一种便携式制氧机的制作方法

1.本发明涉及制氧机技术领域，特别涉及一种便携式制氧机。


背景技术：

2.便携式制氧机因其体积小、重量轻的主要特点，具备“便携”功能，进而在市场上也具备足够的潜力；其采用物理变压吸附技术，在常温下利用分子筛对空气中的氮气和氧气的吸附能力的差异，实现氮气和氧气的物理分离，制取符合医用标准的高纯度氧气，并实现了可持续不间断地供氧。
3.因制氧机必须具备“便携”特点，其体积大小的合理控制将十分必要；但又因其体积小的特点，导致分子筛性能维持时间较短而产生“氧低”现象，目前市场上针对这一现象的主要解决办法为：第一，用户直接将整台制氧机报废；第二，通过厂家进行分子筛模组的更换；基于此，合理的减小体积使制氧机具备便携条件的前提下，能够实现分子筛的可更换将十分必要，进而能够较大程度地改善了氧低现象。本发明则研制了一种便携式制氧机，以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

4.本发明目的是：提供一种便携式制氧机，以解决现有技术中针对便携式制氧机出现的氧低现象，用户无法快速有效解决的问题。
5.本发明的技术方案是：一种便携式制氧机，包括：主体，所述主体具有出气口母端及进气口母端；吸附塔组件，所述吸附塔组件具有出气口公端及进气口公端，并分别与出气口母端及进气口母端配合；锁止机构，设置于主体与吸附塔组件之间，并安装于主体上，通过与出气口公端进行配合，将出气口公端锁止于出气口母端内，并实现所述吸附塔组件与主体的锁定。
6.优选的，所述出气口公端外缘处具有锁止槽，所述锁止机构在常态下作用于锁止槽内，包括锁止开关及第一复位弹簧，所述锁止开关受第一复位弹簧的作用卡设于锁止槽内，受外力作用脱离锁止槽内，并依次对应具备锁止工位及打开工位。
7.优选的，所述锁止机构还包括卡销及第二复位弹簧，所述卡销受第二复位弹簧的作用对锁止开关在打开工位状态下进行限位，供出气口公端直接插入出气口母端内，并随出气口公端的插入解除限位。
8.优选的，所述锁止机构中：所述锁止开关，具有与出气口母端相对的插口，所述插口下缘具有限位槽，所述限位槽两端的插口下缘为锁止部；所述第一复位弹簧，与所述锁止开关连接，实现常态下驱动锁止部卡设于锁止槽内；所述卡销，沿水平方向设置，端部插设于限位槽内；
所述第二复位弹簧，与所述卡销连接，实现常态下驱动卡销外壁抵设于限位槽内，并使锁止部脱离锁止槽。
9.优选的，所述卡销外端部具有第一外缘面及第二外缘面，所述第一外缘面的外径小于第二外缘面的外径；所述锁止开关处于打开工位状态下，所述卡销的第二外缘面与限位槽相抵。
10.优选的，所述主体与吸附塔组件之间还设置有簧片，所述簧片固定于主体外壁上，并在所述锁止开关处于锁止工位时，实现与吸附塔组件外壁始终相抵；在所述锁止开关由锁止工位切换至打开工位时，对吸附塔组件施加弹力。
11.优选的，所述出气口母端及出气口公端均设置一个，所述进气口母端及进气口公端均设置两个，所述锁止机构对应相互配合的出气口母端及出气口公端进行设置。
12.优选的，所述吸附塔组件内部具有第一腔室及第二腔室，所述第一腔室与第二腔室上端均为储气腔，下端均为进气腔；所述第一腔室与第二腔室内还分别设置有筛料上分隔板、筛料、筛料下分隔板；所述第一腔室与第二腔室上端的储气腔之间具有与出气口公端连通的通腔，进而与出气口公端之间形成三通气路；所述第一腔室与第二腔室下端的进气腔分别独立与两个进气口公端连通。
13.优选的，所述筛料下分隔板固定设置，所述筛料上分隔板活动设置，并压设于筛料上，上端面压设有压紧弹簧。
14.优选的，所述主体下方还安装有电池模块，所述电池模块与所述主体之间设置有卡扣结构；所述卡扣结构包括设置于主体下方端部的卡槽，所述电池模块端部具有与卡槽配合的卡凸，所述卡凸设置于一按压件上。
