一种自带加湿装置的氧氮分离装置及其自加湿装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种氧氮分离装置，特别涉及一种自带加湿装置的氧氮分离装置及其自加湿装置。


背景技术：

2.氧氮分离装置是一种分离空气中氮气和氧气的装置。这种装置分为制氮机和制氧机，其中制氧机是一种可提供人呼吸使用的高浓度氧气的设备，其一般是由压缩机装置、吸附塔部件、换向装置、存储装置、电路控制装置组成，运用psa变压吸附原理，由换向装置分配气体流向，经吸附塔部件收集成品气至存储装置，从而实现连续出氧。
3.当气体经过吸附塔部件时，由于吸附塔中填充了分子筛，当一定流速的气体通过分子筛时，气体可以通过间隙流动而分子筛保持不动，形成了典型的流化床现象。分子筛具有强烈的吸水性，即使在较高的温度、较大的空速和含水量较低的情况下，仍具有相当高的吸水容量。
4.因此，从成品气出来的氧气通常较为干燥，含水量约为0.7g/m3。在临床实践中，人体鼻腔温度为30℃
‑
35℃，当吸入气温度低于鼻腔温度且较干燥时，呼吸系统感染性疾病患者会明显感觉鼻咽部不适。而加温湿化氧疗，使患者吸入的氧气温度在30℃～35℃，接近人体鼻腔温度很有必要。随氧气温度增高，氧气的湿度和弥散速度也相应提高，充分温化湿化的氧气流经呼吸道时，避免吸入气对呼吸道粘膜的刺激，患者感觉舒适，对患者咳嗽、咳痰等呼吸道症状有明显改善作用。
5.市场上典型的制氧机流程为，空气经过滤、压缩后直接进入吸附塔部件中，通过分子筛的吸附功能将压缩空气中的水分去除，然后经过减压阀输出符合相关标准要求的氧气气体。还有部分制氧机是通过冷凝管或者在吸附塔部件的下部装填活性al2o3以预先去除大部分的水分。然而在末端通常都放置一个装有纯净水的湿化瓶，用来加湿氧气。
6.因此，设计一种自加湿装置及使用其的氧氮分离装置不仅可以满足患者对于潮湿吸氧的需求，体现了以人为本的理念，同时避免了因患者更换湿化瓶中的水不及时而造成的二次污染问题。


技术实现要素：

7.本实用新型提供一种自带加湿装置的氧氮分离装置及其自加湿装置，其目的是要解决现有制氧机末端增加湿化瓶来加湿氧气给使用带来不便以及更换湿化瓶中的水不及时而造成的二次污染问题。
8.为达到上述目的，本实用新型自带加湿装置的氧氮分离装置采用的技术方案是：一种自带加湿装置的氧氮分离装置，包括空气过滤器、压缩机、吸附塔部件以及氧气减压阀，其中，氧气减压阀为一个用来减压氧气的减压阀，空气过滤器经管路与压缩机的进气口连接以便向吸附塔部件提供压缩空气，吸附塔部件的出气口经管路与氧气减压阀连接以提供经过减压的干燥氧气，其创新在于：
9.所述氧氮分离装置包含有自加湿装置，该自加湿装置包括第一三通管、压缩空气减压阀、流量调节阀以及第二三通管，其中，压缩空气减压阀为一个用来减压压缩空气的减压阀，第一三通管的第一接口经管路与压缩机的出气口串联连接，第一三通管的第二接口经管路与吸附塔部件的进气口连接，第一三通管的第三接口经管路依次与压缩空气减压阀和流量调节阀串联后再与第二三通管的第一接口连接，第二三通管的第二接口经管路与氧气减压阀输出的干燥氧气连接，第二三通管的第三接口作为加湿后的成品氧气输出口。
10.上述技术方案中的有关内容解释如下：
11.1.上述方案中，所述空气过滤器、压缩机、吸附塔部件以及氧气减压阀都是现有变压吸附法（psa）制氧中的常规零部件和技术。
12.2.上述方案中，所述压缩机的出气口与第一三通管的第一接口之间的管路上串联有用来冷却压缩空气的冷凝管，针对该冷凝管设置有风扇。
13.3.上述方案中，所述吸附塔部件由两个吸附塔和切换式气阀连接构成。
14.4.上述方案中，所述氧气减压阀的出气口与第二三通管的第二接口之间的管路上串联有节流阀。
