一種低氧訓(xùn)練室和富氧室空氣的制取裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種模擬不同環(huán)境來提供運(yùn)動員體育訓(xùn)練的裝置，具體涉及一種低氧訓(xùn)練室和富氧室空氣的制取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大量的實(shí)驗(yàn)研究和運(yùn)動實(shí)踐證明，在高原缺氧環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練有利于提高機(jī)體的抗缺氧能力，產(chǎn)生某些生理學(xué)上的優(yōu)勢，但同時也帶來許多相應(yīng)的弊端，如尋求環(huán)境比較困難、花費(fèi)昂貴、訓(xùn)練效果難于鞏固等一系列難題。目前模擬高原低氧環(huán)境的主要器材有兩種:①低壓艙:是利用氣壓降低的同時，氧分壓也下降的原理來控制含氧量，模擬的氣壓環(huán)境接近高原環(huán)境低氧發(fā)生裝置:氣壓基本不變，通過降低空氣中氧的容積百分比從而獲得額定低氧混合氣體的一種儀器。供氣方式采用個人面罩式或?qū)⒌脱鯕怏w直接通入室內(nèi)。但以上方法都存在不足，如低壓艙，低壓因素在激勵人體生理機(jī)能方面屬于負(fù)激勵因素，而且密封性要求很高，造價昂貴，艙內(nèi)累積的有害氣體不易揮發(fā)；而低氧發(fā)生裝置，采用個人面罩式供氣，受試者不能自主呼吸，面罩需要定時更換和清洗消毒，吸氣導(dǎo)管、鼻塞要隨時注意檢查有無分泌物堵塞，易發(fā)生交叉感染和安全隱患，而且低氧氣體直接通入室內(nèi)，長時間會造成室內(nèi)人員呼出二氧化碳濃度過高，空氣污濁，不利于訓(xùn)練。
[0003]另一方面，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)90%的都市人缺氧，主要是因工業(yè)污染日益嚴(yán)重和汽車尾氣排放量急增，同時城市綠地減少，致使空氣中氧氣越來越少。目前市場上出現(xiàn)許多制氧機(jī)，只能提供制取富氧空氣的單一功能，而且無法維持富氧空氣的恒溫恒濕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過本裝置不僅可以獲得潔凈的高濃度富氮空氣，與潔凈、恒溫恒濕的新風(fēng)相結(jié)合，形成12-21%濃度可調(diào)的低氧空氣通入低氧訓(xùn)練室，維持室內(nèi)微正壓，用來模擬高原訓(xùn)練的低氧高氮的真實(shí)環(huán)境，解決了受訓(xùn)人員長時間在訓(xùn)練室內(nèi)形成空氣質(zhì)量差的問題，還可以利用其排出的氧氣濃度為30% ~ 40%的富氧廢氣，與新風(fēng)混合后進(jìn)行凈化處理和維持恒溫恒濕，作為保健氧使用安全性能更高，達(dá)到一機(jī)多用的效果。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:主要由空氣壓縮模塊、空氣處理模塊、膜分離制氮模塊、新風(fēng)處理機(jī)、空氣處理機(jī)和控制系統(tǒng)組成，其特征在于:空氣管道依次連接空氣壓縮模塊、空氣處理模塊、膜分離制氮模塊進(jìn)口，膜分離制氮模塊的富氮出口管道與新風(fēng)處理機(jī)送風(fēng)管道并聯(lián)后通入低氧訓(xùn)練室；膜分離制氮模塊廢氣側(cè)的富氧出口管道與室外新風(fēng)管道分別連接空氣處理機(jī)進(jìn)風(fēng)口，經(jīng)空氣處理機(jī)送風(fēng)管道通入富氧室；控制系統(tǒng)包括氧含量檢測裝置和PLC控制系統(tǒng)。
[0006]所述的膜分離制氮模塊的富氮出口管設(shè)減壓閥和流量控制器，調(diào)節(jié)富氮空氣的出口壓力和流量，并在減壓閥和流量控制器的管道之間設(shè)排氣閥。
