一种分子筛气路控制装置及制氧机的制作方法

本实用新型属于制氧设备技术领域，具体涉及一种分子筛气路控制装置及制氧机。

背景技术：

分子筛制氧机采用变压吸附的工作原理，从空气中分离出90%以上的氧气，只需用电，无需其他耗材，技术日趋成熟，广泛应用于工业或医院、家庭供氧。氧气治疗作为一种重要医疗手段，用于纠正低氧血症、缓解呼吸困难等心肺症状，效果显著、应用历史悠久。随着小型家用分子筛制氧机不断普及，家庭氧疗已获得普遍推广使用。小型家用分子筛制氧机相关的国际标准和国家标准也相继推出，用以指导产品开发和行业监管，家庭氧疗相关的国际或国内医疗指南、专家建议也逐步制订推出，用以指导从业者提供规范的家庭氧疗服务。确保氧疗的安全有效性客观上要求小型家用分子筛制氧机朝着规范化、专业化的方向发展，简而言之，重中之重就是：长期氧气浓度稳定、长期运行可靠，噪音低、用户使用体验佳。

目前小型家用分子筛制氧机普遍存在如下问题：1、制氧流程比较复杂，气路控制结构复杂，管路连接多、电磁阀使用较多，零部件众多，空间紧张难以布局，模块化、标准化程度低，维护困难、故障率较高、安装工艺复杂，生产效率低、制作成本高。2、因其气路控制复杂，电磁阀、分子筛塔交替往复过程中产生噪声是整机噪声的主要来源，噪音控制也成为一个难以有效治理的课题。

经查阅现有专利文献，发现有发明者试图解决上述两个问题点，本专利申请特选取其中典型的两篇文献作为专利对比。

引用专利申请文档一：中国发明专利申请，公开号为：cn110605000a，公开了一种制氧机吸附塔上盖和进气排氮系统，其利用一种制氧机吸附塔上盖和进气排氮系统及制氧机，吸附塔上盖的盖板顶部设有进气嘴、四位六通电磁阀、调压阀和出氧嘴；四位六通电磁阀为一个不可分离的整体，四位六通电磁阀的一对进气接口共同密封连接在一个进气仓，调压阀的阀体与盖板一体浇注为一个整体，调压阀入口与高压氧仓的连接口密封连接，出口端与出氧嘴通过盖板内置的氧气输出通道连通。

引用专利申请文档二：中国实用新型专利，公告号为cn209968030u公开了一种分子筛塔，用于解决现有制氧机气路连接过于复杂的技术问题；其中，分子筛塔包括：上盖、第一分子筛腔、集气腔、第二分子筛腔和下盖；上盖本体的内腔被分隔为：第一盖腔、第二盖腔、第三盖腔、第一气道、第二气道和第三气道；第一气道和第三气道分别通过单向阀与第二气道连通；第一气道和第三气道间设置有单独连通的反冲洗气道；所述反冲洗气道设置有用于开闭所述反冲洗气道所需的电磁阀；第一盖腔用于扣合密封第一分子筛腔；第二盖腔用于扣合密封集气腔；第三盖腔用于扣合密封第二分子筛腔；下盖的下端设置有连接头。在检修作业中通过直接抽插即可完成分子筛塔的更换，无需再次连接软管，操作极为方便。

上述两篇文献的方案中，其分子筛气路控制装置以分子筛塔和分离的旁路电磁阀、四位六通阀、进排气导管以及排气消声装置组合而成，它们存在以下问题：1.四位六通阀普遍体积小巧，内置气体流通用的小流道结构，交汇节点处普遍狭窄，阀门开闭时，高压气流通过，会产生较大的气路爆响，原生的噪声大，且噪声沿着阀体、管路、分子筛塔等多处传播，因源头有内部结构局限，导致噪声治理难度大、效果差；

2.使用盖板空腔的设计，零组件多、集成度低、气路多、接头多，漏气风险大，故障点增多，可维护性差以及检修难度增大；3.因噪声因素困扰，影响患者的使用体验，导致降低患者氧疗的依从性。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种集成度高、噪音小的分子筛气路控制装置和制氧机。

