一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构的制作方法

本发明涉及制氧储备，具体涉及一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构。

背景技术：

1、制氧机主要是利用空气分离技术完成氧气和氮气的分离过程，并主要利用储气罐等结构收集其中的氧气，而收集氧气这一过程中主要依赖制氧机运行时自身压力，而在储气罐达到最大装载量后，需要及时更换储气罐。

2、常规更换方式利用卡子等结构临时封闭氧气管道后及时更换新的储气罐，或增设中转结构作为氧气输送过程中的“中转站”，以达到不停机更换的目的，但是在这一过程，制氧机内部依旧处于持续运行过程，而利用卡子等结构中断氧气输送这一过程，会导致制氧机内部呈现运行压力增加或运行压力降低的压力失衡这一情况，在压力失衡这一情况影响到制氧效率，又因为制氧过程需要确保运行压力环境处于相对稳定的状态，所以完成储气罐更换完成后，需要再次等待制氧机内部运行压力环境恢复到相对稳定的状态，否则在氧气收集这一过程中出现氧气纯度降低这一问题。

3、针对上述技术问题，本申请提出了一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构，用于解决现行储存氧气中储气罐这一过程因导致制氧气内部运行压力环境出现失衡这一状态，直接影响到制氧过程中的工作效率，也会影响到氧气收集过程中的纯度。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构，包括制氧机本体和储气瓶，所述制氧机本体和储气瓶之间设置有中转筒，所述中转筒内部沿竖直方向滑动安装有浮块，且中转筒沿浮块的上侧位置和下侧位置分别设置为上气仓和下气仓，所述中转筒对应上气仓的外部位置上安装有与储气瓶相对应的出气管，所述制氧机本体的出气端位置上安装有进气管；

3、所述浮块对应下气仓的位置上安装有橡胶球囊，所述橡胶球囊与上气仓内部之间连通，所述中转筒上表面中心点位置上安装有电动推杆，所述电动推杆的传动轴向下贯穿且与浮块之间为固定连接；

4、所述中转筒对应上气仓和下气仓的位置上均安装有压力传感器，所述制氧机本体外部设置有控制器，所述控制器中设置有关联制氧机本体、电动推杆的控制系统，所述控制系统用于控制电动推杆的运动过程。

5、进一步设置为：所述进气管的末端位置上安装有分口套，所述分口套上连接有对应上气仓和下气仓的气管，且分口套中转动安装有分气叶轮。

6、进一步设置为：所述中转筒对应浮块的内壁上侧位置上安装有限位圈。

7、进一步设置为：在使用过程中，根据储气瓶的储气上限，设置如下运动过程：

8、运动过程一：在储气瓶未达到储气上限时，制氧机本体中产生的氧气同步输送到上气仓和下气仓，且将上气仓作为中转区域，氧气通过上气仓－出气管进入到储气瓶中；

9、运动过程二：在储气瓶达到储气上限时，将出气管与储气瓶进行分离，氧气留存在上气仓和下气仓中，且通过电动推杆带动浮块上移，以控制系统完成应用在中转筒内部的调压平衡过程。

10、进一步设置为：所述控制系统中包括数据集成采集单元、数据分析单元和运动控制单元，数据集成采集单元用于收集中转筒中的静态参数、电动推杆的动态参数以及两个压力传感器中的检测数据，并将静态参数、动态参数和检测数据发送到数据分析单元中；

11、在数据分析单元中，以检测数据和静态参数建立关联运动过程二的环境模型，并将动态参数代入到环境模型中得到平衡系数，然后将平衡系数发送到运动控制单元中；

12、在运动控制单元中对平衡系数进行二次优化得到中间阈值，中间阈值用于表示上气仓和下气仓内部的压力波动程度，并以中间阈值控制电动推杆的运动过程。

13、进一步设置为：静态参数包括上气仓和下气仓和橡胶球囊的体积参数，并分别设置为v1、v2、v3，v1=v2且等于中转筒内部体积的二分之一，动态参数用于表示浮块通过电动推杆上下移动过程中的单位进程，检测数据用于表示上气仓和下气仓中的压力数值，以p1、p2进行表示。

14、进一步设置为：以m表示平衡系数，且m=p2/p1，并设置平衡系数中的中间阈值为0.93，根据运动过程二对平衡系数的计算过程优化为：，分别用于表示下气仓中的氧气存量、体积变化，并设置如下阶段：

