一种低噪音便携式制氧机

技术领域

本发明涉及医用制氧机，特别是涉及一种低噪音便携式制氧机。

背景技术

氧气无色无味，无处不在。人类的日常生活离不开氧气。在医学上，高浓度的氧气常用来治疗病理性缺氧，提高患者的血氧浓度。工业上，氧气也常作为助燃剂或氧化剂，广泛应用于金属冶炼、石油化工、焊接加工等领域，对高浓度氧气的需求量巨大。

研究表明，海拔每升高1千米，大气压强会减小11.5％，空气密度会降低9％，而空气中氮气与氧气的比例不变。对于常住平原的人民而言，进入到高原环境容易因为不适应空气中氧分压不足而出现缺氧的高原反应，表现出头痛、恶心、胸闷、咳嗽等症状。临床医学研究表明，长期处于低压缺氧环境会使人体器官系统造成不同程度影响，极少数上呼吸道感染的人上至高原时非常容易出现肺水肿症状，严重时还可能出现脑水肿。

目前，为缺氧人群提供高氧分压气体仍是治疗缺氧的最佳方案。而现在应用于高原环境的主流供氧方案有膜分离法与变压吸附法。膜分离法制氧机整机较为笨重，不便于携带。相比而言，变压吸附法更加经济，适用于高原缺氧环境。现有的变压吸附制氧机多为车载或家用式，虽可以提供大流量高浓度氧气，但可用于高原环境的便携式制氧机发展较慢，市场上现有可用于高原制氧的便携式制氧机很少。限制便携式制氧机重量与性能的关键因素之一在于无油空气压缩机的参数与性能，而重量轻、排气量大的空压机因为其结构设计的原因，使得噪音值突增，严重影响用户的使用体验。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种低噪音便携式制氧机。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低噪音便携式制氧机，包括变压吸附系统和降噪系统，所述变压吸附系统包括无油空气压缩机和与所述无油空气压缩机相连的分子筛吸附管，所述无油空气压缩机用于将空气压缩进所述分子筛吸附管中，所述分子筛吸附管用于从空气中分离和获取氧气，所述降噪系统经设置以将所述变压吸附系统进出气口的气流弥散从而降低噪音。

进一步地：

所述降噪系统包括罩设在所述无油空气压缩机上的无油空气压缩机降噪外壳，所述变压吸附系统的进出气口设置在所述无油空气压缩机降噪外壳上。

所述降噪系统包括设置在所述变压吸附系统的进出气口上的消音盒，所述消音盒固定在所述无油空气压缩机降噪外壳上，所述消音盒内填充有隔音棉，所述变压吸附系统通过所述消音盒的两端开设的气口实现进气和出气。

所述无油空气压缩机降噪外壳的内壁上贴附有波纹隔音棉。

所述无油空气压缩机降噪外壳与所述无油空气压缩机的底座相配合的止口缝隙设置有减震隔音棉。

所述降噪系统包括空压机支架和底座减震机构；所述无油空气压缩机设置在所述空压机支架上，所述空压机支架设置在底座减震机构上，所述底座减震机构设置在所述无油空气压缩机的底座上，所述底座减震机构包括硬质弹簧和减震垫，所述硬质弹簧分别与所述无油空气压缩机的底座和所述空压机支架固定，所述硬质弹簧的两端设置有所述减震垫，所述减震垫通过固定件与所述空压机支架和/或所述底座连接。

所述减震垫为硅胶垫。

所述底座减震机构包括分别布置在所述空压机支架的底部四角处的四组所述硬质弹簧和所述减震垫。

所述降噪系统包括整机外壳，所述整机外壳的内壁上贴附有波纹隔音棉。

还包括散热系统，所述散热系统包括轴流风扇与涡流风扇，所述轴流风扇正对所述无油空气压缩机进行强制对流散热，所述涡流风扇设置在所述轴流风扇侧边，进行辅助对流散热。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种低噪音便携式制氧机，除了通过变压吸附系统实现制氧之外，还设置有降噪系统，通过该降噪系统将所述变压吸附系统进出气口的气流弥散从而降低气流噪音。由于空气从大气抽入空压机过程中以及高浓度氧气将分子筛吸附管内的氮气解吸排入大气过程中，进出气口产生的气流噪音较大，本发明通过将所述变压吸附系统进出气口的气流弥散化，能够有效地降低噪音，由此，保持制氧机运行时的相对安静，减少了噪音对用户和周围环境的干扰，增强了设备使用时的静音性和隐蔽性，提高了使用者的舒适感，改善用户的使用体验。

