一种分子筛制氧机
技术领域
本实用新型涉及医用、家用、保健制氧机领域，具体为一种分子筛制氧机。
背景技术
变压吸附(Pressure Swing Adsorption，简称PSA)，是一种新型气体吸附分离技术，分子筛变压吸附制氧设备的工作原理是：由空气压缩机加压后，经过空气预处理系统处理后的加压空气，通过对吸附塔进行周期性的加压、吸附塔内的压力会随之升高。这时，分子筛随着环境压力的升高，会大量的吸附空气中的氮气，而空气中的氧气则仍然以气体形式存在，并经过管道被收集起来，这个过程为“吸附”过程。当吸附塔内的分子筛吸附氮气达到一定程度时，对吸附塔进行排气减压，分子筛随着环境压力的减小，吸附氮气的能力下降，氮气自分子筛内部被释放，这个过程为“解吸”过程。分子筛制氧设备具有如下优点：①产品纯度高；②一般可在室温和不高的压力下工作，床层再生时不用加热，节能经济；③设备简单，操作、维护简便；④连续循环操作，可完全达到自动化。
现有技术中，分子筛制氧机在停机后，分子筛与空气接触，使空气因气体的体积变化进入分子筛模组中，分子筛与空气的长时间接触，造成分子筛的失效，因此优化制氧流程迫在眉蜨。
目前，市场上制氧机大部分采用的是浮子流量计，其氧气的流量调节需要人工去实现，少量的制氧机也配备数字信号控制的流量调节阀，但是在安装精度和组件的合格率却比较低，数字信号控制的流量调节阀可以实现远程可调。
另外，制氧机在客户身边运行，维保人员不能够清楚的了解其运行情况，针对现有制氧机使用和维护中存在的不足，提出一种物联网分子筛制氧机，以期能实现制氧机的使用用户能及时了解制氧机的运行状态，也不能及时了解制氧机的运行状态和使用者的吸氧时间，无法判断使用者是否科学的进行氧疗；对于制氧机的维护人员，不能实时监控设备的运行情况，往往导致用户在制氧机已无法提供达标氧气的情况下还在继续使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种分子筛制氧机，能有效保延长分子筛的使用寿命，提高流量调节阀(氧气调节阀)的合格率。
本实用新型的技术方案是：
一种分子筛制氧机，分子筛制氧机包括：壳体一、氧浓度传感器、氧气调节阀、气控阀、排气消音罐、吸附塔、空气压缩机、风机、可旋转操作面板、壳体二、壳体三、壳体四、壳体五、换热器、底座，具体结构如下：
壳体一为三面结构，壳体三位于后面，壳体三与壳体一的左侧面、右侧面连接，组合后的壳体一、壳体三顶部安装壳体二，组合后的壳体一、壳体三底部安装于底座上，壳体二上安装可旋转操作面板；
一个壳体五和两个直角形壳体四组合成筒形结构，该筒形结构位于组合后的壳体一、壳体三内侧，壳体五中设置空气压缩机，壳体五的外侧面设置换热器，空气压缩机的出气口通过管路连接换热器的进气口，换热器的出气口通过管路连接气控阀，空气压缩机的顶部设置风机；
一个壳体四的外侧与壳体一内侧之间设置氧浓度传感器、氧气调节阀，氧浓度传感器、氧气调节阀安装于壳体一内侧；
该筒形结构的外侧还设置吸附塔，吸附塔底部的出气口通过管路连接气控阀，气控阀的进气口通过管路连接空气压缩机，气控阀的排气口通过管路连接排气消音罐，吸附塔内设置吸附塔A、储氧罐、吸附塔B，吸附塔A、吸附塔B分别通过管路与储氧罐、气控阀连接，储氧罐通过管路连接氧气调节阀。
