具有流量感測(cè)裝置的比例氧濃縮裝置制造方法
【專利摘要】用于濃縮氧氣的方法和系統(tǒng)，其包括提供便攜式設(shè)備，所述設(shè)備具有多個(gè)篩床、貯存器、壓縮機(jī)、氧氣輸送閥、流量傳感器和控制電子裝置，所述多個(gè)篩床中的每一個(gè)篩床包括第一端和第二端，貯存器存儲(chǔ)從所述多個(gè)篩床的第二端離開(kāi)的富氧氣體，氧氣輸送閥通過(guò)輸送線路與所述貯存器相連通，流量傳感器與所述輸送線路相關(guān)聯(lián)，控制電子裝置適合于控制所述氧氣輸送閥的操作；通過(guò)所述流量傳感器來(lái)測(cè)量經(jīng)過(guò)所述傳感器的所述富氧氣體的流量，并且輸出指示流量的信號(hào)；以及使用所述控制電子裝置，基于所述信號(hào)來(lái)控制打開(kāi)和關(guān)閉所述氧氣輸送閥，以從所述貯存器輸送所述富氧氣體至使用者。
【專利說(shuō)明】具有流量感測(cè)裝置的比例氧濃縮裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本專利申請(qǐng)依據(jù)35U.S.C§ 119(e)要求2011年9月13日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/533，871的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容在這里被通過(guò)參考并入。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于提供氧氣的系統(tǒng)和方法，并且特別是涉及用于通過(guò)吸附來(lái)從空氣濃縮氧氣的便攜式設(shè)備和使用這種設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]肺病患者通常需要輔助氧氣來(lái)提高他們的舒適度和/或生活質(zhì)量。穩(wěn)定的氧氣源是可利用的，舉例來(lái)說(shuō)，醫(yī)院或可提供氧氣給患者的其他設(shè)施中的氧氣線路。為了允許一些機(jī)動(dòng)性，純氧和/或濃縮氧氣的鋼瓶能夠被提供，患者可以攜帶或以別的方式帶走它們，舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)拉動(dòng)拖車(chē)。然而，這樣的鋼瓶，具有有限的容量且大而沉重，限制了患者的機(jī)動(dòng)性。
[0005]已經(jīng)建議通過(guò)從環(huán)境空氣濃縮氧氣來(lái)提供輔助氧氣的便攜式裝置。例如，美國(guó)專利 N0.5，531，807、N0.6，520，176、N0.6，764，534、N0.7，368，005、N0.7，402，193、N0.7，794，522和N0.7，837，761公開(kāi)了便攜式氧氣濃縮器，所述濃縮器從環(huán)境空氣中分離氮?dú)猓⑶覀魉蜐饪s的氧氣流，所述濃縮的氧氣流可被存儲(chǔ)在罐中或被直接傳送至患者。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的目的在于提供便攜式氧氣濃縮器，所述濃縮器包括多個(gè)篩床，所述篩床被構(gòu)造成從空氣中吸收氮?dú)猓恳粋€(gè)篩床包括第一端口和第二端口 ；與所述多個(gè)篩床的所述第二端口相連通的至少一個(gè)貯存器，所述貯存器被構(gòu)造成存儲(chǔ)從所述多個(gè)篩床的所述第二端口離開(kāi)的富氧氣體；壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)被構(gòu)造成在一個(gè)或多個(gè)期望壓力下輸送空氣至所述多個(gè)篩床的所述第一端口 ；氧氣輸送閥，所述閥通過(guò)輸送線路與所述貯存器相連通；與所述輸送線路相關(guān)聯(lián)的流量傳感器，所述流量傳感器被構(gòu)造成測(cè)量流過(guò)所述傳感器的所述富氧氣體的流量，并輸出指示流量的信號(hào)；以及控制器，所述控制器被構(gòu)造成基于所述信號(hào)來(lái)控制打開(kāi)和關(guān)閉所述氧氣輸送閥，以從所述貯存器輸送所述富氧氣體至使用者。
[0007]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)方面在于提供用于濃縮氧氣的方法，所述方法包括提供便攜式設(shè)備，所述便攜式式設(shè)備具有多個(gè)篩床、貯存器、壓縮機(jī)、氧氣輸送閥、流量傳感器以及控制電子裝置，在多個(gè) 篩床中的每一個(gè)篩床包括第一端和第二端，貯存器存儲(chǔ)從所述多個(gè)篩床的所述第二端口離開(kāi)的富氧氣體，氧氣輸送閥通過(guò)輸送線路與所述貯存器相連通，流量傳感器與所述輸送線路相關(guān)聯(lián)，控制電子裝置適于控制所述氧氣輸送閥的操作；通過(guò)所述流量傳感器來(lái)測(cè)量流過(guò)所述傳感器的所述富氧氣體的流量，并輸出指示流量的信號(hào)；以及基于所述信號(hào)，使用所述控制電子裝置來(lái)控制打開(kāi)和關(guān)閉所述氧氣輸送閥，以從所述貯存器輸送所述富氧氣體至使用者。
[0008]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)方面在于提供被構(gòu)造成濃縮氧氣的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括壓縮裝置，所述壓縮裝置用于從空氣的供給產(chǎn)生壓縮空氣的供給；分離裝置，所述分離裝置用于從壓縮空氣的供給提供富氧氣體的供給；氧氣存儲(chǔ)裝置，所述氧氣存儲(chǔ)裝置用于存儲(chǔ)所述富氧氣體；閥裝置；感測(cè)裝置，所述感測(cè)裝置用于測(cè)量流過(guò)所述感測(cè)裝置的所述富氧氣體的質(zhì)量流量，并且用于輸出指示該流量的信號(hào)；以及用于基于所述信號(hào)來(lái)控制打開(kāi)和關(guān)閉所述閥裝置以輸送所述富氧氣體至使用者的裝置。
[0009]在參考附圖理解接下來(lái)的描述以及所附權(quán)利要求之后，本實(shí)施例的這些及其它目標(biāo)、特征以及特性，以及結(jié)構(gòu)的相關(guān)元件和零件組合的操作方法和功能性以及制造的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)變得更加清楚，所有這些內(nèi)容形成了本說(shuō)明書(shū)的一部分，其中各個(gè)附圖中類似的附圖標(biāo)記代表對(duì)應(yīng)的部件。然而可以清楚理解的是，附圖僅僅用于解釋和描述的目的并且并非作為對(duì)本發(fā)明界限的限定。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的便攜式氧氣濃縮器的側(cè)面剖視圖(出于清楚的目的，壓縮機(jī)、進(jìn)氣過(guò)濾器、篩床、貯存器和控制器未示出)；
[0011]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的便攜式氧氣濃縮器；
