一种适用于高原环境下的制氧机及其使用方法与流程

本发明涉及一种高原制氧技术领域，尤其涉及一种适用于高原环境下的制氧机及其使用方法。

背景技术：

高原环境的氧气稀薄，缺氧是引发高原反应造成人体和人脑工作能力下降的主要原因，海拔越高，对人体的生理机能伤害越大。

高原反应是人到达一定海拔高度后，身体为适应高海拔所造成的气压差、含氧量少、空气干燥等变化，而产生的自然生理反应。高原办公环境氧气稀薄，人员用氧量大，长期处在缺氧环境，常常会使人的注意力分散，工作效率降低，严重时还会使人产生头痛、乏困、疲劳等症状。高原富氧系统可有效消除各种高原反应，增加办公环境内的氧气浓度，使人们精神饱满，注意力集中，尤其是对高海拔地区重要工作或军事工作有效和充分的体力、脑力的应激反应效果明显，以及工作和活动后体力、脑力的迅速恢复，有着非常简便和可靠的使用价值。

因此本发明提供一种针对海拔3000-4500高原用户使用的制氧机。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于高原环境下的制氧机及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种适用于高原环境下的制氧机，包括制氧机主体，所述制氧机主体的空气进入口对应设有组合式洁净空气过滤网，所述组合式洁净空气过滤网的输出端依次与压气机和膜分离装置连通，所述膜分离装置通过连通管与真空机组连通，所述连通管上对应设有真空表和真空电磁阀，所述真空机组的输出管与板式散热器连通，所述板式散热器对应设有一散热器风扇，且板式散热器的输出口分别与水气分离器、排气噪音抑制器以及低噪音涡轮送风机依次连通，所述低噪音涡轮送风机的送风口与富氧气体送风口连通，从而构成了制氧机主体的内部主要组件结构，所述制氧机主体内设有控制交互系统，所述控制交互系统分别与真空表和真空电磁阀电连接，且控制交互系统内设有plc控制器和多个检测器，所述检测器包括进风压差检测器、真空泵排气温度检测器、臭氧浓度检测器、氧气浓度检测器、大气压检测器、海拔高度检测器、环境湿度检测器以及环境温度检测器，其制氧机的使用方法如下：

步骤1：将制氧机连接电源，并开启制氧机，使空气通过组合式洁净空气过滤网进行过滤处理，并送入压气机中进行增压处理，使增压后的空气可以顺利进行膜分离装置进行再次分离过滤；

步骤2：步骤1中分离过滤后的空气通过设有真空表和真空电磁阀的连通管输送到真空机组中，由于真空机组的作用改变内部的气压压强，并通过板式散热器配合散热器风扇使真空机组流出的空气实现降温；

步骤3：步骤2中通过真空机组的空气在真空低温环境下会氧气会首先发生液化现象，出现液态空气和空气的混合物，然后送入水气分离器，通过水气分离器将含有大量液体氧气气体送入排气噪音抑制器中，在利用低噪音涡轮送风机送入富氧气体送风口处，实现无噪音送气；

步骤4：制氧机内的控制交互系统上的各检测器会对室内的环境进行检测，并利用plc控制器设计的数据实现自动调节，通过控制真空电磁阀实现室内含氧量的稳定供给。

本发明中，所述进风压差检测器设有组合式洁净空气过滤网的输出端口处，且组合式洁净空气过滤网由多个空气滤网构成，实现0.15mm有效过滤，所述真空泵排气温度检测器位于真空机组内的真空泵处。

本发明中，所述臭氧浓度检测器、氧气浓度检测器、大气压检测器、海拔高度检测器、环境湿度检测器以及环境温度检测器均设有制氧机的外侧。

本发明中，所述膜分离装置的工作效率不小于每小时25立方米。

与现有技术相比，本发明一种适用于高原环境下的制氧机及其使用方法，可以为高原地区有特殊需求的客户提供了一个接近平原的工作环境，供养系统稳定且可调节，同时与同类型类型设备相比，体积小，能耗低，使用方便。

附图说明

图1是本发明一种适用于高原环境下的制氧机的整体原理图；

图中：1、组合式洁净空气过滤网，2、压气机，3、膜分离装置、4、真空表，5、真空电磁阀，6、真空机组，7、板式散热器，8、散热器风扇，9、控制交互系统，10、水气分离器，11、排气噪音抑制器，12、低噪音涡轮送风机，13、富氧气体送风口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明公开了一种适用于高原环境下的制氧机，包括制氧机主体，其特征在于：所述制氧机主体的空气进入口对应设有组合式洁净空气过滤网1，所述组合式洁净空气过滤网1的输出端依次与压气机2和膜分离装置3连通，所述膜分离装置3通过连通管与真空机组6连通，所述连通管上对应设有真空表4和真空电磁阀5，所述真空机组6的输出管与板式散热器7连通，所述板式散热器7对应设有一散热器风扇8，且板式散热器7的输出口分别与水气分离器10、排气噪音抑制器11以及低噪音涡轮送风机12依次连通，所述低噪音涡轮送风机12的送风口与富氧气体送风口13连通，从而构成了制氧机主体的内部主要组件结构，所述制氧机主体内设有控制交互系统9，所述控制交互系统9分别与真空表4和真空电磁阀5电连接，且控制交互系统9内设有plc控制器和多个检测器，所述检测器包括进风压差检测器、真空泵排气温度检测器、臭氧浓度检测器、氧气浓度检测器、大气压检测器、海拔高度检测器、环境湿度检测器以及环境温度检测器，其制氧机的使用方法如下：

