构造成控制吸附阶段的气体发生器及控制器单元的制作方法

本实用新型涉及一种气体发生器和一种控制器单元，及用于控制气体发生器的吸附阶段的方法，所述气体发生器包括吸附剂介质，所述吸附剂介质能够从包含气体混合物的入口气流选择性地吸附第一气体成分并且允许出口气流主要包含第二气体成分，所述方法包括以下步骤：将入口气流引导通过所述气体发生器的入口；测量出口气体流量；确定所述容器出口处的所述第二气体成分的浓度。

背景技术：

保持通过分馏气体混合物而产生的气体成分的相对稳定的浓度的方法在本领域中是已知的。

在LINDE AKTIENGESELLSCHAFT名下提交的US 4,323,370中能够发现一个示例，其中，描述了用于分馏气体混合物的周期吸附处理。所述处理通过控制在吸附阶段期间从吸附器离开的产品气流的体积来保持被吸附成分的残余浓度水平基本恒定。

这种处理的缺陷之一是用于吸附的能量。因为当增长吸附阶段时，实施所述处理的系统的生产率降低。这是由于将必须处理更大体积的气体并且在吸附处理之后当使用气体成分中的一种时，另一种气体成分被捕获在吸附器中，从而填充在更大容积的容器中并且最终使吸附器床饱和。这将使得装置消耗更多的能量并且最终提供浓度低于需求浓度的气体成分。

另一个缺陷是吸附处理的低效率，因为吸附周期的持续时间无法与气体成分的浓度要求相关联。

一个确认的风险是面临着低于预期的气体成分浓度的可能性，并且上述文献没有提供即时的补救措施，该事实能够危害用户的处理或 者网络。

技术实现要素：

考虑到上述缺陷和风险，本实用新型的目的是提供一种用于控制气体发生器的吸附阶段的方法，在所述吸附阶段期间，将气体成分的浓度保持在期望水平，而同时降低了吸附处理的能耗。

本实用新型的另一个目的是在所述气体成分的不同需求期间保持提高的能量效率。

本实用新型的另一个目的是提供一种方法，所述方法有助于在后续吸附周期期间保持高水平的能量效率。

本实用新型的又一个目的是提供一种方法，所述方法将最终降低整个系统的维护成本。

本实用新型通过提供一种用于控制气体发生器的吸附阶段的方法来解决上述和/或其它问题中的至少一个，所述发生器包括吸附剂介质，所述吸附剂介质能够从包含气体混合物的入口气流中选择性地吸附第一气体成分并且允许出口气流主要包括第二气体成分，所述方法包括以下步骤：

-将入口气流引导通过所述气体发生器的入口；

-测量出口气体流量；

-确定所述容器的出口处的所述第二气体成分的浓度；

其中，所述方法还包括以下步骤：

A1)计算发生器的容量；

A2)比较测量的出口气体流量与计算的容量；

A3)如果测量的出口气体流量小于计算的容量、并且如果确定的浓度高于或者等于设定值，则保持发生器处于吸附阶段中一预定时间间隔Δs；

A4)在所述预定时间间隔Δs之后使发生器经受再生周期。

实际上，通过比较计算的发生器容量与测量的出口气体流量以及还比较确定的浓度与设定值，根据本实用新型的方法提供了在特定时 刻处的容器状态的准确信息并且在发生器出口处保持第二气体成分的期望浓度水平。

此外，因为所述方法考虑出口气体流量的测量值和发生器的容量，所以避免了吸附剂介质的饱和，从而允许发生器在吸附处理期间高效地工作并且保持第二气体成分的期望浓度。

测试表明如果吸附周期的时间间隔延长，则吸附处理的效率降低。这样，当吸附周期维持相对长的时间段时，更大体积的气体将进入发生器内并且吸附剂将必须吸附增加数量的氧分子。

结果，在吸附剂床中产生的氧气将朝着气体发生器的出口向前运动。因此，在出口处能够影响第二气体成分的浓度水平。在这种情况中，气体发生器的生产率下降并且吸附处理的可靠性降低。

因为本实用新型的方法不仅仅比较在气体发生器出口处的第二气体成分的浓度与设定值，而且还在修改发生器保持在吸附阶段中的时间间隔之前比较计算的发生器容量与出口气体流量，因此，确保了第二气体成分的期望浓度并且还在气体发生器的完整运转期间实现了最优能耗。

另一个已知事实是气体发生器设计成当讨论例如温度和压力的参数时在最严苛的操作条件中操作。而且，当由于例如季节转换或者在另一个地理区域中使用发生器而造成这些参数波动时，发生器变得过大。已知的发生器将不能解决该问题，但是根据本实用新型的方法允许不受这些波动的影响而节能地使用发生器。

