利用真空变压吸附的产品气体浓缩器及与其相关联的方法_2

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型的配件。端盖350还包括至消音器部354的输入端口 365。输入端口 365通过通路367连接于消音器部354。以该方式,从筛床排出的气体通过端口 365和通路367输入到消音器部354中。接着,气体被消音器部354通过穿孔端盖360排出。
[0019]现在参照图3M和3N,并且具体地参照图3N,示出了端盖350的分解截面图。筛床/产品罐对接部352示为具有类似于端盖304的壁结构,用于接受类似于密封部件322的密封部件(见图3F及其伴随的文字)。消音器部354具有从对接部354延伸的壁,以便形成周边界定的空间366。安装突起356也从对接部352延伸并且驻留在空间366中。
[0020]消音器块358是多孔的并且包括延伸穿过其的开孔或孔368。开孔或孔368尺寸设计成使得安装突起356可接收在其中以保持和固持消音器块358。在其它实施例中,消音器块358可为具有非多孔部的半多孔的,或者可由任何其它隔音材料制成。消音器块358在空间366内设置成邻近对接部352,但其可尺寸设计成使得至少部分地填充空间366。当排出气体时,消音器块358可移位成使得更邻近或抵靠穿孔盖360驻留(见图30,其示出了未移位的位置)。
[0021 ] 穿孔盖360包括多个孔,用于排出引入到消音器部354中的气体。盖360包括具有孔的基部和从其延伸以便形成空间370的壁。端盖360及其壁构造成将消音器部354的端部区段接收在其中。这通过向盖360的壁提供用于邻接抵靠消音器部354的端部区段的肩部而实现。接着,紧固件穿过盖360并且与突起356对接以将这两个构件保持在一起。还可使用其它的紧固手段,包括卡扣夹(snap clip)、胶粘剂、超声焊接等。图30示出了端盖350的截面透视图,显示组装的结构。
[0022]真空栗组件
现在参照图4A,示出了真空栗组件210和后壳体部106的透视图。真空栗组件210具有框架406,压缩机408安装或悬挂在框架406内。后壳体部106具有与真空栗组件210对接的槽400和402。框架406具有凸片,如例如凸片404,其接收在槽400和402中以将真空栗组件210定位并固定于后壳体部106。还可采用将真空栗组件210安装于后壳体部106的其它器件,如例如支架和紧固件。
[0023]图4B是真空栗组件210的分解透视图。真空栗组件210包括真空栗408、具有部件的多件对接支架420、422和424、框架406以及多个悬挂部件430。对接支架部件420包括与对接支架部件422和424中的孔口 426联接的多个钩型部428。图4C示出了在部件420,422和424联接在一起时的对接支架。对接支架通过适合的紧固器件(如例如螺钉、螺栓、夹具或销)联接或附于真空栗408的本体。
[0024]仍然参照图4B,悬挂部件430包括通过细长的中央部连接在一起的扩大端部。悬挂部件430是弹性的,因为它们可在张力下伸展。在一个实施例中,悬挂部件430由弹性体材料(如例如橡胶)形成。在其它实施例中,悬挂部件430可由金属制成以形成弹性弹簧。
[0025]框架406包括多个结构支撑部件,其大体上形成具有顶部414、底部416以及侧面412和418的笼状结构。框架406的角部包括开口或孔口 434,其与悬挂部件430结合使用以将真空栗408安装或悬挂在框架406内,如图4A所示。
[0026]现在参照图4D,示出了在移除真空栗408的情况下的真空栗组件210的截面图。对接支架部件424被示出,并且包括与悬挂部件430对接的钩部432。具体地,悬挂部件430的扩大端部插入到钩部432的洞眼以及框架406的凹部或开口 434中。在图4D示出了对接支架424在框架406内的悬挂或安装时,对接支架422类似地悬挂或安装在框架406内,从而将真空栗408悬挂或安装在框架406内。
