一种自锁式气体分配阀组件和制氧系统的制作方法

1.本实用新型涉及制氧机技术领域，特别涉及一种自锁式气体分配阀组件和制氧系统。


背景技术：

2.在小型制氧机中，给用户提供氧气的方式可以是持续的和脉冲的，持续供氧就是用户打开机器之后，持续不断地向用户输送氧气；但有时为了节约能源、电源，尤其是用户带着制氧机到户外活动时，就希望能尽可能节约功耗，这时制氧机用脉冲的方式给用户供氧，即检测用户呼吸频率，并根据用户呼吸频率设置供氧频率。
3.在制氧组件和用户之间，通常通过阀的开闭进行供气方式(连续或者脉冲)的选择。持续供氧模式下，阀需要持续打开，连通制氧组件和用户，给用户供氧；当脉冲供氧模式下，系统检测用户的呼吸频率，并根据用户呼吸频率给用户供氧，只在用户最有效吸氧阶段提供氧气供应，所以相比于连续供氧，只有很少的时间制氧组件和用户之间的阀是打开的，大量时间阀为关闭状态。
4.现有技术中，电磁阀在打开和关闭这两个状态中，通常有一个状态是需要持续通电得以保持的，但通常对于用户来说，连续和脉冲的任何一种状态都可能会成为经常使用的状态，所以，总有一种模式状态下是控制制氧组件和用户之间通断的阀是持续耗电，或者大量时间在耗电，这不仅浪费电源，同时也非常影响阀的寿命。


技术实现要素：

5.根据以上现有技术的不足，本实用新型提供了一种气体分配阀组件和制氧系统，采用自锁式阀，响应于脉冲信号实现通路切换，所以无论制氧机的连续或脉冲模式中任何一种处于长期使用状态，在维持状态期间，该自锁阀组件都不需要耗费电量，减少了能耗，改善了阀寿命短的问题，提升了用户使用体验。
6.本实用新型所提供的技术方案为：
7.一方面提供了一种自锁式气体分配阀组件，包括，
8.一阀座，其内部设置有空腔；及，
9.一分隔件，将空腔分为相互不连通的第一腔室和第二腔室，所述分隔件跟随第一腔室内的气压变化产生位移，所述第一腔室设置有用于充放气的两个开口，所述第二腔室内有至少一个进气口和至少一个出气口；及，
10.至少两个常闭电磁阀，分别用于控制给第一腔室充气和放气；
11.一阀门通断控制件，位于第二腔室内，所述阀门通断控制件的一端与分隔件固定或可拆卸连接，或者阀门通断控制件的一端与分隔件一体成型，所述阀门通断控制件跟随分隔件的移动而沿自身轴向移动；
12.所述阀门通断控制件沿其轴向运动时，实现第二腔室内某个进气口和出气口之间气路的通断切换。
13.进一步地，还包括，
14.一弹性件，位于第一腔室内，其一端与阀门通断控制件的一端或者分隔件的一侧连接，另一端与第一腔室的内壁连接；
15.或者，所述弹性件位于第二腔室，其一端与阀门通断控制件的一端或者分隔件的一侧连接，另一端与第二腔室的内壁连接或相抵；
16.所述弹性件用于阀门通断控制件或者分隔件的复位。
17.进一步地，所述分隔件为可变形结构，所述阀门通断控制件的一端与分隔件固定连接，并跟随分隔件的形变产生轴向位移；
18.或者，所述分隔件为活塞结构，所述活塞结构的侧壁与空腔的内侧壁良好贴合。
19.进一步地，所述第二腔室内开设的进气口和出气口数量均为1，所述阀座内为两位两通阀。
20.进一步地，所述第二腔室内设置有一个第一进气口a1、第二进气口a2和一个出气口b
′
，所述阀座内为两位三通阀。
21.另一方面本实用新型还提供了一种制氧系统，包括：
22.压缩机，用于产生压缩空气；
23.制氧单元，用于利用压缩机产生的压缩空气产生氧气；
24.第一输氧管路，用于在脉冲供氧模式下，将制氧单元产生的氧气以脉冲的形式输送给用户需氧处；
25.第三常闭电磁阀，设置于第一输氧管路上，用于控制第一输氧管路的通断；
26.压力采集装置，用于采集第一输氧管路内的气压信息；
27.控制器，用于获取压力采集装置的气压信息，并控制压缩机、制氧单元和第三常闭电磁阀按照预设的程序运行；
28.还包括第二输氧管路，其中间串联有如上述两位两通的分配阀组件，用于在连续供氧模式下将制氧单元产生的氧气持续地输送给用户需氧处；