实际上，测试表明通过实施根据本实用新型的方法，发生器的能耗降低高达40％。

另一个已知的事实在于：在典型生产线中，第二气体成分的期望浓度和体积通常会波动，并且根据本实用新型的方法保持发生器处于吸附阶段中一预定时间间隔，所述预定时间间隔根据期望的浓度和体积确定。因此，调整气体发生器的运转能力，以便通过有效的逻辑来实现更低的能耗。

优选地，在所述预定时间间隔之后，发生器经受再生周期，在此 期间，从发生器移除第一气体成分的分子并且使吸附剂床处于初始阶段并具有标称吸附特征。

在根据本实用新型的优选实施例中，所述方法还包括如下步骤：比较确定的浓度与设定值，并且如果所述浓度低于设定值，则中断入口气流而且使发生器经受再生周期。因此，将第二气体成分的期望浓度保持在预期水平。

能够在确定的浓度和设定值之间的比较显示出负结果之后立即实施入口气流的中断，或者根据本实用新型的方法能够在从吸附周期开始计算的标称预定周期时间ΔS₀之后中断入口气体。

本实用新型还涉及一种气体发生器，包括：

-至少一个容器，所述容器包括：入口和出口，用于允许气体流动通过其中；和吸附剂材料，所述吸附剂材料能够从气体混合物中选择性地吸附第一气体成分并且允许主要包括第二气体成分的出口气流流动通过所述出口；

-用于在所述容器的入口处提供入口气流的器件；

其特征在于，所述气体发生器还包括：

-流量计，所述流量计定位在所述容器的出口处，用于测量出口气体流量；

-定位在所述容器的出口处的用于确定所述第二气体成分的浓度的器件；

-控制器单元，所述控制器单元连接到所述流量计和连接到所述用于确定所述第二气体成分的浓度的器件，所述控制器单元构造成接收所述出口气体流量的测量值和测量的浓度的测量值；

-所述控制器单元还包括处理单元，所述处理单元包括：

-用于计算所述容器的容量的器件；

-用于比较测量的出口气体流量与计算的容量的器件；

-用于比较所确定的所述第二气体成分的浓度与设定值的器件，和：

所述控制器单元还设置有在所述测量的浓度等于或者高于设定值 时、并且在所述测量的出口气体流量低于所述计算的容量时保持所述入口气体流量一预定时间间隔Δs的器件。

优选地，所述气体发生器的所述控制器单元还包括用于比较确定的浓度和设定值的器件和如果确定的浓度小于所述设定值则中断入口气流并且使所述发生器经受再生周期的器件。

优选地，所述气体发生器的所述控制器单元还包括在所述测量的浓度低于所述设定值时保持所述容器的入口处的入口气体流量一预定标称周期时间间隔Δs₀的器件和在所述预定标称周期时间间隔Δs₀之后停止所述入口气流的器件。

优选地，所述气体发生器的所述控制器单元还包括用于将再生周期应用于所述容器的器件。

优选地，所述气体发生器的所述处理单元包括用于通过应用下述公式计算气体发生器的容量的器件：

Qcap＝比容量×发生器容积×Kpc×Ktc

其中，Kpc是针对容量的压力校正系数而Ktc是针对容量的温度校正系数。

优选地，所述气体发生器还包括至少两个容器，所述至少两个容器中的每一个均包括：入口和出口，用于允许气体流动通过其中；和吸附剂材料，所述吸附剂材料能够从气体混合物中选择性地吸附第一气体成分并且允许主要包括第二气体成分的出口气流流动通过所述出口。

优选地，所述气体发生器还包括用于选择性地提供通过所述至少两个容器中的任意一个的入口的所述入口气流的器件。

优选地，所述气体发生器还包括分支连接件，用于允许所述至少两个容器中的每一个与外部环境通风。

优选地，所述气体发生器的所述控制器单元还包括用于启动用于至少两个吸附容器中的一个容器的再生周期并且选择性地引导所述入口气流通过至少两个再生的容器中的另一个的器件。

优选地，所述气体发生器还包括用于在再生周期期间将出口气流 从一个容器引导至至少另一个容器的入口的器件。

优选地，所述气体发生器的所述控制器单元还包括用于测量所述至少两个容器中的一个处于吸附阶段中的时间间隔Δt1并且用于比较测量的时间间隔与最小设定时间间隔Δt2的器件，并且：