15.与现有技术相比，本发明的优点是：（1）本发明通过采用吸附塔组件整体可拆卸的新型结构，以便在吸附塔组件的物理滤氮效能降低时能快速更换吸附塔组件，较大程度降低了用户更换吸附塔组件的难度和厂家的售后维护成本，较大程度地改善了氧低现象；可拆卸的结构通过锁止机构得以实现，拆卸方便，大大延长了设备的使用时间，降低用户的使用成本。
16.（2）出气口公端既可以作为通气管路，又可以配合锁止机构实现吸附塔组件与主体的锁定，避免再增设其他结构配合锁止机构完成锁紧，此种设计对于小型便携式制氧机而言，在保证空间足够小的情况下，对实现稳定的锁紧和快速的拆装起到了重要的帮助；在锁止机构空间占用率足够小的情况下，吸附塔组件与主体的体积就可以相对较大，可以延长设备制氧的时间。
17.（3）出气口公端外缘处具有锁止槽，通过第一复位弹簧与簧片的作用可以使得锁止槽自动锁止于锁止机构内，且按压之后可以自动弹出，方便了用户的快速拆装，且配合主体与吸附塔组件之间设置的滑轨与滑槽，实现吸附塔组件沿水平方向的拆装，过程更加快速；相较于现有技术中将吸附塔组件从主体的狭小空间竖直方向抽出需要增加拉手，同时还需要较大的力，本发明效率大大提高；卡销沿水平方向深入至主体内部，在实现对锁止开关打开工位状态下进行限位，并方便下次主体与吸附塔组件组装，进一步的减小了空间的浪费。
18.（4）主体与吸附塔组件之间通过设置滑轨与滑槽，能够实现吸附塔组件自动插入，安装方便；并通过锁止机构的作用，实现主体与吸附塔组件之间的锁定连接，但两者属于间隙配合，因此通过增设簧片，既能满足拆卸时吸附塔组件受簧片的反弹作用快速拆解，又能满足在装配状态下主体与吸附塔组件之间始终处于张紧状态，不会松垮。
19.（5）吸附塔组件内部设置储气腔结构，作为储气缓冲罐作用，此时主体则不需要再设置储气罐结构，减少结构体积，满足便携要求。
附图说明
20.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：图1为本发明实施例1所述的一种便携式制氧机的结构示意图；图2为本发明实施例1所述主体的结构示意图；图3为本发明实施例1所述吸附塔组件的结构示意图；图4为本发明实施例1所述锁止机构的结构示意图；图5为本发明实施例1所述锁止机构在锁定状态下的半剖结构示意图；图6为本发明实施例1所述主体与吸附塔组件装配时的局部剖面放大图；图7为本发明实施例1所述锁止机构在打开状态下的半剖结构示意图；图8为本发明实施例1所述卡扣结构的示意图；图9为本发明实施例2所述吸附塔组件内部的结构示意图；图10为本发明实施例2所述吸附塔组件内部的三通气路的设置结构示意图；图11为本发明实施例3所述的一种便携式制氧机的结构示意图。
21.其中：1、主体；10、连接座，11、支撑座，12、滑轨，13、出气口母端，14、进气口母端，15、槽体，151、导轨；2、吸附塔组件；21、滑槽，22、出气口公端，23、锁止槽，24、进气口公端，25、筛料上分隔板，26、筛料，27、筛料下分隔板，28、储气腔，281、通腔，29、进气腔，210、压紧弹簧；3、锁止机构；31、锁止开关，311、按压部，312、插片部，313、插口，314、锁止部，315、限位槽，32、第一复位弹簧，33、卡销，331、第一外缘面，332、第二外缘面，34、第二复位弹簧；4、电池模块；41、卡槽，42、卡凸，43按压件；5、簧片。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：实施例1如图1、图2所示，一种便携式制氧机，包括主体1、吸附塔组件2、锁止机构3以及电池模块4。