[0007]所述的膜分離制氮模塊廢氣側(cè)的富氧出口管依次設(shè)空氣流量計(jì)、正壓送風(fēng)機(jī)和電動閥，正壓送風(fēng)機(jī)用以加壓輸送富氧廢氣，并在正壓送風(fēng)機(jī)和電動閥的管道之間設(shè)排氣閥。
[0008]所述的新風(fēng)處理機(jī)和空氣處理機(jī)主要由送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、高性能HEPA過濾器、表冷器、加濕器、加熱器及全熱交換器組成，調(diào)節(jié)新風(fēng)和富氧空氣的溫濕度及潔凈度，和來自室內(nèi)排出的廢氣進(jìn)行熱交換減少系統(tǒng)能量消耗，其中排風(fēng)機(jī)風(fēng)量是送風(fēng)機(jī)風(fēng)量的85%，維持室內(nèi)微正壓，利于室內(nèi)氧氣濃度的恒定，其送風(fēng)管上均設(shè)電動閥。
[0009]所述的控制系統(tǒng)包括氧濃度控制檢測裝置和PLC控制系統(tǒng)。
[0010](I)可以實(shí)現(xiàn)同時或單獨(dú)制取低氧訓(xùn)練室和富氧室空氣的三種運(yùn)行模式:同時制取模式時，關(guān)閉所有排氣閥，打開所有設(shè)備和其余閥門；單獨(dú)制取低氧訓(xùn)練室空氣時，關(guān)閉富氧管道上的電動閥、正壓通風(fēng)機(jī)和空氣處理機(jī)，打開富氧側(cè)排氣閥，將富氧空氣排往室外；單獨(dú)制取富氧室空氣時，關(guān)閉富氮管道上的流量控制器、新風(fēng)處理機(jī)及其送風(fēng)出口的電動閥，打開富氮側(cè)的排氣閥，將富氮空氣排往室外。
[0011](2)可以控制低氧訓(xùn)練室和富氧室的氧氣濃度，一是通過新風(fēng)處理機(jī)和空氣處理機(jī)的送排風(fēng)系統(tǒng)維持室內(nèi)微正壓，防止室外空氣進(jìn)入室內(nèi)，維持室內(nèi)氧氣濃度的恒定；二是設(shè)氧濃度控制檢測裝置，檢測室內(nèi)空氣中的氧含量，PLC控制系統(tǒng)接收其反饋的氧濃度數(shù)據(jù)，與設(shè)定的氧濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，對所有受控制元件發(fā)出指令。
[0012]采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)勢:
[0013](I)本裝置占用空間少、功能多、能耗低、可長期運(yùn)行，無需更換；
[0014](2)本裝置可單獨(dú)或同時模擬低氧訓(xùn)練室與富氧室空氣的運(yùn)行模式，并可以控制低氧訓(xùn)練室和富氧室內(nèi)的氧氣濃度，一機(jī)兩用，控制靈活，綜合投資省，運(yùn)行費(fèi)用低；
[0015](3)本裝置采用全熱回收送排風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，可回收大約50?70%的冷量與熱量，并最大限度的保持室內(nèi)空氣的微粒類物質(zhì)含量，以及室內(nèi)二氧化碳的有毒有害氣體的含量在最低的舒適要求水平，安全節(jié)能。
【附圖說明】
[0016]附圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:丨空氣壓縮模塊2空氣處理模塊3膜分離制氮模塊4減壓閥5流量控制器6排氣閥7空氣流量計(jì)8正壓送風(fēng)機(jī)9電動閥10新風(fēng)處理機(jī)11空氣處理機(jī)12氧濃度控制檢測裝置13 PLC控制系統(tǒng)14新風(fēng)處理機(jī)進(jìn)風(fēng)口 15新風(fēng)處理機(jī)排風(fēng)口 16空氣處理機(jī)進(jìn)風(fēng)口 17空氣處理機(jī)排風(fēng)口。