所述的分子筛制氧机，壳体三内侧壁安装初效过滤器、高效过滤器，高效过滤器的出口与高效过滤器输出管连接，高效过滤器输出管与缓流罐的进气口连接，缓流罐的出气口通过管路与空气压缩机连接。
所述的分子筛制氧机，底座的底部设置脚轮。
所述的分子筛制氧机，可旋转操作面板为一端与壳体二通过轴连接结构。
所述的分子筛制氧机，可旋转操作面板上安装LCD显示屏。
所述的分子筛制氧机，在另一个壳体四的外侧面安装无线通讯模块，通过无线通讯模块接收主控板与云端服务器间的双向通讯连接，实现数据传输。
所述的分子筛制氧机，排气消音罐包括：排气消音罐体、阻尼消音部分、单向截止阀、排气消音罐座、进气孔、排气孔，具体结构如下：
排气消音罐体为下端开口的筒形结构，其外侧下部开设外螺纹；排气消音罐座包括外筒和内筒形成的环形筒状结构，外筒和内筒的底部之间通过环形盘连成一体，环形盘上开设排气孔，排气孔为沿环形均匀分布的内外两层，外筒的内侧上部开设外筒内螺纹，外筒通过所述外筒内螺纹与排气消音罐体外侧下部的外螺纹连接，内筒伸至排气消音罐体内，排气消音罐体与排气消音罐座之间形成的内腔中设置阻尼消音部分，内筒内侧上部安装单向截止阀；气控阀的排气口通过管路连接快插接头的一端，内筒的内侧下部开设内螺纹，快插接头另一端的外螺纹与所述内螺纹连接。
所述的分子筛制氧机，氧气调节阀包括：阀体、调节阀芯、密封圈、调节螺杆、步进电机、旋转限位、同轴限位，具体结构如下：
阀体的内腔为三通结构，其上下两通内自上而下依次设置调节螺杆、调节阀芯，调节阀芯的顶部中心设有旋转限位，调节阀芯的上部侧面为同轴限位，旋转限位为扁销形，同轴限位为柱形，调节螺杆、调节阀芯通过旋转限位、同轴限位卡装配合；同时，调节螺杆的内腔底部与旋转限位通过螺钉连接，调节阀芯的侧面中部环形槽内安装密封圈，通过密封圈与阀体内壁密封，调节阀芯底部与阀体的下通相对应，调节阀芯的侧面下部与阀体的侧通相对应，步进电机的下部输出轴与调节螺杆连接，调节螺杆的外侧与阀体内侧壁通过螺纹连接。
所述的分子筛制氧机，空气压缩机的出气口通过管路连接气控阀的进气口，气控阀具有一个进气口、一个排气口和两个连接吸附塔的接口，气控阀的一个接口与吸附塔A接通，气控阀的另一个接口与吸附塔B接通；
吸附塔A和吸附塔B的顶部通过一条管路连接，所述管路上设置电磁阀；同时，吸附塔A和吸附塔B之间设置储氧罐，吸附塔A、储氧罐、吸附塔B的顶部通过另一条管路连接，该管路位于吸附塔A、储氧罐之间的部分设置一个电磁阀，该管路位于吸附塔B、储氧罐之间的部分设置一个电磁阀；两条管路并联；
储氧罐的出气口通过管路连接氧气调节阀，所述管路上设置稳压阀，氧气调节阀的出气口连接流量指示器，流量指示器的出气口通过管路输出氧气；
在另一个壳体四的外侧面安装主控板，主控板分别通过线路连接空气压缩机、电磁阀、气控阀、氧气调节阀、海拔传感器、氧气浓度传感器和LCD显示屏连接。
本实用新型的优点及有益效果是：
1、本实用新型的核心通过改变制氧流程，实现对分子筛与空气的隔绝，进而起到防护分子筛，防止分子筛失效。流量调节阀(氧气调节阀)增加轴向和径向的限位机构，提高安装精度同时也使安装具有唯一性，降低安装人员的素质要求，提高组装的简易化并缩短组装时间，有效的提高批量生产的合格率。