本实用新型技术方案如下：

一种分子筛气路控制装置，包括端盖、气路本体、控制阀组件，所述端盖设置有进气接头，连接高压气源，所述端盖与气路本体密封连接，所述控制阀组件，设置于所述气路本体内，所述气路本体内设置有进气空腔和排气空腔，所述进气空腔分别与所述进气接头和分子筛塔连通，所述排气空腔分别与排气孔和分子筛塔连通，所述控制阀组件控制进气空腔和排气空腔的开闭。

所述排气空腔包围进气空腔，所述控制阀组件分别设置于进气空腔内和排气空腔内。

所述端盖包括第二盖体和第一盖体，所述第一盖体与所述进气空腔密封连接，所述第二盖体与所述排气空腔密封连接，所述进气接头与所述第一盖体连通。

所述控制阀组件包括电磁阀控制器、控制阀阀芯、阀体、控制阀运动副，所述阀体设置有至少两个气路通道，其中至少一个气路通道位于所述进气空腔内，至少一个气路通道位于所述排气空腔内，所述控制阀阀芯设置于所述阀体内，控制阀阀芯的气路通道与所述阀体的气路通道对应设置，所述控制阀运动副设置于控制阀阀芯内，所述电磁阀控制器驱动控制阀运动副运动，打开或关闭气路通道连通进气空腔与分子筛塔，打开或关闭气路通道连通排气空腔与分子筛塔。

所述气路通道设置为环形的间隙，环形间隙之间通过支撑块固定连接。

所述控制阀运动副包括第一膜片、第二膜片和连接柱，第二膜片气体有效接触面积小于第一膜片。

所述第一膜片的内侧设置有第一凸出部，所述第二膜片的内侧设置有第二凸出部，所述第一凸出部与所述第二凸出部通过连接柱固定连接，当第一膜片和第二膜片同时受力时，第一凸出部沿轴向运动带动连接柱与第二凸出部移动，当第一膜片不受力时，第一膜片复位回弹、带动第一凸出部、第二凸出部复位。

所述第二膜片沿周向设置有进气缺口。

所述控制阀阀芯包括至少两个气路通道和阀芯座，阀芯座设置有进气孔，所述进气孔与所述分子筛塔连通，气路通道位于所述阀芯座的两侧，所述控制阀运动副设置于控制阀阀芯内，与控制阀阀芯固定连接，第一凸出部与第二凸出部位于所述阀芯座的两侧，连接柱位于阀芯座的中部与阀芯座的内壁形成过渡空腔内，当第一膜片受力时，第一凸出部与所述阀芯座的一侧紧密贴合，第二凸出部与所述阀芯座的另一侧存在间隙，连通进气空腔、过渡空腔和分子筛塔，当第一膜片复位时，第一凸出部与所述阀芯座的一侧设置有间隙，第二凸出部与所述阀芯座的一侧紧密贴合，所述分子筛塔、过渡空腔和排气空腔导通。

所述电磁阀控制器包括旁路电磁阀和气路控制组件，所述旁路电磁阀控制气路控制组件开闭，气路控制组件设置有三个端口，第一端与通过气路接头所述第一膜片导通，第二端与进气空腔导通，第三端与外界大气导通，所述气路接头设置于所述控制阀阀芯内，气路控制组件打开第一端口和第二端口，向气路接头内通入高压气体驱动第一膜片受力形变，打开进气通道；旁路电磁阀开启，气路控制组件打开第三端口，关闭第二端口，第一膜片复位，打开排气通道。

所述分子筛塔设置有至少两个，对应每个分子筛塔设置有分子筛气路控制装置，每个分子筛气路控制装置分别与其对应的分子筛塔连接。

所述进气接头设置有两个，设置于一个端盖上，所述进气空腔设置有一个，所述进气空腔分别与所述两个分子筛塔连通，所述排气空腔设置有一个，所述排气空腔分别与所述两个分子筛塔连通，设置有两个阀体和阀芯，所述阀体和阀芯分别控制两个分子筛塔与所述进气空腔导通、分别控制两个分子筛塔与排气空腔导通。