-如果Δt1＞Δt2并且如果所述测量的浓度等于或者高于设定值，并且当所述测量的出口气体流量低于所述计算的容量时，则所述控制器单元还包括用于保持所述入口气体流量所述预定时间间隔Δs的器件；或者

-如果Δt1＜＝Δt2并且如果所述测量的浓度等于或者高于设定值，并且当所述测量的出口气体流量低于所述计算的容量时，则所述控制器单元还包括用于保持所述入口气体流量所述预定标称周期时间间隔Δs₀的器件。

优选地，所述至少两个容器中的每一个均包括含有碳分子筛的吸附剂介质。

优选地，所述第一气体成分是氧气而所述第二气体成分是氮气。

优选地，所述气体发生器的所述控制器单元还包括用于比较出口气体流量与计算的容量、并且在所述出口气体流量高于计算为所述计算的容量的百分比的第一阈值时保持入口气体流量一预定时间间隔的器件。

优选地，所述气体发生器的所述控制器单元还包括器件，其用于：

-当测量的出口气体流量高于计算为所述计算的容量的百分比的第一阈值时，保持入口气体流量一预定标称时间间隔Δs₀；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的所述第一阈值时，保持入口气体流量一预定第一时间间隔Δs₁。

优选地，所述的气体发生器的所述控制器单元还包括器件，其用于：

-当测量的出口气体流量高于计算为所述计算的容量的百分比的第一阈值时，保持入口气体流量一预定标称时间间隔Δs₀；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的 所述第一阈值时，保持入口气体流量一预定第一时间间隔Δs₁；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的第二阈值时，保持入口气体流量一预定第二时间间隔Δs₂；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的第三阈值时，保持入口气体流量一预定第三时间间隔Δs₃。

优选地，所述气体发生器的所述控制器单元还包括器件，其用于：

-当测量的出口气体流量高于或等于计算为所述计算的容量的百分比的第一阈值时，保持入口气体流量一预定标称时间间隔Δp₀；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的所述第一阈值时，保持入口气体流量一预定第一时间间隔Δp₁；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的第二阈值时，保持入口气体流量一预定第二时间间隔Δp₂；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的第三阈值时，保持入口气体流量一预定第三时间间隔Δp₃；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的第四阈值时，保持入口气体流量一预定第四时间间隔Δp₄；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的第五阈值时，保持入口气体流量一预定第五时间间隔Δp₅；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的第六阈值时，保持入口气体流量一预定第六时间间隔Δp₆；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的第七阈值时，保持入口气体流量一预定第七时间间隔Δp₇；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的第八阈值时，保持入口气体流量一预定第八时间间隔Δp₈；或者

-当测量的出口气体流量低于计算为所述计算的容量的百分比的第九阈值时，保持入口气体流量一预定第九时间间隔Δp₉。

优选地，所述时间间隔中的两个或更多个在互相比较时具有不同的长度。

本实用新型还涉及一种控制器单元，所述控制器单元包括：测量再生的容器的出口处的出口气体流量的器件；用于确定所述再生的容器的出口处的第二气体成分的浓度的器件；处理单元，所述处理单元包括用于比较测量的数据与设定值并且用于控制时间间隔的器件，在所述时间间隔内，引导气体流动通过所述容器的入口，所述控制器单元包含在根据本发明的气体发生器中。

由于控制器单元的容量，因此该装置的用户将利用降低的能耗获得最佳的结果并且将从用户友好的界面受益。

而且，因为由所述控制器单元控制装置，并且因为采用了上述特定逻辑，所以削减了维护成本，这是因为防止了装置的部件在将导致永久磨损的极限条件中运转。控制器单元有助于根据装置的设计在最佳的计算时间应用所有变化，从而延长了装置的使用年限。

附图说明

为了更好地显示本实用新型的特征，参照附图通过示例而非限制的方式在下文描述了根据本实用新型的一些优选配置，其中：

图1示意性地示出了根据本实用新型的一个实施例的气体发生器；

图2和图3示意性地示出了根据本实用新型的其它实施例的气体发生器；

图4示意性地示出了能耗随出口气体流量的变化。

具体实施方式

图1示出了气体发生器1，所述气体发生器1包括入口2和出口3，用于允许气体流动通过其中。所述气体发生器还包括吸附剂介质(未示出)，所述吸附剂介质能够从包括气体混合物的入口气流选择性地吸附第一气体成分，并且允许出口气流主要包括第二气体成分。

在本实用新型的背景中，应当理解的是吸附还包括吸收。

本实用新型涉及一种用于控制气体发生器的吸附阶段的方法，其 中，入口气流被引导通过所述气体发生器1的入口2，并且在气体发生器1的出口3处测量出口气体流量，以便确定在容器4的出口处的所述第二气体成分的浓度。