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的所述便攜式氧氣濃縮器的支撐構(gòu)件(或中心底盤(pán))的后視圖，支撐構(gòu)件具有整體地形成的上部(氧氣)和下部(空氣)歧管；
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的便攜式氧氣濃縮器的殼體構(gòu)件，以及貯存器、閥和控制器設(shè)置其上的所述支撐構(gòu)件的一個(gè)側(cè)面的透視圖；
[0014]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的便攜式氧氣濃縮器的殼體構(gòu)件和支撐構(gòu)件的另一個(gè)透視圖；
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支撐構(gòu)件的透視圖，所述支撐構(gòu)件具有附接在所述支撐構(gòu)件的另一側(cè)面上的壓縮機(jī)、空氣過(guò)濾器和噪音屏蔽構(gòu)件；以及
[0016]圖7是所述支撐構(gòu)件(與圖6中所示的相同的側(cè)面)的另一個(gè)透視圖，其中篩床附接在所述支撐構(gòu)件上。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在此所使用的單數(shù)形式的“一個(gè)”、“一”和“這個(gè)”包括復(fù)數(shù)形式，除非文中另外明確地指出。在此所使用的兩個(gè)或多個(gè)部分或部件“聯(lián)接”的陳述應(yīng)指，這些部分或直接地或間接地、即通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間部件或部分被聯(lián)接在一起或一起操作，只要產(chǎn)生了聯(lián)結(jié)。在此所使用的“直接地聯(lián)接”是指兩個(gè)元件彼此直接接觸。在此所使用的“固定地聯(lián)接”或“固定”是指，兩個(gè)構(gòu)件被聯(lián)接成作為一個(gè)部件移動(dòng)且相對(duì)彼此保持恒定的方位。
[0018]在此所使用的術(shù)語(yǔ)“一體式”是指，部件作為單一的件或單元制造。換言之，包括單獨(dú)地制造、然后再作為一個(gè)單元聯(lián)接在一起的多個(gè)件的部件不是“一體式”部件或結(jié)構(gòu)體。在此所采用的兩個(gè)或多個(gè)部件或部分彼此“接合”的陳述應(yīng)指，部件彼此或直接地或通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間部件或部分施加作用力。在此所使用的術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”應(yīng)指，一個(gè)或大于一個(gè)的整數(shù)(即，多個(gè))。[0019]在此使用的方向術(shù)語(yǔ)，例如但不限于，頂部、底部、左、右、上、下、前、后及其派生術(shù)語(yǔ)涉及圖中所示的元件的方位，而不是對(duì)權(quán)利要求進(jìn)行限制，除非在此明確地指出。
[0020]圖1-7中示出了便攜式氧氣濃縮器10的示范性實(shí)施例。便攜式氧氣濃縮器10包括:多個(gè)篩床(舉例來(lái)說(shuō)，罐或其他床)12 ;壓縮機(jī)14 ;貯存器18 (舉例來(lái)說(shuō)，氧存儲(chǔ)罐)；通過(guò)輸送線路21與氧存儲(chǔ)罐或貯存器18相連通的氧輸送閥19 ;流量傳感器23，所述傳感器與輸送線路21相關(guān)聯(lián)且被構(gòu)造成測(cè)量流過(guò)流量傳感器23的富氧氣體的流量，并輸出指示其的信號(hào)；以及控制器22，所述控制器被構(gòu)造成控制打開(kāi)和關(guān)閉氧輸送閥19，以基于所述信號(hào)將所述富氧氣體從貯存器18輸送至使用者。
[0021]可選地，便攜式氧氣濃縮器10可包括一個(gè)或多個(gè)附加部件，舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)或多個(gè)止回閥、過(guò)濾器、傳感器、電源(未示出)，和/或其他部件，所述附加部件中的至少一些可被聯(lián)接至控制器22 (和/或一個(gè)或多個(gè)附加控制器，同樣未示出)，如下文進(jìn)一步所描述的那樣。需要被意識(shí)到的是，術(shù)語(yǔ)“氣流”、“空氣”或“氣體”在此被一般地使用，盡管涉及的特定流體可能是環(huán)境空氣、加壓氮?dú)?、濃縮氧氣及其類似物。
[0022]參考圖1、4和5，便攜式氧氣濃縮器10可包括殼體59，所述殼體包括多個(gè)壁61，所述壁可限定便攜式氧氣濃縮器10的外部結(jié)構(gòu)表面。多個(gè)壁61可包括一對(duì)側(cè)壁63、前壁65、頂壁71、底壁69和后壁67。便攜式氧氣濃縮器10可包括攜帶把手73，所述把手連接至壁61中的至少一個(gè)(舉例來(lái)說(shuō)，頂壁71)，以使便攜式氧氣濃縮器10能夠被運(yùn)輸。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，殼體59可由至少兩個(gè)配對(duì)殼體構(gòu)件59A和59B形成,所述兩個(gè)配對(duì)殼體構(gòu)件彼此配合以在其中限定中空內(nèi)部75。殼體59的中空內(nèi)部75包括支撐構(gòu)件250、篩床12、貯存器18、壓縮機(jī)14，以及便攜式氧氣濃縮器10的其他部件。第一配對(duì)殼體構(gòu)件59A包括前壁65，以及側(cè)壁63的至少一部分、底壁69、頂壁71和把手73，與此同時(shí)，第二配對(duì)構(gòu)件59B包括后壁67，以及側(cè)壁63的至少一部分、底壁69、頂壁71和把手73。第一配對(duì)殼體構(gòu)件59A和第一配對(duì)殼體構(gòu)件59B可使用任何已知的附接機(jī)構(gòu)，例如使用緊固件，來(lái)彼此連接。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，側(cè)壁63和/或底壁69可包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口 160 (圖4和5)，所述進(jìn)氣口可與便攜式氧氣濃縮器10的中空內(nèi)部75相連通。進(jìn)氣口 160被構(gòu)造成允許空氣容易經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口 160，但防止大的物體從中通過(guò)。
[0025]如圖1和3中所示，便攜式氧氣濃縮器10可包括支撐構(gòu)件250。所述支撐構(gòu)件250可形成便攜式氧氣濃縮器10的中心底架或框架。便攜式氧氣濃縮器10的空氣歧管16和氧氣輸送歧管102被整體地形成或整體地成型在支撐構(gòu)件250上。具有整體形成的空氣歧管16和氧氣輸送歧管102的不例性底架或框架的補(bǔ)充信息可在2011年9月13日公布的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/533，962中找到，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0026]如同將要在下文中進(jìn)行描述的，空氣歧管16包括用于使空氣進(jìn)入篩床12中的進(jìn)氣通道64-66，包括用于將氮?dú)馀懦龊Y床12到大氣中的排出通道68。氧氣輸送歧管102還包括用于使富氧氣體從篩床12的第二端口 34至貯存器18的通路108-109。氧氣輸送歧管102還包括使富氧氣體從貯存器18進(jìn)入用于輸送所述氧氣至使用者的裝置中的通路108和109。
