DE29605889U1 - Device for generating oxygen-enriched air - Google Patents
Device for generating oxygen-enriched airInfo
- Publication number
- DE29605889U1 DE29605889U1 DE29605889U DE29605889U DE29605889U1 DE 29605889 U1 DE29605889 U1 DE 29605889U1 DE 29605889 U DE29605889 U DE 29605889U DE 29605889 U DE29605889 U DE 29605889U DE 29605889 U1 DE29605889 U1 DE 29605889U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oxygen
- molecular sieves
- lines
- enriched air
- program control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 52
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 52
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 52
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 44
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D21/00—Control of chemical or physico-chemical variables, e.g. pH value
- G05D21/02—Control of chemical or physico-chemical variables, e.g. pH value characterised by the use of electric means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
- A61M16/0057—Pumps therefor
- A61M16/0063—Compressors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
- A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
- A61M16/1005—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
- A61M16/101—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement using an oxygen concentrator
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/30—Controlling by gas-analysis apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
- C01B13/0229—Purification or separation processes
- C01B13/0248—Physical processing only
- C01B13/0259—Physical processing only by adsorption on solids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
- A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
- A61M16/1005—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
- A61M2016/102—Measuring a parameter of the content of the delivered gas
- A61M2016/1025—Measuring a parameter of the content of the delivered gas the O2 concentration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/116—Molecular sieves other than zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/12—Oxygen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/102—Nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40007—Controlling pressure or temperature swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
- B01D2259/4533—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for medical purposes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
- B01D53/053—Pressure swing adsorption with storage or buffer vessel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0043—Impurity removed
- C01B2210/0046—Nitrogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
&bgr; » tr ft » # &bgr; » tr ft » #
. TI ·♦ » ♦ » »♦·». TI ·♦ » ♦ » »♦·»
Kröber Medizintechnik GmbHKröber Medical Technology GmbH
Am Marktplatz 6Am Marktplatz 6
56333 Winningen
1056333 Winningen
10
Vorrichtung zur Erzeugung von mit Sauerstoff angereicherterDevice for producing oxygen-enriched
LuftAir
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von mit Sauerstoff angereicherter Luft, wie sie in dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 näher definiert ist.The invention relates to a device for producing oxygen-enriched air, as defined in more detail in the generic term of claim 1.
Die Anreicherung der Luft mit Sauerstoff erfolgt insbesondere im medizinischen Bereich mit Hilfe des sogenannten Filtrationsverfahrens. Dabei wird mittels eines Kompressors Raumluft angesaugt und die komprimierte Luft alternierend durch eines von zwei Molekularsieben gedruckt. Das jeweilige Molekularsieb, durch das die Luft gedruckt wird, bindet einen Großteil des Stickstoffes der Luft. Der sauerstoffangereicherte Anteil der Luft wird in einem nachgeschalteten Sauerstoff-Sammelbehälter gesammelt und z.B. über ein Schlauchsystem einem Patienten zur Verfugung gestelIt.The enrichment of the air with oxygen is carried out, particularly in the medical field, using the so-called filtration process. Room air is sucked in using a compressor and the compressed air is alternately pressed through one of two molecular sieves. The molecular sieve through which the air is pressed binds a large part of the nitrogen in the air. The oxygen-enriched portion of the air is collected in a downstream oxygen collection container and made available to a patient, for example, via a hose system.
Zur Beseitigung des in dem Molekularsieb adsorbierten Stickstoffes wird dieses in den Zeiten, in denen das jeweils andere Sieb die Sauerstoffanreicherung übernimmt, rückgespült. Hierzu wird über eine Rückspül leitung zeitweise ein Teil der durch das andere Molekularsieb erzeugten sauerstoffangereicherten Luft verwendet. Das sich dabei bildende Stickstoffgemisch wird an die Umgebungsluft abgeblasen.To remove the nitrogen adsorbed in the molecular sieve, it is backwashed during the times when the other sieve takes over the oxygen enrichment. For this purpose, part of the oxygen-enriched air generated by the other molecular sieve is temporarily used via a backwash line. The nitrogen mixture that forms is blown off into the ambient air.