15、阶段一：浮块持续上移，上气仓中压力维持在p1的状态，而下气仓压力持续上升且压力波动程度增大；

16、阶段二：下气仓压力保持上升但压力波动程度降低，上气仓中压力变化在p1的基础上增加；

17、阶段三：在将出气管重新连接在新的储气瓶上后，浮块下移，标记阶段二中上气仓和下气仓中的氧气存量、体积变化，分别以进行表示，将平衡系数的计算过程再次优化为：，用于表示下气仓对上气仓的氧气补充量，表示动作时间、制氧机本体单位时间中的制氧量，并以压力波动程度为基础设置0.12，且以动作时间为基础设置或的方式

18、本发明具备下述有益效果：

19、整体结构建立在制氧机稳定运行的基础上，且为了实现不停机更换储气罐的目的采用主动式压力失衡的控制方式，其表现在于：在氧气无法输送到储气罐的过程中，在中转筒中通过浮块的移动过程形成压力失衡的环境，其目的在于：避免制氧机内部工作环境发生压力失衡而导致其制氧效果降低的问题，且其中的上气仓作为连通制氧机与储气罐的直接结构，从而在形成压力失衡的基础上，还需要将与上气仓相对应的下气仓“主动承担”压力失衡这一状态；

20、结合上述内容来说，对浮块的移动过程进行稳定控制，其表现为：主要用于控制上气仓和下气仓的体积变化，并等量换算为氧气存量所产生的压力变化，整体过程以压力变化为基础，并通过控制浮块的单位进程实现上气仓和下气仓之间的平衡系数，通过限制平衡系数中的中间阈值与所对应的压力波动程度，保证在产生主动式压力失衡的情况下，对压力失衡状态进行进一步限制，以避免中转筒中氧气反吹到制氧机内部的问题。

技术特征：

1.一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构，包括制氧机本体（1）和储气瓶（5），其特征在于，所述制氧机本体（1）和储气瓶（5）之间设置有中转筒（3），所述中转筒（3）内部沿竖直方向滑动安装有浮块（11），且中转筒（3）沿浮块（11）的上侧位置和下侧位置分别设置为上气仓（301）和下气仓（302），所述中转筒（3）对应上气仓（301）的外部位置上安装有与储气瓶（5）相对应的出气管（6），所述制氧机本体（1）的出气端位置上安装有进气管（9）；

2.根据权利要求1所述的一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构，其特征在于，所述进气管（9）的末端位置上安装有分口套（8），所述分口套（8）上连接有对应上气仓（301）和下气仓（302）的气管，且分口套（8）中转动安装有分气叶轮（13）。

3.根据权利要求2所述的一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构，其特征在于，所述中转筒（3）对应浮块（11）的内壁上侧位置上安装有限位圈（12）。

4.根据权利要求3所述的一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构，其特征在于，在使用过程中，根据储气瓶（5）的储气上限，设置如下运动过程：

5.根据权利要求4所述的一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构，其特征在于，所述控制系统中包括数据集成采集单元、数据分析单元和运动控制单元，数据集成采集单元用于收集中转筒（3）中的静态参数、电动推杆（7）的动态参数以及两个压力传感器（4）中的检测数据，并将静态参数、动态参数和检测数据发送到数据分析单元中；

6.根据权利要求5所述的一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构，其特征在于，静态参数包括上气仓（301）和下气仓（302）和橡胶球囊（10）的体积参数，并分别设置为v1、v2、v3，v1=v2且等于中转筒（3）内部体积的二分之一，动态参数用于表示浮块（11）通过电动推杆（7）上下移动过程中的单位进程，检测数据用于表示上气仓（301）和下气仓（302）中的压力数值，以p1、p2进行表示。

7.根据权利要求6所述的一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构，其特征在于，以m表示平衡系数，且m=p2/p1，并设置平衡系数中的中间阈值为0.93，根据运动过程二对平衡系数的计算过程优化为：，分别用于表示下气仓（302）中的氧气存量、体积变化，并设置如下阶段：

技术总结本发明公开了一种无需停机的制氧机用储气罐更换结构，涉及制氧储备技术领域，基于制氧机运行过程为基础，为实现不停机更换储气罐的目的采用主动式压力失衡的控制方式，且主动式压力失衡过程主要体现在中转筒中而非直接作用到制氧机的工作环境中，在这一过程利用分气叶轮和浮块两个简单结构，具体是将主动式压力失衡状态由中转筒内部承担，且利用控制系统控制浮块的移动过程，进一步将中转筒内部的主动式压力失衡状态由下气仓承担，整体过程的目的在于：在制氧机不停机的运行状态下保持制氧机的制氧工作环境维持稳定，以稳定压力波动程度的方式进行稳定控制。技术研发人员：钮建康受保护的技术使用者：江苏思缔医疗科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29