29.所述自锁式气体分配阀组件响应于控制器的控制信号，用于控制第二输氧管路的通断；
30.所述自锁式气体分配阀组件的第一腔室通过常闭电磁阀与压缩机的出气口相连通。
31.进一步地，所述第三常闭电磁阀为两位两通电磁阀，所述压力采集装置设置于第一输氧管路内的第三常闭电磁阀和用户需氧处之间。
32.再一方面本实用新型还提供了一种制氧系统，包括：
33.压缩机，用于产生压缩空气；
34.制氧单元，利用压缩机产生的压缩空气产生氧气；
35.第一输氧管路，用于在脉冲供氧模式下，将制氧单元产生的氧气以脉冲的形式输送给用户需氧处；
36.第三常闭电磁阀，设置于第一输氧管路上，用于控制第一输氧管路的通断；
37.压力采集装置，用于采集第一输氧管路内的气压信息；
38.控制器，用于获取压力采集装置的气压信息，并控制压缩机、制氧单元和第三常闭电磁阀按照预设的程序运行；
39.还包括第二输氧管路，所述第二输氧管路和第一输氧管路通过上述两位三通的分配阀组件连接到一汇总管路，所述汇总管路将氧气输送给用户需氧处，所述自锁式气体分配阀组件响应于控制器的控制信号，用于控制第一输氧管路和用户需氧处之间或者第二输氧管路与用户需氧处之间的通断；
40.所述自锁式气体分配阀组件的第一腔室通过常闭电磁阀与压缩机的出气口相连通。
41.进一步地，所述第三常闭电磁阀为两位三通电磁阀，其一个进气口和出气口串联于第一输氧管路中，其另一个进气口与一外置管路连通，所述压力采集装置设置于外置管路中；所述第三常闭电磁阀响应于控制器实现两个第一连通和第二连通之间的切换，所述第一连通为第一输氧管路的连通，所述第二连通为外置管路和用户需氧处的连通。
42.进一步地，还包括一雾化装置，所述自锁式气体分配阀组件中的用于给第一腔室放气的常闭电磁阀的出气口通过气道管路与雾化装置的进气口相连通，用于给雾化装置提供高压空气。
43.本实用新型具有以下有益效果：1.本实用新型通过采用至少两个常闭电磁阀实现为第一腔室内气体的充入、释放和保持，并通过第一腔室内气压的变化带动分隔件发生位移，进而带动阀门通断控制件实现阀座中进气口和出气口之间气路通断，相对于现有技术中的单纯的常开或者常闭电磁阀控制供氧管路的通断，本技术只需要利用脉冲信号控制常闭电磁阀的开闭，进而控制进入第一腔室的气压，因为气压可以在不耗电的情况下维持，进而实现整个阀的状态自锁，不仅增加了阀的使用寿命，同时也减小了电能损耗。2.本技术提供的制氧系统，通过采用了自锁式气体分配阀组件，不仅增加了整个系统的使用寿命，更增加了用户的使用体验。当两个常闭电磁阀均处于打开状态时，外设气源(取自压缩机)通过第一腔室直接接至雾化装置，只需要控制器控制该两个常闭电磁阀的开闭即可以实现雾化功能的关闭，更减少了整个系统的部件设置，简化了系统组成，节约了空间，降低了成本。
附图说明
44.图1是本实用新型所提供实施例中阀座为两位两通阀时的结构示意图；
45.图2是本实用新型所提供实施例中阀座为两位三通阀时的结构示意图；
46.图3是本实用新型所提供实施例中，电气原理示意图；
47.图4是本实用新型所提供的一个实施例的制氧系统的原理示意图；
48.图5是本实用新型所提供的另一个实施例的制氧系统的原理示意图；
49.图6是本实用新型所提供的再一个实施例的制氧系统的原理示意图；
50.图中：1、阀座；2、分隔件；21、第一腔室；2101、进气口a；2102、出气口a；2111、第一进气口a1；2112、第二进气口a2；2113、出气口b
′
；211、第一开口；212、第二开口；213、第一常闭电磁阀；214、第二常闭电磁阀；22、第二腔室；3、阀杆；4、弹性件；51、压缩机；52、制氧单元；53、第一输氧管路；54、第三常闭电磁阀；55、压力采集装置；56、控制器；57、第二输氧管路。
具体实施方式
51.下面结合附图对本实用新型做进一步描述。
52.实施例：
