一种便携式制氧机和制氧方法与流程

本发明涉及一种便携式制氧机和制氧方法，属于机械领域。

背景技术：

市面上有多种制氧机，由于制氧的原理不同，各家用制氧机的使用特点也就不同。家用制氧机制氧原理有：1、分子筛原理；2、高分子富氧膜原理；3、电解水原理；4、化学反应制氧原理。而分子筛制氧机是唯一成熟的，具有国际标准和国家标准的制氧机。

然而，目前市面上的都是8个电子阀，且大部分使用直流有刷电机，使用寿面短只有500-1000小时。同时，分子筛塔体积特别大出氧效率低；并且，控制排氮和出氧电子阀需要8个，成本高不节能。

最后，其总体体积大重量非常重不适合便携，同时，其控制效率低需要高容量大电池。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种便携式制氧机和制氧方法，用于克服现有技术存在的上述问题。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种便携式制氧机，包括：双工压缩机(105)和分子筛塔(100)，且两者分别连接至电控系统(2)中；其中，所述双工压缩机(105)具有第一气缸(103)和第二气缸(104)，所述分子筛塔(100)具有第一电子阀(101)和第二电子阀(102)，所述电控系统(2)能够产生两个单独的信号，并控制第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的导通和截止，所述第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的控制分子筛塔(100)的进空气、出氧气和排氮气动作。

优选的是，所述双工压缩机(105)和分子筛塔(100)被设置于由上盖(303)、前盖(301)和后盖(302)所限定的制氧机主体内。

优选的是，所述电控系统(2)包括：mcu主控模块(5)、电源模块(8)，电子阀驱动模块(3)、无刷直流电机驱动模块(4)、按键输入模块(6)和显示模块(7)，其中，所述上盖(303)上具有一凹槽，显示模块(7)设置于该凹槽内，且显示模块(7)上部设置所述按键输入模块(6)。

一种制氧方法，包括下列步骤：

空气中约含20％氧气通过高效双工压缩机(105)增压后使得分子筛塔(100)进气量达到大于10l；

分子筛塔(100)通过吸附氮气的原理产生浓度高于93％的氧气；

所述电控系统(2)能够产生两个单独的驱动信号，并控制第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的导通和截止，所述第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的控制分子筛塔(100)的进空气、出氧气和排氮气动作。

优选的是，上述制氧方法，具体包括：

接收到用户开机指令后，传输至电控系统(2)，所述电控系统(2)经内部微处理器运算后发出启动命令，并打开无刷电机驱动模块驱动高效双工压缩机(105)运转，第一气缸(103)和第二气缸(104)为互补型工作方式；

所述电控系统(2)发送两个控制信号，并分别控制第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的导通和关闭；

其中，当第一控制信号在t1时间内，第一电子阀(101)为打开状态，此时分子筛塔处于排出氮气；

当第一控制信号在t2时间内，第一电子阀(101)为关闭状态，此时分子筛塔处于排出高浓度氧气，以此循环；

当第二控制信号在t1时间内，第二电子阀(102)为打开状态，此时分子筛塔处于排出氮气；

当第二控制信号在t2时间内，第二电子阀(102)为关闭状态，此时分子筛塔处于排出高浓度氧气，以此循环；

第一控制信号和第二控制信号为交替输出互补，在t3时间段控制时序进入层叠480毫秒，此时第一电子阀(101)和第二电子阀(102)同时打开，以此提升进气含量，提高出氧浓度。

本发明具有下列的优点：

1、通过使用双工高效无刷电机寿命长大于5万小时，能耗更低；

2、直流无刷无辐射，无火花更安全；

3、只需要两个电子阀轻松实现高浓度氧气制作。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。

图1是本发明便携式制氧机的结构原理图；

图2是本发明便携式制氧机的爆炸示意图；

图3是本发明便携式制氧机的电子阀驱动模块的电路示意图；

图4是本发明便携式制氧机的制氧方法的驱动时序示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细地说明。

如图1-3所示，本发明提供了一种便携式制氧机，包括：双工压缩机(105)和分子筛塔(100)，且两者分别连接至电控系统(2)中；其中，所述双工压缩机(105)具有第一气缸(103)和第二气缸(104)，所述分子筛塔(100)具有第一电子阀(101)和第二电子阀(102)，所述电控系统(2)能够产生两个单独的信号，并控制第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的导通和截止，所述第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的控制分子筛塔(100)的进空气、出氧气和排氮气动作。

优选的是，所述双工压缩机(105)和分子筛塔(100)被设置于由上盖(303)、前盖(301)和后盖(302)所限定的制氧机主体内。

优选的是，所述电控系统(2)包括：mcu主控模块(5)、电源模块(8)，电子阀驱动模块(3)、无刷直流电机驱动模块(4)、按键输入模块(6)和显示模块(7)，其中，所述上盖(303)上具有一凹槽，显示模块(7)设置于该凹槽内，且显示模块(7)上部设置所述按键输入模块(6)。

还设置有安装支架，上述双工压缩机(105)设置于安装支架上，同时，所述分子筛塔(100)设置于安装支架的另一侧，安装支架的上端具有电源容纳槽，上述电源模块(8)设置于该电源容纳槽内。

此外，还设置有电路板，该电路板上设置上述mcu主控模块(5)、电子阀驱动模块(3)和无刷直流电机驱动模块(4)，所述电路板又被上盖(303)所覆盖住。

其中，如图1所示，上述电控系统(2)包括：mcu主控模块(5)、电源模块(8)，电子阀驱动模块(3)、无刷直流电机驱动模块(4)、按键输入模块(6)和显示模块(7)。