步骤1：将制氧机连接电源，并开启制氧机，使空气通过组合式洁净空气过滤网1进行过滤处理，并送入压气机2中进行增压处理，使增压后的空气可以顺利进行膜分离装置3进行再次分离过滤；

步骤2：步骤1中分离过滤后的空气通过设有真空表4和真空电磁阀5的连通管输送到真空机组6中，由于真空机组6的作用改变内部的气压压强，并通过板式散热器7配合散热器风扇8使真空机组6流出的空气实现降温；

步骤3：步骤2中通过真空机组6的空气在真空低温环境下会氧气会首先发生液化现象，出现液态空气和空气的混合物，然后送入水气分离器10，通过水气分离器10将含有大量液体氧气气体送入排气噪音抑制器11中，在利用低噪音涡轮送风机12送入富氧气体送风口13处，实现无噪音送气；

步骤4：制氧机内的控制交互系统9上的各检测器会对室内的环境进行检测，并利用plc控制器设计的数据实现自动调节，通过控制真空电磁阀5实现室内含氧量的稳定供给。

本发明中，所述进风压差检测器设有组合式洁净空气过滤网1的输出端口处，且组合式洁净空气过滤网1由多个空气滤网构成，实现0.15mm有效过滤，所述真空泵排气温度检测器位于真空机组6内的真空泵处。

本发明中，所述臭氧浓度检测器、氧气浓度检测器、大气压检测器、海拔高度检测器、环境湿度检测器以及环境温度检测器均设有制氧机的外侧。

本发明中，所述膜分离装置3的工作效率不小于每小时25立方米。

实时方案

项目按海拔4000米高度设计，容积210m³，大约有15人。密封为四级密封水平。房间整体增氧，要求项目富氧浓度达到当地水平的24%（v/v%o2）。

1．氧浓度为24%时的单位容积含氧量计算

查得4000米海拔的地区的大气压为61.71kpa，黄海海平面0海拔的大气压为101.325kpa，含氧量为299.3g/m³，由于大气含氧量与气压成正比，则可计算出4000米海拔时的大气含氧量4000米时，相对体积浓度为20.9%时：

pa/po=ηa1/ηo

ηa1=pa×ηo/po

=0.0617×299.3/0.101325

=182.2g/m³

4000米时，相对体积浓度为24%时：

ηa2=（24/20.9）×182.2=209.3g/m³

式中pa——折算到标准状态（0℃，101.325kpa）时的压力值(mpa)

po——标准状态的压力值(0.101325mpa)

ηa——使用海拔状态下的含氧量（g/m³）

ηo——标准状态下海平面的含氧量（g/m³）

2．增氧总量计算

由以上氧含量可知：4000米海拔处，当氧浓度提升到24%时,相当于海拔2950m处含氧量。此时每立方空气必须补给的氧气量：

g=209.3-182.2=27.1g

空间容积为210m³，则增氧总量gt=210×27.1=5691g≈5.7kg

3.空间的增氧策略与富氧新风量计算分为增氧与维护补氧两个阶段。增氧阶段，隔绝所有通风换气，只有富氧机组进富氧新风。经过一段时间运行，单元内部氧浓度增到24%后，进入维护补氧阶段，此时富氧机组任务为保持氧浓度稳定在23-24%，补充排风、漏气损失。

（1）富氧机组出氧浓度为29%时的含氧量与补氧量

4000m海拔，氧浓度为29%时，含氧量为：

ηa3=（29/20.9）×182.2=252.8g/m

3每立方新风补氧量为：252.8-182.2=70.6g/m

3=0.07kg/m³

（2）空间维护富氧量计算

空间中人员数取15人，则按照我军高原国防工程新风量计算，可以取每人5m³/h，

新风量为75m³/h，则排风量取60m³/h。

（3）富氧机组选型

此时损失的氧量gp为：60×27.1=1626g=1.626kg。

需要补进的29%富氧新风为：1.626/0.07=23.23m³/h，考虑泄露取25m³/h。

（4）空间增氧阶段时间

210/25×0.24/0.29=6.9小时。考虑人员出入等漏气量影响，增氧时间取7小时。

据以上计算，建议选用1套25m³/h的膜分离制氧机

该种适用于高原环境下的制氧机及其使用方法，可以为高原地区有特殊需求的客户提供了一个接近平原的工作环境，供养系统稳定且可调节，同时与同类型类型设备相比，体积小，能耗低，使用方便。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。