2、本实用新型的排气消音罐中增加气体单向截止阀，该单向截止阀在制氧机停止运行时，系统管路中气体温度降低，体积减小，形成负压，激发单向截止阀启动，使分子筛与系统外界空气隔绝，有效的保护分子筛，延长分子筛的使用寿命，降低维修成本，达到提高经济效益的目的。
3、本实用新型针对在制氧机的分子筛在停机后会与空气接触，造成分子筛失效进而造成制氧机的氧气浓度无法保证，针对这些问题进行制氧流程的优化，在管路中增加一个反向气流截止阀，实现制氧机在停机后，管路中气体温度降低，体积缩小形成负压，激活负向截止阀启动，进而实现使分子筛能及时的与空气隔绝，达到保护分子筛的效果，延长分子筛的使用寿命。
4、本实用新型分子筛制氧机的采用变压吸附(Pressure Swing Adsorption)原理，以空气为原料沸石分子筛为吸附剂，将空气中的氧气与氮气及其他气分离开来，通过控制系统控制而产生氧气。本实用新型可以采用数字信号对步进电机进行控制，进而实现调节输出气体流量。
5、本实用新型在实现对制氧机的全面监测的基础上，可以通过无线通讯模块增加对制氧机的远程监控、远程调节、远程维修，对于远程管理终端用户，可通过远程管理终端及时了解制氧机的运行状况和吸氧者的吸氧规律；对于制氧机维护人员，可实时监控设备的维护以及运行情况；对于设备供应商，可及时全面的掌握售出产品的总体的运行情况，运维人员的工作情况。从而，提升客户使用制氧机的体验感，实现电子化控制并实现对制氧机运行情况进行远程监控和维护。
附图说明
图1为本实用新型的制氧机爆炸图。图中，1、壳体一；2、氧浓度传感器；3、氧气调节阀；4、气控阀；5、排气消音罐；6、吸附塔；7、空气压缩机；8、风机；9、可旋转操作面板；10、装饰盖；11、壳体二；12、缓流罐；13、壳体三；16、壳体四；17、壳体五；18、换热器；19、底座；20、脚轮；21、初效过滤器；22、高效过滤器；23、高效过滤器输出管。
图2为本实用新型的立体图。
图3为本实用新型的制氧流程图。
图4-图6为排气消音罐结构示意图。其中，图3为俯视图，图4为主视图，图5为剖面图。图中，51、排气消音罐体，52、阻尼消音部分，53、单向截止阀，54、排气消音罐座，541外筒，542内筒，55、进气孔，56、排气孔，57、外筒内螺纹，58、环形盘。
图7-图8为氧气调节阀结构图。其中，图6为剖面图，图7为立体图。图中，31、阀体，32、调节阀芯，33、密封圈，34、调节螺杆，35、步进电机，36、旋转限位，37、同轴限位，38螺钉。
图9为本实用新型的一个实施例示意图。图中，1、壳体一；2、氧浓度传感器；3、氧气调节阀；4、气控阀；5、排气消音罐；6、吸附塔；7、空气压缩机；8、风机；9、可旋转操作面板；10、装饰盖；11、壳体二；12、缓流罐；13、壳体三；14、主控板；15、无线通讯模块；16、壳体四；17、壳体五；18、换热器；19、底座；20、脚轮；21、初效过滤器；22、高效过滤器；23、高效过滤器输出管。
具体实施方式
如图1-图2所示，本实用新型的制氧机主要包括：壳体一1、氧浓度传感器2、氧气调节阀3、气控阀4、排气消音罐5、吸附塔6、空气压缩机7、风机8、可旋转操作面板9、装饰盖10、壳体二11、缓流罐12、壳体三13、壳体四16、壳体五17、换热器18、底座19、脚轮20等，具体结构如下：