其中，所示显示模块(7)，具备显示实际出氧量指示，实际电量指示等功能。所示电源模块(8)，包含铝电池充电管理系统，具有过充，过放，短路，超温等功能，所述按键输入模块(6)用于设置系统工作时间，出氧量等相关信号输入。所述无刷直流电机驱动模块(4)为高效无感方波驱动，内部软体具有速度闭环，低压启动，过流保护，缓启动等功能。

所述mcu主控模块(5)，为一微控制器，其具有处理器，储存装置，和多个外设(例如：adc,，计算器，时钟等)储存装置储存由处理器执行的指令以及由处理器适用的控制参数，频率输出等功能，具备pwm可调节，频率可调节，具备输出如图3控制时序波形。

如图3所示，所述电子阀启动模块(3)与所述分子筛塔(100)电信号连接，且所述电子阀启动模块(3)包括：第二电阻r2和第四电阻r4，第一电阻r1和第三电阻r3，以及，第一开关控制功率管q1和第二开关控制功率管q2；第一二极管d1和第二二极管d2，其中，所述第二电阻r2和第四电阻r4为驱动限流电子，第一电阻r1和第三电阻r3为下拉电阻提升抗干扰能力和对mos的触发脚放电，第一控制功率管q1和第二控制功率管q2组成了两组开关控制功率管，第一二极管d1和第二二极管d2为快恢复二极管用于吸收第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的导通和截止产生的尖峰脉冲。

其中，所述mcu主控模块(5)能够产生两个信号，分别为第一驱动信号dir1和第二驱动信号dir2，其经过电子阀驱动模块(3)控制电子阀101和102的导通和截止，产生的尖峰脉冲通过第一二极管d1和第二二极管d2吸收。

其中，如图4所示，一种制氧方法，包括下列步骤：

空气中约含20％氧气通过高效双工压缩机(105)增压后使得分子筛塔(100)进气量达到大于10l；

分子筛塔(100)通过吸附氮气的原理产生浓度高于93％的氧气；

所述电控系统(2)能够产生两个单独的驱动信号，并控制第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的导通和截止，所述第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的控制分子筛塔(100)的进空气、出氧气和排氮气动作。

优选的是，上述制氧方法，具体包括：

接收到用户开机指令后，传输至电控系统(2)，所述电控系统(2)经内部微处理器运算后发出启动命令，并打开无刷电机驱动模块驱动高效双工压缩机(105)运转，第一气缸(103)和第二气缸(104)为互补型工作方式；

所述电控系统(2)发送两个控制信号，并分别控制第一电子阀(101)和第二电子阀(102)的导通和关闭；

其中，当第一控制信号在t1时间内，第一电子阀(101)为打开状态，此时分子筛塔处于排出氮气；

当第一控制信号在t2时间内，第一电子阀(101)为关闭状态，此时分子筛塔处于排出高浓度氧气，以此循环；

当第二控制信号在t1时间内，第二电子阀(102)为打开状态，此时分子筛塔处于排出氮气；

当第二控制信号在t2时间内，第二电子阀(102)为关闭状态，此时分子筛塔处于排出高浓度氧气，以此循环；

第一控制信号和第二控制信号为交替输出互补，在t3时间段控制时序进入层叠480毫秒，此时第一电子阀(101)和第二电子阀(102)同时打开，以此提升进气含量，提高出氧浓度。

具体实施过程如下：

1.高浓度氧气产生原理：

空气中约含20％氧气通过高效双工压缩机105增压后使得分子筛塔进气量达到大于10l,分子筛塔通过吸附氮气的原理产生浓度高于93％的氧气，通过切换电子阀的导通和关闭分别排出氧气和氮气。

2.具体流程：

按键模块6接收到用户开机指令后，传输至mcu控制模块5，经内部微处理器运算后发出启动命令，先打开无刷电机驱动模块驱动高效双工压缩机105运转，同时第一气缸103和第二气缸104为互补型工作方式，大大的降低了温度和噪音。

同时mcu控制模块5发送第一控制信号dir1和第二控制信号dir2，其如图4控制时序，dir1控制第一电子阀101的导通和关闭，当dir1在t1时间内第一电子阀101为导通即使打开状态，此时分子筛塔处于排出氮气，当dir1在t2时间内第一电子阀101为导通即使关闭状态，此时分子筛塔处于排出高浓度氧气，开通时间周期为5.09秒开，4.13秒关以此循环，不同分子筛塔需要调整开关的时间来达到最佳的氧气浓度。

当dir2在t1时间内第二电子阀102为导通即使打开状态，此时分子筛塔处于排出氮气，当dir2在t2时间内第二电子阀102为导通即使关闭状态，此时分子筛塔处于排出高浓度氧气，开通时间周期为5.09秒开，4.13秒关以此循环，不同分子筛塔需要调整开关的时间来达到最佳的氧气浓度。

dir1和dir2为交替输出互补，在t3时间段控制时序进入层叠480毫秒，此时第一电子阀101和第二电子阀102同时打开是为了提升进气含量，提高出氧浓度.

本发明具有下列的优点：

1、通过使用双工高效无刷电机寿命长大于5万小时，能耗更低；

2、直流无刷无辐射，无火花更安全；

3、只需要两个电子阀轻松实现高浓度氧气制作。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。