專利名稱：便攜式氧濃縮系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及氧濃縮器領(lǐng)域，尤其涉及用于非固定性呼吸患者的便攜式氧濃縮系統(tǒng)，這使得他們能夠過上正常和豐富多彩的生活。人們持續(xù)需要家用和非固定性使用的氧。對于肺病(例如肺纖維化、肉狀瘤病或職業(yè)性肺病)患者補(bǔ)充氧是必要的。對這些患者而言，氧治療日益得到有利的發(fā)展，從而延長壽命。盡管補(bǔ)充氧不能用來治療肺病，但是其可提高血氧飽和度，從而防止血氧不足。這種治療可防止氧的缺乏而對器官系統(tǒng)尤其是心臟、大腦和腎的長期影響。氧治療也用于治療慢性阻塞性肺病(COPD)，這種疾病影響了約6百萬美國人，也用于治療弱化呼吸系統(tǒng)的其它疾病，如心肝病和艾滋病。補(bǔ)充氧治療也用于治療哮喘和肺氣腫。COPD患者的一般治療需要通過鼻內(nèi)插管或面具每天24小時(shí)補(bǔ)充氧。一般患者每分鐘需要2升的高濃度氧，以將患者從空氣中得到的氧水平從一般21％提高到約40％。盡管平均需氧量是每分鐘2升，但一般的氧濃縮器其容量是每分鐘4～6升氧。這種額外的容量對于某些患者偶爾是必須的，這種患者是指已發(fā)展為更嚴(yán)重的疾病、通常不能待在家里(作為非固定性患者)并不需要便攜式氧供應(yīng)的患者。目前有三種形式來補(bǔ)充醫(yī)用氧高壓氣瓶、真空隔離的容器中的低溫液體或一般稱為“杜瓦瓶”的熱水瓶、及氧濃縮器。取決于患者需要的治療，某些患者僅需要家用氧，而其它患者需要家用及非固定性氧。盡管氧濃縮器是優(yōu)選的因?yàn)樗恍枰傺b填杜瓦瓶或用充滿的鋼瓶來交換空的鋼瓶，但這三種形式都可用于家用。然而家用氧濃縮器確實(shí)具有缺點(diǎn)。它們消耗相對較大量的電力(350-400瓦)、相對較大(約一個(gè)床頭柜的尺寸)、相對較重(重量約50磅)、放較多的熱并發(fā)出噪聲。僅有較小的高壓氣瓶和較小的液體杜瓦瓶真正能滿足非固定性的便攜式需求(在家外)。任一形式都可用于家用和非固定性應(yīng)用中，并可與氧濃縮器組合以在家里使用。如下所述，當(dāng)前的氧供應(yīng)方法和裝置是很麻煩和笨重的，因而一直需要一種能夠用來向使用者供應(yīng)氧的改進(jìn)的便攜式裝置。對于需要氧并需要遠(yuǎn)離氧產(chǎn)生或氧存儲源如固定氧系統(tǒng)(或不易運(yùn)輸?shù)谋銛y式系統(tǒng))的人而言，對于患者最常用的兩種形式是(a)用輪車上承載較小的鋼瓶；及(b)用肩帶承載便攜式容器。這些氣態(tài)氧和液態(tài)氧方案具有實(shí)質(zhì)性缺點(diǎn)，但從醫(yī)用觀點(diǎn)來看，其均可提高患者壽命。氣態(tài)氧方案的主要缺點(diǎn)是氣態(tài)氧的較小鋼瓶僅能提供短期的氣體。另一個(gè)缺點(diǎn)是患者的高壓氣態(tài)氧鋼瓶在某些場所由于安全原因是不被允許的，如在飛機(jī)上。氣態(tài)氧方案的另一個(gè)缺點(diǎn)是一旦鋼瓶中缺氧就需要再裝入氧。這些較小的氣體鋼瓶必須由家庭保健供應(yīng)商取回并用特定的設(shè)備進(jìn)行裝氣。這需要供應(yīng)商定期去患者家里，并且供應(yīng)商對較小鋼瓶的投資較大，這是由于大量鋼瓶留于患者家里和充氣設(shè)備的原因。盡管技術(shù)上很難在患者家里使用商用氧濃縮器(從空氣中分離氧)給這些鋼瓶充氣，但是這種任務(wù)通常需要現(xiàn)場氧壓縮機(jī)以將濃縮器的輸出壓力升至較高程度以使鋼瓶充氣。常用現(xiàn)場氧壓縮機(jī)的一些缺點(diǎn)是昂貴、聲音大并放熱。此外，在家中將氧壓縮進(jìn)加壓罐中可能有危險(xiǎn)，尤其是對非專業(yè)人員而言。家用技術(shù)發(fā)展存在幾個(gè)安全問題。例如，要使便攜式容器中裝有足量的氣體，通常必須壓縮至較高壓力(～2000psi)。將氧從5psi(氧濃縮器的通常輸出)壓縮至2000psi一般會(huì)產(chǎn)生大量的熱(足以將帶有中間冷卻的三個(gè)絕熱壓縮階段的每一階段的溫度提高165℃)。熱量使高壓下的氧更具有活性，從而在患者家內(nèi)該壓縮機(jī)會(huì)具有潛在的燃燒危險(xiǎn)。因此，在患者家內(nèi)操作高壓氣系統(tǒng)是危險(xiǎn)的，也是不實(shí)際的解決方案。這種氧壓縮技術(shù)的缺點(diǎn)不僅是不方便和安全問題。另一個(gè)缺點(diǎn)是所需的壓縮機(jī)或升壓機(jī)是昂貴的，這是因?yàn)槠湫枰貏e的處理和材料以與高壓氧相容?，F(xiàn)在說明液態(tài)氧存儲的方案，其主要缺點(diǎn)在于在患者家內(nèi)其需要基本存儲器-固定存儲器基本單元，其尺寸為標(biāo)準(zhǔn)啤酒桶大小，其可每周用外源充滿一次。液態(tài)氧可從患者的基本單元轉(zhuǎn)移至便攜式杜瓦瓶，從而可被非固定性患者使用。此外，液態(tài)氧方案具有實(shí)質(zhì)上的浪費(fèi)，這是因?yàn)橐欢康难踉谵D(zhuǎn)移至便攜式容器過程中和因蒸發(fā)而損失。據(jù)估計(jì)基本鋼瓶全部內(nèi)含物的20％在兩周內(nèi)因轉(zhuǎn)移和正常蒸發(fā)而損失掉。這些單元通常每30～60天就會(huì)蒸發(fā)干，即使沒有抽吸氧。已經(jīng)提出了家用充氣系統(tǒng)，其可產(chǎn)生液態(tài)氧并具有使便攜式液態(tài)氧杜瓦瓶充氣的能力。然而這些裝置要求使用者對瓶子進(jìn)行充氣，從而使使用者的電費(fèi)增加數(shù)十美元，這是不可回收的費(fèi)用。這些便攜式高壓鋼瓶和液態(tài)杜瓦瓶還具有其它問題。通常補(bǔ)充氧由家庭保健供應(yīng)商供給患者，而供應(yīng)商從保險(xiǎn)公司或醫(yī)療保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)得到收益。供應(yīng)商優(yōu)選使用氧濃縮器以供給患者家中需求，這至少是昂貴的方案。然而對于戶外使用，僅有較小的高壓氣瓶和較小的液態(tài)杜瓦瓶是便攜式的并能滿足非固定性需求。這兩種形式中的任一個(gè)都可用于家里和非固定性應(yīng)用中，或可與氧濃縮器一起使用從而用于家庭中。在任一種情況下，家庭保健供應(yīng)商必須每周或每兩周花費(fèi)大量的成本以去患者家里補(bǔ)充氧。本發(fā)明一個(gè)目的是克服這些成本問題。所謂的″便攜式″氧濃縮器可從商業(yè)上購得，其通過將周圍空氣轉(zhuǎn)化為濃縮的氣態(tài)氧而向患者提供氣態(tài)氧。然而這些裝置僅在某種意義上是″便攜式″的，其可通過汽車或飛機(jī)輸送至另一地點(diǎn)。這些裝置并裝在行李箱中而作為運(yùn)輸?shù)臋C(jī)器付費(fèi)，并不是真正的便攜式氧濃縮器。這種裝置的重量約為37磅，未使用電池，在2LPM(升/分鐘)的氧流速下需要135瓦的功率。在汽車中使用汽車電池是可能的，但使用單獨(dú)電池是不切實(shí)際的。另一裝置是安裝在自用手推車上的3LPM濃縮器。其重量為22磅，未使用電池，也需要約135瓦的功率。另一裝置重約28磅，未使用電池，其與上述裝置具有相似的流速和功率需求。即使未使用電池，這些裝置對于一般的非固定性呼吸患者而言也過于沉重。加上電池的重量，這些現(xiàn)有裝置在真正意義上不再是″便攜式″，這是因?yàn)樗鼈儾灰讖囊粋€(gè)場所輸送到另一場所。由于這些裝置具有相對較大的功率消耗需求，因此它們也需要適度大小的電池。此外，上述氧濃縮器除了具有重量和功率消耗問題外，現(xiàn)有技術(shù)的濃縮器不是特別安靜的。它們的噪聲程度與家用濃縮器相似。事實(shí)上，這些裝置產(chǎn)生的噪聲為60dBA(分貝)，約為家用濃縮器噪聲的兩倍。因而，這些所謂的″便攜式″氧濃縮器都不適用于低噪聲是特別重要的環(huán)境中，例如飯店、圖書館、教堂和劇院。因此，長期以來一直需要有一種真正的″便攜式″氧濃縮系統(tǒng)，其能夠克服高壓氣鋼瓶和液態(tài)杜瓦瓶的要求，與高壓氣鋼瓶和液態(tài)杜瓦瓶相關(guān)的不斷充氣/置換要求，及非固定性呼吸患者使用的單獨(dú)家用氧濃縮系統(tǒng)的要求。真正的″便攜式″氧濃縮系統(tǒng)應(yīng)該足夠輕，從而即使帶有電池時(shí)一般的非固定性呼吸患者也能攜帶這種裝置。當(dāng)然該裝置也必須具有相對較低的功率消耗需求，從而可使用輕重量電池組或其它能量源。此外，該裝置應(yīng)足夠小，從而可由使用者方便地?cái)y帶，并放出相對較低的噪聲，也應(yīng)該僅放出少量的熱。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種易于由使用者運(yùn)輸?shù)谋銛y式氧濃縮器系統(tǒng)。該便攜式氧濃縮器系統(tǒng)包括可再充電能量源和由該能量源供給能量的濃縮器。該濃縮器可將周圍空氣轉(zhuǎn)化成該使用者所用的濃縮氧氣，其包括多個(gè)吸附床(adsorption bed)和旋轉(zhuǎn)閥組件。該旋轉(zhuǎn)閥組件可相對于該多個(gè)吸附床旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送通過該多個(gè)吸附床的流體，從而將周圍空氣轉(zhuǎn)化成使用者所用的濃縮氧氣。該濃縮器的絕熱功率與氧流速的比為6.2W/LPM～23.0W/LPM。本發(fā)明的另一方面涉及一種用于帶有多個(gè)吸附床的壓力擺動(dòng)吸附系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)閥組件。該旋轉(zhuǎn)閥組件包括分別帶有接合表面的閥口片(valve port plate)和旋轉(zhuǎn)閥座(valve shoe)，其可相對于公共旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送從中通過的流體。該閥口片包括與至少兩個(gè)吸附床連接的至少兩個(gè)孔(port)。該旋轉(zhuǎn)閥座包括與該接合表面相對并帶有至少一個(gè)均衡通道的第二閥表面，以對齊(registerwith)該閥口片的至少兩個(gè)孔，從而均衡該至少兩個(gè)吸附床之間的壓力。結(jié)合下面對附圖的詳細(xì)說明可以更好地理解本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的目的、特征、方面及優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡要說明