[0027]如圖2和3中所示，空氣歧管16在其中限定了多個(gè)通道64-68。所述空氣歧管16的基礎(chǔ)可包括至少部分地限定了壓縮機(jī)出氣通道64、篩床12、通道66，以及出口通道68的渠道67。
[0028]可選地，進(jìn)氣過(guò)濾器(圖2和6) 162可被提供用于在灰塵或其他微粒進(jìn)入壓縮機(jī)14之前，從抽吸到進(jìn)氣口 160 (圖4和5)的環(huán)境空氣移除所述灰塵或其他微粒。
[0029]壓縮機(jī)14可以是能夠抽吸環(huán)境空氣至便攜式氧氣濃縮器10中并壓縮所述空氣至一個(gè)或多個(gè)期待壓力以輸送至篩床12的任何裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)14是多頭裝置(multiple headed device),其包括馬達(dá)、聯(lián)接至所述馬達(dá)的凸輪組件、聯(lián)接至所述凸輪組件的驅(qū)動(dòng)軸或桿、以及聯(lián)接至所述驅(qū)動(dòng)軸的多個(gè)隔膜組件或頭。示例性壓縮機(jī)的補(bǔ)充信息可在美國(guó)專利7，794，522中找到，該專利的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0030]為了減少壓縮機(jī)的噪音級(jí)別，隔音罩177 (如圖6中所示)可圍繞壓縮機(jī)14形成，以吸收壓縮機(jī)14產(chǎn)生的噪音。如圖6中所示，壓縮機(jī)14、進(jìn)氣過(guò)濾器162和隔音罩177被布置在支撐構(gòu)件250的第一側(cè)表面251上。
[0031]參考圖2、4和5，便攜式氧氣濃縮器10可包括用于制造穿過(guò)空氣歧管16內(nèi)的通道64-68的一個(gè)或多個(gè)流路的一組空氣控制閥20?？刂破?2可被聯(lián)接至空氣控制閥20，用于選擇性地打開(kāi)和關(guān)閉空氣控制閥20，以控制氣流穿過(guò)空氣歧管16。也就是說(shuō)，空氣控制閥20可被選擇性地打開(kāi)或關(guān)閉以提供流路，舉例來(lái)說(shuō)從壓縮機(jī)出氣通道64到篩床12、通道66和/或從篩床12、通道66到出口通道68。例如，當(dāng)供氣控制閥20AS打開(kāi)時(shí)，流路可被限定為從壓縮機(jī)14、穿過(guò)壓縮機(jī)出氣通道64和供氣控制閥20AS并進(jìn)入篩床12A。當(dāng)排氣控制閥20Be打開(kāi)時(shí)，流路可被限定為從篩床12B、經(jīng)過(guò)篩床通道66B和空氣控制閥20BE，并進(jìn)入排氣通道68。
[0032]參考圖2和7，篩床12被構(gòu)造成從空氣中吸收氮?dú)?。每個(gè)篩床12都包括外殼30，舉例來(lái)說(shuō)呈細(xì)長(zhǎng)的中空?qǐng)A筒形，所述外殼包括第一端口 32和第二端口 34。外殼30可由實(shí)際上剛性的材料，舉例來(lái)說(shuō)塑料(諸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“ABS”)、聚碳酸酯及類似材料)、金屬(諸如鋁)或者合成材料制成。外殼30可根據(jù)空間、性能和/或結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)而具有任何期待的形狀。例如，外殼30可具有圓柱形、橢圓形、正方形、矩形或其他規(guī)則或不規(guī)則多邊形的橫截面。
[0033]外殼30可至少部分地被過(guò)濾介質(zhì)或篩材料36填充，以提供能夠從在壓力下被輸送至篩床12內(nèi)的空氣中吸收氮?dú)獾暮Y床。為了保持殼30中的篩材料36，篩床12可具有鄰近于殼30的第一端口 32和第二端口 34中的每一個(gè)的碟或板(未示出)。所述板可彼此間隔布置以限定所述板之間和殼30內(nèi)所期待的容量。所述板可包括位于其中的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口或氣孔(未示出)，以允許氣流穿過(guò)所述板。通常地，篩床12可這樣填充使得在篩材料36中沒(méi)有實(shí)質(zhì)的空隙，舉例來(lái)說(shuō)，這樣使得篩材料36在所述板之間實(shí)際上被基本上塞滿了。可能被包括在便攜式氧氣濃縮器10中的示例性的板的補(bǔ)充信息可在美國(guó)專利7，794，522中找到，該專利的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0034]篩材料36可包括能夠從加壓的環(huán)境空氣中吸收氮?dú)獾囊环N或多種已知的材料，從而允許氧氣從篩床12被散出或以其它方式排出。可被采用的示例性的篩材料包括合成沸石、LiX,及其類似材料,諸如 UOP 0xysiv5、5A、Oxysiv MDX 或者 Zeochem Z10-06。可被期待的是，在篩床12中提供多層篩材料36，舉例來(lái)說(shuō)提供在第一端口 32和第二端口 34之間的各層中具有不同性質(zhì)的篩材料。
[0035]雖然在圖2和7中兩個(gè)篩床12被示出，但是將要被理解的是，一個(gè)或多個(gè)篩床12可以被提供，舉例來(lái)說(shuō)根據(jù)所期待的重量、執(zhí)行效率及其類似方面?？赡鼙话ㄔ诒銛y式氧氣濃縮器10中的示例性的篩床/篩材料的補(bǔ)充信息可在美國(guó)專利4，859，217和7，794，522中找到，這些專利的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0036]參考圖2，便攜式氧氣濃縮器10可包括清空孔81，所述清空孔可提供直接在篩床12的第二端口 34之間連通的通道。清空孔81可保持持續(xù)打開(kāi)，從而為氧氣提供通道以從一個(gè)篩床12到另一個(gè)，舉例來(lái)說(shuō)在一個(gè)篩床12被填充，另一個(gè)被清空的時(shí)候?？赡鼙话ㄔ诒銛y式氧氣濃縮器10中的示例性的清空孔81的補(bǔ)充信息可在美國(guó)專利7，794，522中找到，該專利的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0037]參考圖2和7，便攜式氧氣濃縮器10可包括氧氣側(cè)平衡閥83。氧氣側(cè)平衡閥83被構(gòu)造成平衡篩床12A和12B中的床壓。在篩床12的壓力循環(huán)期間，在篩床12A中的壓力會(huì)比在篩床12B中的壓力高，這指示出所述床不平衡。在這樣的情況下，氧氣側(cè)平衡閥83被操作(打開(kāi))以從篩床12A釋放壓力，并提供壓力至篩床12B，例如在壓縮機(jī)14從篩床12A轉(zhuǎn)換至篩床12B以供給壓縮空氣至篩床12B之前。當(dāng)壓縮機(jī)開(kāi)始供給壓縮空氣至篩床12B時(shí)，從篩床12A轉(zhuǎn)移一些壓力至篩床12B允許篩床12B處于一些中間壓力下(而不是處于零壓力下)。由于氧氣側(cè)平衡閥83允許篩床12B處于一些中間壓力下(而不是處于零壓力下)，氧氣側(cè)平衡閥83使效率最大化，舉例來(lái)說(shuō)減少便攜式氧氣濃縮器10的功耗。