一种制氧机，包括分子筛气路控制装置、分子筛塔和氧气存储器，所述分子筛塔的一端与所述氧气存储器连通，向氧气存储器内传输氧气，所述氧气接头与所述氧气存储器连通。

有益效果：

一种分子筛气路控制装置，包括端盖、气路本体、控制阀组件，所述端盖设置有进气接头，连接高压气源，所述端盖与气路本体密封连接，所述控制阀组件，设置于所述气路本体内，所述气路本体内设置有进气空腔和排气空腔，所述进气空腔分别与所述进气接头和分子筛塔连通，所述排气空腔分别与排气孔和分子筛塔连通，所述控制阀组件控制进气空腔和排气空腔的开闭。

本实用新型的分子筛气路控制装置，利用端盖和气路本体的进气空腔和排气空腔，形成了两个消音腔，高压气源由进气接头进入进气空腔，然后通过控制阀组件进入分子筛塔，控制阀组件开闭时，气体由进气空腔平稳进入控制阀组件，然后进去分子筛塔，消除了气流的不稳定性，排气时，分子筛塔的氮气经过控制阀组件排出到排气空腔，然后在排出外界，排气的气流经过小空间，有序进入排气空腔后，然后在经过排气孔排出，有效消除了排气的噪音，同时利用气路本体将高压气源、控制阀组件、进气接头、分子筛塔集成为一体，无需外接接头，有效减少了接头数量，降低了漏气风险，维护简单；同时气路结构封装性好，结构紧凑。

附图说明

图1是本实用新型的一种分子筛气路控制装置的结构示意图。

图2是本实用新型的一种分子筛气路控制装置的进气通道的结构示意图。

图3是本实用新型的一种分子筛气路控制装置的排气通道的结构示意图。

图4是本实用新型的一种分子筛气路控制装置的控制阀运动副的结构示意图。

附图标记说明如下：

1——端盖、101——第一盖体、102——第二盖体、103——进气接头；

2——气路本体、201——进气空腔、202——排气空腔、203——过渡空腔、204——进气孔、205——排气孔；

3——控制阀组件、301——阀体、

302——控制阀阀芯、3021——气路通道、3022——支撑块、3023——阀芯座

303——控制阀运动副、3031——第一膜片、3032——第二膜片、3033——连接柱、3034——第一凸出部、3035——第二凸出部、3036——进气缺口；

304——电磁阀控制器、3041——驱动气路、3042——复位气路；

4——分子筛塔、

5——氧气存储器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进列进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种分子筛气路控制装置，如图1、图2、图3、图4所示，包括端盖1、气路本体2、控制阀组件3，所述端盖1设置有进气接头103，连接高压气源，所述端盖1与气路本体2密封连接，所述控制阀组件3，设置于所述气路本体2内，所述气路本体2内设置有进气空腔201和排气空腔202，所述进气空腔201分别与所述进气接头103和分子筛塔4连通，所述排气空腔202分别与排气孔205和分子筛塔4连通，所述控制阀组件3控制进气空腔201和排气空腔202的开闭。

本实用新型的分子筛气路控制装置，利用端盖1和气路本体2的进气空腔201和排气空腔202，形成了两个消音腔，高压气源由进气接头103进入进气空腔201，然后通过控制阀组件3进入分子筛塔4，控制阀组件3开闭时，气体由进气空腔201平稳进入控制阀组件3，然后进去分子筛塔4，消除了气流的不稳定性，排气时，分子筛塔4的氮气经过控制阀组件3排出到排气空腔202，然后在排出外界，排气的气流经过小空间，有序进入排气空腔202后，然后在经过设置于排气空腔202的排气孔205排出，有效消除了排气的噪音，同时利用气路本体2将高压气源、控制阀组件3、进气接头103、分子筛塔4集成为一体，无需外接接头，有效减少了接头数量，降低了漏气风险，维护简单；同时气路结构封装性好，结构紧凑。

所述排气空腔202包围进气空腔201，所述控制阀组件3设置于进气空腔201内和排气空腔202内。利用包围的设计，有效减少了气路本体2的体积，集成度更高，利用控制阀组件3一部分设置于进气空腔201内，一部分设置于排气空腔202内，控制进气空腔201、排气腔体202与分子筛塔导通或关闭。