圖1是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案構(gòu)成的便攜式氧濃縮系統(tǒng)的方塊圖；圖2是按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案構(gòu)成的便攜式氧濃縮系統(tǒng)的方塊圖，尤其是用來表明空氣分離裝置的實(shí)施方案；圖3A是可與便攜式氧濃縮系統(tǒng)一起使用的濃縮器的實(shí)施方案的立體剖視圖；圖3B是圖3A所示的濃縮器的立體分解圖；圖4是可與圖3A和3B所示的濃縮器一起使用的上部總導(dǎo)管和多個(gè)吸附床的實(shí)施方案的俯視立體圖；圖5A和5B分別是可與圖3A和3B所示的濃縮器一起使用的旋轉(zhuǎn)閥座的實(shí)施方案的仰視圖和俯視圖；圖6A是可與圖3A和3B所示的濃縮器一起使用的閥口片的實(shí)施方案的俯視圖；圖6B是圖3A和3B所示的濃縮器中使用的示例性過程循環(huán)的流程圖；圖7A和7B分別是可與圖3A和3B所示的濃縮器一起使用的介質(zhì)保持蓋的實(shí)施方案的俯視圖和仰視圖；圖8A和8B分別是可與圖3A和3B所示的濃縮器一起使用的帶有定心銷的旋轉(zhuǎn)閥組件的實(shí)施方案的俯視立體分解圖和仰視立體分解圖；圖9A和9B分別是可與圖3A和3B所示的濃縮器一起使用的帶有定心環(huán)的旋轉(zhuǎn)閥組件的實(shí)施方案的仰視立體分解圖和俯視立體分解圖；圖10A是可與圖3A和3B所示的濃縮器一起使用的旋轉(zhuǎn)閥座、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及一對彈性鏈連桿的實(shí)施方案的仰視立體圖；圖10B和10C分別是圖10A中所示的旋轉(zhuǎn)閥座、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及一對彈性鏈連桿的俯視立體分解圖、仰視立體分解圖；圖11是包括圖3A和3B所示的濃縮器的便攜式氧濃縮系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表；圖12示意性地表明便攜式氧濃縮系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方案和與攜式氧濃縮系統(tǒng)一起使用的充電架的實(shí)施方案；圖13是可與便攜式氧濃縮系統(tǒng)的實(shí)施方案一起使用的一個(gè)或多個(gè)傳感器的方塊圖；圖14是可由便攜式氧濃縮系統(tǒng)的控制單元控制的一個(gè)或多個(gè)元件的方塊圖；圖15本發(fā)明其它實(shí)施方案的便攜式氧濃縮系統(tǒng)的方塊圖；及圖16示意性地表明包括高壓存儲器的便攜式氧濃縮系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方案。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明I.便攜式氧濃縮系統(tǒng)參照圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案構(gòu)成的的便攜式氧濃縮系統(tǒng)通常用標(biāo)號100表明，現(xiàn)說明如下。氧濃縮系統(tǒng)100包括用于從周圍空氣分離濃縮氧氣的空氣分離裝置如氧氣產(chǎn)生器102，用于向氧氣產(chǎn)生器102提供至少部分動(dòng)力的能量源，如可再充電電池、電池組或燃料電池104，用于感測使用者108的一種或多種條件、環(huán)境等以確定使用者需要的或系統(tǒng)100要求的氧輸出量的一個(gè)或多個(gè)輸出傳感器106，及與輸出傳感器106、空氣分離裝置102和能量源104相連的控制單元110，其用以響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)輸出傳感器106所感測的一種或多種條件而控制空氣分離裝置102的操作。在可選擇的實(shí)施方案中，系統(tǒng)100可以不包括與控制單元110連接的一個(gè)或多個(gè)輸出傳感器106。在這種實(shí)施方案中，系統(tǒng)100的條件如流速、氧濃縮程度等對于系統(tǒng)而言可以是恒定的，或可以手動(dòng)控制。例如，系統(tǒng)100可以包括用戶接口111(圖14)，其允許使用者、供應(yīng)商、醫(yī)生等輸入信息，例如規(guī)定的氧程度、流速等以控制系統(tǒng)100的氧輸出量?，F(xiàn)在將更詳細(xì)地說明系統(tǒng)100的每個(gè)組成部分。
A.空氣分離裝置參照圖2，空氣分離裝置優(yōu)選是氧產(chǎn)生器102，其通常包括泵如壓縮機(jī)112和氧濃縮器114(OC)，它們可以一體形成。氧產(chǎn)生器102也可以包括一個(gè)或多個(gè)下述的并由圖2中分段的邊界線表明的元件。周圍空氣可通過進(jìn)口消音器116由壓縮機(jī)112抽入。壓縮機(jī)112可由一個(gè)或多個(gè)DC電機(jī)118(M)驅(qū)動(dòng)，其使用由可再充電電池104(RB)供應(yīng)的DC電流。電機(jī)118也優(yōu)選驅(qū)動(dòng)熱交換器120的冷卻風(fēng)扇部分。變速控制器(VSC)或壓縮機(jī)電機(jī)速度控制器119(下文將詳述)可與控制單元110(CU)一體形成或單獨(dú)形成，并優(yōu)選與電機(jī)118連接以節(jié)約電消耗。經(jīng)壓力作用壓縮機(jī)112將空氣輸送至濃縮器114。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在最大速度下將空氣輸送至濃縮器114，額定壓力為7.3psig，并可在5.3至12.1psig間變化。在最大速度下，在14.696psi(絕對)、70°F、50％相對濕度的進(jìn)口條件下，流入流速最小為23.8SLPM。熱交換器120可以位于壓縮機(jī)112和濃縮器114之間，用以在流入濃縮器114之前冷卻或加熱空氣至目標(biāo)溫度，過濾器(圖未示)可以位于壓縮機(jī)112和濃縮器114之間，用以從供應(yīng)的空氣中除去任何雜質(zhì)，壓力傳感器122可以位于壓縮機(jī)112和濃縮器114之間，用以得到流入濃縮器114的空氣流的壓力讀數(shù)。濃縮器114以公知的方式從空氣中分離氧氣，并最終輸送給使用者108。一個(gè)或多個(gè)下面的元件可位于濃縮器114和使用者108之間的供應(yīng)線路121中壓力傳感器123，溫度傳感器125，泵127，低壓存儲器129，供應(yīng)閥160，流動(dòng)和純度傳感器131，及保存裝置190。本文中，供應(yīng)線路121指用于連接元件與線路的管子、連接器等。泵127可由電機(jī)118驅(qū)動(dòng)。氧氣可保存在低壓存儲器129中，并從其通過供應(yīng)線路121輸送給使用者108。供應(yīng)閥160可用于控制在大氣壓下將氧氣從低壓存儲器129輸送至使用者108。廢氣也可從濃縮器114中排出。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，真空產(chǎn)生器124(V)也可被電機(jī)118驅(qū)動(dòng)并與壓縮機(jī)112一體形成，其可從濃縮器114中抽出廢氣以提高濃縮器114的回收和生產(chǎn)能力。廢氣可以經(jīng)廢氣消音器126從系統(tǒng)100中排出。壓力傳感器128可以位于濃縮器114和真空產(chǎn)生器124之間，用以得到從濃縮器114排出的廢氣流的壓力讀數(shù)。在最大額定速度和20.8SLPM的流速下，真空側(cè)的壓力優(yōu)選額定為-5.9psig，并可在-8.8至-4.4psig間變化。
1.壓縮機(jī)/變速控制器可以用作壓縮機(jī)112的壓縮機(jī)實(shí)例包括但不限于回旋葉片、帶有活塞銷的線性活塞、不帶活塞銷的線性活塞、旋轉(zhuǎn)盤、輥?zhàn)?、柱塞、膜片泵及聲音裝置(acoustic)。優(yōu)選地壓縮機(jī)112和真空產(chǎn)生器124與電機(jī)118一體形成并且少油，從而可防止油或脂進(jìn)入空氣通道。當(dāng)壓縮機(jī)112全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其優(yōu)選的速度比至少為3∶1，較低速度至少為1,000rpm，工作壽命為15,000小時(shí)。壓縮機(jī)/電機(jī)系統(tǒng)周圍的工作溫度優(yōu)選為32～122°F。存儲溫度優(yōu)選為-4～140°F。相對濕度優(yōu)選為5～95％RH不凝結(jié)。壓縮機(jī)112的電壓優(yōu)選為12VDC或24VDC，在全速和額定流動(dòng)/額定壓力下電功率需求優(yōu)選小于100W，在1/3速度和1/3流動(dòng)/額定壓力下小于40W。軸式安裝的風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)可置于壓縮機(jī)112上用以使壓縮機(jī)冷卻及可能使整個(gè)系統(tǒng)冷卻。優(yōu)選地，在最大額定速度和流動(dòng)/壓力下壓縮機(jī)112的最大聲壓程度可以為46dBA，在1/3額定速度下為36dBA。優(yōu)選地壓縮機(jī)112的重量小于3.5磅。優(yōu)選的是壓縮機(jī)112可在不同速度下運(yùn)轉(zhuǎn)；可提供所需的真空/壓力程度和流速，放出較小的噪聲和振動(dòng)，放出較小的熱，體積小，重量輕，及消耗能量少。變速控制器119對于降低壓縮機(jī)112對可再充電電池104或其它能量源的能量消耗需求是重要的。使用變速控制器后，壓縮機(jī)112的速度可以隨使用者的活動(dòng)程度、使用者的代謝條件、環(huán)境條件或使用者氧需求的其它條件而變，這可通過一個(gè)或多個(gè)輸出傳感器106測定。例如當(dāng)使用者108的氧需求相對較低時(shí)，例如在使用者坐著、睡眠、處于較低高度時(shí)，變速控制器可以降低電機(jī)118的速度，而當(dāng)使用者108的氧需求相對較高時(shí)，例如使用者站著、使用者活動(dòng)、使用者處于較高的高度等時(shí)，其可增加速度。這有助于增強(qiáng)電池104的壽命，降低電池104的壽命和尺寸，降低壓縮機(jī)磨損速率，從而提高其可靠性。本發(fā)明的發(fā)明人之一過去是變速控制器的共同發(fā)明人，其可調(diào)節(jié)壓縮機(jī)速度，從而僅在使用者規(guī)定的流速下以輸送氧所需的速度和能量下操作壓縮機(jī)。變速控制器119使得可在較低平均速率下操作壓縮機(jī)112，通常平均速率或速度在壓縮機(jī)112的全速和1/6全速之間，從而可提高電池壽命、降低電池尺寸和重量及降低壓縮機(jī)噪聲和放熱。
2.濃縮器在優(yōu)選的實(shí)施方案中，濃縮器114是先進(jìn)技術(shù)分餾器(ATF)，其可用于醫(yī)用和工業(yè)用。ATF可實(shí)施壓力擺動(dòng)吸附(PSA)過程、真空壓力擺動(dòng)吸附(VPSA)過程、快速PSA過程、極快速PSA過程或其它過程。如果實(shí)施PSA過程，濃縮器優(yōu)選包括旋轉(zhuǎn)閥組件以控制空氣流過多個(gè)篩板(sieve)床。在可選擇的不很優(yōu)選的實(shí)施方案中，濃縮器可包括非旋轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)以控制空氣流過多個(gè)篩板床。篩板床可制成錐形，從而氣態(tài)流可通過較大的直徑流入篩板床，氣態(tài)流可通過較小的直徑從篩板床排出。按這種方式將篩板床制成錐形需要較少的篩板材料和較小的流動(dòng)，從而得到相同的輸出。盡管ATF濃縮器114被用于優(yōu)選的實(shí)施方案中，本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員很清楚可以使用其它類型的濃縮器或空氣分離裝置，例如但不限于膜分離類型和電化學(xué)電池(熱或冷)。如果使用其它類型的濃縮器或空氣分離裝置，本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員很清楚本文所述的某些方面可以據(jù)此改變。例如，如果空氣分離裝置是膜分離類型，除了壓縮機(jī)外的泵可用來通過系統(tǒng)除去空氣。優(yōu)選使用的ATF明顯小于過去設(shè)計(jì)的ATF。本發(fā)明的發(fā)明人意識到減小ATF濃縮器114的尺寸不僅可使系統(tǒng)100更小和更便攜，而且也可提高回收百分比(即由濃縮器114從空氣中回收或產(chǎn)生的氧氣百分比)和濃縮器114的生產(chǎn)能力(升/分鐘/篩板材料的lb.)。減小ATF的尺寸可降低裝置的循環(huán)時(shí)間。因此，生產(chǎn)能力得到提高。此外，發(fā)明人也測定出較細(xì)的篩板材料可提高回收速率和生產(chǎn)能力。較細(xì)顆粒吸附不想要?dú)怏w的時(shí)間常數(shù)較小，這是由于氣體的通道與較大顆粒相比較短。從而，具有較小時(shí)間常數(shù)的較細(xì)篩板材料是優(yōu)選的。篩板材料可以是鋰X沸石，其可使鋰離子較高交換。顆粒尺寸例如可以是0.2-0.6mm。在可選擇的實(shí)施方案中，沸石可以是剛性結(jié)構(gòu)形式(如突出的單塊)或輥壓在紙上的形式。在這種實(shí)施方案中，沸石結(jié)構(gòu)使得材料可以快速壓力循環(huán)，而不會(huì)引起進(jìn)料流和產(chǎn)物流之間的壓力明顯下降。濃縮器114的尺寸可以隨所需的流速而變化。例如，濃縮器114可以是1.5升/分鐘(LPM)規(guī)格、2LPM規(guī)格、2.5LPM規(guī)格、3LPM規(guī)格等。