一种可分拆式液氧存储两相转换供给系统及其装置的制作方法

文档序号:14451720阅读:183来源:国知局
本发明涉及一种储氧供氧技术,具体地说是一种液氧储存、供给系统。
背景技术
:现在的呼吸氧气的装置基本都是使用的气体,但是气体在空间内储存只能靠压力进行压缩,密度越大压力越大,所以为了安全和气体容量的原因,现在的呼吸装置体积都非常大,容器本身使用材料很厚。采用液氧存储方式,可以解决容器本身体积庞大问题。液氧由空分设备生产,主要原理为通过对空气的压缩和分馏,形成液态氧气,简称液氧(缩写lo2)。氧为浅蓝色液体,并具有强顺磁性,它的主要物理性质如下:通常气压(101.325kpa)、密度1.141t/m3(1141kg/m3)、凝固点50.5k(-222.65℃)、沸点90.188k(-182.96℃)、液氧呈现低温(-183℃),所以,使用液氧作为氧气的来源,但是液氧本身属于低温液体,并不适合直接呼吸,需要进行将液氧转换成可呼吸的氧气,并且靠自身进行物理驱动。同时在常温下挥发速度极快,液氧气化潜热为213kj/kg,只有水的1/10不到。因此如果传热速率完全相同,则液氧气化速率将是水的10.5倍,液氧具有挥发速度快的特点,因此,使用液氧进行作为氧气源,需要对液氧进行特殊化储存。为了解决用氧问题,发明一种即轻、能便携且使用时间长的设备。技术实现要素:本发明要解决的技术问题在于提供一种大容量的储存氧的系统,该系统能够将液氧转换成常温的氧气,既要能提供大规模的供氧需求,又要能满足便携且较长时间的吸氧。为了解决以上技术问题,本发明提供了一种可分拆式液氧存储两相转换供给系统,包括:一个主液氧存储供给模块和至少一个副液氧存储供给模块;所述主液氧存储供给模块包括主液氧存储装置、主液气转换装置、主氧气供给装置以及一个及以上充液头,主要用于存储低温液氧,即可单独成为一个大型的可呼吸氧气源使用,同时也能够给辅助液氧存储提供液氧充装,所述主液氧存储装置存储液氧,液氧通过主液气转换装置由液态转换成气态氧气,由主氧气供给装置控制氧气的输出流量;所述副液氧存储供给模块包括副液氧存储装置、副液气转换装置、副氧气供给装置以及充液座,主要用于便携存储低温液氧,方便使用者携带,并提供可呼吸的氧气,所述副液氧存储装置存储液氧,液氧通过副液气转换装置由液态转换成气态氧气,由副氧气供给装置控制氧气的输出流量;所述充液头与所述充液座相连接,主液氧存储供给模块的液氧通过充液头和充液座的连通管路灌入副液氧存储供给模块,达到给副液氧存储供给模块充装液氧的作用。优选的,所述主液氧存储装置包括外壳体、内壳体、抽真空接口、排气管、液氧管、放空阀、安全阀,所述外壳体与所述内壳体形成隔热腔,所述抽真空接口与所述隔热腔相通,通过对所述抽真空接口抽真空保持所述隔热腔真空状态,起到真空隔热作用,所述内壳体形成储液腔,所述排气管一端开口于所述储液腔的空腔上部,另一端开口于所述外壳体外与所述放空阀和所述安全阀相连接,所述液氧管一端开口于所述储液腔的空腔底部,另一端开口于所述外壳体外与充液头相连接;所述副液氧存储装置包括外壳体、内壳体、抽真空接口、排气管、出液管、放空阀、进液管,所述外壳体与所述内壳体形成隔热腔,所述抽真空接口与所述隔热腔相通,通过对所述抽真空接口抽真空保持所述隔热腔真空状态,起到真空隔热作用,所述内壳体形成储液腔,所述排气管一端开口于所述储液腔的空腔上部,另一端开口于所述外壳体外与所述放空阀相连接,所述出液管一端开口于所述储液腔的空腔底部,另一端开口于所述外壳体外,所述进液管一端开口于所述储液腔的空腔上部,另一端开口于所述外壳体外与充液座相连接。