所述端盖1包括第二盖体102和第一盖体101，所述第一盖体101与所述进气空腔201密封连接，所述第二盖体102与所述排气空腔202密封连接，所述第一盖体101与所述第二盖体102不导通，所述进气接头103与所述第一盖体101连通。第二盖体102和气路本体2的空腔密封连接形成排气空腔202，第一盖体101与气路本体2的空腔密封连接形成进气空腔201，利用相适应的第二盖体102和第一盖体101和腔体，形成密封腔体，第二盖体102与气路本体2的空腔可以使用密封胶、密封圈等形式进行密封，只要是能够起到密封固定的作用均可采用，第一盖体101与进气空腔201密封连接，也可以采用同样的密封手段。

第二盖体102与第一盖体101可以设计为分体结构设计，然后第一盖体101与第二盖体102密封固定即可，也可以设计成与近期腔体、排气空腔202相适应的一体式盖结构，增强其结构强度。

所述控制阀组件3包括电磁阀控制器304、控制阀阀芯302、阀体301、控制阀运动副303，所述阀体301设置有至少两个气路通道3021，至少一个气路通道3021位于所述进气空腔201内，至少一个气路通道3021位于所述排气空腔202内，所述控制阀阀芯302设置于所述阀体301内，控制阀阀芯302的气路通道3021与所述阀体301对应设置，所述控制阀运动副303设置于控制阀阀芯302内，所述电磁阀控制器304驱动控制阀运动副303运动，打开或关闭设置于进气空腔201内的气路通道3021，打开或关闭设置于排气空腔202内的气路通道3021。控制阀阀芯302通过气路连通气路本体2内的空腔，通过电磁阀控制器驱动控制阀运动副303关闭或打开阀芯的气路通道3021，来实现分子筛塔4与进气空腔201和排气空腔202的导通，结构简单易于实现。

当控制阀阀芯302安装与阀体301时，控制阀阀芯的气路通道与阀体301的气路通道对应设置，相互导通。

所述气路通道3021设置为环形的间隙，环形间隙之间通过支撑块3022固定连接。

环形的气路有利于高压气体经过环形气道进入阀体301内，相比管路具有更好的通过性，气体均匀输出，不产生气流爆响，不对阀的内部产生较大的冲击，噪音小，气流稳定性高。

如图4所示，所述控制阀运动副303包括第一膜片3031、第二膜片3032和连接柱3033，第二膜片3032气体有效接触面积小于第一膜片3031。

控制阀运动副303的膜片设计，当两端同时都充满空气时，可以第一膜片3031向第二膜片3032的方向运动。

所述第一膜片3031的内侧设置有第一凸出部3034，所述第二膜片3032的内侧设置有第二凸出部3035，所述第一凸出部3034与所述第二凸出部3035通过连接柱3033固定连接，当第一膜片3031和第二膜片3032同时受力时，第一凸出部3034沿轴向运动带动连接柱3033与第二凸出部3035移动，当第一膜片3031不受力时，第一膜片3031由于第二膜片3032始终有高压气体压力引起回弹，第一凸出部3034、连接柱3033和第二凸出部3035复位。

本实用新型利用凸出部的设计来实现气路通道3021的导通，膜片运动带动凸出部运动，从而与阀芯实现密封或打开间隙，连接柱3033设置为硬质柱体，用于传递膜片收到的压力，从而完成运动。

所述第二膜片3032沿周向设置有进气缺口3036。进气缺口3036不但能够减少第二膜片3032与第一膜片3031的接触面积差，也便于气体经过进气缺口排气，气流均匀性好。