氧氣產(chǎn)生器102除了包括濃縮器114外也可以包括氧源，例如但不限于高壓氧存儲器，下文將對其進(jìn)行詳述。ATF閥控制器133可與控制單元110一體形成或單獨(dú)形成，并與濃縮器114的閥電子元件連接在一起以控制濃縮器114的閥。濃縮器可具有如下的一種或多種能量節(jié)省模式睡眠模式、保存模式及活動(dòng)模式。這些模式的選擇可以由使用者108手動(dòng)進(jìn)行或者如通過所述的一個(gè)或多個(gè)傳感器106和控制單元110自動(dòng)進(jìn)行。參照圖3A和3B，下面將更加詳細(xì)地說明可與氧產(chǎn)生器102一起使用的濃縮器114的實(shí)施方案。盡管在下述說明中濃縮器114是從空氣中分離氧的，但應(yīng)注意到濃縮器114可用于其它應(yīng)用中，例如但不限于制備氮?dú)?、氫氣純化中的空氣分離，從空氣中除水及從空氣中濃縮氬氣。本文中，術(shù)語“流體”包括氣體和液體。下述的濃縮器114與現(xiàn)有濃縮器相比包括多種改進(jìn)，從而可提高所需成分的回收并提高系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。提高回收率是重要的，因?yàn)檫@是濃縮器效率的一個(gè)量度。隨著濃縮器回收增大，生產(chǎn)給定量產(chǎn)物的進(jìn)料氣量下降。這樣具有較高回收率的濃縮器可以需要較小的進(jìn)料氣壓縮機(jī)(例如用于從空氣中濃縮氧)，或可以更有效地利用進(jìn)料氣以回收有價(jià)值的物質(zhì)(例如從重整油流中純化氫)。提高生產(chǎn)能力是重要的，因?yàn)樯a(chǎn)能力的增加直接涉及到濃縮器的尺寸。生產(chǎn)能力以產(chǎn)物流動(dòng)/濃縮器的質(zhì)量或體積為單位。這樣，具有較高生產(chǎn)能力的濃縮器體積將較小，其重量小于生產(chǎn)能力較低的濃縮器，從而在許多應(yīng)用中可制得更有吸引力的產(chǎn)物。因而，濃縮器的回收、生產(chǎn)能力或這兩方面的改進(jìn)是有利的。下面詳述可引起提高回收和生產(chǎn)能力的改進(jìn)。濃縮器114包括五個(gè)吸附床300，每一個(gè)吸附床都含有一床吸附劑材料(其可根據(jù)特定的流體分子物質(zhì)或雜質(zhì)來選定)、用于選擇性地通過吸附床300轉(zhuǎn)移流體的旋轉(zhuǎn)閥組件310、形成一體的管組件和“總導(dǎo)管(manifold)”320、產(chǎn)物槽蓋330及閥組件外殼340。吸附床300優(yōu)選地地是直的、伸長的模制塑料容器，其被由金屬(優(yōu)選為鋁)制成的產(chǎn)物槽蓋330所環(huán)繞。被金屬蓋330所環(huán)繞的模制塑料吸附床300有助于低成本設(shè)計(jì)，而且不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)中的塑料外殼或蓋子的不利的水侵效應(yīng)。塑料吸附床的固有問題是塑料可透水。這使得水滲透進(jìn)吸附劑材料，從而降低吸附劑材料的性能。用鋁蓋330環(huán)繞的塑料吸附床300也可用作產(chǎn)物收集槽，從而使設(shè)計(jì)成本低，但不會(huì)損害性能。每個(gè)吸附床300包括產(chǎn)物端350和進(jìn)料端(feed end)360。參照圖4，床300的產(chǎn)物端350與總導(dǎo)管320的產(chǎn)物流入通道370通過產(chǎn)物線路380連通，以連通旋轉(zhuǎn)閥組件310。床300的進(jìn)料端360與總導(dǎo)管320的進(jìn)料流出通道390相連，用以連通旋轉(zhuǎn)閥組件310?？倢?dǎo)管320也可以包括將旋轉(zhuǎn)閥組件310與產(chǎn)物槽330的內(nèi)部連通的產(chǎn)物流出通道400、將旋轉(zhuǎn)閥組件310與進(jìn)料壓力線路420相連通的進(jìn)料流入通道410及將旋轉(zhuǎn)閥組件310與真空壓力線路440相連通的真空室430。產(chǎn)物傳輸線路450可與上述參照圖2中對供應(yīng)線路121所述的相同，其與產(chǎn)物槽330的內(nèi)部相通。真空壓力線路440可以直接或間接地與真空產(chǎn)生器124相通，用以從濃縮器114中抽出廢氣。在使用時(shí)，空氣通過總導(dǎo)管320的進(jìn)料流入通道410從壓縮機(jī)112流至進(jìn)料壓力線路420。從這里空氣流至旋轉(zhuǎn)閥組件310，并通過總導(dǎo)管320的進(jìn)料流出通道390返回。從這里進(jìn)料空氣流至吸附床300的進(jìn)料端360。吸附床300包括適用于吸附物質(zhì)的吸附介質(zhì)。為濃縮氧，需要填充的顆粒狀吸附劑材料相對于進(jìn)料空氣中的氧而言其優(yōu)選吸附氮?dú)猓瑥亩踝鳛榉俏疆a(chǎn)物的氣而形成。可以使用的吸附劑如高鋰交換的X-型沸石。也可使用含有兩種或更多種不同吸附劑材料的層狀吸附床。作為例子，為了濃縮氧，用于水吸附的活化氧化鋁或硅膠可放置在接近吸附床300的進(jìn)料端360，并且鋰交換的X-型沸石用作床的主要成分以朝向產(chǎn)物端350吸附氮?dú)?。恰?dāng)使用材料組合比使用單一型的吸附劑更有效。在可選擇的實(shí)施方案中，吸附劑可以是結(jié)構(gòu)材料，并可與水吸附和氮?dú)馕絼┎牧匣旌?。生成的產(chǎn)物氧氣通過總導(dǎo)管320的產(chǎn)物線路380和產(chǎn)物流入通道370流向吸附床300的產(chǎn)物端350，并流向旋轉(zhuǎn)閥組件310，在那里通過產(chǎn)物流入通道400經(jīng)總導(dǎo)管320返回，并流入產(chǎn)物槽330。氧氣從產(chǎn)物槽330通過產(chǎn)物傳輸線路450和供應(yīng)線路121供應(yīng)給使用者108。參照圖3B、5A、5B、6A、8A及8B，現(xiàn)在將說明旋轉(zhuǎn)閥組件310的實(shí)施方案。旋轉(zhuǎn)閥組件310包括旋轉(zhuǎn)閥座(valve shoe)或圓盤500和閥口片(valve port plate)或圓盤510。旋轉(zhuǎn)閥座500和閥口片510優(yōu)選是圓形結(jié)構(gòu)，并由耐用材料如陶瓷制成，其可被研磨成高度拋光的平板以使當(dāng)將閥座500和閥口片510壓在一起時(shí)其表面形成流體密封。具體參照圖5A，旋轉(zhuǎn)閥座500包括平底接合表面520和光滑圓柱形側(cè)壁530。閥座500包括幾個(gè)切入接合表面520中的對稱的弓形通道或流道，所有這些通道的中心作為圓形接合表面520的幾何中心。通道或流道包括相對的高壓進(jìn)料通道540、均衡通道550、相對的低壓廢氣通道560、圓形低壓廢氣槽570(其與廢氣通道560相通)、相對的產(chǎn)物傳輸通道580、相對的清洗通道590、高壓中心進(jìn)料通道600、第一環(huán)形排氣槽610及第二環(huán)形排氣槽620。再參照圖5B，現(xiàn)在將說明旋轉(zhuǎn)閥座500的平行的上部第二閥表面630。接合表面520的各清洗通道590通過上表面630上的垂直圓柱形的清洗通道640和彩虹型清洗槽650彼此連通。接合表面520的均衡通道550垂直延伸通過閥座500。各對均衡通道550通過上表面630的均衡槽660相連通。均衡槽660一般是U型的，并環(huán)繞接收孔670延伸。通過第二閥表面630上的槽660在由接合表面520限定的平面以外并與之平行的平面內(nèi)進(jìn)行均衡路線選擇，有助于使旋轉(zhuǎn)閥座500保持相對較小的尺寸，同時(shí)可使更復(fù)雜的流體路線通過閥座500。均衡槽使得次級閥表面可以均衡吸附床300之間的壓力。參照圖3B、8A及8B，第一閥座蓋680設(shè)于第二閥表面630上，以隔離第二閥表面630上的各種槽和通道。第一閥座蓋680和第二閥座蓋690分別包括對準(zhǔn)的中心孔691、692，其用于將中心進(jìn)料通道600與沿第二閥座蓋690上的圓柱形基座693的外周形成的高壓進(jìn)料流體室連通。第一閥座蓋680在接近其外周處也包括多個(gè)孔694，用以在操作第一閥座蓋680的任一側(cè)時(shí)保持圓柱形基座693和第二閥表面630間的壓力均衡。將高壓進(jìn)料流體輸送進(jìn)閥座500上部或后部的高壓進(jìn)料流體室使閥座500上的壓力均衡，從而抵消使閥座500遠(yuǎn)離閥口片510的壓力。彈簧或其它型的被動(dòng)密封結(jié)構(gòu)(圖未示)可用于在未操作濃縮器114時(shí)保持使旋轉(zhuǎn)閥座500與閥口片510靠在一起。參照圖5A，為抵消使旋轉(zhuǎn)閥座500離開閥口片510的壓力，廢氣槽570的尺寸應(yīng)使得當(dāng)濃縮器114在額定供氣和清洗(真空)壓力下操作時(shí)，由于廢氣槽570中的真空產(chǎn)生的密封力基本上可均衡這個(gè)離開壓力。這使得可使用相對較小的被動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，從而減小轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥座500所需的扭矩和能量，也可減小濃縮器114的重量和尺寸。參照圖6A，現(xiàn)在更詳細(xì)地說明閥口片510。閥口片510包括平接合表面700，其與旋轉(zhuǎn)閥座500的平接合表面520及光滑圓柱形側(cè)壁710接合。另外參照圖3B，閥口片510下側(cè)設(shè)于總導(dǎo)管襯墊720上。閥口片510包括多組一般是對稱的同心孔或開口，其與總導(dǎo)管襯墊720中的開口對齊，以將閥口片510中的孔與總導(dǎo)管320中的通道相連通。各孔在一般是垂直于接合表面700的方向上垂直延伸通過閥口片510。在可選擇的實(shí)施方案中，各孔在向著接合表面700的某一角度方向上垂直延伸通過閥口片510。優(yōu)選地，每一同心組的所有孔具有相同的結(jié)構(gòu)。以下將說明每一同心組的孔。第一組8個(gè)圓形真空孔730同心地設(shè)置在以閥口片510的幾何中心為中心的第一半徑上，其與總導(dǎo)管320的真空室430和閥座500的廢氣槽570相連通。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用8個(gè)孔，這樣允許足夠的氣流通過閥，而不會(huì)造成壓力的明顯下降。在可選擇的實(shí)施方案中，可以使用除8個(gè)外的多個(gè)孔。第二組5個(gè)圓形進(jìn)料流出孔740同心地設(shè)置在以閥口片510的幾何中心為中心的第二半徑上，其通過閥座500的廢氣通道560與總導(dǎo)管320的進(jìn)料流出通道390、閥座500的進(jìn)料通道540及真空孔730相連通。第三組5個(gè)一般是橢圓的產(chǎn)物流入孔750同心地設(shè)置在以閥口片510的幾何中心為中心的第三半徑上，其與總導(dǎo)管320的產(chǎn)物流入通道370、閥座500的均衡通道550、閥座500的清洗通道590及產(chǎn)物傳輸通道580相連通。第四組5個(gè)圓形產(chǎn)物流出孔760同心地設(shè)置在以閥口片510的幾何中心為中心的第四半徑上，其通過產(chǎn)物傳輸通道580與總導(dǎo)管320的產(chǎn)物流出通道400和產(chǎn)物流入孔750相連通。第五組3個(gè)圓形配流盤(port plate)定位孔731同心地設(shè)置在以閥口片510的幾何中心為中心的第五半徑上，其與總導(dǎo)管320上的定位銷321(圖3B，圖4)對齊。定位孔731可確保閥口片510與總導(dǎo)管320保持適合的對齊。在可選擇的實(shí)施方案中，兩個(gè)或多個(gè)定位孔位于一個(gè)或多個(gè)以閥口片510的幾何中心為中心的半徑上，其可與相等數(shù)目的位于總導(dǎo)管320上的固定位置處的定位銷對齊。設(shè)置在在閥口片510的幾何中心和閥組件310的旋轉(zhuǎn)中心的圓形的中心進(jìn)料流入孔770與總導(dǎo)管320的進(jìn)料流入通道410及旋轉(zhuǎn)閥座500的中心進(jìn)料通道600相通。