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖1對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1，本系統(tǒng)主要由空氣壓縮模塊1、空氣處理模塊2、膜分離制氮模塊3、新風(fēng)處理機(jī)10、空氣處理機(jī)11、氧濃度控制檢測裝置12和PLC控制系統(tǒng)13組成，空氣管道依次連接空氣壓縮模塊、空氣處理模塊、膜分離制氮模塊進(jìn)口，從膜分離制氮模塊3產(chǎn)生潔凈的95%高濃度富氮空氣，溫度在25°C左右，同時室外新風(fēng)進(jìn)入新風(fēng)處理機(jī)進(jìn)風(fēng)口 14，經(jīng)新風(fēng)處理機(jī)10處理后形成潔凈、恒溫恒濕的新風(fēng)，經(jīng)處理后的新風(fēng)與高濃度富氮空氣混合形成濃度可調(diào)的12%?20%低氧空氣，通入低氧訓(xùn)練室；膜分離制氮模塊3廢氣側(cè)產(chǎn)生30%-40%富氧空氣，與室外新風(fēng)分別進(jìn)入空氣處理機(jī)進(jìn)風(fēng)口 16，經(jīng)空氣處理機(jī)11混合處理后形成清新、恒溫恒濕的23%富氧空氣，通入富氧室；室內(nèi)污濁空氣分別經(jīng)新風(fēng)處理機(jī)排風(fēng)口 15和空氣處理機(jī)排風(fēng)口 17排出室外，維持室內(nèi)微正壓。通過引入新風(fēng)可保持低氧訓(xùn)練室和富氧室內(nèi)空氣的微粒類物質(zhì)含量，以及室內(nèi)二氧化碳的有毒有害氣體的含量在最低的舒適要求水平，同時新風(fēng)處理機(jī)7和空氣處理機(jī)8內(nèi)設(shè)全熱交換器，新風(fēng)和來自室內(nèi)排出的廢氣進(jìn)行熱交換，可以回收大約50?70%的冷量與熱量，最大限度的減少系統(tǒng)能量消耗。
[0020]本裝置通電后，空氣依次經(jīng)過空氣壓縮模塊1、空氣處理模塊2和膜分離制氮模塊3，經(jīng)膜分離制氮模塊3分別產(chǎn)生95%高濃度富氮空氣和30%-40%富氧空氣。同時制取模式時，關(guān)閉所有排氣閥6，打開所有設(shè)備和其余閥門；單獨(dú)制取低氧訓(xùn)練室空氣時，關(guān)閉富氧管道上的電動閥9、空氣流量計(jì)7、正壓通風(fēng)機(jī)8和空氣處理機(jī)11，打開富氧側(cè)排氣閥6，將富氧空氣排往室外；單獨(dú)制取富氧室空氣時，關(guān)閉富氮管道上的流量控制器5、新風(fēng)處理機(jī)10及其送風(fēng)出口的電動閥9，打開富氮側(cè)的排氣閥6，將富氮空氣排往室外。
[0021]對于控制低氧訓(xùn)練室和富氧室的氧氣濃度的方法，一是通過新風(fēng)處理機(jī)和空氣處理機(jī)的送排風(fēng)系統(tǒng)維持室內(nèi)微正壓，防止室外空氣進(jìn)入室內(nèi)，維持室內(nèi)氧氣濃度的恒定；二是設(shè)氧濃度控制檢測裝置12，檢測室內(nèi)空氣中的氧含量，PLC控制系統(tǒng)13接收其反饋的氧濃度數(shù)據(jù)，與設(shè)定的氧濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，對所有受控制元件發(fā)出指令。
[0022]對于控制低氧訓(xùn)練室氧氣濃度，通過PLC控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)流量控制器5，適當(dāng)增大或減少高濃度富氮空氣的流量，與定量新風(fēng)混合后達(dá)到低氧訓(xùn)練室所要求設(shè)定的低氧濃度，用以模擬不同海拔高度下的低氧環(huán)境。當(dāng)檢測室內(nèi)氧氣濃度低于設(shè)定值的下限，超標(biāo)報(bào)警，PLC控制系統(tǒng)13關(guān)閉富氮管道上的流量控制器5并打開排氣閥6，將富氮空氣排往室外；當(dāng)氧氣濃度上升至設(shè)定值的上限，打開流量控制器5，關(guān)閉富氮側(cè)排氣閥6。