23.如图2所示，主体1呈“l”型结构，在水平方向向外延伸有支撑座11，该支撑座11两
端设置有滑轨12；偏向支撑座11的一侧竖直端面上具有出气口母端13及进气口母端14；其中出气口母端13具有一个，并设置在主体1上方中部，进气口母端14具有两个，并对称设置在主体1下方。
24.如图3所示，吸附塔组件2设置于支撑座11上方，下端两侧对称设置有一对滑槽21，可沿水平方向插入实现滑槽21与滑轨12的配合，实现快速定位，滑槽21为隐藏式设计，其最外缘不超出吸附塔组件2的最外侧，同时可以避免安装后的晃动；吸附塔组件2偏向主体1一侧的竖直端面上具有出气口公端22及进气口公端24，其中出气口公端22具有一个，并设置在吸附塔组件2上方中部，进气口公端24具有两个，并对称设置在吸附塔组件2下方；当滑槽21与滑轨12配合后，能够实现出气口母端13与出气口公端22的配合，以及进气口母端14与进气口公端24的配合。
25.本实施例中，吸附塔组件2的出气口公端22与进气口公端24分布于吸附塔组件2的同侧，并与主体1上处于同侧的出气口母端13及进气口母端14对称排布，结构简单，用户拆卸、安装很方便。
26.结合图4所示，锁止机构3设置于主体1与吸附塔组件2之间，并安装于主体1上，在出气口公端22插入出气口母端13时与出气口公端22进行配合，并将出气口公端22锁止于出气口母端13内，同时实现吸附塔组件2与主体1的锁定；为便于锁止机构3的设置，主体1上与出气口母端13对应的位置处具有一沿竖直方向设置的槽体15；如图3所示，出气口公端22外缘处具有锁止槽23，锁止机构3在常态下作用于锁止槽23内，进而实现锁止动作。
27.具体的，关于锁止机构3，其包括锁止开关31，第一复位弹簧32，卡销33及第二复位弹簧34。
28.如图4所示，锁止开关31包括沿竖直方向设置的插片部312，以及沿水平方向设置的按压部311；插片部312上具有与出气口母端13相对的插口313，插口313下缘具有限位槽315，限位槽315两端的插口313下缘为锁止部314；因锁止开关31需实现上、下位移动作，因此槽体15两端设置有对插片部312进行限位并导向的导轨151。
29.如图5所示，第一复位弹簧32的轴线沿竖直方向设置，上端与锁止开关31的按压部311连接，实现常态下驱动锁止部314卡设于锁止槽23内，即：锁止开关31可受第一复位弹簧32的弹力作用向上运动，使锁止部314卡设于锁止槽23内，设定此时锁止开关31所处工位为锁止工位，具体为图6所示；锁止开关31可受外力（人为向下按压）作用向下运动，使锁止部314脱离锁止槽23内，设定此时锁止开关31所处工位为打开工位，具体为图7所示。
30.如图5、图6所示，卡销33沿水平方向设置，外端部具有第一外缘面331及第二外缘面332，第一外缘面331的外径小于第二外缘面332的外径；锁止开关31处于锁止工位状态下时，第一外缘面331处于限位槽315内，此时锁止开关31的限位具有三种实现方式：其一，锁止部314顶端与锁止槽23相抵，第一外缘面331不与限位槽315下端相抵；其二，锁止部314处于锁止槽23内，但两者不相抵，第一外缘面331与限位槽315下端相抵；其三，锁止部314顶端与锁止槽23相抵，第一外缘面331与限位槽315下端相抵；上述任一种方式，只要保证锁止部314能够进入锁止槽23内，即能实现主体1与吸附塔组件2的锁止配合。如图7所示，锁止开关31处于打开工位状态下时，卡销33的第二外缘面332与限位槽315相抵，使锁止部314脱离锁止槽23内，方便后续吸附塔组件2的插入。
31.如图5-7所示，第二复位弹簧34的轴线沿水平方向设置，与卡销33连接，实现常态