此外，所述方法包括如下步骤：计算发生器的容量，并且比较计算值与测量的出口气体流量。

在所述比较之后，如果测量的出口气体流量低于计算的容量，并且如果确定的浓度高于或者等于设定值，则气体发生器1保持处于吸附阶段一预定时间间隔Δs。

在本实用新型的背景中，发生器的容量应当理解为能够在当前的操作条件下和在浓度的设定值下由气体发生器1输送的每单位时间的第二气体成分的最大体积。

此外，出口气体流量应当理解为每单位时间的第二气体成分的测量体积。

优选地，计算所述预定时间间隔Δs，使得能够由气体发生器1保持浓度的所述设定值并且因此使得吸附剂介质没有变得完全饱和。因此，气体发生器1尽可能长地保持在吸附阶段中，而没有危害产生的第二气体成分的浓度水平并且没有使得所述气体发生器1消耗的能量高于最优结果所需的能量。

在所述预定时间间隔Δs之后，气体发生器经受再生周期。在所述再生周期期间，允许吸附剂介质消除第一气体成分的气体分子，这使得所述吸附剂具有最优的吸附能力并且使气体发生器1准备用于另一个吸附周期。

在本实用新型的背景中，吸附周期应当理解为如下时间间隔：在所述时间间隔中，包含在气体发生器1中的吸附剂介质用于分馏流动通过入口2的入口气体的气体混合物，并且因此吸附第一气体成分而且允许主要包括第二气体成分的气体流动通过出口3。

优选地，所述预定时间间隔Δs具有在气体发生器1开始吸附周期时刻的起始点和在所述气体发生器1结束吸附周期时的结束点。

在根据本实用新型的另一个实施例中，所述预定时间间隔Δs具有 在当前时刻的起始点和未来的并且基于计算的容量、测量的出口气体流量以及所述第二气体成分的浓度的设定值确定的结束点。基于吸附剂介质的典型行为，能够预估该结束时间。

在根据本实用新型的另一个实施例中，所述方法还包括如下步骤：比较确定的浓度与设定值，并且如果所述浓度低于设定值，则中断入口气流并且使发生器经受再生周期。

入口气流能够在所述比较结果显示没有满足浓度的设定值时立即被中断，或者所述方法能够在中断入口气流之前考虑例如大约5秒或者更多秒的容差。

优选地，所述方法包括在标称预定周期时间Δs₀之后中断入口气流的步骤。所述标称预定周期时间Δs₀是计算的最小时间间隔，其中，在众所周知的运转条件下，气体发生器1能够产生具有相对高浓度的第二气体成分。

所述标称预定周期时间Δs₀具有在气体发生器1开始吸附周期时刻的起始点和在气体发生器1结束吸附周期时刻的结束点。

优选地，基于以下公式确定发生器的容量：

Qcap＝比容量×发生器容积×Kpc×Ktc

其中，Kpc是针对容量的压力校正系数而Ktc是针对容量的温度校正系数。

在本实用新型的背景中，所述比容量应当理解为在压力和温度的标称条件下(例如但不局限于大约7bar的压力和大约20℃的温度)每立方米吸附剂介质的气体发生器1的容量。

Kpc和Ktc是这样的两个校正系数，其取决于第二气体成分的设定值和分别在发生器层面测量的实际温度或者压力的设定值。

优选地，借助于温度传感器T测量所述温度，并且借助于压力传感器P测量压力。

优选地，根据本实用新型的方法还包括比较发生器处于吸附阶段中的时间量Δt1与最小设定时间间隔Δt2的步骤。

其中，Δt1是优选地在气体发生器1开始吸附周期时开始并且由 Δt1＝tc－ti限定的计数器，其中，tc是当前时间而ti是初始时间。

优选地，所述方法包括当气体发生器1开始吸附周期时重置计数器的步骤。更加具体地，所述方法优选地包括当气体发生器1开始吸附周期时重置tc和ti这两个值的步骤。

Δt2是优选地在气体发生器1开始吸附周期时开始并且由Δt2＝td－ti限定的计数器，其中，不管其它参数的值，td均是气体发生器保持处于吸附周期中的最小时间量，而ti是当气体发生器1开始吸附周期时的初始时间。

优选地，所述方法包括当气体发生器1开始吸附周期时重置计数器的步骤。更加具体地，所述方法优选地包括当气体发生器1开始吸附周期时重置ti的值的步骤并且优选地保持td的值恒定。