壳体一1为三面(前面、左侧面、右侧面)结构，壳体三13位于后面，壳体三13与壳体一1的左侧面、右侧面连接，组合后的壳体一1、壳体三13顶部安装壳体二11，组合后的壳体一1、壳体三13底部安装于底座19上，底座19的底部设置脚轮20。壳体二11上安装可旋转操作面板9、装饰盖10，可旋转操作面板9为一端与壳体二11通过轴连接结构。
一个壳体五17和两个直角形壳体四16组合成筒形结构，该筒形结构位于组合后的壳体一1、壳体三13内侧，壳体五17中设置空气压缩机7，壳体五17的外侧面设置换热器18，空气压缩机7的出气口通过管路连接换热器18的进气口，换热器18的出气口通过管路连接气控阀4，空气压缩机7的顶部设置风机8，用于空气压缩机7和换热器18的散热。
壳体三13内侧壁安装初效过滤器21、高效过滤器22，高效过滤器22的出口与高效过滤器输出管23连接，高效过滤器输出管23与缓流罐12的进气口连接，缓流罐12的出气口通过管路与空气压缩机7连接。
一个壳体四16的外侧与壳体一1内侧之间设置氧浓度传感器2、氧气调节阀3，氧浓度传感器2、氧气调节阀3安装于壳体一1内侧；如图9所示，与图1不同之处在于，根据需要在另一个壳体四16的外侧面安装主控板14、无线通讯模块15，增加无线通讯模块15可以接收主控板14与云端服务器间的双向通讯连接，实现数据传输，达到远程控制制氧机。
该筒形结构的外侧还设置吸附塔6，吸附塔6底部的出气口通过管路连接气控阀4，气控阀4的进气口通过管路连接空气压缩机7，气控阀4的排气口通过管路连接排气消音罐5，吸附塔6内设置吸附塔A、储氧罐、吸附塔B，吸附塔A、吸附塔B分别通过管路与储氧罐、气控阀4连接，储氧罐通过管路连接氧气调节阀3，氧气调节阀3通过管路连接流量指示器后输出氧气。
如图4-图6所示，排气消音罐5主要包括：排气消音罐体51、阻尼消音部分52、单向截止阀53、排气消音罐座54、进气孔55、排气孔56等，具体结构如下：
排气消音罐体51为下端开口的筒形结构，其外侧下部开设外螺纹；排气消音罐座54包括外筒541和内筒542形成的环形筒状结构，外筒541和内筒542的底部之间通过环形盘58连成一体，环形盘58上开设排气孔56，排气孔56为沿环形均匀分布的内外两层，外筒541的内侧上部开设内螺纹，外筒541通过所述内螺纹与排气消音罐体51外侧下部的外螺纹连接，内筒542伸至排气消音罐体51内，排气消音罐体51与排气消音罐座54之间形成的内腔中设置阻尼消音部分52，阻尼消音部分52为无纺布或海绵，内筒542内侧上部安装单向截止阀53，使气流只能向上单方向排出，从而可以保护吸附塔内的分子筛，延长分子筛的使用寿命，降低维修费用。来自吸附塔6的气流(大量的氮气和少量的氧气)从内筒542底部进入，由进气孔55经单向截止阀53通过阻尼消音部分52后，会降低排气噪音，再从排气孔56排出到空气中。
吸附塔6底部的出气口通过管路连接气控阀4，气控阀4的排气口通过管路连接快插接头的一端，内筒542的内侧下部开设外筒内螺纹57，快插接头另一端的外螺纹与所述外筒内螺纹57连接。
针对在制氧机的分子筛在停机后会与空气接触，造成分子筛失效进而造成制氧机的氧气浓度无法保证，针对这些问题进行制氧流程的优化，在管路中增加一个反向气流截止阀，实现制氧机在停机后，管路中气体温度降低，体积缩小形成负压，激活负向截止阀启动，进而实现使分子筛能及时的与空气隔绝，达到保护分子筛的效果，延长分子筛的使用寿命。