优选的方案中，通过在无油空气压缩机上的无油空气压缩机降噪外壳，并在降噪外壳上的进出气口处设置填充有隔音棉的消音盒，在消音盒内将吸气与排气的气流弥散，通过消音盒大幅削弱了气流在进出气口气管内的振荡，从而显著地降低了进出气口气流产生的噪音。

优选的方案中，无油空压机底座的底座减震结构将空压机的震动借由弹簧与减震垫吸收消耗掉一部分能量，进而减小整机震动噪音，以及通过空压机外壳内壁贴附隔音棉，进一步有效降低了噪音。

优选的方案中，通过设置散热系统对所述无油空气压缩机进行散热，保证变压吸附系统的工作不会过热，从而提高工作的可靠性与可持续性，

本发明的便携式制氧机可应用于超高海拔地区，可以实现在高原环境下携带，产出大流量、高浓度的氧气，方便用户在超高海拔地区解决个人缺氧问题，为超高海拔地区提供便携的户外自由活动的供氧方案。

本发明实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。

附图说明

图1为本发明实施例的便携式制氧机整体结构示意图；

图2为本发明实施例中的便携式制氧机的无油空气压缩机降噪外壳及散热系统示意图。

图3为本发明实施例中的高原便携式制氧机降噪系统的消音盒示意图；

图4为本发明实施例中的便携式制氧机降噪系统的无油空气压缩机底座减震机构示意图。

附图标记：

1-涡流风扇

2-进气口汇集口

3-集成控制电路板

4-脉冲呼吸阀

5-二位二通阀

6-消音盒

7-进气口一级过滤

8-流量阀

9-显示屏

10-轴流风扇

11-出气口汇集

12-二位四通阀

13-分子筛吸附管

14-储气瓶

15-锂电池组

16-无油空气压缩机

17-空压机支架

18-硬质弹簧

19-硬质硅胶垫

20-无油空气压缩机降噪外壳

21-消音盒的盖板

22-消音盒的螺钉

23-消音盒的气口

具体实施方式

以下对本发明的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1至图4，本发明实施例提供一种低噪音便携式制氧机，包括变压吸附系统和降噪系统，所述变压吸附系统包括无油空气压缩机16和与所述无油空气压缩机16相连的分子筛吸附管13，所述无油空气压缩机16用于将空气压缩进所述分子筛吸附管13中，所述分子筛吸附管13用于从空气中分离和获取氧气，所述降噪系统经设置以将所述变压吸附系统进出气口的气流弥散从而降低噪音。

本发明实施例的便携式制氧机除了通过变压吸附系统实现制氧之外，通过设置降噪系统，将所述变压吸附系统进出气口的气流弥散，从而降低进出气口的气流噪音。由于空气从大气抽入空压机过程中以及高浓度氧气将分子筛吸附管内的氮气解吸排入大气过程中，进出气口产生的气流噪音较大，本发明通过将所述变压吸附系统进出气口的气流弥散化，能够有效地降低噪音，由此，保持制氧机运行时相对安静，减少了噪音对用户和周围环境的干扰，增强了设备使用时的静音性和隐蔽性，提高了使用者的舒适感。

参阅图1，在一些实施例中，便携式制氧机还包括储气瓶14，所述储气瓶14与所述分子筛吸附管13相连以缓冲储氧。

参阅图2，在优选的实施例中，所述降噪系统包括罩设在所述无油空气压缩机16上的无油空气压缩机降噪外壳20，所述变压吸附系统的进出气口设置在所述无油空气压缩机降噪外壳20上。

