1所述的含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述機箱內壁粘貼有消音棉。3.根據權利要求1所述的含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述機箱涂有消音油漆，所述排氣口連接消音器。4.根據權利要求1所述的含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述空壓機排氣壓力為0.6-0.8MPa。5.根據權利要求1所述的含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述過濾器為多級過濾器。6.根據權利要求5所述的含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述多級過濾器分為三級，分別為一級過濾器、二級過濾器和三級過濾器，所述一級過濾器與所述氣水分離器相連，所述三級過濾器與吸附裝置相連。7.根據權利要求6所述的含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述一級過濾器和二級過濾器之間設置有干燥裝置，所述干燥裝置為吸附式干燥機或者冷凍式干燥機。8.根據權利要求6或7所述的含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述三級過濾器與吸附裝置之間設置有活性炭過濾器。9.根據權利要求1所述的含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述吸附裝置有兩個，所述電磁閥也有兩個，通過其中一個電磁閥與儲氣罐和吸附裝置相連，另一個電磁閥連接空氣凈化系統、吸附裝置和排氣口，通過兩個電磁閥實現兩個吸附裝置輪流工作，一個制氧時，另一個進行放空，所述吸附裝置設置有排氣口，所述排氣口為快排閥，可排出廢氣或氮氣。10.根據權利要求1所述的含多級空氣凈化系統的節能型家用制氧機，其特征在于:所述電磁閥與所述儲氣罐之間設置有緩沖罐。
【文檔編號】B01D53/04GK106006564SQ201610501015
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】雷體橋
【申請人】廣州惠臨空氣分離設備有限公司