15.5.上述方案中，包括电路控制装置和屏幕按键，所述流量调节阀（6）为电控式流量调节阀，该电控式流量调节阀具有流量调节控制线（63），流量调节控制线（63）与电路控制装置电连接，屏幕按键和电路控制装置电连接。
16.为达到上述目的，本实用新型自加湿装置采用的技术方案是：一种自加湿装置，针对氧氮分离装置中的压缩机、吸附塔部件以及氧气减压阀，其创新在于：该自加湿装置包括第一三通管、压缩空气减压阀、流量调节阀以及第二三通管，其中，压缩空气减压阀为一个用来减压压缩空气的减压阀，第一三通管的第一接口经管路与压缩机输出的压缩空气连接，第一三通管的第二接口经管路与吸附塔部件的进气口连接，第一三通管的第三接口经管路依次与压缩空气减压阀和流量调节阀串联后再与第二三通管的第一接口连接，第二三通管的第二接口经管路与氧气减压阀输出的干燥氧气连接，第二三通管的第三接口作为加湿后的成品氧气输出口。
17.本实用新型设计原理和效果是：为了解决现有制氧机末端增加湿化瓶来加湿氧气给使用带来不便以及更换湿化瓶中的水不及时而造成的二次污染问题，本实用新型将压缩机输出的压缩空气分成两路，一路通过吸附塔部件和氧气减压阀制氧并减压获得干燥氧气，另一路通过压缩空气减压阀和流量调节阀减压并调节流量获得湿润空气，然后将干燥氧气与湿润空气汇合形成具有湿度可调的成品氧气提供给用户。
18.由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有以下优点和效果：
19.1.本实用新型运用了一种自加湿装置，将一部分压缩气体经减压后引入到成品氧气之中，充分利用了压缩空气的湿度，气体温度越高，湿度越高，分子的弥散速度也越快，以加温加湿的方式吸氧，有助于保持呼吸道粘膜的湿润，有助于减少用户的干燥感，提高患者氧疗依从性，提高氧疗效果，节省了气体加湿装置，可有效减少氧氮分离装置的整体体积。
20.2.本实用新型通过减压阀配合流量阀的运用，可以很容易得到不同混合程度的成品氧气，且满足出氧口压力的需求，工艺简单，装配高效，有利于批量化生产，同时还可以避免因使用湿化瓶时用户换水不及时而造成的二次污染。
21.3.本实用新型结构简单，整体结构设计合理，工作可靠性强，技术构思巧妙，具有
实质性特点和技术进步。
附图说明
22.附图1为本实用新型自带加湿装置的氧氮分离装置原理图；
23.附图2为本实用新型自加湿装置的结构示意图。
24.以上附图中：1.空气过滤器；2.压缩机；3.冷凝管；4.第一三通管；5. 压缩空气减压阀；6.流量调节阀；7.风扇；8.吸附塔部件；9.节流阀；10.第二三通管；11.氧气减压阀；51. 压缩空气减压阀进气口；52. 压缩空气减压阀出气口；61.流量阀进气口；62.流量阀出气口；63.流量调节控制线。
具体实施方式
25.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
26.实施例：一种自带加湿装置的氧氮分离装置
27.如图1
‑
2所示，该氧氮分离装置包括空气过滤器1、压缩机2、冷凝管3、风扇7、吸附塔部件8、氧气减压阀11、节流阀9以及自加湿装置（见图1）。其中，氧气减压阀11为一个用来减压氧气的减压阀。所述自加湿装置由第一三通管4、压缩空气减压阀5、流量调节阀6以及第二三通管10组成，其中，压缩空气减压阀5为一个用来减压压缩空气的减压阀。
28.所述空气过滤器1经管路与压缩机2的进气口连接，压缩机2的出气口经管路冷凝管3的进气口连接，冷凝管3的出气口经管路与第一三通管4的第一接口连接。第一三通管4的第二接口经管路与吸附塔部件8的进气口连接，吸附塔部件8的出气口经管路与氧气减压阀11的进气口连接，氧气减压阀11的出气口经管路与节流阀9的进气口连接，节流阀9的出气口经管路与第二三通管10的第二接口连接，第一三通管4的第三接口经管路依次与压缩空气减压阀5和流量调节阀6串联后再与第二三通管10的第一接口连接，第二三通管10的第三接口作为加湿后的成品氧气输出口（见图1）。