[0038]參考圖2，便攜式氧氣濃縮器10可包括一對(duì)止回閥110。止回閥110可簡(jiǎn)單地是壓力激發(fā)閥。止回閥110可簡(jiǎn)單地是依靠橫跨所述閥的壓差而在一個(gè)方向上打開(kāi)的彈性偏壓閥，諸如傳統(tǒng)的傘形閥。當(dāng)氧氣輸送歧管102被安裝至篩床12和貯存器18或鄰近篩床12和貯存器18安裝時(shí)，止回閥110提供從篩床12到氧氣輸送通道108的單向流路。氧氣輸送通道108直接且持續(xù)地通過(guò)開(kāi)口 112與和貯存器18相連通。
[0039]參考圖2、4和5，貯存器18與篩床12的第二端口 34相連通。貯存器18可包括細(xì)長(zhǎng)的管狀殼，用于存儲(chǔ)從篩床12的第二端口 34離開(kāi)的富氧氣體。與在此所描述的便攜式氧氣濃縮器10的其他部件相類似地，貯存器18的殼可由塑料(諸如ABS、聚碳酸酯及其類似塑料)、金屬(諸如鋁)或合成材料形成。
[0040]在另一個(gè)選擇中，便攜式氧氣濃縮器10可包括多個(gè)貯存器18 (未示出)，所述貯存器可被提供在便攜式氧氣濃縮器10內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)位置處，舉例來(lái)說(shuō)，放置在可用空間的不同位置，但是使便攜式氧氣濃縮器10的總體尺寸最小化。貯存器可通過(guò)一根或多根撓性管(未示出)和/或通過(guò)氧氣輸送歧管102彼此連接，以允許氧氣被輸送至貯存器及從貯存器被抽出。任選地，在這個(gè)選擇中，一個(gè)或多個(gè)閥可被提供用于控制氧氣進(jìn)入及流出貯存器的流量。
[0041]此外或可選地，便攜式氧氣濃縮器10可包括一個(gè)或多個(gè)撓性貯存器18，舉例來(lái)說(shuō)可隨著氧氣被輸送至其中或送出其外而膨脹或收縮的袋或其他容器。貯存器18在貯存器18膨脹時(shí)可具有預(yù)定的形狀或可彈性地膨脹以填充便攜式氧氣濃縮器10內(nèi)的可用空間。可選地，一個(gè)或多個(gè)剛性貯存器可被提供，其與一個(gè)或多個(gè)撓性貯存器(未示出)相連通，舉例來(lái)說(shuō)，以節(jié)約便攜式氧氣濃縮器10內(nèi)的空間。在另一個(gè)選擇中，一個(gè)或多個(gè)貯存器18可被提供作為空氣歧管16和氧氣輸送歧管102中的一個(gè)或兩者的部分，而不是作為單獨(dú)的部件。
[0042]參考圖2，氧氣輸送歧管102可被提供用于從篩床12輸送氧氣至貯存器18，并且然后至便攜式氧氣濃縮器10的使用者。氧氣輸送歧管102包括與有關(guān)輸送氧氣至便攜式氧氣濃縮器10的使用者的部件相連通的一個(gè)或多個(gè)氧氣輸送通道108、109。
[0043]空氣歧管16和氧氣輸送歧管102可由任何工程級(jí)材料，舉例來(lái)說(shuō)塑料(諸如ABS、聚碳酸酯及其類似材料)、金屬(諸如鋁及其類似金屬)或者合成材料形成。如上文所指出的，空氣歧管16和氧氣輸送歧管102可通過(guò)整體地形成在支撐構(gòu)件250中而形成?？諝馄绻?6和氧氣輸送歧管102可通過(guò)注射成型、鑄造、機(jī)加工，及其類似方法形成。在一個(gè)實(shí)施例中，空氣歧管16和氧氣輸送歧管102可由相對(duì)輕質(zhì)的塑料材料形成。
[0044]參考圖2、4和5，氧氣輸送閥19可以是通過(guò)輸送線路21與貯存器18相連通的比例閥?？刂破?2從傳感器，包括但不限于壓力傳感器120或122、氧氣傳感器118和/或流量傳感器23接收輸入?？刂破?22被構(gòu)造成基于從所述傳感器接收的輸入而控制比例(患者輸送)氧氣輸送閥19何時(shí)被完全打開(kāi)、完全關(guān)閉或部分打開(kāi)以及氧氣輸送閥19打開(kāi)的程度。
[0045]在一個(gè)實(shí)施例中，氧氣輸送閥19是可調(diào)節(jié)的限制裝置。例如，氧氣輸送閥19是壓電閥，諸如Festo制造的壓電閥(零件號(hào)或型號(hào):VEMR-B-6-13-D6-W4-22X5-R5)。所述壓電閥通常耗電量低，從而延長(zhǎng)了便攜式氧氣濃縮器10的電池壽命。
[0046]參考圖2，流量傳感器23與輸送線路21相關(guān)聯(lián)，并被構(gòu)造成測(cè)量經(jīng)過(guò)輸送線路21的氧氣的瞬時(shí)質(zhì)量流量，且提供反饋至比例輸送氧氣輸送閥19。在一個(gè)實(shí)施例中，流量傳感器23是質(zhì)量流量傳感器，諸如Honeywell制造的流量傳感器(零件號(hào)或型號(hào):AWM92100V)或者Festo制造的流量傳感器(零件號(hào)或型號(hào):1238841)。參考圖2，便攜式氧氣濃縮器10包括氧氣溫度傳感器131 (諸如熱敏電阻、熱電偶，或者任何其他溫度傳感器)和局部壓力傳感器133，諸如Freescale制造的由大氣壓力傳感器(零件號(hào)或型號(hào):MPXM2102A)制成的那些局部壓力傳感器。氧氣溫度傳感器131被構(gòu)造成測(cè)量經(jīng)過(guò)輸送線路21的氧氣的溫度，同時(shí)局部壓力傳感器133被構(gòu)造成測(cè)量局部環(huán)境壓力。
[0047]所測(cè)得的氧氣溫度和所測(cè)得的局部環(huán)境壓力被發(fā)送至處理器25。處理器25被構(gòu)造成使用來(lái)自氧氣溫度傳感器131的這個(gè)氧氣溫度測(cè)量結(jié)果和來(lái)自局部壓力傳感器133的局部環(huán)境壓力測(cè)量結(jié)果，連同從流量傳感器23獲得的質(zhì)量流量測(cè)量結(jié)果，來(lái)獲得測(cè)定體積流速測(cè)量結(jié)果。
[0048]在圖示的實(shí)施例中，如圖4中所示，氧氣溫度傳感器131和局部壓力傳感器133被安置在流量傳感器23的上游。在另一個(gè)實(shí)施例中，氧氣溫度傳感器131和局部壓力傳感器133被安置在流量傳感器的下游(仍然在附近)。
[0049]參考圖2、4和5，壓力傳感器120 (舉例來(lái)說(shuō)，壓差傳感器)還可被安裝至氧氣輸送歧管102和/或氧氣輸送歧管102的下方,這樣使得壓力傳感器120的端口可測(cè)量氧氣輸送通道108-109之間并因此跨越氧氣輸送閥19的壓力差。可選地，壓力傳感器120可被用于獲得貯存器壓力。例如，當(dāng)氧氣輸送閥19被關(guān)閉時(shí)，氧氣輸送閥19的上游壓力可基本上與貯存器18內(nèi)的壓力相對(duì)應(yīng)。
[0050]如圖2中所示，壓力傳感器120可被聯(lián)接至處理器25，舉例來(lái)說(shuō)，以提供信號(hào)，所述信號(hào)可被處理器25處理以確定橫跨氧氣輸送閥19的壓差?？刂破?2可使用這個(gè)壓差來(lái)確定從便攜式氧氣濃縮器10被輸送的氧氣的流速,或確定被輸送的氧氣的其他參數(shù)?？刂破?2可基于所得到的流速，舉例來(lái)說(shuō)基于一個(gè)或多個(gè)反饋參數(shù)，來(lái)改變氧氣輸送閥19打開(kāi)的頻率和/或持續(xù)時(shí)間。