在比较Δt1与Δt2之后，所述方法包括如下步骤：如果Δt1＞Δt2并且如果确定的浓度高于或者等于所述设定值并且如果测量的出口气体流量低于计算的容量，则使气体发生器1在吸附阶段中保持所述预定时间间隔；或者如果Δt1＜＝Δt2或者如果确定的浓度低于所述设定值并且如果测量的出口气体流量低于计算的容量，则在标称预定周期时间Δs₀期间保持气体发生器1处于吸附阶段，并且此后气体发生器1经受再生周期。

优选但不局限地，第一气体成分是氧气而第二气体成分是氮气。

根据本实用新型的方法还包括将入口气流引导通过至少一个容器4(发生器1的一部分)的入口5。

优选地，所述方法还包括替代地将入口气流引导通过至少两个容器4(图2)的、或通过至少四个容器4(图3)的、或者更多容器的入口5。

因为所述方法包括替代地将入口气流引导通过两个容器4或者四个容器4或者更多容器的入口5，所以吸附处理的效率提高，因为一个容器4经受再生周期时，能够使用另一个容器4，而不必中断在气体发生器1的出口3处的第二气体成分的产生。

在另一个实施例中，当一个容器4经受再生周期时，来自一个容 器4的出口气流被引导到至少另一个容器4的入口5。因此，处于再生阶段中的容器4将在其出口6处接收气体混合物，所述气体混合物将包括相对高浓度的第二气体成分，所述气体混合物将再生的容器的气体内含物推向入口，并且还通过定位在容器4的入口5处的阀11或者水龙头等推至外部环境。这允许所述容器4在缩短的时间段内再生并且更好地准备容器4以便用于下一个吸附周期。

由根据本实用新型的方法实施的另一个可能的步骤是：比较出口气体流量与计算的容量，并且如果当与计算的容量比较时出口气体流量高于第一阈值，则保持入口气体流量一预定时间间隔。因此，应用了气体发生器1的最佳功能，甚至更多地降低了能耗。

优选但不局限地，所述方法使用至少一个阈值，并且还包括以下步骤中的至少一个：

-如果当与计算的容量比较时测量的出口气体流量高于第一阈值，则保持入口气体流量一预定标称时间间隔Δs₀；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于所述第一阈值，则保持入口气体流量一预定第一时间间隔Δs₁。

优选地但不局限地，所述方法使用一个或者多个设定阈值，并且还包括以下步骤中的至少一个：

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量高于第一阈值，则保持入口气体流量一预定标称时间间隔Δs₀；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于所述第一阈值，则保持入口气体流量一预定第一时间间隔Δs₁；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于第二阈值，则保持入口气体流量一预定第二时间间隔Δs₂；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于第三阈值，则保持入口气体流量一预定第三时间间隔Δs₃。

通过采用如上所述的逻辑，系统的效率甚至被更多地提高。

优选地，上述时间间隔中的两个或者更多个在相互比较时具有不同的长度。

优选地但不局限地，所述标称时间间隔Δs₀能够是在以下间隔内选择的值：15秒和65秒、或者介于20秒和65秒之间、或者介于20秒和45秒之间。

优选地但是不局限地，所述预定第一时间间隔Δs₁能够是在以下间隔内选择的值：45秒和85秒、或者45秒和60秒。

优选地但是不局限地，所述预定第二时间间隔Δs₂能够是在以下间隔内选择的值：60秒和120秒、或者60秒和80秒。

优选地但是不局限地，所述预定第三时间间隔Δs₃能够是在以下间隔内选择的值：80秒和300秒、或者80秒和180秒。

在本实用新型的背景中，应当理解的是上述限定的时间间隔仅仅为示例并且也能够使用其它值。

优选但不局限地，所述第一阈值能够选择为大约80％，所述第二阈值能够选择大约60％，并且所述第三阈值能够选择大约40％。

在本实用新型的背景中，应当理解的是上述限定的阈值仅仅为示例并且还能够使用其它值。

在根据本实用新型的另一个实施例中，所述方法还包括以下步骤中的至少一个：

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量高于或者等于第一阈值，则保持入口气体流量一预定标称时间间隔Δp₀；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于所述第一阈值，则保持入口气体流量一预定第一时间间隔Δp₁；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于第二阈值，则保持入口气体流量一预定第二时间间隔Δp₂；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于第三阈值，则保持入口气体流量一预定第三时间间隔Δp₃；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于第四阈值，则保持入口气体流量一预定第四时间间隔Δp₄；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于第五阈值，则保持入口气体流量一预定第五时间间隔Δp₅；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于第六阈值，则保持入口气体流量一预定第六时间间隔Δp₆；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于第七阈值，则保持入口气体流量一预定第七时间间隔Δp₇；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于第八阈值，则保持入口气体流量一预定第八时间间隔Δp₈；或者