下驱动卡销33第二外缘面332抵设于限位槽315内，并使锁止部314脱离锁止槽23，实现对锁止开关31在打开工位状态下进行限位，方便下次主体1与吸附塔组件2组装时，出气口公端22能够直接插入出气口母端13内；而当吸附塔组件2再次插入时，会推动卡销33克服第二复位弹簧34的弹力向内运动，再次使得第一外缘面331处于限位槽315内，解除卡销33对锁止开关31的限位，此时锁止部314会再次进入锁止槽23内，实现自锁；而当锁止开关31处于锁止工位时，卡销33受第二复位弹簧34的作用始终与吸附塔组件2外壁相抵，可实现吸附塔组件2与主体1处于张紧状态。
32.如图4所示，主体1与吸附塔组件2之间还具有沿竖直方向设置的簧片5，簧片5安装于锁止开关31下方，呈外凸的弧形结构，上端固定于主体1外壁上的槽体15内，下端可受力发生活动，其凸出的外端部在锁止开关31处于锁止工位时，实现与吸附塔组件2外壁始终相抵；在锁止开关31由锁止工位切换至打开工位时，对吸附塔组件2施加弹力，方便吸附塔组件2的拆卸。
33.结合上述，锁止机构3及簧片5在主体1与吸附塔组件2锁定状态和打开状态下的具体工作原理如下：锁定状态下，如图5、图6所示：卡销33，外端面与吸附塔组件2外壁始终相抵，在出气口公端22/进气口公端24沿水平方向插入出气口母端13/进气口母端14过程中，吸附塔组件2推动卡销33克服第二复位弹簧34的弹力作用向内运动，使得第一外缘面331与限位槽315对齐；锁止开关31，因卡销33发生向内的运动，锁止开关31在第一复位弹簧32的弹力作用下向上运动，进而使得锁止部314进入锁止槽23内，实现出气口公端22锁止于出气口母端13内，又由于主体1与吸附塔组件2之间的滑槽21与滑轨12的配合，进而完成吸附塔组件2与主体1的连接，但此时两者的连接仍属于间隙配合。
34.簧片5，因主体1与吸附塔组件2之间的连接，簧片5处于压缩状态，抵设于吸附塔组件2上，使得主体1与吸附塔组件2始终处于张紧状态，不会出现松垮，避免装配出现晃动。
35.打开状态下，如图7所示（由锁定状态至打开状态时，需人为施加作用力至按压部311）：锁止开关31，因外力作用发生向下运动，使得锁止部314脱离锁止槽23内，进而可将吸附塔组件2从主体1内拆卸；卡销33，在限位槽315发生下行运动后，卡销33受第二复位弹簧34的作用向外弹出，使得第二外缘面332与限位槽315对齐，并在按压部311外力释放后，实现第二外缘面332与限位槽315下端相抵，用于对锁止开关31进行限位，方便下一次吸附塔组件2的装配；簧片5，在锁止部314与锁止槽23脱离后，因簧片5本身具备反弹作用，进而将吸附塔组件2弹出，过程中发生滑槽21与滑轨12的配合运动，实现吸附塔组件2的快速拆卸。
36.基于锁止机构3的结构以及工作原理，其执行动作是在出气口公端22与出气口母端13发生配合时实现的，出气口公端22同时执行与出气口母端13的对接以及锁定两个动作，并能在第一复位弹簧32的作用下实现自动上锁；同时通过施力于按压部311，吸附塔组件2在簧片5的反弹作用下自动弹出，拆解方便。
37.如图1所示，电池模块4安装于主体1下方，并与主体1之间设置有卡扣结构；如图8所示，卡扣结构包括设置于主体1下方端部的卡槽41，电池模块4端部具有与卡槽41配合的
卡凸42，卡凸42设置于一按压件43上；在常态下，卡槽41与卡凸42配合，实现主体1与电池模块4的连接；当需拆卸时，施力于按压件43，使卡凸42向下运动并脱离卡槽41，进而将电池模块4从主体1下方拆除。