[0051]參考圖2、4和5,氧氣傳感器118也可被安裝至氧氣輸送歧管102和/或氧氣輸送歧管102的下方。氧氣傳感器118能夠測(cè)量流過(guò)其中的氧氣的純度，舉例來(lái)說(shuō)，測(cè)量經(jīng)過(guò)氧氣傳感器118的氣體的音速的超聲傳感器，諸如由堪薩斯州的Douglas Scientific ofShawnee制造的那些?？蛇x地，氧氣傳感器118可以是陶瓷的或側(cè)流傳感器。
[0052]氧氣傳感器118可被聯(lián)接至處理器25，并可產(chǎn)生與純度成比例的電子信號(hào)，所述信號(hào)可被處理器25處理，并被控制器22用來(lái)改變便攜式氧氣濃縮器10的操作。因?yàn)檠鯕鈧鞲衅?18的精度可被經(jīng)過(guò)其中的氣流所影響，所以可被期望的是，在無(wú)流動(dòng)狀態(tài)期間對(duì)純度信號(hào)進(jìn)行取樣，舉例來(lái)說(shuō)當(dāng)氧氣輸送閥19被關(guān)閉時(shí)。
[0053]壓力傳感器122可被聯(lián)接至氧氣輸送歧管102。壓力傳感器122可以是壓阻壓力傳感器，其能夠測(cè)量絕對(duì)壓力。壓力傳感器122提供可被用于探測(cè)使用者何時(shí)開(kāi)始吸氣的壓力讀數(shù)?？墒褂玫氖纠該Q能器包括Honeywell Microswitch24PC01SMT換能器、SensymSXOUMotorola Μ0Χ，或者由所有傳感器制造商(All Sensors)制造的其他傳感器。因?yàn)閴毫鞲衅?22可被暴露在便攜式氧氣濃縮器10的全系統(tǒng)壓力下，所以可期待的是壓力傳感器122的過(guò)壓等級(jí)超過(guò)全系統(tǒng)壓力。壓力傳感器122可被聯(lián)接至處理器25，以提供與壓力傳感器122所探測(cè)到的壓力成比例的信號(hào)?？赡鼙话ㄔ诒銛y式氧氣濃縮器10中的示例性的壓力傳感器的補(bǔ)充信息可在美國(guó)專利7，794，522中找到，該專利的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0054]如圖4和5中所示，貯存器18、控制器22 (其上具有各種傳感器)、空氣控制閥20、空氣歧管16和氧氣輸送歧管102位于支撐構(gòu)件250的側(cè)面253上。
[0055]從氧氣傳感器118輸送來(lái)的氧氣然后可經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器124，并被輸送至使用者?？諝膺^(guò)濾器124可被安裝至氧氣輸送歧管102或鄰近氧氣輸送歧管102安裝，并且可包括用于從被輸送至使用者的氧氣移除不希望的微粒的任何傳統(tǒng)的過(guò)濾器介質(zhì)。如圖6和7中所示的，空氣過(guò)濾器124位于支撐構(gòu)件250的第一側(cè)表面251上。
[0056]將要被理解的是，其他結(jié)構(gòu)和/或部件可被提供用于輸送氧氣至使用者，而不是上文所描述的氧氣輸送歧管102和附接到那里的部件。此外，雖然所述部件，舉例來(lái)說(shuō)氧氣輸送閥19，壓力傳感器120、122、133，流量傳感器23，氧氣傳感器118，氧氣溫度傳感器131和空氣過(guò)濾器124按特定順序被描述(相對(duì)于流經(jīng)氧氣輸送歧管102的氧氣)，但是如果需要的話，這些部件的順序可被改變。
[0057]控制器22可包括用于控制便攜式氧氣濃縮器10的操作的一個(gè)或多個(gè)方面的一個(gè)或多個(gè)硬件部件和/或軟件模塊?？刂破?2可被聯(lián)接至便攜式氧氣濃縮器10的一個(gè)或多個(gè)部件，舉例來(lái)說(shuō)壓縮機(jī)14、空氣控制閥20和/或氧氣輸送閥19?？刂破?2還可通過(guò)處理器25被聯(lián)接至便攜式氧氣濃縮器10的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)部件，舉例來(lái)說(shuō)，壓力傳感器120、122，氧氣溫度傳感器131，局部壓力傳感器133，流量傳感器23和/或氧氣傳感器118。所述部件可通過(guò)能夠在控制器22和所述部件之間接收和/或傳送信號(hào)的一根或多根電線或其他電引線而被聯(lián)接。
[0058]控制器22還可被聯(lián)接至使用者界面320 (圖5)，其可包括一個(gè)或多個(gè)顯示器和/或輸入裝置。使用者界面320可以是被安裝至便攜式氧氣濃縮器10的觸摸屏顯示器。使用者界面320可以顯示關(guān)于參數(shù)的信息，所述參數(shù)與便攜式氧氣濃縮器10的操作相關(guān)，和/或可以允許使用者更改所述參數(shù)，舉例來(lái)說(shuō)打開(kāi)或關(guān)閉便攜式氧氣濃縮器10，更改劑量設(shè)定或所期待的流速等等。便攜式氧氣濃縮器10可包括多個(gè)顯示器和/或輸入裝置，舉例來(lái)說(shuō)通/斷開(kāi)關(guān)、撥盤(pán)、按鈕及其類似物(未示出)。與其他部件相類似地，使用者界面320可通過(guò)一根或多根電線和/或其它電引線(出于簡(jiǎn)化目的而未示出)聯(lián)接至控制器22。
[0059]控制器22可包括單獨(dú)的電路板，所述電路板包括位于其上的多個(gè)電子部件。這些部件可包括被安裝至所述電路板的一個(gè)或多個(gè)處理器、存儲(chǔ)器、開(kāi)關(guān)、風(fēng)扇、電池充電器，及其類似物(未示出)。將要被理解的是，控制器22可提供為多個(gè)子控制器，所述子控制器控制便攜式氧氣濃縮器10的操作的不同方面。例如，第一子控制器可控制壓縮機(jī)14的操作和空氣控制閥20的打開(kāi)和關(guān)閉的順序，舉例來(lái)說(shuō)，以便以所想要的方式來(lái)填充和清空篩床
12。可能被包括在便攜式氧氣濃縮器10中的示例性的第一子控制器的補(bǔ)充信息可在美國(guó)專利7，794，522中找到，該專利的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0060]第二子控制器可控制氧氣輸送閥19的操作，舉例來(lái)說(shuō)，基于從壓力傳感器120處、從流量傳感器23處、從氧氣溫度傳感器131處和從局部壓力傳感器133處接收的信號(hào)而從貯存器18輸送氧氣至使用者。所述第二子控制器還可從使用者接收輸入指令和/或在使用者界面320上顯示信息。此外，控制器22的子控制器和其它部件可以所想要的方式共享信息，如下文所描述的那樣。因此，控制器22可包括一個(gè)或多個(gè)部件，所述部件的功能性可與其它部件的相交換，并且控制器22應(yīng)不限于在此所描述的特定實(shí)例。
[0061]便攜式氧氣濃縮器10可包括一個(gè)或多個(gè)電源，所述電源聯(lián)接至控制器22、處理器25、壓縮機(jī)14、氧氣控制閥20和/或氧氣輸送閥19。例如，一對(duì)電池可被提供，所述電池可被安裝或者以其它方式固定至便攜式氧氣濃縮器10。支架、帶或支承件(未示出)可被用于固定電池至便攜式氧氣濃縮器10?？赡鼙话ㄔ诒銛y式氧氣濃縮器10中的示例性的電池的補(bǔ)充信息可在美國(guó)專利7，794，522中找到，該專利的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0062]控制器22可控制從電池148至便攜式氧氣濃縮器10內(nèi)其他部件的電力分布。例如，控制器22可從所述電池148中的一個(gè)獲取電力，直到它的電力被減少至預(yù)定的水平，因此控制器22可自動(dòng)地切換至所述電池中的其它電池。
