气体源14可提供用于分送的浓缩产品气体。压力传感器16可监测浓缩产品气体的压力。节约阀18可包括输出连接部、通气连接部和气体连接部。输出连接部可与使用者22相关联。通气连接部可与通气端口 24相关联。气体连接部可与浓缩产品气体相关联。输出连接部可从通气连接部切换到气体连接部，并且反之亦然。控制器与输入装置12和压力传感器16操作性地连通，并且可选择性地切换节约阀18以至少部分地基于选择的输出流率设定和监测到的压力来选择性地分送浓缩产品气体。例如，压力传感器16可监测节约阀18和产品气体源14之间的压力。在另一个实施例中，压力传感器16可监测在另一适当位置的压力。
[0084]在一个实施例中，控制器20可至少部分地基于对应的监测压力存储第一压力值。在输入装置12用于选择第二期望输出流率设定之后，控制器20还可至少部分地基于对应的监测压力存储第二压力值。在该实施例中，控制器20可至少部分地基于第一与第二压力值和监测压力之间的线性关系来确定第一和第二压力值之间的中间压力值。
[0085]在另一个实施例中，产品气体浓缩器10还可包括流量传感器26。流量传感器26可监测指示使用者22的呼吸循环的流量。控制器20可与流量传感器26操作性地连通。例如，流量传感器26可监测节约阀18和通气端口 24之间的流量。在描述的实施例中，控制器20可至少部分地基于监测流量来确定使用者22的呼吸特征。控制器20可至少部分地基于确定的呼吸特征来选择性地切换节约阀18。在其它实施例中，流量传感器26可监测在其它适当位置(如例如，在节约阀18与使用者22之间)的指示使用者22的呼吸循环的流量。
[0086]在描述的实施例中，控制器20可至少部分地基于确定的呼吸特征与指示吸气的触发阈值之间的关系来确定经由节约阀18向使用者22分送一团浓缩产品气体的开始时间。控制器20可至少部分地基于选择的输出流率设定来确定压力总和阈值。在描述的实施例中，控制器20还可至少部分地基于与先前团相关联的锁定时间的截止来确定分送该团浓缩产品气体的开始时间。控制器20可至少部分地基于监测压力与压力总和阈值之间的关系来确定分送该气浓缩产品气体的持续时间。
[0087]参照图11，用于提供浓缩产品气体的过程50的示例性实施例可在52处开始，其中可选择用于浓缩产品气体的第一期望输出流率设定。接着，可提供用于分送浓缩产品气体的产品气体源(54)。在56处，可监测浓缩产品气体的压力。接下来，可将与使用者相关联的输出连接部从与通气端口相关联的通气连接部选择性地切换至与浓缩产品气体相关联的气体连接部，并且反之亦然，以至少部分地基于选择的输出流率设定和监测到的压力来选择性地分送浓缩产品气体(58)。
[0088]在一个实施例中，过程50还可包括:至少部分地基于监测压力存储第一压力值，选择用于浓缩产品气体的第二期望输出流率设定，至少部分地基于监测压力存储第二压力值，以及至少部分地基于第一和第二压力值之间的线性关系来确定第一和第二压力值之间的中间压力值。
[0089]在又一个实施例中，过程50还可包括:监测指示使用者呼吸循环的流量，以及至少部分地基于监测到的流量来确定使用者的呼吸特征。在该实施例中，在58中的选择性切换可至少部分地基于监测到的呼吸特征。在描述的实施例中，过程50可进一步包括:至少部分地基于监测到的呼吸特征与指示吸气的触发阈值之间的关系来确定经由输出连接部向使用者分送一团浓缩产品气体的开始时间。过程50还可包括:至少部分地基于与先前团相关联的锁定时间的截止来确定分送该团浓缩产品气体的开始时间。此外，在该实施例中，过程50还可包括:至少部分地基于选择的输出流率设定来确定压力总和阈值，以及至少部分地基于监测到的压力与压力总和阈值之间的关系来确定分送该团浓缩产品气体的持续时间。
[0090]在以上实施例中，VSA过程用于与加压系统组合产生浓缩氧，以将浓缩氧输送至使用者。以该方式，使用VSA替代PSA的益处可实现，但具有用于输送的加压系统的效力。
[0091]尽管已通过描述本发明的实施例阐述了本发明，并且尽管已经相当详细地描述了实施例，但本说明书的目的并不在于将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制于此类细节。附加的优点和修改将对本领域技术人员而言为容易出现的。例如，描述为连接、附于或连结的构件可直接或如通过一个或更多个中间构件间接地连接、附于或连结。另外，各个构件的尺寸和几何形状可根据本文中示出和描述的各个实施例和实例改变。因此，本发明在其较宽的方面不限于示出和描述的特定细节、代表性设备以及说明性实例。因此，在不背离申请人的大体发明构思的精神或范围的情况下，可偏离此类细节。
【主权项】
1.一种用于提供浓缩产品气体的设备，包括: 第一筛床和第二筛床，它们布置成在交替的填充和吹扫循环中将一种或更多种可吸附成分与气态混合物源分离，以使用真空变压吸附过程来形成所述浓缩产品气体； 第一栗，其布置成输送由所述第一筛床和所述第二筛床形成的所述浓缩产品气体；以及 控制器，其用以控制所述真空变压吸附过程的所述交替的填充和吹扫循环。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，由所述第一筛床和所述第二筛床形成的所述浓缩产品气体在环境压力下或小于环境压力，并且其中所述第一栗提供在高于所述环境压力的压力下的所述浓缩产品气体。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一栗包括: 第一栗入口 ；以及 第一栗出口 ； 其中所述第一筛床和所述第二筛床包括至少一个筛床出口 ；并且 其中由所述第一筛床和所述第二筛床形成的所述浓缩产品气体从所述至少一个筛床出口流至所述第一栗入口，并且所述浓缩产品气体从所述第一栗出口提供。4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括感测由所述第一栗提供的所述浓缩产品气体的压力的第一传感器，其中所述控制器还至少部分地基于第一传感器输出信号控制所述第一栗的促动。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述控制器在所述第一传感器输出信号达到第一预定值时关闭所述第一栗，并且在所述第一传感器输出信号达到第二预定值时打开所述第一栗。