优选的,所述主液气转换装置包括螺旋气化盘管、节能阀、螺旋升温盘管,所述螺旋气化盘管与液氧管相连接,将输送过来的液氧进行升温汽化处理,将液氧置换成氧气输送给螺旋升温盘管,所述节能阀与排气管、螺旋气化盘管和螺旋升温盘管相连接,可以调节所述储液腔内饱和工作压力,保持将液氧推送至所述螺旋气化盘管,同时使所述储液腔内气压控制在安全范围内,所述节能阀可以通过向所述螺旋升温盘管排放所述储液腔内氧气来平衡压力,从而提供需求者一个相对稳定的压力值,所述螺旋升温盘管对输送的氧气进行升温处理,升温后的氧气输送给氧气供给装置;所述副液气转换装置包括螺旋气化盘管、节能阀、螺旋升温盘管,所述螺旋气化盘管与出液管相连接,将输送过来的液氧进行升温汽化处理,所述螺旋升温盘管与排气管相连接,将输出的氧气进行升温处理,所述节能阀与螺旋气化盘管、螺旋升温盘管以及氧气供给装置相连接,根据储液腔内氧气压来调节螺旋气化盘管或螺旋升温盘管的氧气输出至氧气供给装置。优选的,所述主氧气供给装置包括流量调节阀和呼吸终端,打开流量调节阀控制氧气的输出量,吸氧者通过呼吸终端直接进行吸氧;副氧气供给装置包括脉冲调节阀和呼吸终端,打开脉冲调节阀根据吸氧者的呼吸压差自动调节氧气流量,吸氧者通过呼吸终端进行吸氧;所述呼吸终端为吸氧管或氧气面罩,所述脉冲调节阀,根据人的呼吸气压差来打开或关闭氧气的输送,避免呼气时氧气被直接排放掉,达到节约氧气用量的目的。优选的,所述充液头包括中空基座、延伸进基座内并能沿基座轴向运动的顶杆,所述顶杆上套有弹簧启复位作用,所述顶杆还设有密封环封闭所述基座开口端;所述充液座包括中空插座、延伸进插座内并能沿插座轴向运动的顶杆,所述顶杆上套有弹簧启复位作用,所述顶杆上还设有密封环封闭所述插座开口端,所述插座进口处设有固定套,所述固定套开口为锥形,便于导向;所述基座开口端可嵌入插座的固定套内进行配合连接。充液头与充液座通过插接配合连接,使得二者内部的顶杆相互顶退后管路连通。优选的,所述主液氧存储装置的液氧容量为30l~60l,所述副液氧存储装置的液氧容量为0.35l~2.5l,所述主液氧存储装置还包括液位计,所述液位计用于测量储液腔中液氧量。优选的,所述节能阀包括阀体、安全阀、出气阀和泄压阀;所述阀体设有进气端、用气端、泄压端和增压端,阀体内开设有供气体通过的主流道,所述主流道上分别连通有用气通道、泄压通道和增压通道;所述用气通道末端为用气端,所述泄压通道末端为泄压端,所述增压通道末端为增压端;所述主流道上设有安全阀,所述用气通道和泄压通道与主流道的连接处各设置压力开启装置:出气阀和泄压阀;所述用气通道上的出气阀的预设压力低于泄压通道上的泄压阀的预设压力;主液气转换装置的节能阀的进气端与所述排气管出气端相连接,主液气转换装置的节能阀的用气端与螺旋升温盘管进气端相连接,主液气转换装置的节能阀的增压端与螺旋气化盘管出气端相连接;副液气转换装置的节能阀的进气端与螺旋升温盘管出气端相连接,副液气转换装置的节能阀的用气端与副氧气供给装置进气端相连接,副液气转换装置的节能阀的增压端与螺旋气化盘管出气端相连接。优选的,所述螺旋气化盘管或螺旋升温盘管,通过螺旋盘管的管路,与间壁热交换、对流热、辐射热,使输出的氧气温度与环境温度差保持在±5℃之内;所述放空阀开启压力为0.35mpa~0.40mpa。优选的,所述排气管与液氧管为嵌套结构,所述液氧管设于排气管管腔内;所述排气管、出液管为嵌套结构,所述出液管设于排气管管腔内;采用嵌套结构,减少了储液腔与外部连通的接口,从而减少了外部的热传导作用。本发明还提供一种包含上述内容的可分拆式液氧存储两相转换供给系统的装置。本发明存储和利用低温液氧,低温液氧具备与常温环境挥发的关系,会由液体转向气体,所以,主/副液氧存储装置利用其性质进行存储,首先,液氧存储装置是一个高真空夹层容器,内容器与外容器之间存在一层隔热腔,此隔热腔中采用了新的绝热方式,以隔热腔减少导热为目的,外壳体与内壳体之间只有一个连接处,通过将导热路径优化到最小以及多层绝热的方式来减低主/副液氧存储装置的导热性能。