在下述的旋轉(zhuǎn)閥組件310中，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生3LPM的氧產(chǎn)物時(shí)，通過閥組件310的任何孔發(fā)生最大為1PSI的壓降。在流動(dòng)較小下，壓降可以忽略。參照圖6B，現(xiàn)在將說明濃縮器114的單次壓力擺動(dòng)吸附循環(huán)(pressure swing adsorption cycle)。在使用中，旋轉(zhuǎn)閥座500相對于閥口片510旋轉(zhuǎn)，從而為每個(gè)吸附床300順序和連續(xù)地產(chǎn)生下述循環(huán)。旋轉(zhuǎn)閥座500相對于閥口片510的旋轉(zhuǎn)速度可以獨(dú)自變化，或與變速壓縮機(jī)一起變化以提供最優(yōu)的循環(huán)時(shí)間并為給定的產(chǎn)物產(chǎn)量供應(yīng)周圍空氣。為幫助讀者更好理解本發(fā)明，下面說明在單次循環(huán)中在單個(gè)吸附床300和旋轉(zhuǎn)閥組件310中發(fā)生的情況。應(yīng)注意，對于旋轉(zhuǎn)閥座500的每次旋轉(zhuǎn)，吸附床300經(jīng)歷兩次完整的循環(huán)。對于每次循環(huán)，其步驟包括1)預(yù)加壓774，2)吸附776，3)第一向下均衡(equalization down)778，4)第二向下均衡780，5)順流排氣782(co-current blowdown)，6)低壓排氣784，7)逆流清洗和低壓排氣786，8)第一向上均衡(equalization up)788，及9)第二向上均衡790。下面將針對吸附床300說明每一個(gè)步驟。在預(yù)加壓步驟774中，空氣通過總導(dǎo)管320的進(jìn)料流入通道410從壓縮機(jī)112流至進(jìn)料壓力線路420。從那里，空氣流過閥口片510的中心進(jìn)料流入孔770、流過中心進(jìn)料通道600并流出閥座500的進(jìn)料通道540、流過進(jìn)料流出孔740、并且流過總導(dǎo)管320的進(jìn)料流出通道390。從那里，進(jìn)料空氣流至吸附床300的進(jìn)料端360。參照圖5A，由于進(jìn)料通道540先于產(chǎn)物傳輸通道580(即開始時(shí)進(jìn)料通道540與進(jìn)料流出孔740相連，并且產(chǎn)物傳輸通道580被堵塞而不與產(chǎn)物流入孔750相連)，吸附床300的進(jìn)料端360用進(jìn)料氣加壓，即在開始傳輸產(chǎn)物前加壓。在可選擇的實(shí)施方案中，產(chǎn)物端350可用產(chǎn)物氣預(yù)加壓，或者產(chǎn)物端350可用產(chǎn)物氣預(yù)加壓而進(jìn)料端360可用進(jìn)料氣預(yù)加壓。在吸附步驟776中，由于產(chǎn)物傳輸通道580與產(chǎn)物流入孔750相連，所以在床300中發(fā)生氮?dú)馕?，得到的產(chǎn)物氧氣通過產(chǎn)物線路380及總導(dǎo)管320的產(chǎn)物流入通道370流向吸附床300的產(chǎn)物端350。從那里，氧氣流經(jīng)產(chǎn)物流入孔，流進(jìn)并流出產(chǎn)物傳輸通道580，流經(jīng)產(chǎn)物流出孔760、流經(jīng)產(chǎn)物流出通道400，并流入產(chǎn)物槽330。氧氣從產(chǎn)物槽330中通過產(chǎn)物傳輸線路450和供應(yīng)線路121供給使用者108。在第一向下均衡步驟778中，高壓的床300的產(chǎn)物端350與低壓的其它床產(chǎn)物端均衡，以將床300的產(chǎn)物端350降至較低的中壓。產(chǎn)物端350通過產(chǎn)物線路380、產(chǎn)物流入通道370、產(chǎn)物流入孔750、均衡通道550及均衡槽660相連。通過第二閥表面630上的槽660在由接合表面520限定的平面以外并與之平行的平面內(nèi)進(jìn)行均衡路線選擇，有助于使旋轉(zhuǎn)閥座500保持相對較小的尺寸，從而而使旋轉(zhuǎn)閥座500所需的扭矩盡可能低，同時(shí)可使更復(fù)雜的流體路徑通過閥座500。在步驟778中和下面討論的均衡步驟780、788、790中，吸附床300可在進(jìn)料端360、產(chǎn)物端350或進(jìn)料端360與產(chǎn)物端350的結(jié)合處均衡。在第二向下均衡步驟780中，中壓的床300的產(chǎn)物端350與低壓的其它床的產(chǎn)物端均衡，以將床300的產(chǎn)物端350進(jìn)一步降至比步驟778中更低的壓力。與第一向下均衡步驟778相似，產(chǎn)物端350通過產(chǎn)物線路380、產(chǎn)物流入通道370、產(chǎn)物流入孔750、均衡通道550及均衡槽660相連。在順流排氣(“CCB”)步驟782中，從吸附床300的產(chǎn)物端350得到的富氧氣體被用于清洗第二吸附床300。氣體從吸附床300的產(chǎn)物側(cè)通過產(chǎn)物線路380、產(chǎn)物流入通道370及產(chǎn)物流入孔750流動(dòng)。氣體進(jìn)一步流經(jīng)清洗通道590、清洗通道640，流經(jīng)清洗槽650并流出閥座500相對側(cè)的清洗通道640，流經(jīng)清洗通道590，流經(jīng)產(chǎn)物流入孔750，流經(jīng)產(chǎn)物流入通道370，流經(jīng)產(chǎn)物線路380，流入吸附床300的產(chǎn)物端350用作清洗流。在可選擇的實(shí)施方案中，在步驟782中和下面的步驟784中，順流排氣可用逆流排氣來代替。在低壓排氣(“LPV”)步驟784中，吸附床300通過吸附床300的進(jìn)料端360排放到較低壓力。旋轉(zhuǎn)閥座500的廢氣槽570中的真空與廢氣通道560和吸附床300的進(jìn)料端360相連(通過進(jìn)料流出孔740和進(jìn)料流出通道390)，以將再生廢氣抽出吸附床300。低壓力排氣步驟784在沒有通入富氧氣體的情況下發(fā)生，這是因?yàn)閺U氣通道560與進(jìn)料流出孔740相連通，清洗通道590不與產(chǎn)物流入孔750相連通。在逆流清洗和低壓排氣(“LPV”)步驟786中，富氧氣體以上述步驟782中的方式通入吸附床300的產(chǎn)物端350，同時(shí)吸附床300的進(jìn)料端360按上述步驟784中的方式被排放至低壓。逆流清洗通過與第二吸附床300的產(chǎn)物端350相連通的流體通入吸附床300的產(chǎn)物端350。富氧氣體從第二吸附床300的產(chǎn)物端350流經(jīng)產(chǎn)物線路380、產(chǎn)物流入通道370、產(chǎn)物流入孔750，流經(jīng)清洗通道590、清洗通道640，流經(jīng)清洗槽650，流出閥座500相對側(cè)的清洗通道640，流經(jīng)清洗通道590，流經(jīng)產(chǎn)物流入孔750，流經(jīng)產(chǎn)物流入通道370，流經(jīng)產(chǎn)物線路380，從而流入吸附床300的產(chǎn)物端350。由于在步驟786中廢氣通道560也與進(jìn)料流出孔740相連通，所以富氧氣體從產(chǎn)物端350流至進(jìn)料端360，從而再生吸附床300。旋轉(zhuǎn)閥座500的廢氣槽570中的真空與廢氣通道560和吸附床300的進(jìn)料端360相連(通過進(jìn)料流出孔740和進(jìn)料流出通道390)，以將再生廢氣抽出吸附床300。廢氣從廢氣通道560通過真空孔730流進(jìn)真空室430，并流出真空壓力線路440。在可選擇的實(shí)施方案中，真空可用低壓排氣代替(其接近大氣壓或是比進(jìn)料壓力低的其它壓力)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，從產(chǎn)物槽330來的產(chǎn)物氣用于清洗吸附床300的產(chǎn)物端350。在第一向上均衡步驟788中，極低壓的床300的產(chǎn)物端350與高壓的其它床產(chǎn)物端均衡，以將吸附床300升至較高的中壓。產(chǎn)物端350通過產(chǎn)物線路380、產(chǎn)物流入通道370、產(chǎn)物流入孔750、均衡通道550及均衡槽660相連。在第二向上均衡步驟790中，中壓的床300的產(chǎn)物端350與高壓的其它床產(chǎn)物端均衡，以將床300的產(chǎn)物端350進(jìn)一步升至比步驟778中更高的壓力。與第一向下均衡步驟778相似，產(chǎn)物端350通過產(chǎn)物線路380、產(chǎn)物流入通道370、產(chǎn)物流入孔750、均衡通道550及均衡槽660相連。應(yīng)注意，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，進(jìn)氣步驟774、776的組合延續(xù)時(shí)間基本可以與清洗步驟782、784、786的組合延續(xù)時(shí)間相同，其基本可以是每個(gè)均衡步驟778、780、788、790的延續(xù)時(shí)間的三倍。在可選擇的實(shí)施方案中，進(jìn)氣步驟774、776，清洗步驟782、784、786及每個(gè)均衡步驟778、780、788、790的相對延續(xù)時(shí)間可以變化。在第二向下均衡步驟790后，在吸附床300中的新循環(huán)從預(yù)加壓步驟774開始。上述五床濃縮器114和循環(huán)與過去所用的其它數(shù)目的濃縮器和循環(huán)相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，下面說明其中的某些。在產(chǎn)物端350的多次均衡步驟788、790及預(yù)加壓步驟774有助于在產(chǎn)物傳輸前預(yù)加壓吸附床300。因此，吸附床300很快到達(dá)其最終壓力(基本上等于進(jìn)料壓力)，從而允許最大程度地利用吸附劑材料。此外，預(yù)加壓吸附床300使得產(chǎn)物在與進(jìn)料基本上相同的壓力下輸送，從而保持產(chǎn)物流中的壓縮能量，這使得產(chǎn)物流在下游處理中更有價(jià)值。在可選擇的實(shí)施方案中，在床300的進(jìn)料端360與進(jìn)料流接觸前用產(chǎn)物預(yù)加壓床300可消除在進(jìn)料端360上的兩個(gè)或多個(gè)吸附床300間的流體相互作用或流體連通所引起的任何壓降。此外，與具有更多床的系統(tǒng)相比，使用5-床系統(tǒng)同時(shí)可降低與進(jìn)料通道540流體連通的吸附床的延續(xù)時(shí)間和數(shù)目，從而降低吸附床間的流體流動(dòng)傾向。由于在吸附床間的流體流動(dòng)與較高壓力床中的反向流動(dòng)方向相關(guān)(使得性能下降)，因而降低這種作用是有利的。與許多系統(tǒng)相比更有利的是，5-床系統(tǒng)包括少量的吸附床300，它使得濃縮器相對較小、緊湊、重量輕，同時(shí)傳輸足夠的流動(dòng)和純度并保持高氧回收率。其它PSA系統(tǒng)通常帶有較小量的吸附床，使得在部分循環(huán)中壓縮機(jī)空轉(zhuǎn)(deadheading)(消耗較高能量)。使壓縮機(jī)空轉(zhuǎn)可消除兩個(gè)或多個(gè)吸附床300的進(jìn)料端360之間的有害流動(dòng)(如上所述)，但增大了系統(tǒng)能量。5-床系統(tǒng)消除了壓縮機(jī)空轉(zhuǎn)，并可使在吸附床300間進(jìn)料側(cè)360側(cè)的性能受限最小。使用多次壓力均衡步驟778、780、788、790可降低操作濃縮器114所需的壓縮能量。通過將高壓氣移動(dòng)到另一床300來均衡床300而不是將其排到大氣或真空泵可保存高壓氣。由于與加壓氣體的成本有關(guān)，所以保存氣體可提供節(jié)省和改進(jìn)的回收。此外，由于床300通常在床300的產(chǎn)物端350處含有富含產(chǎn)物的氣體，所以使這種氣體移進(jìn)另一床300而不是將其排放可保存產(chǎn)物并改進(jìn)回收。