Es ist ferner bereits bekannt, zur Erhöhung der Leistung der entsprechenden Vorrichtung das jeweils rückgespülte Molekularsieb nach der Spülung mit einem Teil der durch das andere Molekularsieb erzeugten sauerstoffangereicherten Luft vorzuladen.It is also already known to precharge the respective backflushed molecular sieve after flushing with a portion of the oxygen-enriched air produced by the other molecular sieve in order to increase the performance of the corresponding device.
Um den gesamten Vorgang (alternierende Verwendung der Molekularsiebe und Spülvorgang) zu automatisieren, ist bei den bekannten Vorrichtungen eine Programmsteuerungs-Einheit vorgesehen, die entsprechende in den Eingangs-, Ausgangs- und Spülleitungen befindliche Ventile nach einem vorgegebenen Programm ansteuert.In order to automate the entire process (alternating use of the molecular sieves and rinsing process), the known devices are provided with a program control unit that controls the corresponding valves located in the inlet, outlet and rinsing lines according to a predefined program.
Nachteilig ist bei den bekannten Vorrichtungen u.a., daß die Sauerstoffkonzentration am Ausgang der Molekularsiebe und damit auch in dem Sauerstoff behälter mit der Zeit geringer wird. Denn die Molekularsiebe unterliegen einer Alterung und nehmen nach und nach Feuchtigkeit auf. Dadurch verlieren sie an aktivem Volumen. Ein Wechsel der Molekularsiebe ist erforderlich.One of the disadvantages of the known devices is that the oxygen concentration at the outlet of the molecular sieves and thus also in the oxygen container decreases over time. This is because the molecular sieves are subject to aging and gradually absorb moisture. As a result, they lose active volume. The molecular sieves must be replaced.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit derThe present invention is based on the object of specifying a device of the type mentioned at the outset with which
es möglich ist, mit den vorhandenen Molekularsieben, trotz deren Alterung, eine höhere Sauerstoffkonzentration über
einen längeren Zeitraum zu erzeugen, als dieses mit bekannten Vorrichtungen realisierbar ist.
5it is possible to produce a higher oxygen concentration over a longer period of time with the existing molecular sieves, despite their ageing, than is possible with known devices.
5
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.This object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1. The subclaims reflect particularly advantageous embodiments of the invention.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, die Spül- und Vorladezeiten des jeweils nicht benutzten Molekularsiebes an den tatsächlichen Alterungszustand des Siebes anzupassen und dadurch den Leistungsverlust der Vorrichtung zu kompensieren. Hierzu wird am Ausgang der Molekularsiebe bzw. an dem Sauerstoff-Sammelbehälter eine Meßeinrichtung zur Sauerstoffkonzentrationsüberwachung angeordnet. Die entsprechenden Meßwerte werden der Programmsteuerungs-Einheit zugeführt, dort mit einem Sollwert verglichen und bei einer vorgegebenen Abweichung die Spül- und/oder Vorladezeiten entsprechend geändert, so daß sich wiederum eine dem Sollwert entsprechende Sauerstoffkonzentration an dem Ausgang der Molekularsiebe ergibt.The invention is essentially based on the idea of adapting the rinsing and pre-charging times of the molecular sieve that is not being used at any one time to the actual state of aging of the sieve and thereby compensating for the loss of performance of the device. For this purpose, a measuring device for monitoring the oxygen concentration is arranged at the output of the molecular sieve or at the oxygen collection container. The corresponding measured values are fed to the program control unit, where they are compared with a target value and, if there is a predetermined deviation, the rinsing and/or pre-charging times are changed accordingly, so that an oxygen concentration corresponding to the target value is again produced at the output of the molecular sieve.