本发明依靠主/副液氧存储装置的蒸发形成压力的输送模式,通过在罐体内插入一根通道,起到低温液氧通过此管道与外界相连,形成导热路径,加快低温液体内蒸发的速度,同时此通道也是液体输出通道,依靠此通道起到输送和输出、探针式导热路径的效果,一体三用,即利用此通道加快低温液氧的蒸发,同时,将蒸发形成的压力将低温液氧压至此通道中进行输送。本发明利用主/副液气转换装置将低温液氧和低温氧气转换成环境温度气体,利用与主/副液氧存储装置上部气孔相连,利用气体与液体之间的物理原理,液体在下,气体在上,在主/副液氧存储装置上部开设通道连接至主/副液气转换装置,将气体通过伯努利原理,通过主/副液氧存储装置的盘管,加大与外界空气的换温速度,形成与外部环境一致温度的气体。主/副氧存储供给模块均可通过容器内的液氧进行转换呼吸。主氧存储供给模块作为长期储存和长期使用的容器,副氧存储供给模块作为短时间内使用的容器,而主氧存储供给模块因为容量原因,不方便携带,而副氧存储供给模块因为容量原因方便携带,所以a是作为长期使用的设备,并且给b提供液氧源,而b作为短期时间使用的设备,并且可以携带活动。附图说明图1是本发明实施例提供的可分拆式液氧存储、液气两相转换及供给系统的示意图。图2是本发明实施例提供的主液氧存储供给模块的示意图。图3是本发明实施例提供的副液氧存储供给模块的示意图。图4是本发明实施例提供的充液头的示意图。图5是本发明实施例提供的充液座的示意图。图6是本发明实施例提供的节能阀的示意图。具体实施方式为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显,下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是本发明的全部实施例,应理解,本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本文所描述的实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。在本说明书和附图中,将采用相同的附图标记表示大体上相同的元素和功能,且将省略对这些元素和功能的重复性说明。此外,为了清楚和简洁,可以省略对于本领域所熟知的功能和构造的说明。首先参照图1~3对本发明的可分拆式液氧存储、液气两相转换及供给系统进行说明。图1是示出根据本发明的可分拆式液氧存储、液气两相转换及供给系统的示意图。在本实施例中,一种可分拆式液氧存储两相转换供给系统,包括一个主液氧存储供给模块100和一个副液氧存储供给模块200;在下文中,将结合图2所示的主液氧存储供给模块的示意图来对主液氧存储供给模块100的实施例进行详细说明。主液氧存储供给模块100包括主液氧存储装置110、主液气转换装置120、主氧气供给装置130以及充液头140,主要用于存储低温液氧,即可单独成为一个大型的可呼吸氧气源使用,同时也能够给辅助液氧存储提供液氧充装,主液氧存储装置110存储液氧,液氧通过主液气转换装置120由液态转换成气态氧气,由主氧气供给装置130控制氧气的输出流量;主液氧存储装置110包括外壳体1101、内壳体1102、抽真空接口1103、排气管1104、液氧管1105、放空阀1106、安全阀1107,液位计1109,外壳体1101与内壳体1102形成隔热腔1110,抽真空接口1103与隔热腔1110相通,通过对抽真空接口1103抽真空保持隔热腔1110真空状态,起到真空隔热作用,内壳体1102形成储液腔1111,排气管1104一端开口于储液腔1111的空腔上部,另一端开口于外壳体1101外与放空阀1106和安全阀1107相连接,-液氧管1105一端开口于储液腔1111的空腔底部,另一端开口于外壳体1101外与充液头140相连接,液位计1109用于测量储液腔1111中液氧量,排气管1104与液氧管1105为嵌套结构,液氧管1105设于排气管1104管腔内