均衡的次數(shù)優(yōu)選為1～4次。應(yīng)注意，每次均衡代表兩個(gè)均衡步驟，向下均衡步驟和向上均衡步驟。從而，兩次均衡指兩次向下均衡和兩次向上均衡，或均衡總數(shù)為4。對于其它數(shù)目的均衡也是如此。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在每次循環(huán)中使用1～4次均衡(2～8個(gè)均衡步驟)。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，在每次循環(huán)中使用1～3次均衡(2～6個(gè)均衡步驟)。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中，在每次循環(huán)中使用2次均衡(4個(gè)均衡步驟)。在可選擇的實(shí)施方案中，濃縮器114可以包括其它數(shù)量的吸附床300，其以進(jìn)料流濃度、欲分離的特定氣體、壓力擺動(dòng)吸附循環(huán)及操作條件為基礎(chǔ)。例如但不限于，4床濃縮器和6床濃縮器也具有優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)用4-床濃縮器按上述步驟進(jìn)行操作循環(huán)時(shí)，進(jìn)料通道540間的流體連通和多于一個(gè)吸附床(在一個(gè)例子中)的問題完全消除。當(dāng)進(jìn)料端流體連通被消除時(shí)，以更期望的方式發(fā)生進(jìn)氣步驟774、776，從而提高所需產(chǎn)物的回收。與5床系統(tǒng)相比，當(dāng)改進(jìn)上述壓力-擺動(dòng)循環(huán)以采用3個(gè)向上均衡階段和3個(gè)向下均衡階段代替2個(gè)向上均衡階段和2個(gè)向下均衡階段時(shí)，可實(shí)現(xiàn)6床系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)在高壓下可用進(jìn)料氣時(shí)第三次均衡是有利的。第三次均衡可保持壓縮機(jī)能量，因?yàn)榕c使用兩個(gè)均衡階段時(shí)得到基本上67％的進(jìn)料壓力相比，其可使均衡的床得到基本上75％的進(jìn)料壓力。在任何PSA循環(huán)中，無論何時(shí)發(fā)生向上均衡時(shí)，也發(fā)生相應(yīng)的向下均衡。匹配均衡階段的需求對循環(huán)步驟的相對定時(shí)施加了某些限制。例如如果進(jìn)氣步驟的時(shí)間基本上與每次均衡步驟的時(shí)間相同，那么6床循環(huán)將可提供所需要的匹配均衡階段?，F(xiàn)在將說明涉及濃縮器114的許多其它發(fā)明方面，其可提高所需成分的回收和系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。參照圖3A、3B、7A及7B，現(xiàn)在將說明可減少吸附床300中無效體積(dead volume)的介質(zhì)保持蓋(mediaretention cover)800的實(shí)施方案。每個(gè)介質(zhì)保持蓋800位于吸附床300的產(chǎn)物端350，并支撐介質(zhì)保持蓋800上的吸附劑材料。位于介質(zhì)保持蓋800之內(nèi)和下部的彈簧810可以促使介質(zhì)保持蓋800向上以牢固地將裝有吸附劑材料的床保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。介質(zhì)保持蓋800包括圓柱形基座820，其帶有第一和第二環(huán)形凸緣830、840。第二環(huán)形凸緣840的上部中止在圓形輪緣850中。介質(zhì)保持蓋800的上表面860包括多個(gè)肋870，其從中心孔880向外呈輻射圖案。與中心孔880相近的間隙890產(chǎn)生使清洗流體從中心孔880流出的擴(kuò)散區(qū)。間隙890和輻射肋870使清洗流體從中心孔880向外分布，從而在清洗步驟中引起更均勻的改進(jìn)再生吸附劑材料。輻射肋870也有助于在產(chǎn)物傳輸步驟中通道產(chǎn)物氣體向中心孔880流動(dòng)。在可選擇的實(shí)施方案中，介質(zhì)保持蓋800可以包括通常是非圓柱形的表面以在一般是非圓柱形吸附床300中容納介質(zhì)。在進(jìn)一步的可選擇的實(shí)施方案中，中心孔880可以遠(yuǎn)離圓柱形或非圓柱形介質(zhì)保持蓋800的幾何中心。參照圖7B，在介質(zhì)保持蓋800的下側(cè)上圓柱形基座820形成內(nèi)室，其中設(shè)有彈簧810。中心孔接頭900從介質(zhì)保持蓋800的下表面910伸出。產(chǎn)物線路380的一端與中心孔接頭900相連，用以將吸附床300的產(chǎn)物端350與總導(dǎo)管320的產(chǎn)物流入通道370相連通。過去，介質(zhì)保持蓋可以用安裝在蓋的內(nèi)側(cè)和上方的彈簧支持，從而彈簧位于吸附劑材料下部和床300的產(chǎn)物端350的任何排出孔間的流體通道中。彈簧占據(jù)的體積代表系統(tǒng)中的無效體積。本文中“無效體積”是指系統(tǒng)被壓縮和清洗的體積，但是不含有吸附劑材料。用壓縮進(jìn)料填充此體積然后排氣意味著浪費(fèi)進(jìn)料。改進(jìn)的介質(zhì)保持蓋800沒有為系統(tǒng)增加無效體積，這是因?yàn)閺椈?10被包容在流體通道的外部。系統(tǒng)內(nèi)任何額外體積的消除直接使得可更有效地利用進(jìn)料，從而可較高地回收所需產(chǎn)物。參照圖8A和8B，現(xiàn)在將說明用于保持旋轉(zhuǎn)閥座500相對于閥口片510側(cè)向固定并居中的定心裝置的實(shí)施方案。定心裝置可以包括定心銷920，其是中空圓柱形并由剛性材料制成。當(dāng)旋轉(zhuǎn)閥座500的接合表面520與閥口片510的接合表面700接合時(shí)，定心銷920部分置于旋轉(zhuǎn)閥座500的中心進(jìn)料通道600和閥口片510的中心進(jìn)料流入孔770中。使用時(shí)，旋轉(zhuǎn)閥座500繞定心銷920旋轉(zhuǎn)，定心銷920的中空內(nèi)部使得高壓進(jìn)料流體從其中流過。定心銷920使旋轉(zhuǎn)閥座相對于閥口片510保持在固定位置。過去，旋轉(zhuǎn)閥座通過用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥座的電機(jī)大致與閥口片中心對齊。如果旋轉(zhuǎn)閥座500和閥口片510彼此偏心，那么濃縮器114不會(huì)按要求進(jìn)行循環(huán)，從而抑制了濃縮器的生產(chǎn)能力、回收及功效。當(dāng)閥組件310用于控制復(fù)雜循環(huán)或保持極小的壓降時(shí)，定心銷920提供的精密度是重要的。參照圖9A和9B，本發(fā)明其它實(shí)施方案的旋轉(zhuǎn)閥組件包括可選擇的定心裝置，以保持旋轉(zhuǎn)閥座500相對于閥口片510在固定位置。圓形定心環(huán)930緊密套在旋轉(zhuǎn)閥座500的光滑圓柱形側(cè)壁530和固定閥口片510的光滑圓柱形側(cè)壁710上。通過使旋轉(zhuǎn)體500相對于閥口片510保持在固定位置，同時(shí)使旋轉(zhuǎn)閥座500旋轉(zhuǎn)，圓形環(huán)930使旋轉(zhuǎn)閥座500相對于閥口片510中心對準(zhǔn)。參照圖10A-10C，現(xiàn)在在將說明用于連接電機(jī)118和閥座500的彈性連桿的實(shí)施方案。驅(qū)動(dòng)裝置940包括驅(qū)動(dòng)軸950、驅(qū)動(dòng)輪960及三個(gè)(圖中顯示兩個(gè))彈性鏈連桿(chain link)970。驅(qū)動(dòng)軸950可以與電機(jī)118連接，以使驅(qū)動(dòng)輪960旋轉(zhuǎn)。參照圖10C，驅(qū)動(dòng)輪960的下側(cè)980可以包括向下的突出圓柱形支持柱990。相似地，參照圖10B，第二閥座蓋690的上側(cè)1000可以包括向上突出的圓柱形支持柱1010。彈性鏈連桿970優(yōu)選由半剛性彈性材料(如硅橡膠)制成，并通常具有扳手形結(jié)構(gòu)。每個(gè)彈性鏈連桿970包括圓柱形接收元件1020，其帶有中心圓柱形孔1030。圓柱形接收元件1020連接有較窄的連接元件1040。驅(qū)動(dòng)輪960與第二閥座蓋690通過彈性鏈連桿970連接。每個(gè)彈性鏈連桿的一個(gè)接收元件1020用于接收驅(qū)動(dòng)輪960的支持柱990，其它接收元件1020接收第二閥座蓋690的支持柱1010。過去，在電機(jī)和旋轉(zhuǎn)閥座間是剛性連接。剛性連接使旋轉(zhuǎn)閥座受電機(jī)的振動(dòng)或其它非旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的影響。彈性鏈連桿970吸收電機(jī)的振動(dòng)和非旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，防止這種有害的能量傳至旋轉(zhuǎn)閥座500。圖11是從與圖3-10所示的濃縮器114相似的濃縮器得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。如表所示，用濃縮器114可從空氣中回收45-71％的氧，其純度約為90％。絕熱功率(瓦)與氧流速(升/分鐘)的比值為6.2W/LPM～23.0W/LPM。如Eugene A.Avallone和Theodore Baumeister在Marks′Standard Handbook for Mechanical Engineers(馬克機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊)，第九版所述的，絕熱功率可從絕熱功按下面的方程式計(jì)算 功率＝絕熱功率(瓦)W＝絕熱功(焦耳)t＝時(shí)間(秒)P1＝大氣壓力(psia)P2＝壓縮機(jī)/真空壓力(psia)k＝比熱比值＝常數(shù)＝1.4(空氣)
V1＝大氣壓力下的體流速(SLPM)C＝轉(zhuǎn)換因子，為明確起見發(fā)明者認(rèn)為＝0.114871瓦/psi/LPMB.能量源參照圖12，為恰當(dāng)用作輕重量的便攜式系統(tǒng)100，系統(tǒng)100必須由適合的可再充電能量源作為能量源。能量源優(yōu)選包括鋰離子型的可再充電電池104。本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員容易理解系統(tǒng)100可以由鋰離子電池之外的便攜式能量源供應(yīng)能量。例如，可以使用可再充電或可更新燃料電池。盡管系統(tǒng)一般由可再充電電池104供應(yīng)能量，但系統(tǒng)100可由多種電池供應(yīng)能量。這樣，在本文中術(shù)語“電池”包括一種或多種電池。此外，可再充電電池104可由一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部和/或外部電池組成。電池104或包括電池104的電池組優(yōu)選地是可從系統(tǒng)100拆除的。系統(tǒng)100可以使用標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部電池、低成本電池、延長工作的內(nèi)部電池及用夾子夾住的模塊形式的外部輔助電池。系統(tǒng)100可以包括內(nèi)置式適配器，其包括電池充電電路130和一個(gè)或多個(gè)插頭132，從而系統(tǒng)100可在電池104用DC或AC能量源充電的同時(shí)從DC能量源(例如車用點(diǎn)煙適配器)和/或AC能量源(例如家用或辦公室110VAC墻壁插座)獲得能量。適配器或充電器也可是單獨(dú)的附件。例如適配器可以是用于向系統(tǒng)100供應(yīng)能量和/或給電池104充電的汽車中的單獨(dú)的點(diǎn)煙適配器。