本发明属于制氧装置领域，尤其涉及一种军用便携式微型分子筛制氧装置。
背景技术：
吸氧是解决高原缺氧问题的有效途径。目前，常用的制氧技术有分子筛变压吸附制氧技术(psa)、化学制氧、以及膜分离制氧。分子筛制氧是利用沸石分子筛为吸附剂，根据氧气、氮气在吸附剂上不同压力下的吸附量不同，通过改变压力参数，将氧气进行分离的过程。此法制取的氧气浓度最高可以达到95％～96％。分子筛制氧设备较简单、工作可靠，吸附压力不太高，制氧设备可大可小，制取氧气成本较低，目前已得到大量应用。膜分离制氧是在压力驱动下，使空气中的氧气和氮气通过膜的选择渗透作用实现连续分离的过程。其一次分离得到的氧气浓度一般在30％～40％，若想得到更高浓度的富氧气体，必须经过多级分离，生产成本较高。化学制氧主要是利用含氧化合物在高温下放出其重量约45％左右的气态氧气。化学制氧体积小、重量轻、安装方便，无需复杂的气路设置，供氧迅速可靠。一般用于应急供氧，使用成本高。
上述制氧技术中，化学制氧因其使用成本高、安全性低未能得到推广使用；膜分离制氧作为新一代气体分离技术，其一次制氧浓度低，对膜性能的要求较高，处于发展阶段；psa制氧技术使用简单，投资少，能耗低，发展比较成熟，在高原地区制氧主要采用此技术，此技术也是国内外航空供氧及国外军用制氧装置采用的制氧技术。
对于固定场所人员的供氧已有多种制氧供氧设备可以应用，但对于移动人群，目前主要采用的供氧装置有化学制氧、氧气袋、小型氧气瓶等，此类供氧装置均存在氧气容量有限，难以连续供氧，不方便使用等问题。基于膜分离技术的制氧机、民用psa便携制氧机等虽保证了连续供氧，但是不满足军品使用海拔高度，使用环境温度，以及军品电磁兼容性、振动冲击等环境适应性要求。
作为军用装备，小型化、轻量化是其重要指标，而现有分子筛制氧装置多为车载安装使用，其体积、重量较大，难以满足高原官兵野外作业时的供氧需求。本发明装置采用成熟的分子筛变压吸附制氧技术，以锂型高效分子筛作为吸附剂，研制一款体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、可以随身携带的军用便携式微型分子筛制氧装置，能够制取90％以上的高浓度氧气，直接供人员吸用，从而有效解决高原部队外出作业及训练缺氧问题。同时采用先进设计、结构设计等技术保证此便携式制氧装置满足军品电磁兼容性、环境适应性等方面的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种军用便携式微型分子筛制氧装置，采用脉冲供氧节氧技术，满足军品电磁兼容性、高低温工作、振动冲击等国军标规定的环境适用性要求，可背负式携带，亦可以车载安装使用，通过便携背包和内置锂电池供电实现背负式移动连续供氧，通过车载安装座和集成车载电源适配器实现车载连续供氧。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种军用便携式微型分子筛制氧装置，包括外壳，所述外壳内部一侧安装有电磁阀和分子塔组件，外壳内部另一侧自下而上依次安装有二级过滤仓、空气压缩机、锂电池组，外壳内部顶端安装有控制板，锂电池组分别与电磁阀、空气压缩机、控制板相连并提供电能；
所述分子塔组件底部与外壳内部底面固定相连，分子塔组件顶端与电磁阀相连，电磁阀同时与控制板相连；
所述二级过滤仓底部与外壳内部底面固定相连，二级过滤仓的过滤输出端与空气压缩机输入端相连通，空气压缩机输出端与电磁阀输入端相连通；
所述分子塔组件包括储氧罐以及对称安装的第一分子筛吸附塔和第二分子筛吸附塔，第一分子筛吸附塔输入端和第二分子筛吸附塔输入端均与电磁阀输出端相连通，第一分子筛吸附塔输出端和第二分子筛吸附塔输出端均与储氧罐入口相连通。
进一步地，所述外壳外侧顶部设有与控制板相连的操作面板，便于状态显示和操作。
进一步地，所述外壳内部设有与空气压缩机同一水平方向上的直流风机，该直流风机与控制板相连，用于对空气压缩机进行散热，保证装置内部的散热效果。
进一步地，所述外壳采用屏蔽级的尼龙基导电复合材料制作，满足结构强度和电磁兼容。
进一步地，所述控制板采用电磁兼容设计，从而满足gjb151b-2013电磁兼容陆军地面设备相关要求。
进一步地，所述锂电池组采用的可拆卸式低温锂电池组，作为背负式便携使用时，车载使用时，辅以集成车载适配器的车载安装座便可连续工作使用。