-如果在与计算的容量比较时测量的出口气体流量低于第九阈值，则保持入口气体流量一预定第九时间间隔Δp₉。

优选地，上述时间间隔中的两个或者更多个在相互比较时处于不同的长度。

优选地，时间间隔中的两个或者更多个：Δs₀、Δs₁、Δs₂、Δs₃和Δp₁、Δp₂、Δp₃、Δp₄、Δp₅、Δp₆、Δp₇、Δp₈、Δp₉、Δp₁₀在相互比较时具有不同的长度，使得根据出口气体流量和计算的容量，吸附剂介质将依照达到的或没有达到的阈值来允许发生器在最优条件下工作不同的时间量。

优选地但不局限地，所述预定标称时间间隔Δp₀能够是在以下间隔内选择的值：15秒和50秒；所述预定第一时间间隔Δp₁能够是在以下间隔内选择的值：30秒和60秒；预定第二时间间隔Δp₂能够是在以下间隔内选择的值：40秒和70秒；所述预定第三时间间隔Δp₃能够是在以下间隔内选择的值：50秒和80秒；所述预定第四时间间隔Δp₄能够是在以下间隔内选择的值：60秒和90秒；所述预定第五时间间隔Δp₅能够是在以下间隔内选择的值：70秒和100秒；所述预定第六时间间隔Δp₆能够是在以下间隔内选择的值：80秒和130秒；所述预定第七时间间隔Δp₇能够是在以下间隔内选择的值：90秒和150秒；所述预定第八时间间隔Δp₈能够是在以下间隔内选择的值：100秒和200秒；所述预定第九时间间隔Δp₉能够是在以下间隔内选择的值：110秒和300秒。

在本实用新型的背景中，应当理解的是上述限定的时间间隔仅仅为示例并且还能够使用其它值。

优选地，基于发生器1的类型和尺寸以及吸附剂介质的类型和体积计算所述阈值和时间间隔。

优选地但是不局限地，所述第一阈值能够选择为大约90％，所述第二阈值能够选择为大约80％，所述第三阈值能够选择为大约70％，所述第四阈值能够选择为大约60％，所述第五阈值能够选择为大约50％，所述第六阈值能够选择为大约40％，所述第七阈值能够选择为大约30％，所述第八阈值能够选择为大约20％，所述第九阈值能够选择为大约10％。

在本实用新型的背景中，应当理解的是上述限定阈值仅仅为示例并且还能够使用其它值。

因为所述方法采用了这些步骤，所以基于出口3处的需求准确以及快速地适应所述第二气体成分的产生，并且消除了气体发生器1对于需求来说尺寸过大或过小的风险。因此，气体发生器在整个运转范围内均将在最优参数条件下工作。另一个遇到的益处是入口气流的体积减小。

在本实用新型的背景中，应当理解的是间隔的数量能够根据气体发生器的容量和期望结果的容量从例如两个变化至二十个或者甚至更多个。

在根据本实用新型的另一个实施例中，能够以连续的方式利用所述方法，其中，周期时间连续地插入到限定的设定点之间。因此，能够测量甚至更大的能耗(图4)。

在根据本实用新型的又一个实施例中，所述方法还能够包括如下步骤：在一时间间隔期间将一个容器4保持在再生周期中，所述时间间隔取决于所述容器保持在吸附周期中的时间间隔的长度和/或取决于第二气体成分的浓度的设定值。

作为示例但不局限地，当容器4保持在吸附周期中的时间间隔被延长时，优选地，所述容器4保持在再生周期中的时间间隔也被延长。

通常但不局限地，容器4保持在再生周期中的标称时间间隔能够为大约30秒，并且该时间间隔能够被延长到大约60秒或者更多秒。

优选地，能够通过固定流量阀或者固定限制器(诸如喷嘴或者孔)或者开/合阀实施所述再生周期，或者能够借助于流量控制器实施所述再生周期，所述流量控制器能够调节通过其中并且被消除的气体的体积。

因为在再生周期期间，通过延长再生周期保持的时间间隔从容器4中排出第一气体成分和第二气体成分两种成分，所以能够从所述容器4中消除包括高浓度第二气体成分的更大体积的气体。然而，如果使用调节时间并且因此调节再生气体的总体积的流量控制器或者开/合阀，则所述体积将被降低至最小并且容器4以高效的方式被准备用于下一个吸附周期。