参阅图1至图3，在更优选的实施例中，所述降噪系统包括设置在所述变压吸附系统的进出气口上的消音盒6，所述消音盒6固定在所述无油空气压缩机降噪外壳20上，所述消音盒6内填充有隔音棉，所述变压吸附系统通过所述消音盒6的两端开设的气口23实现进气和出气。本优选实施例通过在无油空气压缩机16上设置无油空气压缩机降噪外壳20，并在降噪外壳上的进出气口处设置填充有隔音棉的消音盒6，在消音盒6内将吸气与排气的气流弥散，通过消音盒6大幅削弱了气流在进出气口气管内的振荡，从而显著地降低了进出气口气流产生的噪音。

在优选的实施例中，所述无油空气压缩机降噪外壳20的内壁上贴附有波纹隔音棉。

在优选的实施例中，所述无油空气压缩机降噪外壳20与所述无油空气压缩机16的底座相配合的止口缝隙设置有减震隔音棉。

参阅图4，在优选的实施例中，所述降噪系统包括空压机支架17和底座减震机构；所述无油空气压缩机16设置在所述空压机支架17上，所述空压机支架17设置在底座减震机构上，所述底座减震机构设置在所述无油空气压缩机16的底座上，所述底座减震机构包括硬质弹簧18和减震垫，所述减震垫优选采用硬质硅胶垫19，所述硬质弹簧18分别与所述无油空气压缩机16的底座和所述空压机支架17固定，所述硬质弹簧18的两端设置有所述减震垫，所述减震垫可通过固定件(例如硅胶垫19中心的螺栓)与所述空压机支架17和/或所述底座连接。

上述优选的实施例中，无油空压机底座的底座减震结构将空压机的震动借由弹簧与减震垫吸收消耗掉一部分能量，进而减小整机震动噪音，以及通过无油空气压缩机降噪外壳20(简称空压机外壳)内壁贴附隔音棉，进一步有效降低了噪音。

如图4所示，在优选的实施例中，所述底座减震机构包括分别布置在所述空压机支架17的底部四角处的四组所述硬质弹簧18和所述减震垫。

在优选的实施例中，所述降噪系统包括整机外壳(未图示)，所述整机外壳的内壁上贴附有波纹隔音棉。

除了无油空气压缩机外壳的内壁上贴附的波纹隔音棉能够吸收消耗无油空气压缩机传出的部分噪音之外，无油空气压缩机外壳也可以阻断部分噪音，而整机外壳则在无油空气压缩机外壳的基础上，进一步阻断空压机传出的噪音。

参阅图1和图2，在优选的实施例中，便携式制氧机还包括散热系统，所述散热系统经设置以对所述无油空气压缩机16进行散热。

如图1和图2所示，在优选的实施例中，所述散热系统包括轴流风扇10与涡流风扇1，所述轴流风扇10正对所述无油空气压缩机16进行强制对流散热，所述涡流风扇1设置在所述轴流风扇10侧边，进行辅助对流散热。轴流风扇10与涡流风扇1的配合提升了所述无油空气压缩机的散热效果，保证变压吸附系统的工作不会过热，从而提高了制氧机工作的可靠性与可持续性。

本发明的便携式制氧机可应用于超高海拔地区，可以实现在高原环境下携带，产出大流量、高浓度的氧气，方便用户在超高海拔地区解决个人缺氧问题，为超高海拔地区提供便携的户外自由活动的供氧方案。尤其是本发明的便携式制氧机降噪设计，能够大大减少气流和机械振动噪音，阻隔噪音的传播途径，从而显著减小整个便携式制氧机的噪音值，减少噪音对用户和周围环境的干扰，提高使用者的舒适感，改善用户体验。所设置的散热系统则有效提升了制氧机工作的可靠性与可持续性。