53.随着人们生活水平的不断提高和改善，对健康的需求逐渐增强，吸氧将逐步成为家庭和社区康复中的一种重要手段，制氧设备也向着更贴合用户需求的方向发展，比如体积越来越小，功耗越来越低。
54.目前，为了尽可能减小功耗，已有技术方案通过对用户呼吸频率的检测，调节给用户供氧的频率，比如通过压力传感器采集用户吸气或者呼气时产生的压力变化进而得到呼吸频率。但有时，也不考虑节省功耗，比如有市电供应时，或病人较严重，需要较大氧量，可以持续供氧。
55.即，持续供氧和脉冲模式供氧都有可能成为用户在不同时间段长时间使用的模式，而通常用户两种模式切换的电磁阀，必然有一种模式下的状态(开或者闭)是需要依靠电能持续维持的。这就导致总有一种状态会存在电磁阀持续耗电的状态，因此这种小型制氧机，在能耗控制上，还有进一步提升的空间。
56.本技术提供了一种分配阀组件，能够有效解决上述能耗问题，在一个实施例中，分配阀组件包括，阀座1，其内部设置有空腔；及分隔件2，将空腔分为相互不连通的第一腔室21和第二腔室22，分隔件2跟随第一腔室21内的气压变化产生位移，通过该位移实现阀座1进气口和出气口之间的通断调整，第一腔室21设置有用于充放气的两个开口，具体可以是，第一腔室21设置有第一开口211和第二开口212，第二腔室22内有至少一个进气口和至少一个出气口；及至少两个常闭电磁阀，分别用于给第一腔室21充气和放气，具体可以是，如图1所示，采用第一常闭电磁阀213，其出气口与第一开口211相连通，用于给第一腔室21充气，其进气口与外设气源相连通，考虑到便携式制氧机对结构精简的要求，可以是用于给分子筛提供压缩气体的压缩机51提供压缩空气的一个分支气路，还有第二常闭电磁阀214，其进气口与第二开口212相连通，用于给第一腔室21放气，其出气口可以直接与大气相连，或和产生负压的部件相连，此处不再赘述。
57.还包括一阀门通断控制件，其结构形式可以有多种，通过其位于第二腔室22内的部分控制第二腔室22内进气口和出气口之间的通断，在一实施例中，其一端与分隔件2固定或可拆卸连接，其结构可以有多种形式，这里具体可以是一个阀杆3，如图1所示，阀杆3的上下两端可以设置有橡胶部件，配合阀座中的腔室结构，可以实现阀座1进气口和出气口的通断，该橡胶部件可以和分隔件2是一体成型的.
58.或者在另一实施例中，阀门通断控制件的一端也可以与分隔件2的一体成型(图中未示出)，阀门通断控制件跟随分隔件2的移动而沿自身轴向移动，阀门通断控制件也可以是其他结构，配合阀座1第二腔室22内部的结构，实现进气口和出气口之间的切换。
59.具体地，分隔件2和阀杆3的运动情况可以是，当第一腔室21内气压因充气达高于预设的第一气压阈值时或者当给第一腔室21充气的时间达到预设的第一时间阈值时，分隔件2在第一腔室21气压变高时，向第二腔室22移动，阀门通断控制件沿远离第一腔室21的方向移动，第一腔室21内气压因放气低于预设的第二气压阈值时或者当给第一腔室21放气的时间达到预设的第二时间阈值时，阀门通断控制件沿靠近第一腔室21的方向移动；
60.阀座1可以是至少两位两通的阀，阀门通断控制件沿其轴向运动时，实现某个进气口和某个出气口之间气路的通断切换。
61.分隔件2随着第一腔室21内的气压变化产生位移，为了方便其复位，本技术的阀组
件还可以包括一弹性件4，在一实施例中，该弹性件4可以位于第一腔室内，其一端与阀门通断控制件的一端或者分隔件2的一侧固定或者可拆卸连接或者铰接连接，连接方式可以是多种，只要能够保证弹性件4可以带动阀门通断控制件或分隔件2复位即可，另一端与第一腔室的内壁固定或可拆卸连接，或其他连接方式，利用弹性件的拉伸状态恢复过程实现分隔件的复位(图中未示出)。
62.在另一个实施例中，弹性件4还可以位于第二腔室22中，如图1所示，弹性件4的一端与阀门通断控制件的一端或者分隔件2的一侧连接，另一端与第二腔室22的内壁固定连接或可拆卸连接或相抵，或其他连接方式，利用弹性件的压缩状态恢复过程实现分隔件2的复位，弹性件4可以是弹簧。