本实用新型还涉及一种气体发生器1，所述气体发生器1包括至少一个容器4(图1)，所述容器4具有入口5和出口6。

气体发生器允许气体混合物流动通过所述入口5并且通过使用吸附剂材料(未示出)将第一气体成分捕获在其中而且允许主要包括第二气体成分的气流流动通过所述出口6。

气体发生器1还包括流量计7，所述流量计7定位在容器的出口6处，用于测量每单位时间离开容器4的第二气体成分的体积。

气体发生器1还包括模块8，用于确定所述第二气体成分的浓度，所述模块还定位在容器4的出口6处。

优选地但不局限地，所述模块8测量来自出口气流的第一气体成分的浓度并且通过从100减去测量值来确定第二气体成分的浓度。

在根据本实用新型的优选实施例中，所述第一气体成分是氧气而所述第二气体成分是氮气。

优选地但不局限地，所述模块8是氧气含量传感器，所述氧气含量传感器检测在容器4的出口6处流动的气体中的氧气量。所述氧气含量传感器能够以连续方式或者以特定取样率测量来自出口气流中的氧气浓度。

优选地，所述模块8组成气体发生器1的一部分。

气体发生器1还包括控制器单元9，所述控制器单元9通过有线 或者无线连接连接到流量计7和模块8，用于确定所述第二气体成分的浓度，所述控制器构造成接收出口气体流量和测量浓度的测量值。

控制器单元9还能够包括存储单元，用于存储所述接收到的测量值或者能够通过有线或者无线连接将这些值发送到外部电子模块。

能够通过射频信号或者Wi-Fi信号实施所述无线连接。优选地，气体发生器1包括无线接收器(未示出)，用于允许通讯。

为了清晰，在附图中没有包括有线连接。

此外，当测量被做出或者处于特定时间间隔内时，所述控制器能够立即接收所述测量。所述控制器还能够接收所有测量的值或者能够仅仅接收在特定时间间隔之后采取的一个测量。

此外，能够连续地或者以特定取样率实施所述测量。

优选地，所述控制器单元9还包括处理单元，所述处理单元设置有算法，所述算法构造成：计算容器4的容量、比较测量的出口气体流量与计算的容量、并且比较确定的所述第二气体成分的浓度与设定值。

容器4的所述容量应当理解为：在当前操作条件并且在第二气体成分的浓度的设定值情况下，能够在出口6处输送的每单位时间的第二气体成分的最大体积。

在另一个优选实施例中，在本文中先前限定的时间间隔和阈值存储在存储单元中。优选地，在所述气体发生器1运转之前限定该时间间隔和阈值。

优选地，所述控制器单元9还被程控，以便在所述测量的浓度等于或者高于设定值并且当所述测量的出口气体流量低于计算的容量时保持入口气体流量一预定时间间隔Δs。

在根据本实用新型的另一个优选实施例中，控制器单元9还被程控，以便在所述测量的浓度低于设定值时保持容器4的入口5处的入口气体流量一预定标称周期时间间隔Δs₀、并且在所述预定标称周期时间间隔Δs₀之后停止入口气流。

为了准备容器4以便用于另一个吸附周期，控制器单元9还被程 控，以分别在所述预定时间间隔Δs之后或者在所述标称周期时间间隔Δs₀之后将再生周期应用到所述容器4。

为了提高吸附处理的效率，根据本实用新型的气体发生器1优选地包括至少两个容器4，所述至少两个容器中的每一个均包括：入口5和出口6，用于允许气体流动通过其中；和吸附剂材料(未示出)，所述吸附剂材料能够从气体混合物中选择性吸附第一气体成分并且允许主要包括第二气体成分的出口气流流动通过所述出口6。