以下进一步描述本发明的具体实施例。

一种可应用于超高海拔地区的低噪音便携式制氧机，包括变压吸附系统、散热系统以及降噪系统。变压吸附系统是利用无油空气压缩机16将空气作为原料压缩进入分子筛吸附管13中，形成高压环境，从而利用分子筛颗粒对于氮气和氧气的吸附性差异从而实现氮氧分离，富集后高浓度氧气一部分作为产品气输出供用户呼吸，一部分则流入另一吸附管中将残留的氮气解吸排出，从而实现两个分子筛吸附管13交替循环吸附。散热系统是使用适当排风量的散热风扇为无油空气压缩机16进行散热。降噪系统是指空气从大气抽入空压机过程中以及高浓度氧气将分子筛吸附管内的氮气解吸排入大气过程中，通过填充有隔音棉的消音盒6将吸气与排气的气流弥散从而降低噪音。同时对于无油空气压缩机16底座的减震固定以及空压机外壳内壁贴附隔音棉，能有效降低噪音。该制氧机可以实现在高原环境下携带，并产出大流量、高浓度的氧气，方便用户在超高海拔地区解决个人缺氧问题。

在一些实施例中，所述变压吸附回路包括无油空气压缩机16、二位四通阀12、分子筛吸附管13、单向节流阀、储气瓶14、流量阀8。

在一些实施例中，所述无油空气压缩机16对空气进行压缩并泵入分子筛吸附管13中，在分子筛吸附管13内形成高压环境使得分子筛吸附氮气实现氮氧分离。所述二位四通阀12可实现两个分子筛吸附管13工作状态的切换。所述储气瓶14可缓冲产出的高浓度氧气，稳定出气口的氧气浓度与流量。所述流量阀8可反馈调节输出流量与浓度。

在一些实施例中，所述降噪系统包括无油空气压缩机16底座减震机构、进出气口的消音盒6、无油空气压缩机降噪外壳20和整机外壳。

无油空气压缩机16底座减震机构由双硬质硅胶垫19与硬质弹簧18组成。双硬质硅胶垫19与硬弹簧配合，硬质弹簧18两端各有一块硬质硅胶垫19，硅胶垫中心有螺栓可以与空压机支架17连接。这样既能固定住空压机，还能用硅胶垫与弹簧吸收空压机全向震动的能量，减少噪音。

消音盒6由消音腔室与隔音棉组成。无油空气压缩机降噪外壳20加工时加工出一个方形腔室，填充入适量的隔音棉，再由带有两个气口23的盖板21压紧隔音棉。在进气口处和出气口处分别将消音盒6串联进气路中，使气流从盖板21的一端流入，经隔音棉后从另一端流出，即可实现进出气口的降噪目的。

无油空气压缩机降噪外壳20在其罩住无油空气压缩机16的内壁上贴附波纹隔音棉，使无油空气压缩机16的部分噪音由波纹隔音棉反射并吸附。所述无油空气压缩机降噪外壳20的壳体也对噪音有一定的隔绝作用。

整机外壳采用一个罩壳式结构，绝大部分区域为均质密封壳体，在外部大气与整机内部有传质作用的区域，如整机进气口和排气口处，在所述整机外壳壳壁内部贴有隔音棉。这样可对无油空气压缩机降噪外壳20的噪音起到一定的阻隔作用。

在一些实施例中，散热系统包括轴流风扇10与涡流风扇1。所述散热系统以大流量的所述轴流风扇10为主，以所述涡流风扇1为辅。所述轴流风扇10正对所述无油空气压缩机16进行强制对流散热。所述涡流风扇1设置在轴流风扇10旁工作。散热后产生的热气流经由所述整机外壳侧壁的散热孔排出。

在一个实施例中，无油空气压缩机16使用双硅胶软垫加弹簧的形式固定。空压机专用减震弹簧用螺丝固定在底座上，将空压机固定在空压机支架17上，再用螺丝将空压机支架17与减震弹簧固定，使空压机的径向与横向的震动都由弹簧减震后传入底座。