Da eine Leistungsreduzierung der Molekularsiebe mit einem zeitlich verzögerten Druckaufbau verbunden ist, werden vorzugsweise die Meßsignale eines an dem Sauerstoff-Sammelbehälter angeordneten Drucksensors ebenfalls der Programmsteuet—Einheit zugeführt und zur Gewinnung von Stellsignalen für die Ventile herangezogen.Since a reduction in the performance of the molecular sieves is associated with a delayed pressure build-up, the measurement signals of a pressure sensor arranged on the oxygen collection container are preferably also fed to the program control unit and used to obtain control signals for the valves.
mp. ·· »♦♦· A». mp. ·· »♦♦· A».
Als Meßeinrichtung zur Sauerstoffkonzentrationsüberwachung können beispielsweise Brennzellen oder polarographische Meßzellen verwendet werden, die nur in Intervallen messen und direkt an dem Sammelbehälter angeordnet werden können. Derartige Meßzellen verbrauchen sich und müssen in bestimmten Zeitabständen ausgewechselt werden.For example, combustion cells or polarographic measuring cells can be used as measuring devices for monitoring oxygen concentration. These only measure at intervals and can be placed directly on the collecting container. Such measuring cells wear out and must be replaced at certain intervals.
Als vorteilhaft haben sich Meßeinrichtungen erwiesen, bei denen über eine Dichtemessung des Mediums mit Ultraschall auf den Sauerstoffgehalt des Luftgemisches geschlossen wird. Diese Meßzellen verbrauchen sich nicht und sind nicht druckabhängig. Sie werden vorzugsweise an der Sauerstoff-Entnahmestelle plaziert, da vor allem die dort herrschende Sauerstoffkonzentration von Interesse ist.Measuring devices that use ultrasound to determine the oxygen content of the air mixture have proven to be advantageous. These measuring cells do not wear out and are not pressure-dependent. They are preferably placed at the oxygen extraction point, since the oxygen concentration there is of particular interest.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:Further details and advantages of the invention are explained below using exemplary embodiments shown in figures. They show:
Fi g.1 ein vereinfachtes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Programmsteuerungs-Einheit undFig.1 a simplified block diagram of the inventive device with a program control unit and
Fig.2 die von der Programmsteuerungs-Einheit gemäß Fig.1 erzeugten zeitlichen Verläufe vonFig.2 shows the time profiles of the program control unit according to Fig.1 generated by
Stellsignalen zur Ansteuerung von Ventilen zur Automatisierung des Spül- und Vorladevorganges.Control signals for controlling valves to automate the flushing and pre-loading process.
In Fig.1 sind mit 1 und 2 zwei Molekularsiebe bezeichnet, die über Eingangsleitungen 3, 4 und steuerbare Einlaßventile 5, 6 mit einem Kompressor 7 und über Ausgangsleitungen 8, 9, in denen sich aus übersichtlich-In Fig.1, 1 and 2 denote two molecular sieves, which are connected to a compressor 7 via inlet lines 3, 4 and controllable inlet valves 5, 6 and to an outlet line 8, 9, in which
keitsgründen nicht dargestellte Rückschlagventile befinden, mit einem Sauerstoff-Sammelbehälter 10 verbunden sind. Die Rückschlagventile lassen einen Luftstrom in Richtung Behälter 10 zu und verhindern eine Rückströmung in die Molekularsiebe 1 und 2. Grundsätzlich ist es auch möglich, anstelle der Rückschlagventile Widerstände einzusetzen (z.B. Schlauchdrosseln mit einem Durchmesser von ca. 1 mm).non-return valves (not shown for safety reasons) are connected to an oxygen collecting tank 10. The non-return valves allow air to flow in the direction of the tank 10 and prevent backflow into the molecular sieves 1 and 2. In principle, it is also possible to use resistors instead of the non-return valves (e.g. hose throttles with a diameter of approx. 1 mm).