如图7-图8所示，氧气调节阀3主要包括：阀体31、调节阀芯32、密封圈33、调节螺杆34、步进电机35、旋转限位36、同轴限位37等，具体结构如下：
阀体31的内腔为三通结构，其上下两通内自上而下依次设置调节螺杆34、调节阀芯32，调节阀芯32的顶部中心设有旋转限位36，调节阀芯32的上部侧面为同轴限位37，旋转限位36为扁销形，同轴限位37为柱形，调节螺杆34、调节阀芯32通过旋转限位36、同轴限位37卡装配合；同时，调节螺杆34的内腔底部与旋转限位36通过螺钉38连接，调节阀芯32的侧面中部环形槽内安装密封圈33，通过密封圈33与阀体31内壁密封，调节阀芯32底部与阀体31的下通相对应，调节阀芯32的侧面下部与阀体31的侧通相对应，步进电机35的下部输出轴与调节螺杆34连接，调节螺杆34的外侧与阀体31内侧壁通过螺纹连接，步进电机35带动调节螺杆34、调节阀芯32升降，实现氧气流量的调节。
如图3所示，本实用新型的工作过程如下：
首先，原料空气经过初效过滤器，过滤掉空气动力学直径(AED)大于15μm的非吸入性粉尘、絮状物等大颗粒；然后，经过高效过滤器，过滤掉空气动力学直径(AED)5～15μm的可吸入性粉尘等小颗粒，进入缓流罐，减缓气流速度降低噪音，进入空气压缩机，通过空气压缩机使压力增高，空气压缩机的出气口通过管路连接气控阀的进气口，该管路上设置换热器，通过换热器降低压缩空气的温度。
气控阀具有一个进气口、一个排气口和两个连接吸附塔的接口，工作时，气控阀的一个接口与吸附塔A接通，压缩空气先进入吸附塔A中，经过吸附塔A内分子筛吸附氮气后，氧气通过管路进入储氧罐；气控阀的另一个接口与吸附塔B接通，压缩空气先进入吸附塔A中，经过吸附塔A内分子筛吸附氮气后，氧气通过管路进入储氧罐；同时，吸附塔A中吸附的氮气经气控阀的排气口通过管路排到消音罐内，由消音罐的排气孔排出到空气中。
吸附塔A和吸附塔B的顶部通过一条管路连接，所述管路上设置电磁阀；同时，吸附塔A和吸附塔B之间设置储氧罐，吸附塔A、储氧罐、吸附塔B的顶部通过另一条管路连接，该管路位于吸附塔A、储氧罐之间的部分设置一个电磁阀，该管路位于吸附塔B、储氧罐之间的部分设置一个电磁阀；两条管路并联。
储氧罐的出气口通过管路连接氧气调节阀3，所述管路上设置稳压阀，氧气调节阀3的出气口连接流量指示器，流量指示器的出气口通过管路输出氧气。
主控板分别通过线路连接空气压缩机、电磁阀、气控阀、氧气调节阀3、海拔传感器、氧气浓度传感器和LCD显示屏连接，实现常规的控制，通过主控板控制空气压缩机启闭、电磁阀启闭、气控阀切换、氧气调节阀的调节，主控板通过接收海拔传感器、氧气浓度传感器的检测信号，用于控制气控阀的切换、氧气调节阀的调节，LCD显示屏安装于可旋转操作面板上。
本实用新型主要用于优化制氧流程，延长分子筛使用寿命，提升流量调节阀(氧气调节阀)的生产合格率；并且，氧气流量实现数字化驱动步进电机，调节输出的氧气流量。如图9所示，在实现对制氧机的全面监测的基础上，还可以通过常规无线通讯模块增加对制氧机运行情况的远程监控，形成物联网分子筛制氧机，对于远程管理终端用户，可通过远程管理终端及时了解制氧机的运行状况和吸氧者的吸氧规律；对于制氧机维护人员，可实时监控设备的维护以及运行情况；对于设备供应商，可及时全面的掌握售出产品的总体的运行情况，运维人员的工作情况。