單獨(dú)的AC適配器可用于將由外部得到的AC轉(zhuǎn)化成DC，而用于系統(tǒng)100中和/或給電池104充電。適配器的其它實(shí)例可以是用于輪椅電池或其它手推車中的適配器?？蛇x擇地，或可附加地，用于接收和支持系統(tǒng)100的電池充電架134可以帶有適配器，其包括電池充電電路130和插頭132，這可供給系統(tǒng)100能量，電池104可同時(shí)用DC和/或AC能量源充電。系統(tǒng)100和充電架(cradle)134優(yōu)選包括相應(yīng)的配合部分138、140，這使得系統(tǒng)100很容易插入充電架134或從中取出，從而用充電架134定位系統(tǒng)100。配合部分138、140可以包括相應(yīng)的電接頭142、144，用以將系統(tǒng)100與充電架134電連接。充電架134可用來在家中、辦公室中、汽車等中使系統(tǒng)100再充電和/或供給其能量。充電架134可是系統(tǒng)100的一部分或作為系統(tǒng)100的附件。充電架134可以包括一個(gè)或多個(gè)額外的充電插座插座146，其與充電電路130連接，用以給備用的電池組104充電。通過使用充電插座146和一個(gè)或多個(gè)額外的電池組104，使用者總能夠擁有充電的電池104。在可選擇的實(shí)施方案中，充電架134可以是一種或多種不同的規(guī)格(size)以適應(yīng)一種或多種不同類型的系統(tǒng)100。充電架134和/或系統(tǒng)100也可以包括增濕裝置148，用于通過適合的連接149給系統(tǒng)100中的空氣流增加濕度。在本發(fā)明可選擇的實(shí)施方案中，增濕裝置148可與系統(tǒng)100及充電架134分開。如果與系統(tǒng)100和充電架134分開，那么充電架134和/或系統(tǒng)100可以包括適合的連通孔，用于與單獨(dú)的增濕裝置148連通。充電架134也可以包括插座，用于當(dāng)系統(tǒng)100固定在充電架134上時(shí)接收系統(tǒng)100所用的單獨(dú)增濕裝置148。充電架134和/或系統(tǒng)100也可以包括遙測裝置或調(diào)制解調(diào)器151，如電話調(diào)制解調(diào)器、高速電纜調(diào)制解調(diào)器、RF無線調(diào)制解調(diào)器等，用于將系統(tǒng)100的控制單元110與一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相連通。因此，充電架135可以包括帶有電纜適配器或電話插頭155或RF天線157的線路153。在本發(fā)明可選擇的實(shí)施方案中，遙測裝置或調(diào)制解調(diào)器151可以與充電架134分開，因此充電架134或系統(tǒng)100可以包括一個(gè)或多個(gè)適合的連通孔，例如PC端口，用于直接將遙測裝置或調(diào)制解調(diào)器151與充電架134或系統(tǒng)100相連通。例如，充電架134可與計(jì)算機(jī)(在充電架處)相連通，其包括遙測裝置或調(diào)制解調(diào)器151。計(jì)算機(jī)包括適合的軟件，用于將使用遙測裝置或調(diào)制解調(diào)器151得到的信息輸送至一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。遙測裝置或調(diào)制解調(diào)器151可用來將使用者的生理信息(例如但不限于心率、氧飽和、呼吸速率、血壓、EKG、體溫、吸氣/呼氣時(shí)間比(I與E之比))輸送至一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。遙測裝置或調(diào)制解調(diào)器151也可用來將其它類型的信息(例如但不限于氧利用率、系統(tǒng)100的維護(hù)方案及電池利用率)輸送給一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。理想的是使用者在家中、辦公室、汽車等中使用充電架134中的系統(tǒng)100。使用者可以決定多于一個(gè)充電架的選擇，例如一個(gè)在家、一個(gè)在辦公室、一個(gè)在汽車中或多個(gè)充電架在家、每個(gè)房間一個(gè)的選擇。例如，如果使用者在家里有多個(gè)充電架134，那么當(dāng)使用者在不同房間里時(shí)，例如從家庭活動(dòng)室到臥室，使用者可簡單地從一個(gè)房間的充電架134舉起系統(tǒng)，而走到電池工作的其它房間。在目的房間不同的充電架134中插入系統(tǒng)100可恢復(fù)系統(tǒng)100和AC能量源間的電連接。由于系統(tǒng)電池104不斷充電或當(dāng)在充電架134中時(shí)被充電，離開家和辦公室等在外活動(dòng)時(shí)其充電與在使用者家中不同房間里時(shí)同樣簡單。由于系統(tǒng)100較小并且較輕(2-15磅)，所以系統(tǒng)100可以簡單地從充電架134中舉起并容易攜帶，例如用肩帶由常用使用者攜帶到目的地。如果使用者不能攜帶系統(tǒng)100，那么系統(tǒng)100可很容易地使用手推車或其它傳輸裝置傳送到目的地。為長時(shí)間遠(yuǎn)離家、辦公室等，使用者可以攜帶一個(gè)或多個(gè)充電架134，以在目的地使用?？蛇x擇地，在包括內(nèi)置適配器的系統(tǒng)100的實(shí)施方案中，能量可從目的地所用的能量源如車用點(diǎn)煙適配器和/或AC能量出口中取出。此外，備用電池組104可在長期遠(yuǎn)離標(biāo)準(zhǔn)能量源時(shí)使用。如果電池組104包括多種電池，系統(tǒng)100可以包括電池排序裝置以保持電池壽命，這在手機(jī)和膝上型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中是公知的。
C.輸出傳感器參照圖1、2和13，一個(gè)或多個(gè)輸出傳感器106被用來感測使用者108的一種或多種條件、環(huán)境等，以確定使用者的氧流速需求，因此為系統(tǒng)100確定氧流速輸出需求?？刂茊卧?10與一個(gè)或多個(gè)輸出傳感器106和氧氣產(chǎn)生器102相連，以響應(yīng)由一個(gè)或多個(gè)輸出傳感器106所感測的條件來控制氧產(chǎn)生器102。這些輸出傳感器包括壓力傳感器150、位置傳感器152、加速傳感器154、生理?xiàng)l件或代謝傳感器156和高度傳感器158。所述前三個(gè)傳感器150、152、154(及在某些情況下生理?xiàng)l件傳感器156)是活動(dòng)傳感器，因?yàn)檫@些傳感器提供代表使用者108活動(dòng)的信號。在使用便攜式氧濃縮系統(tǒng)傳輸氧時(shí)，重要的是輸送與使用者108的活動(dòng)程度成比例的氧氣量而不輸送過多氧。過多氧可能對使用者108有害，并降低電池104的壽命?？刂茊卧?10可基于由一個(gè)或多個(gè)傳感器106所產(chǎn)生的代表使用者活動(dòng)程度的一個(gè)或多個(gè)信號來調(diào)節(jié)氧氣產(chǎn)生器102，以控制氧氣流至使用者108的流速。例如，如果輸出傳感器106表明使用者108從不活動(dòng)態(tài)變到活動(dòng)態(tài)，那么控制單元110可以使氧氣產(chǎn)生器102增加提供給使用者108的氧氣流速和/或可以從將要描述的高壓氧存儲器向使用者108提供大量氧氣。如果輸出傳感器106表明使用者108從活動(dòng)態(tài)變到不活動(dòng)態(tài)，那么控制單元110可以使氧氣產(chǎn)生器102降低提供給使用者的氧氣流速。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，氧氣量的供應(yīng)可通過由變速控制器119來控制壓縮機(jī)電機(jī)118的速度進(jìn)行控制?？蛇x擇地，或者除了變速控制器外，供應(yīng)的氧氣可由氧氣產(chǎn)生器102和使用者108間的供應(yīng)線路121中的供應(yīng)閥160來控制。例如，供應(yīng)閥160可至少在第一位置和第二位置間活動(dòng)，第二位置使得濃縮的氣態(tài)氧流動(dòng)比第一位置大。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)活動(dòng)程度傳感器152、154、156感測到使用者108的活動(dòng)程度時(shí)，控制單元110可使供應(yīng)閥160從第一位置移動(dòng)到第二位置。例如，控制單元110可以包括定時(shí)器，當(dāng)感測到活動(dòng)程度超過預(yù)定時(shí)間時(shí)，控制單元110使閥160從第一位置移動(dòng)到第二位置。壓力傳感器150的實(shí)例包括但不限于用來表明使用者處于站立位置或坐著位置的腳踏開關(guān)、表明使用者在座椅位置或站立位置的座椅開關(guān)。擺動(dòng)開關(guān)是位置傳感器152的實(shí)例。例如，擺動(dòng)開關(guān)可以包括可擺動(dòng)的長開關(guān)，其表明當(dāng)使用者站立的模式，即開關(guān)垂直懸掛，及表明使用者坐著的其它模式，即大腿(thigh)開關(guān)升至一個(gè)更水平的位置。水銀開關(guān)可用作位置傳感器。加速傳感器158如加速計(jì)是活動(dòng)傳感器的另一實(shí)例，其可提供代表使用者活動(dòng)的信號。生理?xiàng)l件或代謝傳感器156也可用作活動(dòng)傳感器。生理?xiàng)l件傳感器156可用來監(jiān)測一種或多種使用者的生理?xiàng)l件，以控制氧氣產(chǎn)生器102或用于其它目的?？捎脗鞲衅?56監(jiān)測的生理?xiàng)l件的實(shí)例包括但不限于血氧程度、心率、呼吸速率、血壓、EKG、體溫、I∶E比。血氧計(jì)是優(yōu)選用于系統(tǒng)100中的傳感器的實(shí)例。血氧計(jì)可測量使用者的血氧程度，氧的產(chǎn)生可以至少部分地以其為基礎(chǔ)。高度傳感器158是環(huán)境或周圍條件傳感器的實(shí)例，其可以感測環(huán)境或周圍條件，向使用者供應(yīng)氧氣可以至少部分地以其為基礎(chǔ)。高度傳感器158可單獨(dú)使用或與任何或所有的上述傳感器、控制單元110和氧氣產(chǎn)生器102組合使用，以根據(jù)感測的高度控制向使用者供應(yīng)的氧氣。例如，在較高的感測高度時(shí)，如果空氣濃度較低，那么控制單元可以提高流至使用者108的氧氣流速，在較低的感測高度時(shí)，如果空氣濃度較大，那么控制單元可以降低流至使用者108的氧氣流速或?qū)⑵浔３衷诳刂瞥潭?。本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員容易理解一個(gè)或多個(gè)額外的或不同的傳感器可用來感測條件，控制向使用者供應(yīng)氧氣可以至少部分地以其為基礎(chǔ)。此外，任何或所有的上述用于調(diào)節(jié)供應(yīng)至使用者108的氧氣量的實(shí)施方案，即變速控制器119、供應(yīng)閥160(或可選擇的實(shí)施方案)，都可與一個(gè)或多個(gè)傳感器和控制單元110一起使用，以控制流至使用者108的氧氣供應(yīng)。
D.控制單元參照圖14，控制單元110可以采用本領(lǐng)域中任何公知的形式，其包括通過一個(gè)或多個(gè)接口與所述系統(tǒng)的元件通信的中心微處理器或CPU160、控制器或用于控制和管理系統(tǒng)其它電路元件。系統(tǒng)100可以包括作為控制單元110一部分或與控制單元110相連的使用者界面(圖14)，以允許使用者、供應(yīng)商、醫(yī)生等輸入信息，例如規(guī)定的氧程度、流速、活動(dòng)程度等以控制系統(tǒng)100。上面已說明系統(tǒng)100一個(gè)實(shí)施方案的主要元件。下面的部分說明許多附加的特征，其中一個(gè)或多個(gè)特征可組合進(jìn)本發(fā)明上述的實(shí)施方案中，而作為本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的實(shí)施方案。