Zur Spülung der Molekularsiebe 1, 2 ist am Ausgang der Siebe eine weitere Leitung 11 mit einem steuerbaren Kurzschlußventil 12 vorgesehen. Die Leitung 11 ist mit den Ausgangsleitungen 8 und 9 verbunden, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Rückspül leitungen verwendet werden können. Der aus den Molekularsieben 1, 2 herausgespülte Stickstoff gelangt dabei über die Eingangsleitungen 3, 4 und entsprechende steuerbare Auslaßventile 13, 14 zu einer ins Freie führenden Rohrleitung 15.To flush the molecular sieves 1, 2, a further line 11 with a controllable short-circuit valve 12 is provided at the outlet of the sieves. The line 11 is connected to the outlet lines 8 and 9, which in the embodiment shown can also be used as backwash lines. The nitrogen flushed out of the molecular sieves 1, 2 passes through the inlet lines 3, 4 and corresponding controllable outlet valves 13, 14 to a pipe 15 leading to the outside.
An dem Sauerstoff-Sammelbehälter 10 sind zur Ermittlung des Gasdruckes in dem Behälter und deren zeitlichen Verlauf ein Drucksensor 16 angeordnet. Außerdem ist eine Meßvorrichtung 17 zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration vorgesehen, die sich an der Sauerstoff-Entnahmestelle 18 befindet. Sowohl der Sensor 16 und die Meßeinrichtung 17 als auch die steuerbaren Ventile 5, 6, 12, 13 und 14 sind über entsprechende Leitungen mit einer Programmsteuerungs-Einheit 19 verbunden.A pressure sensor 16 is arranged on the oxygen collection container 10 to determine the gas pressure in the container and its progression over time. In addition, a measuring device 17 is provided for determining the oxygen concentration, which is located at the oxygen extraction point 18. Both the sensor 16 and the measuring device 17 as well as the controllable valves 5, 6, 12, 13 and 14 are connected to a program control unit 19 via corresponding lines.
Im folgenden wird mit Hilfe der in Fig.2 dargestellten Verläufe der Stellsignale an den einzelnen Ventilen näher auf die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingegangen:In the following, the functionality of the device according to the invention is discussed in more detail with the help of the curves of the control signals at the individual valves shown in Fig. 2:
Zum Zeitpunkt To wird das Einlaßventil 5 (Fig.2a)) geöffnet und sowohl das Einlaßventil 6 (Fig.2b)) als auch das Auslaßventil 13 (Fig.2c)) geschlossen. Die von dem Kompressor 7 angesaugte und verdichtete Luft wird daher über die Eingangsleitung 3 zu dem Molekularsieb 1 gefördert.At time To, the inlet valve 5 (Fig.2a)) is opened and both the inlet valve 6 (Fig.2b)) and the outlet valve 13 (Fig.2c)) are closed. The air sucked in and compressed by the compressor 7 is therefore conveyed to the molecular sieve 1 via the inlet line 3.
Nach einer vorgegebenen Zeit Tv öffnet sich das Auslaßventil 14 (Fig.2d)), so daß das Molekularsieb 2 entlüftet und ein Teil des adsorbierten Stickstoffes durch den überdruck in dem Molekularsieb nach außen geblasen wi rd.After a predetermined time Tv, the outlet valve 14 (Fig. 2d) opens so that the molecular sieve 2 is vented and part of the adsorbed nitrogen is blown out by the excess pressure in the molecular sieve.
Erreicht der Druck in dem Sauerstoff-Sammelbehälter 10 einen vorgegebenen Wert (in Fig.2 ist dieser Zeitpunkt mit T1 bezeichnet), so öffnet sich das Kurzschlußventil 12 (Fig.2e)). Mit der durch das Molekularsieb 1 erzeugten sauerstoff angereicherten Luft wird nun aus dem Molekularsieb 2 der restliche adsorbierte Stickstoff während eines Zeitabschnittes Ts herausgespült und über die Leitung 15 nach außen geblasen. Nach Ende des Zeitabschnittes Ts wird das Auslaßventil 14 geschlossen (Fig.2d)) und das Molekularsieb 2 während eines Zeitabschnittes Tv mit sauerstoffangereicherter Luft aus dem Molekularsieb 1 vorgeladen.If the pressure in the oxygen collection container 10 reaches a predetermined value (in Fig. 2 this point in time is designated T1), the short-circuit valve 12 opens (Fig. 2e). The oxygen-enriched air generated by the molecular sieve 1 is used to flush the remaining adsorbed nitrogen out of the molecular sieve 2 during a period of time Ts and blow it out via the line 15. After the end of the period of time Ts, the outlet valve 14 is closed (Fig. 2d)) and the molecular sieve 2 is pre-charged with oxygen-enriched air from the molecular sieve 1 during a period of time Tv.