[0023]對于控制富氧室氧氣濃度，通過檢測室內(nèi)氧氣濃度，超過設(shè)定值的上限，超標(biāo)報(bào)警，PLC控制系統(tǒng)13關(guān)閉富氧管道上的電動閥9，持續(xù)打開正壓通風(fēng)機(jī)8，打開富氧側(cè)排氣閥6，將富氧空氣通往室外；低于設(shè)定值的下限，PLC控制系統(tǒng)13關(guān)閉空氣處理機(jī)11的新風(fēng)機(jī)，持續(xù)打開正壓通風(fēng)機(jī)8和富氧管道上的電動閥9，關(guān)閉富氧側(cè)排氣閥6，直接將30%-40%富氧空氣通入富氧室。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低氧訓(xùn)練室和富氧室空氣的制取裝置，主要由空氣壓縮模塊、空氣處理模塊、膜分離制氮模塊、新風(fēng)處理機(jī)、空氣處理機(jī)和控制系統(tǒng)組成，其特征在于:空氣管道依次連接空氣壓縮模塊、空氣處理模塊、膜分離制氮模塊進(jìn)口，膜分離制氮模塊的富氮出口管道與新風(fēng)處理機(jī)送風(fēng)管道并聯(lián)后通入低氧訓(xùn)練室；膜分離制氮模塊廢氣側(cè)的富氧出口管道與室外新風(fēng)管道分別連接空氣處理機(jī)進(jìn)風(fēng)口，經(jīng)空氣處理機(jī)送風(fēng)管道通入富氧室；控制系統(tǒng)包括氧含量檢測裝置和PLC控制系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氧訓(xùn)練室和富氧室空氣的制取裝置，其特征在于:膜分離制氮模塊的富氮出口管道上設(shè)減壓閥和流量控制器，并在減壓閥和流量控制器的管道之間設(shè)排氣閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氧訓(xùn)練室和富氧室空氣的制取裝置，其特征在于:膜分離制氮模塊廢氣側(cè)的富氧出口管道上設(shè)空氣流量計(jì)、正壓送風(fēng)機(jī)和電動閥，并在正壓送風(fēng)機(jī)和電動閥的管道之間設(shè)排氣閥。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氧訓(xùn)練室和富氧室空氣的制取裝置，其特征在于:新風(fēng)處理機(jī)和空氣處理機(jī)送風(fēng)管道上均設(shè)電動閥。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低氧訓(xùn)練室和富氧室空氣的制取裝置,主要由空氣壓縮模塊、空氣處理模塊、膜分離制氮模塊、新風(fēng)處理機(jī)、空氣處理機(jī)和控制系統(tǒng)組成，其特征在于：空氣管道依次連接空氣壓縮模塊、空氣處理模塊、膜分離制氮模塊進(jìn)口，膜分離制氮模塊的富氮出口管道與新風(fēng)處理機(jī)送風(fēng)管道并聯(lián)后通入低氧訓(xùn)練室；膜分離制氮模塊廢氣側(cè)的富氧出口管道與室外新風(fēng)管道分別連接空氣處理機(jī)進(jìn)風(fēng)口，經(jīng)空氣處理機(jī)送風(fēng)管道通入富氧室；控制系統(tǒng)包括氧含量檢測裝置和PLC控制系統(tǒng)。本裝置不僅可以獲得潔凈的高濃度富氮空氣，與潔凈、恒溫恒濕的新風(fēng)相結(jié)合，形成12-21%濃度可調(diào)的低氧空氣通入低氧訓(xùn)練室，維持室內(nèi)微正壓，用來模擬高原訓(xùn)練的低氧高氮的真實(shí)環(huán)境，解決了受訓(xùn)人員長時間在訓(xùn)練室內(nèi)形成空氣質(zhì)量差的問題，還可以利用其排出的氧氣濃度為30%~40%的富氧廢氣，與新風(fēng)混合后進(jìn)行凈化處理和維持恒溫恒濕，作為保健氧使用安全性能更高，達(dá)到一機(jī)多用的效果。
【IPC分類】F24F5/00, F24F11/02, C01B13/02
【公開號】CN204786956
【申請?zhí)枴緾N201520413524
【發(fā)明人】孫鼎信, 解玲玉
【申請人】山東鼎信生態(tài)微環(huán)境科技股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年6月16日