63.为了实现分隔件2随第一腔室21内的气压变化移动，在一个实施例中，如图1所示，分隔件2为可变形结构，且保证不透气，分隔件2可以是边缘或者中心可形变结构，比如可以是膜片结构，或者边缘为弹性膜的结构，可以是橡胶等可变形材料制成，阀门通断控制件的一端与分隔件固定连接，并跟随膜片的形变产生轴向位移，这里具体的，分隔件2为橡胶材质边缘可形变结构的膜片，阀门通断控制件的中央与分隔件2的中央固定连接，可以是一体成型的橡胶材质，也可以是分开但胶合在一起的结构；
64.在另一个实施例中，分隔件2可以为活塞结构，所述活塞结构的侧壁与空腔的内侧壁良好贴合(图中未示出)。
65.在一个实施例中，阀座1的进气口和出气口组成的结构可以是两位两通，如图1所示，设置有一个进气口a2101和一个出气口a2102；
66.当第一腔室21内气压高于预设的第一阈值时，进气口a2101和出气口a2102连通，当第一腔室内气压因放气达低于预设的第二阈值时，进气口a2101和出气口a2102断开。
67.或者，为了其他使用场景，在另一个实施例中，阀座1的进气口和出气口构成结构可以是两位三通，如图2所示，包括第一进气口a12111、第二进气口a22112和一个出气口b
′
2113。
68.当第一腔室21内气压因充气高于预设的第一阈值时，第一进气口a12111和出气口b
′
2113连通，所述第二进气口a22112和出气口b
′
2113断开；当第一腔室21内气压因放气低于预设的第二阈值时，第一进气口a12111和出气口b
′
2113断开，第二进气口a22112和出气口b
′
2113连通。
69.根据需要，在本技术所提供技术方案的基础上，本领域技术人员还可以想到通过分隔件2或者阀杆3的结构设置，配合阀座1出入口的数量，做成其他n位m通的阀，此处不再详细列出。
70.本技术所提供的技术方案，通过采用至少两个常闭电磁阀实现为第一腔室内气体的充入、释放和保持，并通过第一腔室内气压的变化带动分隔件发生位移，进而带动阀门通断控制件实现阀座中进气口和出气口之间气路通断，相对于现有技术中单纯的常开或者常闭电磁阀控制供氧管路的通断，本技术只需要利用脉冲信号控制常闭电磁阀的开闭，进而控制进入第一腔室的气压，因为气压可以在不耗电的情况下维持，进而实现整个阀的状态自锁，不仅增加了阀的使用寿命，同时也减小了电能损耗。
71.另一方面，本技术还提供了一种使用上述气体分配阀组件的制氧系统，如图3所示，包括用于产生压缩空气的压缩机51；利用压缩机51产生的压缩空气产生氧气的制氧单
元52；用于在脉冲供氧模式下，将制氧单元产生的氧气以脉冲的形式输送给用户需氧处的第一输氧管路53；设置于第一输氧管路53上，用于控制其通断的第三常闭电磁阀54；压力采集装置55，用于采集第一输氧管路53内的气压信息；控制器56，用于获取压力采集装置55的气压信息，并控制压缩机51、制氧单元52和第三常闭电磁阀54按照预设的程序运行；本制氧系统能同时提供连续和脉冲供氧，脉冲模式时设置压力采集装置55采集第一输氧管路53内气压变化确定用户的呼吸频率。
72.还包括用于在连续供氧模式下将制氧单元52产生的氧气持续地输送给用户需氧处的第二输氧管路57，在一个实施例中，第二输氧管路57和第一输氧管路53平行设置或者两管路靠近用户需氧处一端通过一个三通汇总到同一管路中。在第二输氧管路57中设置如上所述的两位两通的自锁式气体分配阀组件，如图4所示，进气口a2101作为氧气的输入端，出气口a作为氧气的输出端接在第二输氧管路中。所述自锁式气体分配阀组件响应于控制器的控制信号，控制第二输氧管路57的通断；所述自锁式气体分配阀组件的用于给第一腔室21放气的常闭电磁阀的进气口与压缩机51的出气口相连通，控制压缩机51来的压缩空气是否进入第一腔室21。