38.实施例2基于实施例1，本实施例中对吸附塔组件2的结构进行了进一步的设计，如图9、图10所示，吸附塔组件2内部具有并列设置的第一腔室及第二腔室，第一腔室与第二腔室上端均为储气腔28，下端均为进气腔29；因本发明中只设置一个出气口母端13及一个与之配合的出气口公端22，但储气腔28又被进行了分隔，因此第一腔室与第二腔室上端的储气腔28之间具有与出气口公端22连通的通腔281，进而与出气口公端22之间形成三通气路，一路对外输出氧气，一路用于非工作腔室内部氮气的吹洗工作；又由于吸附塔组件2下端具有两个进气口公端24，分别独立与进气腔29连通，在主体1内部控制阀的作用下，可以分别向第一腔室及第二腔室供气。
39.第一腔室与第二腔室内还分别设置有筛料上分隔板25、筛料26、筛料下分隔板27；筛料26主要为锂基，钠基等用于吸附氮气的分子筛原料；筛料下分隔板27固定设置，筛料上分隔板25活动设置，并压设于筛料26上，上端面压设有压紧弹簧210。主要随着吸附、解吸的周期性循环，吸附塔组件2中气体压力也呈周期性变化，而筛料26在此压力作用下，相互之间间隙容易发生变化，促使相互之间产生摩擦，并产生不可避免的粉化现象，从而使整体体积减小；通过设置压紧弹簧210，并始终压紧于筛料26上，有效保障吸附塔组件2的正常工作。
40.为保证吸附塔组件2的工作，主体1内部设有时序控制的换向阀，可以按周期性规律分别向第一腔室、第二腔室提供压缩空气；其中用于供气的腔室为工作腔体，通过筛料吸附氮气，并排出氧气；非供气的腔室为吹洗腔体，解析吸附的氮气并排出，为下一次吸氮排氧做准备。
41.再者，一般变压吸附制氧系统中，由于内部的双腔结构是按时序控制供气的，系统压力是变化的不是个稳定的压力源，所以要设置有储气罐或者叫缓冲罐，以保证流量输出的稳定性；另外在不同工作压力下，吸附塔组件的制氧效能是有差异的，所以单个工作时序内不同时间点所产生的氧气浓度会有所差异，储气罐/缓冲罐的存在同时也有混氧作用，保证氧浓度输出的一致性。储气罐/缓冲罐大小至少等于机器推荐的单个工作时序产生的氧气所对应的体积；例如，对于5l制氧机，吸附塔单个工作时间为6s，设计的系统压力为100kpa，则储气罐/缓冲罐内容积大小＞0.1mpa*(5l/(6s/60s))/（0.1mpa+0.1mpa）=0.25l=250ml。因此，在传统结构中，该具有一定内容积大小的储气罐/缓冲罐必须设置于主体1结构内；而本发明中，通过在吸附塔组件2上方设置储气腔28，作为储气缓冲罐作用，此时主体1则不需要再设置储气罐结构，能够实现结构间的合理布局，减少结构体积，满足便携要求。
42.结合实施例1与实施例2，锁止机构3作用于出气口公端22与出气口母端13配合时，由于传统的吸附塔组件2中具有两个相互配合的出气口公端22及出气口母端13，因此在传统结构的基础上不便于合理设置锁止机构3，因而设计了单个出气口公端22与出气口母端13；但为了保证吸附塔组件2的工作合理性，因而设计了三通气路，一路对外输出氧气，一路用于非工作腔室内部氮气的吹洗工作，并通过增设储气腔28实现三通气路布置的一个过渡，而该储气腔28又再次满足整体结构的布局合理性。
43.实施例3本实施例中，与实施例1的不同点在于：主体1、吸附塔组件2以及电池模块4的布局；如图11所示，本实施例中，主体1呈
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型结构，在竖直方向向下延伸有连接座10，以图示方向为例，吸附塔组件2安装于连接座10右侧，并贴合主体1设置；电池模块4安装于主体1下方的连接座10左侧，并与主体1通过卡扣结构实现连接。
44.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。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。