II.保存裝置參照圖15，保存裝置或需求裝置190可組合進(jìn)系統(tǒng)100中，以更有效地利用通過氧氣產(chǎn)生器102產(chǎn)生的氧。在正常呼吸時(shí)，使用者108吸氣占吸氣/呼氣循環(huán)的三分之一，而呼氣占三分之二。在呼氣中任何供應(yīng)至使用者108的氧流動(dòng)對于使用者108沒有作用，因此用于提供這種額外氧流動(dòng)的額外電池能量是浪費(fèi)的。保存裝置190可以包括通過感測插管111內(nèi)的或系統(tǒng)100的其它零件的壓力變化來感測吸氣/呼氣循環(huán)的傳感器，并僅在吸氣部分或呼吸循環(huán)的吸氣部分一部分時(shí)供應(yīng)氧。例如，由于最后吸入的空氣停留在鼻子和肺上部之間，所有其沒有特別用途，保存裝置190可以在吸入終止前停止氧流，從而提高系統(tǒng)100的效率。功率提高可使系統(tǒng)100的20尺寸、重量、成本和功率需求降低。保存裝置190可以是在系統(tǒng)100輸出線路中的單獨(dú)裝置，這類似于水中呼吸器的調(diào)節(jié)器，或可以與控制單元110連接以控制氧產(chǎn)生器102，從而僅在使用者108吸氣過程中供應(yīng)氧。保存裝置190可以包括一個(gè)或多個(gè)上述傳感器。例如，保存裝置可以包括用于監(jiān)測使用者呼吸速率的傳感器。系統(tǒng)100也可以包括專用插管回收裝置，用于當(dāng)不再使用時(shí)回收用過的插管。此外，插管111可以是不同的長度和尺寸。
III.高壓存儲器參照圖16，高壓存儲器164可以位于輔助線路166中，用于當(dāng)氧氣產(chǎn)生器102不能滿足使用者108的氧氣需求時(shí)向使用者108額外供應(yīng)氧氣。下述輔助線路166中的元件可與控制單元110或高壓存儲器控制器167(圖14)相連以進(jìn)行控制。需要額外氧氣的示例性形式是當(dāng)使用者突然從不活動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，例如離開座椅，啟動(dòng)系統(tǒng)100，或系統(tǒng)100從保存模式或睡眠模式進(jìn)入活動(dòng)模式時(shí)。本文中，輔助線路166指用于連接線路中元件的管子、連接器等。閥168可由控制單元110進(jìn)行控制，以使氣態(tài)氧流進(jìn)輔助線路166。閥168可使得氣流在供應(yīng)線路121和輔助線路166中同時(shí)流動(dòng)、僅流向供應(yīng)線路121，或僅流向輔助線路166。泵或壓縮機(jī)168優(yōu)選由電機(jī)118驅(qū)動(dòng)，其可在相對較高壓力下例如在至少約100psi下將氧氣輸送至高壓存儲器164。產(chǎn)生氧的電化學(xué)電池171可用來與輔助線路166中的上述元件結(jié)合使用或代替上述元件，以向使用者108供應(yīng)額外的氧氣。例如電化學(xué)電池171可被用于在相對較高壓力下將氧氣輸送至高壓存儲器164。壓力傳感器172與高壓存儲器164和控制單元110相連，從而當(dāng)高壓存儲器164中的壓力到達(dá)某一限度時(shí)，控制單元110引起閥168將氧輸送至輔助線路166。調(diào)節(jié)器174可被用來控制流動(dòng)并降低輸送給使用者108的氧氣壓力。閥176也可由控制單元10進(jìn)行控制，以當(dāng)使用者108需要氧氣但不能由氧氣產(chǎn)生器102滿足時(shí)允許從高壓存儲器164來的氣態(tài)氧流進(jìn)供應(yīng)線路121。閥176可允許從氧氣產(chǎn)生器102和高壓存儲器164來的氣流同時(shí)流動(dòng)、僅從氧氣產(chǎn)生器102來的氣流流動(dòng)、或僅從高壓存儲器164來的氣流流動(dòng)。一個(gè)或多個(gè)傳感器106與控制單元110和氧氣產(chǎn)生器102相關(guān)，從而至少部分以一個(gè)或多個(gè)傳感器106所感測到的一種或多種條件為基礎(chǔ)向需要氧氣的使用者108供應(yīng)需要量的氧氣。當(dāng)氧氣產(chǎn)生器102不能滿足使用者108的氧氣需求時(shí)，控制單元110至少部分以表明使用者需氧量的一種或多種條件為基礎(chǔ)而引致高壓存儲器164(通過閥176)供應(yīng)需要的額外氧氣。在如果氧氣產(chǎn)生器102能夠供應(yīng)使用者108需要的全部氧氣但僅是關(guān)閉或處于保存或睡眠模式的情況下，高壓存儲器164供應(yīng)氧氣的時(shí)間(即閥176將高壓存儲器164與供應(yīng)線路121連接的時(shí)間)至少與氧氣產(chǎn)生器102從關(guān)閉或不活動(dòng)條件到開啟或活動(dòng)條件的時(shí)間相同。在另一種情況下，當(dāng)使用者需要的氣態(tài)氧超過氧氣產(chǎn)生器102的最大氧氣輸出時(shí)，控制單元110可使氧氣從高壓存儲器164供應(yīng)至使用者。盡管所述的高壓存儲器164用以充當(dāng)氧氣產(chǎn)生器102，但在可選擇的實(shí)施方案中，高壓存儲器164可由系統(tǒng)以外或外部的源補(bǔ)充。
IV.全球定位系統(tǒng)參照圖12，在本發(fā)明可選擇的實(shí)施方案中，系統(tǒng)100可以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器200，用以確定系統(tǒng)100的位置。接收器200和使用者108的位置可通過遙測裝置或調(diào)制解調(diào)器151被傳輸至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。這當(dāng)使用者患有健康問題例如心臟病時(shí)，按下系統(tǒng)的應(yīng)急按鈕，啟動(dòng)系統(tǒng)的警報(bào)器，或?yàn)槟承┢渌騺矶ㄎ皇褂谜?08是需要的。
V.額外選項(xiàng)和附件除了充電架134之外，便攜式氧濃縮系統(tǒng)100可以包括額外的選項(xiàng)和附件。多種不同類型的包和傳輸箱(例如但不限于不同顏色和圖案的肩包、背包、后包、前包及分體包)可用于傳輸系統(tǒng)100或其它系統(tǒng)附件。蓋子可保護(hù)系統(tǒng)免受惡劣天氣其它環(huán)境的損害。系統(tǒng)100也可用電車/手推車、衣物箱或運(yùn)輸箱來輸送。運(yùn)輸箱可承載系統(tǒng)100，并包括足夠的空間以承載插管111、額外電池、適配器等。用于支持系統(tǒng)100的掛鉤、帶子、固持器的實(shí)例包括但不限于用于汽車安全帶的掛鉤、步行者使用的掛鉤/帶子、輪椅使用的掛鉤/帶子、用于病床的掛鉤/帶子、用于其它醫(yī)用裝置如空調(diào)機(jī)的掛鉤、用于高爾夫包或高爾夫車的掛鉤/帶子、用于自行車的掛鉤/帶子及吊鉤。系統(tǒng)100也可以包括一個(gè)或多個(gè)警報(bào)器選項(xiàng)。例如感測的使用者108的生理?xiàng)l件超出預(yù)定范圍，那么可以啟動(dòng)系統(tǒng)100的警報(bào)器。此外，警報(bào)器可以包括由使用者108手動(dòng)操縱的應(yīng)急警報(bào)器。警報(bào)器可啟動(dòng)系統(tǒng)100上的蜂鳴器或其它聲音裝置和/或通過遙測裝置或調(diào)制解調(diào)器151與另一個(gè)實(shí)體例如醫(yī)生、911接線員、護(hù)士、家庭成員等聯(lián)系。盡管已就某些優(yōu)選的實(shí)施方案說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員可在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出其它實(shí)施方案。因此，本發(fā)明的范圍僅由下面所屬的權(quán)利要求來限定。
(按照條約第19條的修改)修改的權(quán)利要求[國際局于2003年10月7日(07.10.2003)收到；取消原權(quán)利要求26；新增權(quán)利要求27-35；其余權(quán)利要求未變(2頁)]24.如權(quán)利要求23所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，還包括用于將壓縮的周圍空氣供應(yīng)給所述濃縮器的變速壓縮機(jī)，并且所述旋轉(zhuǎn)閥座相對于所述閥口片的旋轉(zhuǎn)速度可與所述變速壓縮機(jī)的速度一起變化，從而為產(chǎn)物的給定產(chǎn)量提供所需要的循環(huán)時(shí)間及將周圍空氣供給所述濃縮器的所需要的供給速率。
25.如權(quán)利要求1-24中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述旋轉(zhuǎn)閥組件包括分別帶有接合表面的閥口片和旋轉(zhuǎn)閥座，其可繞公共旋轉(zhuǎn)中心相對旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送從中通過的流體，并且所述旋轉(zhuǎn)閥座包括真空密封裝置，以抵消使所述閥口片離開所述旋轉(zhuǎn)閥座的壓力。
27.一種適于由使用者方便地運(yùn)輸?shù)谋銛y式氧濃縮器系統(tǒng)，包括內(nèi)部可再充電的能量源；空氣分離裝置，其由所述能量源供給能量，適于將周圍空氣轉(zhuǎn)化成由所述使用者使用的濃縮氧氣，所述空氣分離裝置包括多個(gè)吸附柱和旋轉(zhuǎn)閥，所述旋轉(zhuǎn)閥可相對于所述多個(gè)吸附柱旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送通過所述多個(gè)吸附柱的流體，從而將周圍空氣轉(zhuǎn)化成由所述使用者使用的濃縮氧氣；其中所述便攜式氧濃縮器系統(tǒng)重2-15磅，每個(gè)所述吸附柱包括層狀的吸附床，所述吸附床包括兩個(gè)或多個(gè)不同的吸附劑材料層。
28.如權(quán)利要求27所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述每個(gè)吸附柱包括進(jìn)料端和產(chǎn)物端，所述兩個(gè)或多個(gè)不同的吸附劑材料層包括至少一個(gè)水吸附層和一個(gè)氮吸附層，所述的水吸附層比所述氮吸附層更接近所述進(jìn)料端。
29.如權(quán)利要求28所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述水吸附層是活化氧化鋁。
30.如權(quán)利要求28所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述水吸附層是硅膠。
31.如權(quán)利要求28-30中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述氮吸附層是鋰交換的X-型沸石。
32.一種適于由使用者方便地運(yùn)輸?shù)谋銛y式氧濃縮器系統(tǒng)，包括內(nèi)部可再充電的能量源；空氣分離裝置，其由所述能量源供給能量，適于將周圍空氣轉(zhuǎn)化成由所述使用者使用的濃縮氧氣，所述的空氣分離裝置包括多個(gè)吸附柱及至少一個(gè)閥，每個(gè)所述吸附柱包括進(jìn)料端和產(chǎn)物端，所述閥可相對于所述多個(gè)吸附柱進(jìn)行操作，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送通過所述多個(gè)吸附柱的流體，從而將周圍空氣轉(zhuǎn)化成由使用者使用的濃縮氧氣，其中所述便攜式氧濃縮器系統(tǒng)重2-1 5磅，所述每個(gè)吸附柱包括層狀的吸附床，其包括兩個(gè)或多個(gè)不同的吸附劑材料層，所述兩個(gè)或多個(gè)不同的吸附劑材料層至少包括一個(gè)水吸附層和一個(gè)氮吸附層，所述水吸附層比所述氮吸附層更接近所述進(jìn)料端。
33.如權(quán)利要求32所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述水吸附層是活化氧化鋁。