;采用嵌套结构,减少了储液腔1111与外部连通的接口,从而减少了外部的热传导作用;放空阀1106开启压力为0.40mpa;主液气转换装置120包括螺旋气化盘管1201、节能阀1202、螺旋升温盘管1203,螺旋气化盘管1201与液氧管1105相连接,将输送过来的液氧进行升温汽化处理,将液氧置换成氧气输送给螺旋升温盘管1203,节能阀1202与排气管1104、螺旋气化盘管1201和螺旋升温盘管1203相连接,可以调节储液腔1111内饱和工作压力,保持将液氧推送至螺旋气化盘管1201,同时使储液腔1111内气压控制在安全范围内,节能阀1202可以通过向所述螺旋升温盘管1203排放所述储液腔1111内氧气来平衡压力,从而提供需求者一个相对稳定的压力值,螺旋升温盘管1203对输送的氧气进行升温处理,升温后的氧气输送给氧气供给装置130;螺旋气化盘管1201或螺旋升温盘管1203,通过螺旋盘管的管路,与间壁热交换、对流热、辐射热,使输出的氧气温度与环境温度差保持在±5℃之内;主氧气供给装置130包括流量调节阀1301和呼吸终端1302,呼吸终端1302为氧气面罩,打开流量调节阀1301控制氧气的输出量,吸氧者通过呼吸终端1302直接进行吸氧。下面结合图3对根据本发明的副液氧存储供给模块200进行说明。副液氧存储供给模块200包括副液氧存储装置210、副液气转换装置220、副氧气供给装置230以及充液座240,主要用于便携存储低温液氧,方便使用者携带,并提供可呼吸的氧气,副液氧存储装置210存储液氧,液氧通过副液气转换装置220由液态转换成气态氧气,由副氧气供给装置230控制氧气的输出流量;充液头140与充液座240相连接,主液氧存储供给模块100的液氧通过充液头140和充液座240的连通管路灌入副液氧存储供给模块200,达到给副液氧存储供给模块200充装液氧的作用;副液氧存储装置210包括外壳体2101、内壳体2102、抽真空接口2103、排气管2104、出液管2105、放空阀2106、进液管2107,外壳体2101与内壳体2102形成隔热腔2110,抽真空接口2103与隔热腔2110相通,通过对抽真空接口2103抽真空保持隔热腔2110真空状态,起到真空隔热作用,内壳体2102形成储液腔2111,排气管2104一端开口于所述储液腔2111的空腔上部,另一端开口于外壳体2101外与放空阀2106相连接,出液管2105一端开口于储液腔2111的空腔底部,另一端开口于外壳体2101外,进液管2107一端开口于储液腔2111的空腔上部,另一端开口于外壳体2101外与充液座240相连接,排气管2104、出液管2105为嵌套结构,出液管2105设于排气管2104管腔内;采用嵌套结构,减少了储液腔2111与外部连通的接口,从而减少了外部的热传导作用;放空阀2106开启压力为0.35mpa;副液气转换装置220包括螺旋气化盘管2201、节能阀2202、螺旋升温盘管2203,螺旋气化盘管2201与出液管2105相连接,将输送过来的液氧进行升温汽化处理,螺旋升温盘管2203与排气管2104相连接,将输出的氧气进行升温处理,所述节能阀2202与螺旋气化盘管2201、螺旋升温盘管2203以及氧气供给装置230相连接,根据储液腔2111内氧气压来调节螺旋气化盘管2201或螺旋升温盘管2203的氧气输出至氧气供给装置230;螺旋气化盘管2201或螺旋升温盘管2203,通过螺旋盘管的管路,与间壁热交换、对流热、辐射热,使输出的氧气温度与环境温度差保持在±5℃之内;副氧气供给装置230包括脉冲调节阀2301和呼吸终端2302,打开脉冲调节阀2301根据吸氧者的呼吸压差自动调节氧气流量,吸氧者通过呼吸终端2302进行吸氧;呼吸终端(2302)为吸氧管,脉冲调节阀2301,根据人的呼吸气压差来打开或关闭氧气的输送,避免呼气时氧气被直接排放掉,达到节约氧气用量的目的。