[0063]可選地，便攜式氧氣濃縮器10可包括適配器，這樣使得外部電源，舉例來(lái)說(shuō)傳統(tǒng)AC電源(諸如壁裝插座)，或便攜式AC或DC電源(諸如汽車(chē)點(diǎn)煙器插座)，太陽(yáng)能電池板裝置，及其類似物(未示出)。對(duì)于轉(zhuǎn)換這樣的外部電能使得其能夠被便攜式氧氣濃縮器10使用有必要的的任何變壓器或其它部件(同樣未示出)可提供在便攜式氧氣濃縮器10內(nèi)、在將便攜式氧氣濃縮器10連接至所述外部電源的電纜中，或提供在所述外部裝置自身中。
[0064]可選地，控制器22可以傳統(tǒng)的方式引導(dǎo)一些電能從外部電源回到電池148來(lái)充電?？刂破?2還可顯示便攜式氧氣濃縮器10的電能狀態(tài)(舉例來(lái)說(shuō)，自動(dòng)地或通過(guò)使用者界面320喚醒)諸如電池的電力水平，便攜式氧氣濃縮器10是否被連接至外部電源等?？刂破?2可包括用于執(zhí)行這些功能中的一個(gè)或多個(gè)的一個(gè)或多個(gè)專用部件?？赡鼙话ㄔ诒銛y式氧氣濃縮器10的控制器22中的示例性的電池管理集成電路可在美國(guó)專利7，794，522中找到，該專利的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0065]便攜式氧氣濃縮器10的處理器25可被構(gòu)造成接收來(lái)自便攜式氧氣濃縮器10的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)部件(舉例來(lái)說(shuō)，流量傳感器23，氧氣溫度傳感器131，局部壓力傳感器133和/或壓力傳感器120)的信號(hào)，以基于所接收到的信號(hào)確定富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在輸送線路中的流量，富氧氣體在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)在輸送線路中的體積，或者同時(shí)確定兩者。
[0066]便攜式氧氣濃縮器10還可包括動(dòng)態(tài)噪音控制裝置，所述動(dòng)態(tài)噪音控制裝置被構(gòu)造成對(duì)于所有的輸入/輸出設(shè)定而言成比例地動(dòng)態(tài)地改變進(jìn)氣過(guò)濾器162的進(jìn)氣口尺寸或形狀。例如，需要的空氣的體積越高，輸入口尺寸越大，并且反之亦然?？赡鼙话ㄔ诒銛y式氧氣濃縮器10中的示例性的動(dòng)態(tài)噪音控制裝置可在2011年9月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/533，864中找到，該專利的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0067]便攜式氧氣濃縮器10還可包括過(guò)壓泄壓閥121，所述過(guò)壓泄壓閥氣動(dòng)地聯(lián)接至輸送線路21內(nèi)，以用作壓力傳感器122的保護(hù)裝置。過(guò)壓泄壓閥121允許使用單獨(dú)的供給或輸送線路來(lái)同時(shí)用于從便攜式氧氣濃縮器10處的脈沖和持續(xù)流量輸送。過(guò)壓泄壓閥121可被設(shè)定至壓力傳感器122的操作耐受壓力以下的水平。如果供給回路試圖超過(guò)這個(gè)耐受壓力(由于扭結(jié)的管道等)，則過(guò)壓泄壓閥121被構(gòu)造成打開(kāi)并維持所述輸送線路中的壓力在壓力傳感器122將被損壞的水平以下。可能被包括在便攜式氧氣濃縮器10中的示例性過(guò)壓泄壓閥121可在2011年9月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)61/533，912中找到，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。
[0068]便攜式氧氣濃縮器10的基本操作現(xiàn)在將被描述。大體上，便攜式氧氣濃縮器10的操作具有兩個(gè)方面，通過(guò)篩床12內(nèi)的吸附來(lái)從環(huán)境空氣濃縮氧氣，以及從貯存器18輸送濃縮氧氣至使用者。便攜式氧氣濃縮器10的每一個(gè)方面可獨(dú)立于另一個(gè)地操作，或者它們是相互關(guān)聯(lián)的，舉例來(lái)說(shuō)，基于一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的參數(shù)。
[0069]便攜式氧氣濃縮器10可使用一個(gè)或多個(gè)可選方法來(lái)操作，諸如下文中所描述的那些，以提高便攜式氧氣濃縮器10的效率或其它性能特性。例如，基于壓力和/或流量傳感器的測(cè)量結(jié)果，便攜式氧氣濃縮器10的操作狀態(tài)可被調(diào)整以提高輸出流速和/或壓力，較少功耗，及其類似的方面。
[0070]通過(guò)篩床12內(nèi)的吸附來(lái)從環(huán)境空氣中濃縮氧氣的方面在美國(guó)專利7，794，522中被詳細(xì)解釋，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在這里被清楚地通過(guò)參考并入。利用存儲(chǔ)在貯存器18中的濃縮氧氣，便攜式氧氣濃縮器10可被用于輸送濃縮氧氣至使用者。如上文所描述的，控制器22可被聯(lián)接至氧氣輸送閥19，用于打開(kāi)和關(guān)閉氧氣輸送閥19，以從貯存器18輸送氧氣至便攜式氧氣濃縮器10的使用者。
[0071]在一個(gè)實(shí)施例中，控制器22可周期性地打開(kāi)氧氣輸送閥19用于預(yù)定的“脈沖”。在脈沖輸送期間，氧氣“團(tuán)”被輸送至使用者，也就是說(shuō)，氧氣輸送閥19被打開(kāi)預(yù)定脈沖持續(xù)時(shí)間，并且之后關(guān)閉，直到下一團(tuán)將要被輸送?？蛇x地，控制器22可打開(kāi)氧氣輸送閥19用于持續(xù)的輸送，舉例來(lái)說(shuō)，打開(kāi)節(jié)流氧氣輸送閥19以調(diào)節(jié)流向使用者的流速。在另一個(gè)選擇中，控制器22可周期性地打開(kāi)和節(jié)流氧氣輸送閥19達(dá)預(yù)定時(shí)間，以改變所輸送的團(tuán)的體積。
[0072]流量傳感器23可被用于監(jiān)測(cè)流過(guò)流量傳感器23的富氧氣體的流量及用于提供反饋信號(hào)值控制器22。當(dāng)便攜式氧氣濃縮器10操作以供給持續(xù)的氧氣流時(shí)，來(lái)自流量傳感器23的信號(hào)被用于控制打開(kāi)和關(guān)閉氧氣輸送閥19以將富氧氣體從貯存器18輸送至使用者。
[0073]壓力傳感器120可被用于監(jiān)測(cè)流經(jīng)壓力傳感器120的所述富氧氣體的流量，并用于提供反饋壓差信號(hào)至控制器22。當(dāng)便攜式氧氣濃縮器10以氧氣以預(yù)定脈沖被提供的脈沖輸送的形式被操作時(shí)，來(lái)自壓力傳感器120的壓差信號(hào)被用于控制打開(kāi)和關(guān)閉氧氣輸送閥19，以從貯存器18輸送富氧氣體至使用者。