34.如權(quán)利要求32所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述水吸附層是硅膠。
35.如權(quán)利要求32-34中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述氮吸附層是鋰交換的X-型沸石。
關(guān)于PCT 19(1)的修改聲明增加了新權(quán)利要求以進(jìn)一步限定及明確所要求保護(hù)的發(fā)明。權(quán)利要求1-25未作修改。權(quán)利要求26已被取消。
權(quán)利要求
1.一種適于由使用者方便地運(yùn)輸?shù)谋銛y式氧濃縮器系統(tǒng)，包括可再充電的能量源；濃縮器，其由所述能量源供給能量，并適于將周圍空氣轉(zhuǎn)化成由所述使用者使用的濃縮氧氣，所述濃縮器包括多個(gè)吸附床和旋轉(zhuǎn)閥組件，所述旋轉(zhuǎn)閥組件可相對于所述多個(gè)吸附床旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送通過所述的多個(gè)吸附床的流體，從而將周圍空氣轉(zhuǎn)化成由所述使用者使用的濃縮氧氣；其中所述濃縮器的絕熱功率與氧流速的比為6.2W/LPM～23.0W/LPM。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述濃縮器確切地包括5個(gè)吸附床。
3.如權(quán)利要求1或2所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述旋轉(zhuǎn)閥組件包括分別帶有接合表面的閥口片和旋轉(zhuǎn)閥座，其可繞公共旋轉(zhuǎn)中心相對旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送從中通過的流體；以及除電機(jī)以外的定心裝置，其用于使所述旋轉(zhuǎn)閥座相對于所述閥口片中心對準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求3所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述閥口片和所述旋轉(zhuǎn)閥座分別包括中心孔，并且所述定心裝置包括設(shè)置在所述閥口片和旋轉(zhuǎn)閥座的所述中心孔之中的定心銷，以使所述旋轉(zhuǎn)閥座相對于所述閥口片中心對準(zhǔn)。
5.如權(quán)利要求3所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述閥口片和旋轉(zhuǎn)閥座包括圓柱形側(cè)壁，并且所述定心裝置包括環(huán)繞所述閥口片和所述旋轉(zhuǎn)閥座的側(cè)壁設(shè)置的定心環(huán)，以使所述旋轉(zhuǎn)閥座相對于所述閥口片中心對準(zhǔn)。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述吸附床承載有吸附劑材料，并且包括第一端、第二端、置于所述第一端與所述第二端之間的所述吸附床中的吸附介質(zhì)、置于所述吸附介質(zhì)和所述第二端之間的介質(zhì)保持蓋、使所述介質(zhì)保持蓋抵靠所述吸附劑材料以將所述吸附介質(zhì)保持在適當(dāng)位置的彈簧，且所述彈簧沒有處于所述吸附床的流動(dòng)通道中。
7.如權(quán)利要求6所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述介質(zhì)保持蓋包括接觸所述吸附介質(zhì)的表面，所述表面包括中心孔和多個(gè)從所述中心孔輻射出的肋。
8.如權(quán)利要求6所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述介質(zhì)保持蓋包括帶有內(nèi)部的底部基座，并且所述彈簧設(shè)置在所述底部基座的所述內(nèi)部中。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述旋轉(zhuǎn)閥組件包括分別帶有接合表面的閥口片和旋轉(zhuǎn)閥座，其可繞公共旋轉(zhuǎn)中心相對旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送從中通過的流體，所述便攜式氧濃縮器系統(tǒng)還包括使所述旋轉(zhuǎn)閥座旋轉(zhuǎn)的電機(jī)及一個(gè)或多個(gè)用于連接所述電機(jī)與所述旋轉(zhuǎn)閥座的彈性連桿。
10.如權(quán)利要求9所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述電機(jī)包括驅(qū)動(dòng)軸及帶有一個(gè)或多個(gè)突出的支撐部件的驅(qū)動(dòng)輪，所述旋轉(zhuǎn)閥座包括一個(gè)或多個(gè)突出的支撐部件，并且所述彈性連桿連接所述驅(qū)動(dòng)輪的所述一個(gè)或多個(gè)突出的支撐部件與所述旋轉(zhuǎn)閥座的一個(gè)或多個(gè)突出的支撐部件。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述濃縮器包括塑料吸附床和環(huán)繞所述塑料吸附床的金屬蓋。
12.如權(quán)利要求11所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述吸附床是伸長的模制塑料容器。
13.如權(quán)利要求12所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述金屬蓋由鋁制成并環(huán)繞所述吸附床以形成產(chǎn)物槽。
14.如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述旋轉(zhuǎn)閥組件包括分別帶有接合表面的閥口片和旋轉(zhuǎn)閥座，其可繞公共旋轉(zhuǎn)中心相對旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以使所述吸附床進(jìn)入壓力擺動(dòng)吸附循環(huán)中，所述壓力擺動(dòng)吸附循環(huán)在每個(gè)吸附床中包括2～8個(gè)均衡步驟。
15.如權(quán)利要求14所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述壓力擺動(dòng)吸附循環(huán)在每個(gè)吸附床中包括2～6個(gè)均衡步驟。
16.如權(quán)利要求14所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述壓力擺動(dòng)吸附循環(huán)在每個(gè)吸附床中包括4個(gè)均衡步驟。
17.如權(quán)利要求14所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述均衡步驟包括第一向下均衡步驟、第二向下均衡步驟、第一向上均衡步驟及第二向上均衡步驟。
18.如權(quán)利要求14所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述吸附床包括進(jìn)料端和產(chǎn)物端，并均衡發(fā)生在吸附床的產(chǎn)物端之間。
19.如權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，還包括用于將周圍空氣供應(yīng)至所述濃縮器的變速壓縮機(jī)。
20.如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述濃縮器從空氣中回收出45-71％的氧，其純度約為90％。
21.如權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述旋轉(zhuǎn)閥組件包括分別帶有接合表面的閥口片和旋轉(zhuǎn)閥座，其可繞公共旋轉(zhuǎn)中心相對旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送從中通過的流體，所述閥口片包括與至少兩個(gè)吸附床互連的至少兩個(gè)孔，所述的旋轉(zhuǎn)閥座包括與所述接合表面相對并帶有至少一個(gè)均衡通道的第二閥表面，以對齊所述閥口片的所述至少兩個(gè)孔，從而均衡所述至少兩個(gè)吸附床之間的壓力。
22.如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中當(dāng)所述濃縮器產(chǎn)生3LPM的氧氣時(shí)，通過所述旋轉(zhuǎn)閥組件的壓降不超過1PSI。
23.如權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述旋轉(zhuǎn)閥組件包括分別帶有接合表面的閥口片和旋轉(zhuǎn)閥座，其可繞公共旋轉(zhuǎn)中心相對旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送從中通過的流體，所述的旋轉(zhuǎn)閥座相對于所述的閥口片的旋轉(zhuǎn)速度可變化，從而為產(chǎn)物的給定生產(chǎn)提供所需要的循環(huán)時(shí)間。
24.如權(quán)利要求23所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，還包括用于將壓縮的周圍空氣供應(yīng)給所述濃縮器的變速壓縮機(jī)，并且所述旋轉(zhuǎn)閥座相對于所述閥口片的旋轉(zhuǎn)速度可與所述變速壓縮機(jī)的速度一起變化，從而為產(chǎn)物的給定產(chǎn)量提供所需要的循環(huán)時(shí)間及將周圍空氣供給所述濃縮器的所需要的供給速率。
25.如權(quán)利要求1-24中任一項(xiàng)所述的便攜式氧濃縮器系統(tǒng)，其中所述旋轉(zhuǎn)閥組件包括分別帶有接合表面的閥口片和旋轉(zhuǎn)閥座，其可繞公共旋轉(zhuǎn)中心相對旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送從中通過的流體，并且所述旋轉(zhuǎn)閥座包括真空密封裝置，以抵消使所述閥口片離開所述旋轉(zhuǎn)閥座的壓力。
26.一種旋轉(zhuǎn)閥組件，用于包括多個(gè)吸附床的壓力擺動(dòng)吸附系統(tǒng)，其包括分別帶有接合表面的閥口片和旋轉(zhuǎn)閥座，其可繞公共旋轉(zhuǎn)中心相對旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送從中通過的流體，所述閥口片包括與至少兩個(gè)吸附床互連的至少兩個(gè)孔，所述旋轉(zhuǎn)閥座包括與所述接合表面相對并帶有至少一個(gè)均衡通道的第二閥表面，以對齊所述閥口片的至少兩個(gè)孔，從而均衡所述至少兩個(gè)吸附床之間的壓力。
全文摘要
一種適于由使用者方便地運(yùn)輸?shù)谋銛y式氧濃縮器系統(tǒng)(100)包括可再充電的能量源(104)和由能量源(104)供給能量的濃縮器(114)。濃縮器(114)將周圍空氣轉(zhuǎn)化成由使用者使用的濃縮氧氣，并且包括多個(gè)吸附床(300)和旋轉(zhuǎn)閥組件(310)。旋轉(zhuǎn)閥組件(310)可相對于多個(gè)吸附床(300)旋轉(zhuǎn)，從而提供閥控制作用以選擇性地輸送通過多個(gè)吸附床(300)的流體，從而將周圍空氣轉(zhuǎn)化成由使用者使用的濃縮氧氣。濃縮器的絕熱功率與氧流速的比為6.2W/LPM～23.0W/LPM。
文檔編號B01D53/22GK1649646SQ03809779
公開日2005年8月3日 申請日期2003年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月29日
發(fā)明者威廉S·阿佩爾, 戴維P·溫特, 布里安·斯韋德, 馬薩托·蘇甘諾, 埃德蒙L·索爾特, 詹姆士A·比克斯比 申請人:賽科技術(shù)有限公司, 帝人株式會(huì)社