提供了一种用于从包含气态组分的加压空气流中吸附包括氮的气态组分的系统(200)。系统包括第一吸附床(204)和第二吸附床(206)。每个吸附床适于从空气流中选择性地吸附气态组分，以产生具有比空气的氧浓度更高的氧浓度的产物气体。系统包括能够调节的进料气体供应件(202)，其交替地向第一吸附床和第二吸附床供应空气。在系统的操作的第一半周期期间向第一吸附床供应空气，并且在系统运行的第二半周期期间向第二吸附床供应空气。进料气体供应件使能调节与在第一半周期中供应至第一吸附床和/或在第二半周期中供应至第二吸附床的空气量或相应空气量相关的至少一个参数。在第一和第二15吸附床之间提供连接和阀组件(222)。连接和阀组件将在相应的半周期期间由供应有空气流的相应的吸收床产生的部分产物气体转移到另一吸附床。这导致先前吸附的气态组分从后者被释放。所释放的气态组分然后经由排气口(230)从系统逸出，例如逸出到大气中。传感器系统(232)确定经由排气口从系统逸出的废气(包括释放的气态组分)的流速的测量。至少一个参数可以基于测量来被调节以便调谐系统的性能。进一步提供了一种用于操作系统的方法。进一步提供了一种用于操作系统的方法。进一步提供了一种用于操作系统的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧浓缩器系统及用于操作氧浓缩器系统的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于从包含气态组分的进料气体的加压流中吸附气态组分的系统，并且特别是一种从空气的加压流中吸附氮的氧浓缩器系统。本专利技术进一步涉及一种用于操作系统的方法。
技术介绍
[0002]变压吸附(PSA)系统被用于分离气体混合物的气态组分，诸如用于分离空气的气态组分。已知的氧浓缩器系统用于从环境空气中分离氮，并且输送富氧气体流，该富氧气体流可以被储存在罐中和/或被输送至需要补充氧的患者。
[0003]便携式氧浓缩器(POC)系统已经被用于改进患有各种肺病的患者的生活的舒适度和质量。POC系统具有优点，即可以向患者供应补充氧，而不需要向患者供应来自氧瓶的净化氧，氧瓶可以是大并且重的。因此，POC系统可以帮助以改进患者的移动性。
[0004]图1描绘现有技术的POC系统100的简化处理流程图。系统100包括进料气体供应件102，其交替地向第一吸附床104和第二吸附床106供应加压空气流。在这种情况下，加压空气流由压缩机108生成，压缩机108可以被包括在进料气体供应件102中。进料气体供应件102进一步包括进料阀装置110、112，进料阀装置110、112包括第一进料阀110和第二进料阀112。通过关闭第一进料阀110和打开第二进料阀112，随后关闭第二进料阀112和打开第一进料阀110等，在相应的吸附床104、106之间交替地供应加压空气。
[0005]第一吸附床和第二吸附床104、106中的每个吸附床从由进料气体供应件102供应到其的加压空气流中吸附氮。富含氧的产物气体(例如具有浓度>89％的氧)已经通过合适的吸附材料流出相应的吸附床104、106的下游端。在POC的情况下，合适的氮吸附材料(例如沸石颗粒)被包括在吸附床104、106中。
[0006]离开第一吸附床104的大部分产物气体通过第一止回阀114A到达存储罐116和/或经由输送阀118流向患者。箭头120可以被认为是表示将产物气体输送至患者，例如通过合适的呼吸回路(图1中不可见)。类似地，离开第二吸附剂床106的大部分产物气体在其到达存储罐116和/或患者的路径上通过第二止回阀114B。
[0007]POC系统100还包括在第一吸附床104和第二吸附床106之间的连接和阀组件122。连接和阀组件122将由相应的吸附床104、106中的、被供应有进料气体流的一个吸附床产生的一部分产物气体转移到另一吸附床106、104并且通过另一吸附床106，104，从而释放先前吸附的氮。因此，经转移的产物气体再生相应的吸附床106、104，其以相对低的压力(例如接近环境压力)被供应到吸附床106、104。
[0008]如图1所示，连接和阀组件122包括清理(purge)孔124，清理孔124将产物气体流的部分从相应的吸附床104、106中的一个吸附床输送至另一吸附床106，104。
[0009]当被再生时，包括从第一吸附床104释放的氮的废气经由第一排气阀126A被排放到大气中。类似地，当被再生时，包括从第二吸附床106释放的氮的废气经由第二排气阀126B被排放到大气中。来自系统100的废气的排放在图1中由箭头127A、127B表示。
[0010]连接和阀组合件122还可以包括平衡阀装置128，其被配置为在进料气体供应件102切换以将进料气体供应至另一吸附床106、104之前，将来自相应的吸附床104、106中的、被加压的一个吸附床的压力转移到另一吸附床106，104。
[0011]虽然POC系统(诸如图1中所示的POC系统100)已经被发现以有效地操作，但是期望改进系统的性能，以及更普遍地改进PSA系统的性能。特别地，提高这种系统的性能以保持生产相对高纯度产物气体仍然是一个挑战。还期望生产相对高纯度的产物气体，同时以降低的能量消耗运行系统。
技术实现思路
[0012]本专利技术被权利要求限定。
[0013]根据一个方面，提供了一种用于从包含气态组分的加压空气流中吸附包括氮的气态组分的氧浓缩器系统，系统包括：第一吸附床；第二吸附床，第一吸附床和第二吸附床中的每个吸附床用于选择性地吸附来自空气流的气态组分以产生具有比空气的氧浓度更高的氧浓度的产物气体；进料气体供应件被配置成将所述空气流交替地供应至第一吸附床和第二吸附床，进料气体供应件能够被调节，使得能够调节与被交替地供应至第一吸附床和/或第二吸附床的空气量相关的至少一个参数；在第一吸附床和第二吸附床之间的连接和阀组件，连接和阀组件被配置为使得从供应有空气流的相应的吸附床产生的产物气体的一部分被供应至其另一吸附床，从而从另一吸附床释放所吸附的气态组分；用于从系统排出包括所释放的气态组分的废气的排气口；以及传感器系统，传感器系统包括与废气以流体连通的传感器，传感器系统被配置为确定与经由通气口从系统排出的废气的流速相关的测量。