进一步地，所述外壳底面板均布有若干过滤孔并用于一级过滤，二级过滤仓底部分布有过滤输入端，该过滤输入端与若干过滤孔相通，保证空气过滤效果。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种满足高原连续供氧和国军标环境适应性要求的背负式便携和车载使用的微型psa制氧装置，通过采用成熟的分子筛变压吸附制氧技术，均压吸附制氧技术，脉冲供氧技术，集成塔一体化设计技术，电磁兼容设计技术，体积小、重量轻、功耗低、可靠性高，可同时满足车载使用和便携使用；通过此发明装置，能够制取90％以上的高浓度氧气，直接供人员吸用，从而有效解决高原部队高海拔作业及训练缺氧问题，为部队官兵的高原生活、巡逻、训练提供强有力的保障，具有重大的军事意义；同时，该发明装置亦可进一步推广到民用制氧供氧领域，为缺氧患者、高原登山爱好者等长时间连续供氧，带来十分巨大的社会价值。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的一种军用便携式微型分子筛制氧装置，包括外壳9，外壳9内部一侧安装有电磁阀6和分子塔组件7，外壳9内部另一侧自下而上依次安装有二级过滤仓1、空气压缩机2、锂电池组3，外壳9内部顶端安装有控制板4，锂电池组3分别与电磁阀6、空气压缩机2、控制板4相连并提供电能，外壳9外侧顶部设有与控制板4相连的操作面板5，便于状态显示和操作，外壳9内部设有与空气压缩机2同一水平方向上的直流风机8，该直流风机8与控制板4相连，用于对空气压缩机2进行散热，保证装置内部的散热效果，外壳9采用屏蔽级的尼龙基导电复合材料制作，满足结构强度和电磁兼容，锂电池组3采用的可拆卸式低温锂电池组，作为背负式便携使用时，车载使用时，辅以集成车载适配器的车载安装座便可连续工作使用；分子塔组件7底部与外壳9内部底面固定相连，分子塔组件7顶端与电磁阀6相连，电磁阀6同时与控制板4相连，控制板4采用电磁兼容设计，从而满足gjb151b-2013电磁兼容陆军地面设备相关要求；二级过滤仓1底部与外壳9内部底面固定相连，二级过滤仓1的过滤输出端与空气压缩机2输入端相连通，空气压缩机2输出端与电磁阀6输入端相连通，外壳9底面板均布有若干过滤孔并用于一级过滤，二级过滤仓1底部分布有过滤输入端，该过滤输入端与若干过滤孔相通，保证空气过滤效果，整体结构框架采用一体式成型压缩机的可靠性减震，保证产品在车载使用过程耐受强振动冲击；分子塔组件7包括储氧罐以及对称安装的第一分子筛吸附塔和第二分子筛吸附塔，第一分子筛吸附塔输入端和第二分子筛吸附塔输入端均与电磁阀6输出端相连通，第一分子筛吸附塔输出端和第二分子筛吸附塔输出端均与储氧罐入口相连通；对于压缩机和电磁阀等部件，采用特殊的处理工艺，保证了制氧装置系统满足低温-40摄氏度到+50摄氏度的使用环境，同时保证了其可靠性使用；制氧装置采用脉冲式供氧，是基于对使用者呼吸状态的检测来实现供氧的一种先进供氧方式，人员吸气时进行供氧，呼气时停止供氧，这样可以使制取的氧气充分利用，避免氧气浪费。
本发明装置工作原理：空气经过底面板的一级过滤和二级过滤仓1过滤进入无油空气压缩机2，经压缩后的空气通过控制板4控制的电子阀6按照设计的时序分配到第一分子筛吸附塔，分离富集的氧气进入到集成塔的储氧罐内，第二分子筛吸附塔进行解吸，从而形成典型的带均压吸附解吸的两塔psa制氧。通过集成塔设计技术，节约了空间，避免了更多的管路和接头安装；通过设计均压工艺，提高了氧气的回收率，减小了整机体积。
本发明提供了一种采用脉冲供氧满足军标电磁兼容、高低温工作、振动冲击等严格的环境适用性要求，可背负式便携，亦可以车载便携的微型psa制氧装置。采用脉冲供氧技术，提高氧气的利用率；采用集成设计技术，保证了产品体积小、重量轻，满足军品小型化要求；采用电磁屏蔽技术，对外壳、控制板和系统的电磁兼容进行设计，满足国军标电磁兼容性要求；低温器件的筛选和选取满足军标高低温适用要求；集成电源适配器的车载安装座，使制氧装置即满足便携使用又满足车载使用。通过上述技术，本发明装置可实现便携车载两用，从而达到全天候、宽领域连续使用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。