29.所述风扇7针对冷凝管3和压缩机2设置。首先是冷却冷凝管3中的高温压缩空气，其次是冷却压缩机2。进一步地，所述冷凝管3有数圈盘管环绕而成，采用导热系数大的材料制成，在冷凝管3附近放置的风扇7可以是一个或多个，利用从外界吸入的冷空气，进行强制对流冷却，既冷却了上方的冷凝管3，也向下冷却了压缩机2，降低了从压缩机2出来的压缩气体的温度，同时气体所能容纳的水蒸气含量降低，有向饱和水蒸气靠近的趋势。
30.所述氧氮分离装置还包括电路控制装置和屏幕按键，所述流量调节阀6为电控式流量调节阀，该电控式流量调节阀具有流量调节控制线63，流量调节控制线63与电路控制装置电连接，屏幕按键和电路控制装置电连接。
31.所述吸附塔部件8由两个吸附塔和切换式气阀连接构成（这是变压吸附法psa制氧中的常规技术）吸附的氮气（n2）在吸附塔解吸附的过程中，从排气口排出（见图1），高浓度的氧气在氧气减压阀11作用下变成恒定压力的气流，之后通过节流阀9变成了恒定流量的压力符合要求的高浓度氧气。
32.本实施例工作时，空气经过空气过滤器1后，去除了空气中含有的固体杂质，之后经压缩机2压缩变成了高温的压缩空气。风扇7吸入的冷空气先对流冷却冷凝管3，然后从压缩机2的上方往下吹扫，冷却压缩机2。正常条件下，室内空气为温度25℃、湿度40%
‑
50%较为
适宜，此时空气中的水分含量为9.2g/m
3 。气体经过压缩机2后，水分含量增多，容积不变，湿度变大，经过冷凝管3和风扇7的冷却之后，水分含量不变但气体温度降低，相对湿度进一步升高。
33.之后，气体通过第一三通管4分成两路，一路为氧气管路，通过吸附塔部件8，由于吸附塔中填充了分子筛，分子筛具有强烈的吸水性，哪怕在较高的温度、较大的空速和含水量较低的情况下，仍有相当高的吸水容量，气体的湿度大大降低，约为0.7g/m3。通过调节氧气减压阀11的开度，得到压力范围为20
‑
70kpa的氧气气流，之后进入节流阀9中。节流阀9为直径φ0.2
‑
0.6mm的细小圆孔，氧气气体通过节流阀9后得到恒定为1l/min的氧气流量，浓度为93%左右。当用户需要1l/min 的氧气流量时，流量调节阀6完全关闭，无空气混合到成品氧气中，只有一条管路向用户提供氧气。
34.另一路为湿润空气管路，压缩气体从压缩空气减压阀进气口51进入（见图2），从压缩空气减压阀出气口52流出（见图2），之后进入流量阀进气口61，从流量阀出气口62出。设定出口气体压力与氧气减压阀11的出口压力一致，这样可以在第二三通管10的第三接口汇合得到压力均匀的成品氧气。防止了因两路管路气体压力相差过大造成的堵塞，减少了两路不同静压的气流汇合时引起的紊流和压力损失，也不会给用户的鼻腔造成强烈的冲击感。屏幕按键与电路控制装置、流量调节控制线63相连接，通过流量调节控制线63控制步进电机的角位移，进行阀门开度的调节，进而改变流量的档位。当用户需要2l/min的流量时，按下屏幕按键对应的档位，流量调节阀6流出符合压力要求的1l/min湿润空气，此时成品氧气中氧气的浓度约为57%，相对湿度约为30%。当用户选择其他档位的流量时，其中1l/min的氧气管路常开，剩余的流量由流量调节阀6控制，提供湿度更大的氧气混合气。
35.整个自加湿装置在冷凝管3之后通过第一三通管4一分为二，分出的一路是高浓度的氧气，流量恒定，且气体中的水分含量很少。分出的另一路是较高湿度的空气，其流量由用户通过屏幕按键控制。两路气体在第二三通管10出处汇合，形成具有一定湿度的成品氧气，提供给用户，且流量档位越高，成品氧气也越湿润。
36.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。