为了便于理解,图4和图5中示例性示出了充液头和充液座的示意图,充液头140包括中空基座1401、延伸进基座内并能沿基座轴向运动的顶杆1402,顶杆1402上套有弹簧1403启复位作用,顶杆1402还设有密封环1404封闭基座1401开口端;充液座240包括中空插座2401、延伸进插座内并能沿插座轴向运动的顶杆2402,顶杆2402上套有弹簧2403启复位作用,顶杆2402上还设有密封环2404封闭插座2401开口端,插座2401进口处设有固定套2405,所述固定套2405开口为锥形,便于导向;基座1401开口端可嵌入插座2401的固定套2405内进行配合连接,充液头140与充液座240通过插接配合连接,使得二者内部的顶杆1402和顶杆2402相互顶退后管路连通。将充液座连接充液头,通过充液头连接的通道输送至容器内部,为确保充装过程中的泄露和操作,容器内部必须是密封的,但是放空阀需打开,通过气体流通,气体密度小于液体的现象,将液体留存在容器里,充装完毕后,关闭放空阀,放开充液头与充液座的连接。图6是示出根据本发明的节能阀的示意图。因此,为了便于说明,将继续结合图6对节能阀的实施例进行详细说明。节能阀1202和节能阀2202都包括阀体501、安全阀502、出气阀503和泄压阀504;阀体501设有进气端5011、用气端5012、泄压端5013和增压端5014,阀体501内开设有供气体通过的主流道,主流道上分别连通有用气通道、泄压通道和增压通道;用气通道末端为用气端5012,泄压通道末端为泄压端5013,增压通道末端为增压端5014;主流道上设有安全阀502,用气通道和泄压通道与主流道的连接处各设置压力开启装置:出气阀503和泄压阀504;用气通道上的出气阀503的预设压力低于泄压通道上的泄压阀504的预设压力;主液气转换装置的节能阀1202的进气端5011与排气管1104出气端相连接,节能阀1202的用气端5012与螺旋升温盘管1203进气端相连接,节能阀1202的增压端5014与螺旋气化盘管1201出气端相连接;副液气转换装置的节能阀2202的进气端5011与螺旋升温盘管2203出气端相连接,节能阀2202的用气端5012与副氧气供给装置230进气端相连接,节能阀2202的增压端5014与螺旋气化盘管2201出气端相连接。节能阀是一种将气体的压力保持一致的装置,如压力达到用气通道压力,就会开启用气端,气体通过用气通道从用气端流出,节能阀的控制安全性,压力超过饱和工作压力20.5-24.5psi时,节能阀自行通过泄放孔释放压力,当压力升高过快,超过节能使用频率,压力超过25psi时,安全阀502打开,释放压力。在本发明另一实施例中,提供了一种包含上述实施例内容的可分拆式液氧存储两相转换供给系统的装置。其主液氧存储装置的液氧容量及特性见表1,副液氧存储装置的液氧容量及特性见表2,表1表2名称0.35l0.6l1l2.5l液氧容量(lo2)0.35升0.6升1升2.5升氧气容量301升516升860升2150升重量1.5kg2kg2.4kg5kg最小出氧量0.12l/min0.12l/min0.12l/min0.12l/min最大出氧量12l/min12l/min12l/min12l/min脉冲模式时间8小时15小时32小时接近4天连续出氧时间2小时4.5小时7.1小时18小时液氧保存时间16小时24小时48小时5天本领域技术人员应该理解的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,但本领域的技术人员可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求书的范围。当前第1页12
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