Zeitgleich erfolgt eine Umschaltung der Einlaßventile 5 und 6, so daß die Kompressorluft nun durch das gespülte Molekularsieb 2 gelangt. Nach der Vorladezeit Tv wird das Molekularsieb 1 gelüftet und der Stickstoff über die Rohrleitung an die Umgebung abgeblasen. Ist der definierte Druck im Molekularsieb 1 erreicht, öffnet sich dasAt the same time, the inlet valves 5 and 6 are switched so that the compressor air now passes through the purged molecular sieve 2. After the pre-charging time Tv, the molecular sieve 1 is ventilated and the nitrogen is blown off to the environment via the pipe. When the defined pressure in the molecular sieve 1 is reached, the
Kurzschlußventil 12 und der Reststickstoff wird aus dem Molekularsieb 1 herausgespült u.s.w.Short-circuit valve 12 and the residual nitrogen is flushed out of the molecular sieve 1 etc.
Erfindungsgemäß werden die Zeitabschnitte Ts und Tv von der Programmsteuerungs-Einheit 19 derart gewählt, daß sich in dem Sauerstoff-Sammelbehälter 10 ein vorgegebener Sauerstoffkonzentrationswert einstellt, wobei der Drucksensor 16 den Start der Zeitabläufe bestimmt.According to the invention, the time periods Ts and Tv are selected by the program control unit 19 in such a way that a predetermined oxygen concentration value is established in the oxygen collection container 10, with the pressure sensor 16 determining the start of the time sequences.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mehr als zwei Molekularsiebe aufweisen. Ferner können als Spül leitungen statt der vorhandenen Ausgangs- und Eingangsleitungen auch separate Leitungen vorgesehen werden.The invention is of course not limited to the embodiment described above. The device according to the invention can also have more than two molecular sieves. Furthermore, separate lines can also be provided as flushing lines instead of the existing output and input lines.
Schließlich ist die Verwendung der Vorrichtung nicht auf den medizinischen Bereich beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, derartige Vorrichtungen auch bei Verbrennungsanlagen oder für die Schwimmbaddesinfektion einzusetzen.Finally, the use of the device is not limited to the medical field. For example, it is also possible to use such devices in incineration plants or for swimming pool disinfection.
Zusammenfassend läßt sich folgendes sagen. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von mit Sauerstoff angereicherter Luft, mit mindestens zwei mit Spül leitungen (11,8,9,3,4) versehenen Molekularsieben (1,2), die über Eingangsleitungen (3,4) mit einer Luftansaugvorrichtung (7) und über Ausgangsleitungen (8,9) mit einem Sauerstoff-Sammelbehälter (10) verbunden sind, wobei die Umschaltung der Molekularsiebe (1,2) und die Steuerung der Spülvorgänge mit Hilfe einer Programmsteuerungs-Einheit (19) erfolgt.In summary, the following can be said: The invention relates to a device for producing oxygen-enriched air, with at least two molecular sieves (1,2) provided with flushing lines (11,8,9,3,4) which are connected via inlet lines (3,4) to an air intake device (7) and via outlet lines (8,9) to an oxygen collecting container (10), whereby the switching of the molecular sieves (1,2) and the control of the flushing processes are carried out with the aid of a program control unit (19).