[0014]术语“选择性地吸附气态组分”可以是指，在相应的吸附床中的条件下，当加压空气流被供应至其上时，气态组分优先于空气中存在的氧主要被相应的吸附床吸附。
[0015]本公开是基于以下认识：用于确定与从相应的吸附床中的一个吸附床导出的、经排出的废气的流速相关的测量的传感器系统，可以促进系统的过程控制，在系统中进料气体供应件能够调节，以便允许调节与被供应至吸附床中的一个吸附床或两个吸附床的空气量相关的至少一个参数。这是因为废气的流速可以作为用于相应的吸附床的吸附容量的便利和响应的代表，废气该相应的吸附床导出。
[0016]特别地，测量可以相对快速地响应系统中的变化，例如相对于其它可测量的因素诸如产物纯度。这种快速响应例如使能系统操作的有效调谐。
[0017]例如，相应的吸附床的吸附容量中的不对称性可以例如使用传感器系统直接被检测和被量化，并且进料气体供应件可以被调节以移除或减少不对称性，这又可以改进系统的净化/分离性能。
[0018]系统可以包括用于控制进料气体供应件的控制器，控制器被配置为：接收来自传感器系统的测量；以及基于测量调整至少一个参数。以此方式，控制器可以使能系统以自动地响应通过传感器系统获得的测量。因此，在不需要用户干预的情况下，系统可以相对快速地响应由相应的吸附床产生的废气量的任何变化。
[0019]控制器可以例如被配置为基于测量从预定的初始设置调节至少一个参数。初始设置可以例如假定第一吸附床和第二吸附床具有相同的吸附容量。所供应的系统最初可以被
配置为相对接近其操作设置而操作，但是系统可以通过考虑从传感器系统接收的测量而自动调节到使用中的操作设置。
[0020]虽然对系统的自动控制可能是优选的，但系统，并且特别是进料气体供应件，可以备选地或附加地通过用户干预被能够调节。在这方面，系统可以例如包括适当的用户界面，用户界面使能用户观察由传感器系统采取的测量并且相应地调节进料气体供应件。
[0021]至少一个参数可以包括第一时间段，在第一时间段期间进料气体供应件将空气流供应至第一吸附床。至少一个参本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氧浓缩器系统(200)，所述氧浓缩器系统用于从包含气态组分的加压空气流中吸附所述气态组分，所述气态组分包括氮，所述系统包括：第一吸附床(204)；第二吸附床(206)，所述第一吸附床和所述第二吸附床中的每个吸附床用于选择性地从所述空气流中吸附所述气态组分，以产生具有比所述空气的氧浓度更高的氧浓度的产物气体；进料气体供应件(202)，所述进料气体供应件被配置为将所述空气流交替地供应至所述第一吸附床和所述第二吸附床，所述进料气体供应件能够被调节，以使得能够调节与被交替地供应至所述第一吸附床和/或所述第二吸附床的空气量相关的至少一个参数；连接和阀组件(222)，所述连接和阀组件在所述第一吸附床和所述第二吸附床之间，所述连接和阀组件被配置使得从供应有所述空气流的相应的吸附床(204，206)所产生的所述产物气体的一部分被供应至另一吸附床(206，204)，从而从所述另一吸附床释放所吸附的气态组分；排气口(230)，所述排气口用于从所述系统排出包括所释放的所述气态组分的废气；以及传感器系统(232)，所述传感器系统包括与所述废气流体连通的传感器(233)，所述传感器系统被配置为确定与经由所述排气口从所述系统排出的所述废气的流速相关的测量。2.根据权利要求1所述的系统(200)，包括用于控制所述进料气体供应件(202)的控制器(240)，所述控制器被配置为：从所述传感器系统(232)接收所述测量；以及基于所述测量调节所述至少一个参数。3.根据权利要求2所述的系统(200)，其中所述控制器(240)被配置为基于所述测量，根据预定的初始设置调节所述至少一个参数。4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(200)，其中所述至少一个参数包括第一时间段和/或第二时间段，在所述第一时间段期间所述进料气体供应件(202)将所述空气流供应至所述第一吸附床(204)，在所述第二时间段期间所述进料气体供应件将所述空气流供应至所述第二吸附床(206)。5.根据从属于权利要求2或3的权利要求4所述的系统(200)，其中所述控制器(240)被配置为调节所述第一时间段和所述第二时间段，使得当在所述第一时间段期间所述第一吸附床(204)被所述进料气体供应件(202)供应时排出的废气体积与当在所述第二时间段期间所述第二吸附床(206)被所述进料气体供应件供应时排出的废气体积基本相同。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统(200)，其中所述至少一个参数包括由所述进料气体供应件(202)供应至所述相应的吸附床(204，206)的所述空气的进料气体流速。7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统(200)，其中所述传感器(233)包括压差传感器。8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统(200)，其中所述排气口(230)由一个或多个排气孔(230A、230B、230C、230D、230E)限定；可选地，其中所述一个或多个排气孔中的每个排气孔具有在1mm至5.5mm的范围内的直径。9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统(200)，其中所述连接和阀组件(222)包括平
衡阀装置(228)，所述平衡阀装置被配置为在所述进料气体供应件(202)切换以将所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：
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