6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一预定值不同于所述第二预定值。7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用以在高于环境压力的压力下储存所述浓缩产品气体的蓄积器。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用以感测蓄积器压力的第一压力开关，其中所述蓄积器压力为储存在所述蓄积器中的所述浓缩产品气体的压力，并且其中所述第一压力开关至少部分地基于所述蓄积器压力来控制所述第一栗的促动。9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一栗进一步布置成在所述交替的填充和吹扫循环期间从所述第一筛床和所述第二筛床吸收排出气体。10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括布置成在所述交替的填充和吹扫循环期间从所述第一筛床和所述第二筛床吸收排出气体的第二栗。11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备还包括栗组件，其中所述栗组件包括所述第一栗和所述第二栗。12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括: 输入装置，其适于从多个输出设定中选择用于所述浓缩产品气体的期望的输出设定； 阀组件，其用以选择性地提供所述第一筛床与所述第二筛床之间的可调整流；并且 其中所述控制器与所述输入装置和所述阀组件操作性地连通，以至少部分地基于期望的输出设定来选择性地控制所述第一筛床与所述第二筛床之间的所述可调整流，使得用于至少一个输出设定的所述第一筛床和所述第二筛床之间的流不同于关于对应的真空变压吸附循环的用于至少一个其它输出设定的所述第一筛床与所述第二筛床之间的流。13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述阀组件包括压力均衡阀，其用以在所述第一筛罐与所述第二筛罐之间选择性地提供第二可调整流；并且 其中所述控制器与所述压力均衡阀操作性地连通，以选择性地控制所述压力均衡阀。14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制器与所述第一筛床和所述第二筛床操作性地连通，以在多个预定高度范围内选择性地控制所述交替的填充和吹扫循环，同时保持用于所述浓缩产品气体的可接受的纯度水平。15.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括: 输入装置，其适于从多个输出设定中选择用于所述浓缩产品气体的期望的输出设定； 监测所述浓缩产品气体的压力的压力传感器；以及 节约阀，其包括与使用者相关联的输出连接部、与通气端口相关联的通气连接部，以及与所述浓缩产品气体相关联的气体连接部，其中所述输出连接部从所述通气连接部切换至所述气体连接部，并且反之亦然；并且 其中所述控制器与所述输入装置和所述压力传感器操作性地连通，以选择性地切换所述节约阀来至少部分地基于选择的输出设定和监测到的压力来选择性地分送所述浓缩产品气体。16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述设备还包括: 监测指示所述使用者的呼吸循环的流量的流量传感器； 其中所述控制器与所述流量传感器操作性地连通，至少部分地基于监测到的流量来确定所述使用者的呼吸特征，并且至少部分地基于确定的呼吸特征来选择性地切换所述节约阀； 其中所述控制器至少部分地基于所述确定的呼吸特征与指示吸气的触发阈值之间的关系来确定经由所述输出连接部将一团浓缩产品气体气分送至所述使用者的开始时间。17.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用以在环境压力或小于环境压力下储存所述浓缩产品的至少一个产品罐。18.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括: 筛床和产品罐组件，其包括: 所述第一筛床；以及 用以在环境压力或小于环境压力下储存所述浓缩产品气体的产品罐；以及 筛床和蓄积器组件，其包括: 所述第二筛床；以及 用以在高于环境压力的压力下储存所述浓缩产品气体的蓄积器。19.一种用于提供浓缩产品气体的设备，包括: 用于在交替的填充和吹扫循环中将一种或更多种可吸附成分与气态混合物源分离来使用真空变压吸附过程形成所述浓缩产品气体的器件； 用于栗送由用于将一种或更多种可吸附成分与气态混合物源分离的所述器件形成的所述浓缩产品气体的器件；以及 用于控制所述真空变压吸附过程的所述交替的填充和吹扫循环的器件。20.一种提供浓缩产品气体的方法，包括: 在交替的填充和吹扫循环中将一种或更多种可吸附成分与气态混合物源分离来使用真空变压吸附过程形成所述浓缩产品气体；以及 在高于环境压力的压力下栗送由所述真空变压吸附过程形成的所述浓缩产品气体。
【专利摘要】提供了与利用真空变压吸附过程提供浓缩产品气体相关联的系统及方法。在一个实施例中，系统包括第一筛床和第二筛床、换气泵，以及控制器。在一个实施例中，该方法包括：在真空变压吸附过程的交替且相对的填充和吹扫循环中经由第一筛床和第二筛床将一种或更多种可吸附成分与气态混合物源分离，以形成浓缩产品气体，并且使浓缩气体加压用于输送至使用者。其它实施例包括至少部分地基于期望输出设定来选择性地控制可变限制器，以选择性地提供第一筛床与第二筛床之间的流动，使得用于至少一个输出设定的流不同于关于对应的填充循环的用于至少一个其它输出设定的流。
【IPC分类】B01D53/047, B01D53/04, B01D53/053
【公开号】CN105008019
【申请号】CN201480013306
【发明人】J.B.里奇二世, W.J.丹尼尔斯
【申请人】英瓦卡尔公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年1月7日
【公告号】CA2897528A1, EP2943266A1, US9120050, US20140190348, WO2014110001A1