[0027]如此构造,真空栗408以隔离真空栗408的移动或振动的方式相对于框架406悬挂或安装。真空栗408的移动或振动通过弹性悬挂部件430隔离。弹性悬挂部件430允许真空栗408在框架406内移动而不将该移动转移至框架406。在该实施例中,在框架406的拐角处采用了总共8个悬挂部件430,但不必是这种情况。可在相对于框架406和真空栗408的任何(多个)位置处,以适当地允许真空栗408相对于框架406移动而不将该运动转移至框架406的方式,使用任何数量的悬挂部件。
[0028]现在参照图4E,示出了呈悬挂部件436形式的悬挂部件的第二实施例。悬挂部件436与悬挂部件430的类似之处在于,其在结构上并入了多个悬挂部件430。如所示,悬挂部件436并入四个独立的悬挂部件430。悬挂部件436还包括将独立的悬挂部件部430连接在一起以形成单一整体的连接部438。在其它实施例中,悬挂部件436不必形成为连续结构,而是还可形成开放式结构,如例如,通过省略图4E中所示的连接部438中的一个。还可采用提供独立的悬挂部件430的物理连通的另一种构造。
[0029]悬挂部件436以与针对独立悬挂部件430所述的相同的方式连接于对接支架部件422和424。也就是说,悬挂部件430的扩大端部440插入到对接支架部件的钩部432的眼中,而扩大端部442插入到框架406的开口或凹部434中。可以的是,在某些情况下,悬挂部件436允许真空栗组件210的较容易组装。在所示实施例中,将需要2个悬挂部件436来替换图4B中所示的8个悬挂部件430。图4F示出了真空栗组件210的又一个实施例,其具有带圆形端部的对接支架,该圆形端部通过悬挂部件430悬挂在框架内。
[0030]如此构造,真空栗组件210减少可在操作期间源于真空栗的噪声、振动以及振动引起的噪声。此外,真空栗组件构造成使得真空栗408可根据多个定向安装在框架408内。对接支架部件420、422和424以及框架406可由任何适当的材料制成,包括,例如,金属或塑料或它们的组合。此外,真空栗210具有用于允许气体流过真空栗210的栗入口和栗出
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[0031]换气栗组件
栗组件211还可包括在氧浓缩器100中以增大提供给使用者的浓缩氧的压力。在各种实施例中,浓缩氧可在大致大气压力(即,环境室内压力)或低于大气压力(亚大气压力)的压力下产生和/或储存。在这些实施例中,可合乎需要或必要的是增大浓缩氧的压力用于输送至使用者。例如,该栗211可称为换气栗、蓄积栗、增压栗等。例如,示例性栗包括TOB-L活塞空气压缩机和真空栗,包括型号8003、8005、8006和8009。这些包括具有各种规格的单头、双头和速度可调的栗。换气栗211的安装和隔离可类似于上文所述的用于真空栗组件210的结构。在一些实施例中,换气栗211可利用橡胶索环等隔离安装于基部。以该方式,换气栗组件减小可在操作期间源于换气栗211的噪音、振动和振动引发的噪音。此夕卜,换气栗211具有用于允许气体流过换气栗211的栗入口和栗出口。
[0032]在其它实施例中,如图2B和2C所示,替代包括单独的换气栗211,组合的真空/换气栗组件210’可用于执行真空栗组件210和换气栗211的功能。在这些实施例中,真空/换气栗组件210’可具有多于一个栗入口和栗出口,用于允许气体在多于一个流动路径中流过真空/换气栗组件210’。
[0033]示例性真空栗210、组合的真空/换气栗组件210’和/或换气栗211可包括任何已知气体栗送技术,如例如,旋转压缩机/栗、线性压缩机/栗、增压器等。
[0034]蓄积器
蓄积器209也可包括在氧浓缩器100中。如下文更详细论述的,蓄积器209可用于储存由换气栗211加压的浓缩氧,包括在高于环境压力的压力下。包括类似的输入和出口端口的蓄积器209的安装和结构可类似于示例性筛床和产品罐组件206,208的产品罐302的安装和结构。在其它实施例中,蓄积器209可为能够储存一定量气体的任何装置,如例如,罐、容器或盘管。