在一个具体实施例中，在空压机两组进出气口上拧入4个缠上生料带的宝塔接头，事先用1个医疗塑料“T”三通管和1个“L”型两通管和4段合适长度的硅胶软管连接成一套“h”型汇集管，每个硅胶软管与接头连接处都用1条扎带扎紧。“h”型汇集管下端与空压机的2个进气口宝塔接头(或2个出气口)相连，每个接头上用2根扎带将硅胶软管扎紧。“h”型上端与1个带螺纹的医用塑料宝塔接头相连，有螺纹端朝上，从无油空气压缩机降噪外壳20(简称空压机外壳)的进气口出气口伸出，空压机外壳的外侧，盖上进气口(或出气口)密封盖，套上垫片，用医用塑料螺母将螺纹宝塔接头固定在进气口(出气口)密封盖处。至此，空压机的两套进气口和出气口已汇集到空压机外壳的两个螺纹接头上。

另外，进气口初级过滤使用烧结陶瓷过滤器与环形过滤棉固定在整机进气口处并挤压紧实，在底盖套上密封圈后将底盖盖入进气口并压紧，使底盖底面与底座底面齐平。

在一个实施例中，将安装在无油空气压缩机降噪外壳20的消音盒6内填充入适量消音棉，在保证进气量的同时减少进气口噪音，之后用螺钉22将消音盒6的盖板21固定于空压机外壳上。通过用硅胶软管连接，可形成整机进气口-消音盒-空压机进气汇集的空压机进气前处理通路。

在空压机外壳内侧贴满波纹隔音面，同时修整出风扇口、排气口等缺口。在空压机外壳与底座配合的止口缝隙中塞入一层减震隔音棉。

分子筛吸附管总成放置于底座的定位槽上，用分子筛吸附管支架将分子筛吸附管固定在空压机外壳的定位弧口上。将空压机外壳上的出气口汇集接头与分子筛吸附管13总成上的二位四通阀进气口连接。

轴流风扇10与涡轮风扇分别用螺丝固定于空压机外壳顶端对应的螺纹上，轴流风扇10上方盖上防护铁丝网，以防手指刮伤或管路误碰扇叶。

在空压机外壳的排氮消音盒内填充入较多的消音棉，使制氧机排气时富氮气流通过消音盒流入空压机外壳内进行二次降噪，同时增加内部气流对流，增强散热效果。用硅胶软管将分子筛吸附管13总成上二位四通阀的排氮口与排氮消音盒上的接头连接，接头处用扎带扎紧。至此排氮回路形成二位四通阀排氮口-排氮消音盒-空压机外壳内部-大气的通路。

分子筛总成上的缓冲气罐出口端连接至电控流量阀，流量阀连接脉冲呼吸监测阀后分两支气路，一路连接超声波氧浓度流量传感器的脉冲呼吸检测口，用以在脉冲供氧模式下判断用户的呼吸状态，一路连接超声波氧浓度流量传感器的氧浓度流量检测入口，用以检产气的氧浓度与气流量。氧浓度流量检测出口处连接整机出气口。所有管路连接处用扎带扎紧。至此，分子筛总成-流量阀-氧浓度流量传感器-整机出气口的产气回路装配完成。

将显示屏9安装在整机外壳上，集成控制电路板3安装在空压机外壳侧壁上，显示屏9用排线连接至集成控制电路板3上。空压机的驱动电源线与霍尔效应检测线、二位四通阀电源线、轴流风扇10与涡流风扇1电源线、脉冲呼吸检测阀电源线、氧浓度流量传感器电源线、电池供电电源线及总开关都连接至集成控制电路板3相应的端口。电子硬件部分安装完毕。

将整机外壳缓缓下放罩住空压机外壳，用边缘止口定位。四颗M3细纹螺丝按照对角原则顺序拧紧。

将电池与供电电源线连接，塞入整机外壳的电池舱内，供电电源线用热熔胶固定在壳壁上。等电池放置好后，盖上电池舱盖板，顺着止口下滑并锁紧。

本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。