73.第三常闭电磁阀的结构可以有多种，具体的，在一个实施例中，第三常闭电磁阀可以是两位两通电磁阀，压力采集装置55设置于第一输氧管路内的第三常闭电磁阀54和用户需氧处之间。
74.在另一个实施例中，如图5所示，本技术还提供一种制氧系统，其具有如上述制氧系统所具有的压缩机、制氧单元、第一输氧管路、第三常闭电磁阀、压力采集装置、控制器以及第二输氧管路，区别于上述制氧系统，其中第二输氧管路使用了上述两位三通的自锁式气体分配阀组件。
75.第二输氧管路57和第一输氧管路53通过两位三通的自锁式气体分配阀组件连接到一汇总管路，进一步输送给用户需氧处。第一输氧管路53靠近用户需氧处的一端与自锁式气体分配阀组件的第一进气口a12111相连通，第二输氧管路57靠近用户需氧处的一端与自锁式气体分配阀组件的第二进气口a22112相连通。汇总管路的一端与自锁式气体分配阀组件的出气口b
′
2113相连通，汇总管路的另一端悬空。
76.所述自锁式气体分配阀组件响应于控制器56的控制信号，用于控制第一输氧管路53和用户需氧处之间的通断或者第二输氧管路57与用户需氧处之间的通断；
77.所述自锁式气体分配阀组件的第一腔室21通过常闭电磁阀与压缩机51的出气口相连通。
78.此种采用两位三通结构的“自锁式气体分配阀组件”的制氧系统中，因为当制氧系统处于脉冲模式供氧时，若靠近用户需氧处一端的导气管发生堵塞导致从制氧单元来的高压氧气不能输出第一输氧管路内积累高压氧气，此时，如果压力采集装置位于第一输氧管路内，则极易因承受高压被损坏或者发生漂移，导致检测不准确，为了进一步保护脉冲模式状态下的压力采集装置，本技术还提供了另一个实施例，如图6所示，第三常闭电磁阀为两位三通电磁阀，其一个进气口和出气口串联于第一输氧管路中，其另一进气口与一外置管路连通，压力采集装置55设置于外置管路中；第三常闭电磁阀响应于控制器56实现两个第一连通和第二连通之间的切换，所述第一连通为第一输氧管路的连通，所述第二连通为外置管路和用户需氧处的连通。
79.脉冲模式下，在一个供氧周期内，给用户供氧时，第三常闭电磁阀将制氧单元和用户需氧处相连通，供氧结束检测用户呼吸状态时，则将压力采集装置所在管路与用户需氧处相连通。这样，当管路堵塞时，管路切换到压力采集装置与用户需氧处相连通，压力采集装置不会受到持续供应的高压氧气的损坏，增加了整个装置的使用寿命，减少了返修率，提高了用户使用体验。
80.在上述的制氧系统中，自锁式气体分配阀组件中的用于给第一腔室21放气的常闭电磁阀的出气口可以与大气相连通，考虑到再次利用压缩机供应的压缩空气，也可以将该常闭电磁阀的出气口连接到其他装置或者设备中。
81.考虑到需氧疗的用户，有时也有雾化治疗需求，在另一个实施例中，本制氧系统还包括一雾化装置，该雾化装置可以是常用的雾化杯等能作为药液雾化场所的装置，压缩气体从压缩机51出来经过用于给第一腔室充放气的常闭电磁阀和第一腔室之后，再通过导管输入至雾化装置内，药液可以直接存储在雾化装置内，在压缩气体作用下，使药液雾化，进而将雾化产生的气溶胶排出，供使用者使用。压缩气体到雾化装置，不需要额外设置控制开闭的阀，且不需布置过多管路，因雾化治疗不是常态，故将常闭电磁阀同时打开做雾化不会耗费过多电量，对常闭电磁阀的寿命影响很小。
82.综上，本技术提供的制氧系统，通过采用了自锁式气体分配阀组件，不仅增加了整个系统的使用寿命，更增加了用户的使用体验。当与第一腔室连通的两个常闭电磁阀均处于打开状态时，外设气源(通常为给分子筛供压缩空气，可以同时取一支路作为高压气源)可以通过第一腔室直接接至雾化装置，只需要控制器控制该两个常闭电磁阀的开闭即可实现雾化功能，更减少了整个系统的部件设置，简化了系统组成，节约了空间，降低了成本。
83.以上为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书以及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。