[0035]在其它实施例中,如图2A和2C所示,代替包括单独的蓄积器209,可利用筛床和蓄积器组件208’。在这些实施例中,筛床和蓄积器组件208’执行蓄积器209和筛床和产品罐组件208的筛床300的功能,而其它筛床和产品罐组件206的产品罐302执行产品罐302的所有功能。
[0036]图4G为示出示例性浓缩器如浓缩器100的气体压力级的框图450。在该实施例中,使用上文所述的示例性组件,浓缩器100在环境或大气压力下将空气,包括氧、氮和其它气体吸收到浓缩器100中。由于环境空气(Patni)与在浓缩器内由作为下文更详细描述的真空变压吸附过程的一部分的真空栗产生的亚大气压(-P1)之间的压差,故空气可吸收到浓缩器100中。在452处,氧可在亚大气压-Pl下使用筛床如筛床300来与空气分离。在454处,浓缩的氧可在亚大气压-P2下提供或储存,如在产品罐302中。浓缩的氧还可在大气压P下或附近提供或储存,如框458处所示。在一些实施例中,在真空变压吸附过程期间,特定级处的压力可在主动筛床填充时或在过程在环境压力附近平衡时变化。
[0037]尽管使用者可在吸气期间从浓缩器100吸收气体,但在高于大气压力的压力(+P)下提供浓缩的氧可有助于将浓缩的氧输送至使用者。在这些实施例中,氧源在正压(+P)下提供,其大于大气压力(PaJ。在如由456所示的亚大气压(_P1,-P2)下并且在一些情况下在如458中所示的接近大气压(P)下提供或储存的氧将需要至如460中所示的正压( + P)的增压。增压至正压+P的浓缩氧接着可输送至浓缩器100的使用者,如,患者。增压可由换气栗211提供。
[0038]可变排泄阀
浓缩器的另一个实施例包括可选可变排泄阀502。在一些实施例中,排泄阀502并未被包括或利用,因为富氮床300的再生通过使用由真空栗408产生的流动来实现。现在参照图5A和5B,浓缩器500包括可选的排泄阀502和与筛床300串联且气动连通的可选的固定孔口 514。在操作中,流动设定输入504由使用者选择并且由基于微处理器的控制器506接收。控制器506具有与其相关联的存储器和用于控制例如真空栗408、主阀MVl和MV2、入口阀EVl和EV2、节约阀512、压力均衡阀PE和排泄阀502的操作的逻辑。所有这些阀可为电磁线圈控制的。在一个实施例中,真空栗408基于流动设定输入504以可变速度运行。例如,低的流动设定允许真空栗408以较低的速度运行,从而节约能量。对于较高的流动设定,真空栗408可以以较高的速度运行。例如,相对于最低至最高的流动设定输入504,控制器506可使真空栗408以各种设定运行,例如,每分钟一定回转(rpm)。当然,预想其它的速度值,并且可实施任何适当的速度值。控制器506还接收来自真空/压力传感器510的输入。
[0039]流动设定输入504由控制器506接收。流动设定输入504可指定使用者期望以脉冲输出模式输送产品气体(例如氧)的流率。例如,多个流动输入设定504可包括300cc/min(例如,在每分钟20次呼吸(bpm)下为15cc/脉冲)、460cc/min(例如,在20bpm下为23cc/ 脉冲)、620cc/min (例如,在 20bpm 下为 3Icc/ 脉冲)、740cc/min (例如,在 20bpm 下为37cc/脉冲),或840cc/min (例如,在20bpm下为42cc/脉冲)。基于该设定,控制器506适合地控制真空栗408和阀以输送期望脉冲输出氧流。当然,预想其它的流率值,并且可实施任何适当的流率值。此外,流动设定输入504可指定使用者期望以连续输出模式输送产品气体的流率。
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