[0074]控制器22可具有存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的預(yù)定的或設(shè)定的目標(biāo)流速。所述目標(biāo)流速可由使用使用者界面320的使用者提供和更改。所述目標(biāo)流速可以是以升每分(LPM)為單位的體積流速。例如，便攜式氧氣濃縮器10每分可提供1.5升(LPM)、2LPM、2.5LPM或3LPM。
[0075]如果所測(cè)得的流速低于所述目標(biāo)流速，那么控制器22控制所述氧氣輸送閥19提高流速至所需要的或目的流速。類似地，如果所測(cè)得的流速超過(guò)所述目標(biāo)流速，那么控制器22控制所述氧氣輸送閥19降低流速至所需要的或目的流速。
[0076]在一個(gè)實(shí)施例中，流量傳感器23被構(gòu)造成測(cè)量質(zhì)量流速(舉例來(lái)說(shuō)，氧分子的數(shù)量)，并且質(zhì)量流速被用于控制打開(kāi)和關(guān)閉氧氣輸送閥19，以從貯存器18輸送富氧氣體至使用者。
[0077]在另一個(gè)實(shí)施例中，替代控制便攜式氧氣濃縮器10使得恒定數(shù)量的氧氣分子(質(zhì)量流)被輸送至使用者，便攜式氧氣濃縮器10的流動(dòng)可被如此調(diào)整，使得輸送至使用者的氧氣的體積流(也就是，以升每分計(jì))被保持恒定，而不管氣體溫度或局部環(huán)境壓力的變化。也就是說(shuō)，來(lái)自流量傳感器23的質(zhì)量流速使用來(lái)自氧氣溫度傳感器131的氧氣溫度測(cè)量結(jié)果和來(lái)自局部壓力傳感器133的局部環(huán)境壓力測(cè)量結(jié)果被轉(zhuǎn)換成了體積流速。所述體積流速測(cè)量結(jié)果然后被用于控制打開(kāi)和關(guān)閉氧氣輸送閥19，以從貯存器18輸送富氧氣體至使用者。所述體積流速測(cè)量結(jié)果與所述目標(biāo)流速相比較(舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)使用者設(shè)定)，氧氣輸送閥19被控制以維持所述目標(biāo)或所想要的流速。
[0078]如上文所注明的，氧氣傳感器118可被用于監(jiān)測(cè)從貯存器18輸送來(lái)的氧氣的純度。所述氧氣純度的變化會(huì)被篩床12內(nèi)篩材料的狀態(tài)、被抽吸至便攜式氧氣濃縮器10內(nèi)以填充篩床12的環(huán)境空氣的溫度和/或濕度等影響。控制器22可具有存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的設(shè)定的目標(biāo)氧氣純度，并可監(jiān)測(cè)氧氣傳感器118所探測(cè)到的純度。如果氧氣純度低于目標(biāo)氧氣純度，那么控制器22可提高目標(biāo)貯存器壓力，以補(bǔ)償并提高所述氧氣純度。
[0079]具有經(jīng)由質(zhì)量流量傳感器23的閉環(huán)(反饋)控制的壓電比例氧氣輸送閥19的使用允許便攜式氧氣濃縮器10以持續(xù)流或脈沖流波形來(lái)輸送氧氣。這種布置也允許便攜式氧氣濃縮器10使用單獨(dú)的輸送閥或回路來(lái)同時(shí)輸送可動(dòng)態(tài)控制的流量和輸送時(shí)間的持續(xù)流和脈沖流波形。溫度和壓力補(bǔ)償可被用于將便攜式氧氣濃縮器10從恒定質(zhì)量輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至恒定體積輸送系統(tǒng)。這允許便攜式氧氣濃縮器10使用非常低功率的輸送閥和單一的輸送線路，這顯著地節(jié)約了便攜式氧氣濃縮器10的功耗和尺寸/重量。
[0080]在權(quán)利要求中，置于括號(hào)中的任意附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為對(duì)權(quán)利要求的限制。詞語(yǔ)“包含”或“包括”并不排除那些在權(quán)利要求中未列出的元件或步驟的存在。在列舉了若干設(shè)備的裝置權(quán)利要求中，這些設(shè)備中的若干可通過(guò)一個(gè)和相同項(xiàng)的硬件來(lái)實(shí)施。元件之前的詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”并不排除多個(gè)這種元件的存在。在列舉了若干設(shè)備的任何裝置權(quán)利要求中，這些設(shè)備中的若干可通過(guò)一個(gè)和相同項(xiàng)的硬件來(lái)實(shí)施。在相互不同的獨(dú)立權(quán)利要求中引用的特定元件并不表示這些元件不能夠結(jié)合使用。
[0081]盡管為了解釋目的而基于當(dāng)前被認(rèn)為是最實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施例而詳細(xì)描述了實(shí)施例，但是可以理解的是這種細(xì)節(jié)僅僅用于該目的并且沒(méi)有施加任何限制，而是相反地，公開(kāi)內(nèi)容旨在覆蓋了落入所附權(quán)利要求精神和范圍內(nèi)的修改和等同配置。例如，需要被理解的是，在可能的情況下，任何實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)特征可以被與任何其他實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)特征相結(jié)合。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式氧氣濃縮器(10)，所述便攜式氧氣濃縮器包括: 多個(gè)篩床(12),所述多個(gè)篩床被構(gòu)造成從空氣吸收氮?dú)?，每一個(gè)篩床包括第一端口(32)和第二端口(34)； 至少一個(gè)貯存器(18)，所述貯存器與所述多個(gè)篩床的第二端口相連通，所述貯存器被構(gòu)造成存儲(chǔ)從所述多個(gè)篩床的第二端口離開(kāi)的富氧氣體； 壓縮機(jī)(14)，所述壓縮機(jī)被構(gòu)造成以一個(gè)或多個(gè)期望壓力輸送空氣至所述多個(gè)篩床的第二端口 ； 氧氣輸送閥(19)，所述氧氣輸送閥通過(guò)輸送線路(21)與所述貯存器相連通； 流量傳感器(23)，所述傳感器與所述輸送線路相關(guān)聯(lián)，所述流量傳感器被構(gòu)造成測(cè)量流過(guò)所述傳感器的富氧氣體的流量，并輸出指示所述流量的流量信號(hào)；以及 控制器(22)，所述控制器被構(gòu)造成基于所述流量信號(hào)控制打開(kāi)和關(guān)閉所述氧氣輸送閥，以從所述貯存器輸送所述富氧氣體至使用者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 便攜式氧氣濃縮器，其特征在于，所述便攜式氧氣濃縮器還包括處理器(25)，所述處理器被構(gòu)造成接收所述流量信號(hào)，并基于接收到的流量信號(hào)確定所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的流量，所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的體積，或者確定兩者。