Um zu erreichen, daß mit den vorhandenen Molekularsieben (1,2), trotz deren Alterung, eine höhere Sauerstoffkonzentration über einen längeren Zeitraum erzeugt werden kann, als dieses mit bekannten Vorrichtungen möglich ist, schlägt die Erfindung vor, die Spül- und Vorladezeiten des jeweils nicht benutzten Molekularsiebes (1,2) an den tatsächlichen Alterungszustand der Siebe (1,2) anzupassen und dadurch den Leistungsverlust der Vorrichtung zu kompensieren. Hierzu wird an dem Sauerstoff-Sammelbehälter (10) eine Meßeinrichtung (17) zur Sauerstoffkonzentrationsüberwachung angeordnet. Die entsprechenden Meßwerte werden der Programmsteuerungs-Einheit (19) zugeführt, dort mit einem Sollwert verglichen und bei einer vorgegebenen Abweichung die Spül- und/oder Vorladezeiten entsprechend geändert.In order to achieve that with the existing molecular sieves (1, 2), despite their aging, a higher oxygen concentration can be generated over a longer period of time than is possible with known devices, the invention proposes adapting the rinsing and pre-charging times of the molecular sieve (1, 2) not in use at any given time to the actual aging state of the sieves (1, 2) and thereby compensating for the loss of performance of the device. For this purpose, a measuring device (17) for monitoring the oxygen concentration is arranged on the oxygen collection container (10). The corresponding measured values are fed to the program control unit (19), compared there with a target value, and if there is a predetermined deviation, the rinsing and/or pre-charging times are changed accordingly.
1,2 Molekularsiebe 1.2 Molecular sieves
3,4 Eingangsleitungen3.4 input lines
5,6 Einlaßventile5.6 intake valves
7 Luftansaugvorrichtung, Kompressor7 Air intake device, compressor
8,9 Ausgangsleitungen8.9 Output lines
10 Sauerstoff-Sammelbehälter10 oxygen collection containers
11 Leitung11 Management
12 Kurzschlußventil 13,14 Auslaßventile12 Short-circuit valve 13,14 Exhaust valves
15 Rohrleitung15 Pipeline
16 Drucksensor16 Pressure sensor
17 Meßeinrichtung17 Measuring device
18 Entnahmestelle18 sampling point
19 Programmsteuerungs-Einheit 2019 Program control unit 20
Claims (4)
25that the measuring device (17) for determining the oxygen concentration is arranged at the oxygen extraction point (18) of the oxygen collecting container (10).
25
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29605889U DE29605889U1 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Device for generating oxygen-enriched air |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29605889U DE29605889U1 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Device for generating oxygen-enriched air |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29605889U1 true DE29605889U1 (en) | 1996-06-20 |
Family
ID=8021923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29605889U Expired - Lifetime DE29605889U1 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Device for generating oxygen-enriched air |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29605889U1 (en) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998056488A1 (en) * | 1997-06-12 | 1998-12-17 | Invacare Corporation | Closed-loop feedback control for oxygen concentrator |
| WO1998057165A1 (en) * | 1997-06-12 | 1998-12-17 | Invacare Corporation | Acoustic gas concentration sensor and control for oxygen concentrator |
| EP0988883A1 (en) * | 1998-09-25 | 2000-03-29 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for gas treatment by pressure swing adsorption with variable production |
| EP1114666A3 (en) * | 2000-01-07 | 2002-07-10 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Vacuum pressure swing adsorption plant tuning and balancing method |
| EP1245267A1 (en) * | 2001-03-29 | 2002-10-02 | F. Stephan GmbH | Process and device for controlling Modular oxygen delivery system |