在根据本实用新型的优选实施例中，所述容器4中的每一个均包括流量计7和模块8，用于确定第二气体成分的浓度，所述流量计7和模块8定位在每个容器的出口6处。

在根据本实用新型的另一个实施例中，所有容器的出口6连接形成共用出口，并且所述共用出口还包括流量计7和模块8，用于确定第二气体成分的浓度。

优选地，所述控制器单元9还被程控，以便选择性地提供通过至少两个容器4中的任意一个的入口5的所述入口气流。

在另一个优选实施例中，容器4还包括在入口5处的阀10，用于允许所述入口气流抵达所述容器4的吸附剂介质。

优选地，所述容器4中的每一个包括阀10，用于允许入口气流抵达吸附剂介质。

优选地，所述控制器单元9被程控，以每当入口气流需要抵达所述容器4中的一个的吸附剂介质时打开以及关闭每个所述阀10。

优选但不局限地，控制器单元9被程控，以打开所述阀10，使得一次仅使一个容器4处于吸附阶段中。

优选地，控制器单元9在与每个相应容器的阀10一起同时地打开出口阀12。

控制器单元9优选地基于利用温度传感器T和压力传感器P实施的温度和压力测量重新计算发生器1的比容量。

根据本实用新型的气体发生器1还能够包括分支连接件11，用于允许至少两个容器4中的每一个均与外部环境通风。

优选地，所述分支连接件11能够呈阀或者龙头等的形状。

优选地，控制器单元9还被程控，以启动用于至少两个吸附容器4中的一个的再生周期、并且选择性地引导入口气流通过至少两个再生的容器4中的另一个(图3)。优选地，这借助于定位在容器4的入口处的阀10来完成。

在根据本实用新型的另一个实施例中，控制器单元9还被程控，以测量时间间隔Δt1(在所述时间间隔Δt1中，至少两个容器4中的一个处于吸附阶段中)并且比较测量的时间间隔与最小设定时间间隔Δt2，并且：

-如果Δt1＞Δt2并且如果测量的浓度等于或者高于设定值，并且当所述测量的出口气体流量低于计算的容量时，则控制器单元9保持入口气体流量所述预定时间间隔Δs；或者

-如果Δt1＜＝Δt2并且如果测量的浓度等于或者高于设定值，并且当所述测量的出口气体流量低于计算的容量时，则控制器单元9保持入口气体流量所述预定标称周期时间间隔Δs₀。

优选但不局限地，至少两个容器4中的每一个均包括含有碳分子筛的吸附剂介质。

在另一个优选实施例中，能够从压缩机单元12’的出口提供所述入口气流并且能够将出口气流引导到用户网络13。

优选但不局限地，所述出口气流在其被引导到所述用户网路13之前抵达氮气接收器(未示出)。

在根据本实用新型的另一个实施例中，在所述氮气接收器之后以及用户网络13之前确定所述第二气体成分的浓度。

如果确定的浓度低于设定值，则氮气接收器优选地经受冲洗周期。在该冲洗周期中，存在于氮气接收器中的气体混合物被允许抵达外部环境。优选地，通过打开定位在氦气接收器的出口处的阀来实施所述冲洗周期。

在根据本实用新型的另一个优选实施例中，气体发生器1还包括用户界面(未示出)，所述用户界面优选地连接到控制器单元9。

通过使用所述用户界面，根据本实用新型的气体发生器1的用户能够选择不同参数使得出口气体流量将与用户网络的要求相对应，比如从下述组中选择的参数，所述组包括：第二气体成分的浓度的所述设定值、气体发生器的能耗、压缩机单元的使用或者入口气流的另一个发生器的使用、所使用的吸附剂介质的类型、待使用的容器的数量或者其任意组合。

所述用户界面能够呈包括不同选项的触摸屏的形状、或者呈允许用户做出不同选择的电位计的形状、或者呈手动致动的连接件的形状，所述连接件(比如阀或者操作杆)允许用户根据其需要构造气体发生器1。

所述用户界面能够形成气体发生器1的整体部分或者能够形成外部电子模块的一部分，其通过有线或者无线连接与所述气体发生器1通讯。

本实用新型还涉及一种控制器单元，其包括：测量再生的容器4的出口6处的出口气体流量的器件7；用于确定所述再生的容器4的出口6处的第二气体成分的浓度的器件8；处理单元，其用于比较测量的数据与设定值、并且用于控制时间间隔，在所述时间间隔内，引导气体流动通过所述容器4的入口5，所述控制器构造成设置在根据本实用新型的气体发生器中。

示例1：针对容量的压力校正系数Kpc，优选但不局限于根据以下表格进行插值：

由此，浓度的所述第一设定值指的是用于第二气体成分的浓度的所述设定值，其能够是优选地介于95％和99.5％之间的值。

浓度的所述第二设定值指的是用于第二气体成分的浓度的所述设定值，其能够是优选地介于99.5％和99.999％之间的值。

示例2：针对容量的温度校正系数Ktc，优选但不局限于根据以下表格进行插值：

由此，浓度的所述第一设定值指的是用于第二气体成分的浓度的所述设定值，其能够是优选地介于95％和99.5％之间的值。

浓度的所述第二设定值指的是用于第二气体成分的浓度的所述设定值，其能够是优选地介于99.5％和99.999％之间的值。

本实用新型并不旨在局限于作为示例描述并且在附图中示出的实施例，而是在不偏离本实用新型范围的情况下，能够以所有类型的变形实现该气体发生器。