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式氧氣濃縮器，其特征在于，所述便攜式氧氣濃縮器還包括壓力傳感器(120)，所述壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量在所述輸送線路中的所述富氧氣體的壓差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式氧氣濃縮器，其特征在于，所述處理器被構(gòu)造成基于所述壓差確定所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的流量，所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的體積，或者確定兩者。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式氧氣濃縮器，其特征在于，所述氧氣輸送閥是壓電閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式氧氣濃縮器，其特征在于，所述流量信號(hào)包括所述富氧氣體的質(zhì)量流速。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式氧氣濃縮器，其特征在于，所述便攜式氧氣濃縮器還包括:氧氣溫度傳感器(131)，所述氧氣溫度傳感器被構(gòu)造成測(cè)量經(jīng)過(guò)所述輸送線路的富氧氣體的溫度，并且輸出指示所述溫度的溫度信號(hào)；以及局部壓力傳感器(133)，所述局部壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量經(jīng)過(guò)所述輸送線路的富氧氣體的局部環(huán)境壓力，并且輸出指示所述局部環(huán)境壓力的局部壓力信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的便攜式氧氣濃縮器，其特征在于，所述處理器被構(gòu)造成基于所述接收到的流量信號(hào)、所述溫度信號(hào)和所述局部壓力信號(hào)來(lái)確定所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的體積。
9.一種用于濃縮氧氣的方法，包括: 提供便攜式設(shè)備(10)，其包括:多個(gè)篩床(12)，在所述多個(gè)篩床中的每一個(gè)篩床包括第一端口(32)和第二端口(34);存儲(chǔ)從所述多個(gè)篩床的第二端口離開(kāi)的富氧氣體的貯存器(18);壓縮機(jī)(14);通過(guò)輸送線路(21)與所述貯存器相連通的氧氣輸送閥(19);與所述輸送線路相關(guān)聯(lián)的流量傳感器(23);以及適于控制所述氧氣輸送閥的操作的控制電子裝置(22)；通過(guò)所述流量傳感器來(lái)測(cè)量流過(guò)所述流量傳感器的富氧氣體的流量，并輸出指示所述流量的流量信號(hào)；以及 基于所述流量信號(hào)，使用所述控制電子裝置來(lái)控制打開(kāi)和關(guān)閉所述氧氣輸送閥，以從所述貯存器輸送所述富氧氣體至使用者。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:基于所述流量信號(hào)確定所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的流量，所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的體積，或者確定兩者。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:通過(guò)壓力傳感器(120)來(lái)測(cè)量在所述輸送線路中的富氧氣體的壓差。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:基于所述壓差確定所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的流量，所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的體積，或者確定兩者。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述氧氣輸送閥是壓電閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:測(cè)量經(jīng)過(guò)所述輸送線路的富氧氣體的溫度，并且輸出指示所述溫度的溫度信號(hào)；以及測(cè)量經(jīng)過(guò)所述輸送線路的富氧氣體的局部環(huán)境壓力，并且提供指示所述局部環(huán)境壓力的局部壓力信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，使用所述流量信號(hào)、所述溫度信號(hào)和所述局部壓力信號(hào)來(lái)確定所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的體積。
16.—種被構(gòu)造成濃縮氧氣的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:· 壓縮裝置(14 )，所述壓縮裝置用于從空氣的供給產(chǎn)生壓縮空氣的供給； 分離裝置(12)，所述分離裝置用于從所述壓縮空氣的供給提供富氧氣體的供給； 氧氣存儲(chǔ)裝置(18)，所述氧氣存儲(chǔ)裝置用于存儲(chǔ)所述富氧氣體； 閥裝置(19)； 感測(cè)裝置(23)，所述感測(cè)裝置用于測(cè)量流過(guò)所述感測(cè)裝置的富氧氣體的質(zhì)量流量，并且用于輸出指示所述質(zhì)量流量的信號(hào)；以及 用于控制的裝置(22)，所述用于控制的裝置基于所述信號(hào)來(lái)控制打開(kāi)和關(guān)閉所述閥裝置以輸送所述富氧氣體至使用者。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閥裝置是壓電閥。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括確定裝置(25)，所述確定裝置用于基于所述信號(hào)確定所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間內(nèi)在所述輸送線路中的流量，所述富氧氣體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在所述輸送線路中的體積，或者確定兩者。
【文檔編號(hào)】B01D53/04GK103826721SQ201280044564
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月13日
【發(fā)明者】D·A·惠徹, B·S·克佩爾, B·L·哈伯蘭, J·W·布萊爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司