| WO2013134645A1 (en) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | Invacare Corporation | System and method for concentrating gas by adsorption |
| US8668767B2 (en) | 2007-04-20 | 2014-03-11 | Invacare Corporation | Product gas concentrator and method associated therewith |
| US9067174B2 (en) | 2012-03-09 | 2015-06-30 | Invacare Corporation | System and method for concentrating gas |
| US9120050B2 (en) | 2008-04-21 | 2015-09-01 | Invacare Corporation | Product gas concentrator utilizing vacuum swing adsorption and method associated therewith |
| EP2898915A4 (en) * | 2012-09-20 | 2015-10-07 | Teijin Pharma Ltd | OXYGEN CONCENTRATOR |
| US9266053B2 (en) | 2012-06-18 | 2016-02-23 | Invacare Corporation | System and method for concentrating gas |
| EP4034463A4 (en) * | 2019-09-24 | 2023-11-08 | Mission Systems Davenport Inc. | IMPROVED COMPOSITION CONTROL FOR ONBOARD OXYGEN GENERATION SYSTEM |
| US11915570B2 (en) | 2020-07-16 | 2024-02-27 | Ventec Life Systems, Inc. | System and method for concentrating gas |
| US11931689B2 (en) | 2020-07-16 | 2024-03-19 | Ventec Life Systems, Inc. | System and method for concentrating gas |
| US12172121B2 (en) | 2020-07-16 | 2024-12-24 | Ventec Life Systems, Inc. | System and method for concentrating gas |
| US12226733B2 (en) | 2020-07-16 | 2025-02-18 | Ventec Life Systems Inc. | Systems and methods for concentrating gas |
| US12347555B2 (en) | 2021-07-15 | 2025-07-01 | Ventec Life Systems, Inc. | System and method for medical device communication |
-
1996
- 1996-03-29 DE DE29605889U patent/DE29605889U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5906672A (en) * | 1996-06-14 | 1999-05-25 | Invacare Corporation | Closed-loop feedback control for oxygen concentrator |
| US5917135A (en) * | 1996-06-14 | 1999-06-29 | Invacare Corporation | Gas concentration sensor and control for oxygen concentrator utilizing gas concentration sensor |
| WO1998056488A1 (en) * | 1997-06-12 | 1998-12-17 | Invacare Corporation | Closed-loop feedback control for oxygen concentrator |
| WO1998057165A1 (en) * | 1997-06-12 | 1998-12-17 | Invacare Corporation | Acoustic gas concentration sensor and control for oxygen concentrator |
| EP0988883A1 (en) * | 1998-09-25 | 2000-03-29 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for gas treatment by pressure swing adsorption with variable production |
| FR2783723A1 (en) * | 1998-09-25 | 2000-03-31 | Air Liquide | PROCESS FOR TREATING A GAS MIXTURE BY PRESSURE MODULATION ADSORPTION WITH A VARIABLE PRODUCTION RATE |
| US6238458B1 (en) | 1998-09-25 | 2001-05-29 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for treatment of a gaseous mixture by pressure swing adsorption, with variable production flow rate |
| EP1114666A3 (en) * | 2000-01-07 | 2002-07-10 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Vacuum pressure swing adsorption plant tuning and balancing method |
| EP1245267A1 (en) * | 2001-03-29 | 2002-10-02 | F. Stephan GmbH | Process and device for controlling Modular oxygen delivery system |
| US10010696B2 (en) | 2005-10-25 | 2018-07-03 | Invacare Corportion | Product gas concentrator and method associated therewith |
| US9375674B2 (en) | 2005-10-25 | 2016-06-28 | Invacare Corporation | Product gas concentrator and method associated therewith |
| US8668767B2 (en) | 2007-04-20 | 2014-03-11 | Invacare Corporation | Product gas concentrator and method associated therewith |
| US9120050B2 (en) | 2008-04-21 | 2015-09-01 | Invacare Corporation | Product gas concentrator utilizing vacuum swing adsorption and method associated therewith |
| WO2013134645A1 (en) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | Invacare Corporation | System and method for concentrating gas by adsorption |
| US9067174B2 (en) | 2012-03-09 | 2015-06-30 | Invacare Corporation | System and method for concentrating gas |
| US9132377B2 (en) | 2012-03-09 | 2015-09-15 | Invacare Corporation | System and method for concentrating gas |
