專利名稱：膜分離富氧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及富氧裝置，是一種流量大、體積小的中空纖維膜分離富氧裝置。
背景技術(shù)：
膜分離制氧技術(shù)作為一種新型的分離富集技術(shù)，在石油化工、輕工、紡織、食品、生 物技術(shù)、醫(yī)藥、環(huán)境保護領(lǐng)域得到了廣范應(yīng)用和快速發(fā)展。我國對膜分離富氧技術(shù)的研究始 于20世紀(jì)80年代初，先由中國科學(xué)院組織多家化學(xué)研究所協(xié)同攻關(guān)，進(jìn)行高分子膜富氧技 術(shù)的研究，研究的分離膜最高氧濃度30%，主要用于大型工業(yè)助燃富氧裝置。由于膜組件的 體積大，沒有相應(yīng)的小型化產(chǎn)品，致使膜分離富氧裝置在小型化應(yīng)用方面相對滯后。特別是 富氧流量大于10升每分鐘以上的小型化富氧裝置的實物樣機研究基本上未見報道。正常 氧療保健吸氧時，一般氧濃度控制在30% 40%之間，以避免氧氣濃度大于50%時氧中毒的 危險，這也正是膜分離富氧技術(shù)(氧濃度25% 50%)在氧療保健供氧裝置方面的一大優(yōu)點。 目前在流量方面，由于受膜分離組件的限制，富氧裝置的流量相對較低，主要是流量和氧濃 度二者的變化呈反比變化，要保證較高的氧濃度，勢必流量降低，反之亦然，正是由于這種 原因，致使膜分離富氧裝置在小型化后普遍存在氧濃度和流量偏低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是通過工藝流程的創(chuàng)新，提供一種小型化、氧濃度高、流量大的中 空纖維膜分離富氧裝置，以確保在醫(yī)療保健方面的吸氧需求。本實用新型的技術(shù)解決方案是設(shè)計一種膜分離富氧裝置，各部組件由進(jìn)氣管路 和連接管路依次連接空氣過濾器、壓縮機、熱管風(fēng)冷散熱器、除水過濾器、原料氣緩沖瓶、壓 力調(diào)節(jié)閥、中空纖維膜分離器、氧氣緩沖瓶、氣體流量計至氧氣出口的吸氧面罩；其特征是 在原料氣緩沖瓶出口和氧氣緩沖瓶出口之間，通過管路連接有安全調(diào)節(jié)閥和單向閥構(gòu)成流 量回補調(diào)節(jié)控制機構(gòu)。所述的中空纖維膜分離器的氮氣排放口連接有流量調(diào)節(jié)閥和排氣消聲器，氮氣經(jīng) 過排氣消聲器排放。所述的氣體流量計的氧氣出口通過四根供氧管路和一個1立方容積的氣體試驗 柜連接；氣體試驗柜相應(yīng)和供氧進(jìn)氣口有相同大小的對流孔。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、布局緊湊，使用方便。創(chuàng)新性采用流量回補調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)， 確保氧氣濃度的同時，顯著提高流量。實現(xiàn)了體積小、流量大、濃度高且符合醫(yī)療保健吸氧 需求的目標(biāo)。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點和積極效果1.運行控制簡單，無頻繁 運行的切換閥門，一鍵式操作，方便使用，可靠性高。2.采用系統(tǒng)集成技術(shù)，體積小，結(jié)構(gòu)緊 湊，適合車載使用。3.創(chuàng)新性采用流量回補調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，確保氧氣濃度的同時，流量比一 般工藝流程技術(shù)有效提高70%。4.氧濃度穩(wěn)定輸出控制在30% 50%范圍，流量可保證在 10L/min 22L/min范圍內(nèi)，可保證3到5人醫(yī)療保健方面的吸氧需求，其使用效果符合安全性和經(jīng)濟性要求。以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意方框圖；圖2是本實用新型電路控制原理圖。圖中1、進(jìn)氣管路；2、空氣過濾器；3、壓縮機；4、熱管風(fēng)冷散熱器；5、除水過濾器；
6、原料氣緩沖瓶；7、壓力調(diào)節(jié)閥；8、中空纖維膜分離器；9、流量調(diào)節(jié)閥；10、排氣消聲器； 11、氮氣；12、氧氣緩沖瓶；13、氣體流量計；14、吸氧面罩；15、單向閥；16、安全調(diào)節(jié)閥；17、 電源按鈕；18、啟動按鈕。
具體實施方式
實施例1設(shè)計的這種膜分離富氧裝置，各部組件由進(jìn)氣管路1和連接管路依次連 接空氣過濾器2、壓縮機3、熱管風(fēng)冷散熱器4、除水過濾器5、原料氣緩沖瓶6、壓力調(diào)節(jié)閥
7、中空纖維膜分離器8、氧氣緩沖瓶12、氣體流量計13至氧氣出口的吸氧面罩14；與常規(guī) 膜分離富氧裝置的不同之處在于，在原料氣緩沖瓶6出口和氧氣緩沖瓶12入口之間，通過 管路連接增加了安全調(diào)節(jié)閥16和單向閥15組成流量回補調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，其特征是在原料 氣緩沖瓶6出口和氧氣緩沖瓶12入口之間，通過管路連接裝有安全調(diào)節(jié)閥16和單向閥15 構(gòu)成流量回補調(diào)節(jié)控制機構(gòu)。實施例2如