所述控制阀阀芯302包括至少两个气路通道3021和阀芯座3023，阀芯座3023设置有进气孔204，所述进气孔204与所述分子筛塔4连通，气路通道3021位于所述阀芯座3023的两侧，所述控制阀运动副303设置于控制阀阀芯302内，第一凸出部3034与第二凸出部3035位于所述阀芯座3023的两侧，连接柱3033位于阀芯座3023的中部与阀芯座3023的内壁形成过渡空腔203内，当第一膜片3031受力时，第一凸出部3034与所述阀芯座3023的一侧紧密贴合，第二凸出部3035与所述阀芯座3023的另一侧存在间隙，连通进气空腔201、过渡空腔203和分子筛塔4，所述排气空腔202与过渡空腔203不导通，当第一膜片3031不受力时，第一凸出部3034与所述阀芯座3023的一侧设置有间隙，第二凸出部3035与所述阀芯座3023的一侧紧密贴合，所述分子筛塔4、过渡空腔203和排气空腔202导通，所述进气空腔201与所述过渡空腔203不导通。

控制阀运动副303的第一膜片3031、第二膜片3032固定于阀芯，当第一膜片3031受力时，膜片向内凹陷，进而带动第一凸出部3034、连接柱3033和第二凸出部3035运动，连通膜片之间的空腔与进气空腔201，当第一膜片3031不受力时，第一膜片3031回弹，带动第一凸出部3034、连接柱3033和第二凸出部3035复位，膜片之间的空腔与排气空腔202导通，电磁阀控制器304可以通过气流控制控制阀运动副303的运动，从而控制进气通道或排气通道开启。

所述电磁阀控制器304包括旁路电磁阀和气路控制组件，所述旁路电磁阀控制气路控制组件开闭，气路控制组件设置有三个端口，第一端与通过气路接头所述第一膜片3031导通，第二端与进气空腔201导通，第三端与外界大气导通，所述气路接头设置于所述控制阀阀芯内，气路控制组件打开第一端口和第二端口，向气路接头内通入高压气体驱动第一膜片3031受力形变，打开进气通道；旁路电磁阀开启，气路控制组件打开第三端口，关闭第二端口，第一膜片3031复位，打开排气通道。

本实用新型使用旁路电磁阀和气路控制组件完成阀体301控制，气路控制组件包括驱动气路3041和复位气路3042，当旁路电磁阀打开，导通驱动气路3041和复位气路3042，复位气路3042与进气空腔201导通，进气空腔201内的高压气体经过复位气路3042传输至驱动气路3041，驱动气路3041通过气路接头输入控制阀阀芯302，此时，控制阀运动副303两边的气压相等，由于第一膜片3031的受力面积大于第二膜片3032的受力面积，第一膜片3031向第二膜片3032方向形变，产生内凹，第二凸出部3035与阀芯座3023产生间隙，气路通道3021与进气空腔201导通，与过渡空腔203导通，从而进气通道打开，高压气体进入分子筛塔4，进气通道是指，进气空腔201、过渡空腔203、分子筛塔，

旁路电磁阀打开，复位气路3042不导通，驱动气路3041内的高压气体排空，第一膜片3031复位回弹，使第一凸出部3034与阀芯座3023的间隙打开，从而排气空腔202与过度空腔导通，分子筛塔4的氮气经过过度空腔经排气空腔202排出。

所述分子筛塔4设置有至少两个，对应每个分子筛塔4设置有分子筛气路控制装置，每个分子筛气路控制装置分别与其对应的分子筛塔连接。

本实用新型的分子筛气路控制装置可以对应每个分子筛塔4设置。

所述进气接头103设置有两个，设置于一个端盖1上，所述进气空腔201设置有一个，所述进气空腔201分别与所述两个分子筛塔4连通，所述排气空腔202设置有一个，所述排气空腔202分别与所述两个分子筛塔4连通，设置有两个阀体301和阀芯，所述阀体301和阀芯分别控制两个分子筛塔4与所述进气空腔201导通，分别控制两个分子筛塔4与排气空腔202导通。

本实用新型提供了一种组合式分子筛气路控制装置，可以分别连通两个分子筛塔4，有效节约了体积，本实用新型还可以设置3个或者2个两组的分子筛气路控制装置，来实现多个分子筛塔4的气路控制。

实施例2：一种制氧机，包括分子筛气路控制装置、分子筛塔4和氧气存储器5，所述分子筛塔4的一端与所述氧气存储器5连通，向氧气存储器5内传输氧气，所述氧气接头与所述氧气存储器5连通。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。