圖1所示，膜分離富氧裝置，包括進(jìn)氣管路1、連接管路依次連接空氣過 濾器2、壓縮機3、熱管風(fēng)冷散熱器4、除水過濾器5、原料氣緩沖瓶6、壓力調(diào)節(jié)閥7、中空纖 維膜分離器8、氧氣緩沖瓶12、氣體流量計13至氧氣出口的吸氧面罩14。中空纖維膜氮氣 8排放口裝有流量調(diào)節(jié)閥9和排氣消聲器10，氮氣11經(jīng)過排氣消聲器10排放。氣體流量計13的氧氣出口通過四根供氧管路和一個1立方容積的氣體試驗柜連 接；氣體試驗柜相應(yīng)和供氧進(jìn)氣口有相同大小的對流孔。控制系統(tǒng)通過電源按鈕17和啟動按鈕18分別控制電源、壓縮機3以及熱管風(fēng)冷 散熱器4。從而在不增加中空纖維膜分離器的情況下，有效保證了氧氣濃度和流量的大幅度 提升。本實用新型的流量回補調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)在使用過程中，相當(dāng)于電子產(chǎn)品電路系統(tǒng)的 橋式電路，可以起到平衡系統(tǒng)壓力，根據(jù)壓力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的氧氣濃度和流量的作用；其 另一個作用是可以防止系統(tǒng)管路堵塞后壓力遽然升高造成部組件損壞等，確保使用的安全 性。本實用新型的具體工作過程為如圖2所示，按下電源按鈕17，指示燈Rl亮，表明 電源接通可以啟動，按下啟動按鈕18，指示燈R2亮，表明裝置運行開始供氧。系統(tǒng)初始設(shè) 置最大流量為21升每分鐘，對應(yīng)氧濃度34. 5%，最小流量10升每分鐘，對應(yīng)氧濃度45. 0%。 使用人員可根據(jù)需要，通過氣體流量計13的流量調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)需要多人同時供氧 時，將吸氧面罩14取下，在氣體流量計13的氧氣出口連接多個吸氧面罩14進(jìn)行分配即可 實現(xiàn)。需要停止供氧時，先按下啟動按鈕18，再按下電源按鈕17即可。[0020]本實用新型的一個實施例的工作過程如下將一臺膜分離富氧裝置的氣體流量計 13的氧氣出口通過四根供氧管路和一個1立方容積的氣體試驗柜連接，氣體試驗柜相應(yīng)的 預(yù)留和供氧進(jìn)氣口相同大小的對流孔，其余孔位全部保持密封，以模擬密閉環(huán)境的人體供 氧試驗(預(yù)留的4個對流孔，相當(dāng)于試驗過程中有4個人在氣體試驗柜中消耗等體積的含 氧空氣)。經(jīng)測試，膜分離富氧裝置供氧流量為20升每分鐘，氧濃度32.0%。50分鐘后，氣 體試驗柜中的氧氣濃度達(dá)到30. 0%，濕度較試驗前上升了 13. 8%。經(jīng)試驗結(jié)果證明，本實用 新型制備的氧氣中濕度高于環(huán)境中的空氣濕度，更適合人體呼吸使用，制氧流量可以滿足4 個人以上的多人同時供氧需求，還可用于小空間的彌散式供氧，提高環(huán)境舒適性。本實用新型并不限于上述舉例，他還有一些改進(jìn)和變型，但不超出本實用新型的 實質(zhì)范圍。
權(quán)利要求1.膜分離富氧裝置，各部組件由進(jìn)氣管路(1)和連接管路依次連接空氣過濾器(2)、 壓縮機(3)、熱管風(fēng)冷散熱器(4)、除水過濾器(5)、原料氣緩沖瓶(6)、壓力調(diào)節(jié)閥(7)、中空 纖維膜分離器(8)、氧氣緩沖瓶(12)、氣體流量計(13)至氧氣出口的吸氧面罩(14);其特 征是在原料氣緩沖瓶(6)出口和氧氣緩沖瓶(12)出口之間，通過管路連接有安全調(diào)節(jié)閥 (16)和單向閥(15)構(gòu)成流量回補調(diào)節(jié)控制機構(gòu)。
2.根權(quán)利要求1所述的膜分離富氧裝置，其特征是所述的中空纖維膜分離器(8)的氮 氣排放口連接有流量調(diào)節(jié)閥(9)和排氣消聲器(10)，氮氣(11)經(jīng)過排氣消聲器(10)排放。
3.根權(quán)利要求1所述的膜分離富氧裝置，其特征是所述的氣體流量計(13)的氧氣出 口通過四根供氧管路和一個1立方容積的氣體試驗柜連接；氣體試驗柜相應(yīng)和供氧進(jìn)氣口 有相同大小的對流孔。
專利摘要本實用新型涉及富氧裝置，是一種流量大、體積小的中空纖維膜分離富氧裝置，各部組件由進(jìn)氣管路和連接管路依次連接空氣過濾器、壓縮機、熱管風(fēng)冷散熱器、除水過濾器、原料氣緩沖瓶、壓力調(diào)節(jié)閥、中空纖維膜分離器、氧氣緩沖瓶、氣體流量計至氧氣出口的吸氧面罩；其特征是在原料氣緩沖瓶出口和氧氣緩沖瓶出口之間，通過管路連接有安全調(diào)節(jié)閥和單向閥構(gòu)成流量回補調(diào)節(jié)控制機構(gòu)。它通過工藝流程的創(chuàng)新，提供一種小型化、氧濃度高、流量大的中空纖維膜分離富氧裝置，以確保在醫(yī)療保健方面的吸氧需求。
文檔編號B01D53/22GK201864560SQ201020627590
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月27日
發(fā)明者劉曉峰, 劉黎陽, 夏寶清, 孔慶平, 李寧, 李良, 李重如, 王延琦, 趙利, 韓衛(wèi)敏 申請人:中國兵器工業(yè)集團第五二一研究所