| US9694311B2 (en) | 2012-03-09 | 2017-07-04 | Invacare Corporation | System and method for concentrating gas |
| US10300427B2 (en) | 2012-03-09 | 2019-05-28 | Invacare Corporation | System and method for concentrating gas |
| US9266053B2 (en) | 2012-06-18 | 2016-02-23 | Invacare Corporation | System and method for concentrating gas |
| EP2898915A4 (en) * | 2012-09-20 | 2015-10-07 | Teijin Pharma Ltd | OXYGEN CONCENTRATOR |
| US9884162B2 (en) | 2012-09-20 | 2018-02-06 | Teijin Pharma Limited | Oxygen concentration device |
| EP4034463A4 (en) * | 2019-09-24 | 2023-11-08 | Mission Systems Davenport Inc. | IMPROVED COMPOSITION CONTROL FOR ONBOARD OXYGEN GENERATION SYSTEM |
| US11915570B2 (en) | 2020-07-16 | 2024-02-27 | Ventec Life Systems, Inc. | System and method for concentrating gas |
| US11931689B2 (en) | 2020-07-16 | 2024-03-19 | Ventec Life Systems, Inc. | System and method for concentrating gas |
| US12172121B2 (en) | 2020-07-16 | 2024-12-24 | Ventec Life Systems, Inc. | System and method for concentrating gas |
| US12226733B2 (en) | 2020-07-16 | 2025-02-18 | Ventec Life Systems Inc. | Systems and methods for concentrating gas |
| US12427474B2 (en) | 2020-07-16 | 2025-09-30 | Ventec Life Systems, Inc. | System and method for concentrating gas |
| US12347555B2 (en) | 2021-07-15 | 2025-07-01 | Ventec Life Systems, Inc. | System and method for medical device communication |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE29605889U1 (en) | Device for generating oxygen-enriched air | |
| DE4103868B4 (en) | Method and device for analyzing a single-phase gas supply | |
| DE19807658C1 (en) | Method and device for determining gaseous compounds | |
| DE2153754A1 (en) | Device for calibrating a multi-channel sample analyzer | |
| DE2839927A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE PHYSICAL PROPERTIES OF CIGARETTE FILTERS | |
| DE2723618A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE DENSITY OF A WEIGHTED FLUSHING LIQUID IN A DEEP HOLE, IN PARTICULAR AN OIL HOLE | |
| DE2710394A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETECTING CARBON MONOXYDE IN AIR | |
| DE4114170C2 (en) | ||
| WO2005124309A1 (en) | Leak detector with a sniffer probe | |
| AT403852B (en) | METHOD FOR MEASURING POLLUTANTS IN GASES AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD | |
| EP1697737A2 (en) | Method and device for providing a defined fluid flow, especially for use in liquid chromatography | |
| AT393034B (en) | METHOD (AND DEVICE) FOR DETERMINING THE SOOT CONTENT OF SMOKE GASES (AND A DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD) | |
| EP0391256B1 (en) | Device and method for ascertaining the particle size distribution and particle total concentration in a gas, especially in air | |
| DE2462281C3 (en) | ||
| DE102012013999A1 (en) | Gas admission device for testing operability and calibration of gas measuring instruments, has a test chamber device connected to main pipes such that calibration gas and zero-point gas in pipes are fed time-sequentially in a row | |
| EP1073531A1 (en) | Device and method for alternating pressure flushing | |
| EP0450340B1 (en) | Cavity volume measuring device and method | |
| EP0852711B1 (en) | Device for determining concentration profiles of liquid or gaseous substances along a given path | |
| EP0989405A1 (en) | Device and method for analysing the contents of chemical substances in a liquid | |
| EP0973600B1 (en) | Device for filtering and separating liquid and gaseous media and/or drying gaseous media | |
| EP4033244B1 (en) | Gas analysis apparatus and method for determining the functionality of a gas analyzer | |
| DE2048476C (en) | Method and circuit arrangement for monitoring the gain factor | |
| EP0472131A1 (en) | Method for determining the concentration of a component in a gas mixture containing several components by measuring thermal conductivity | |
| DE102008013754A1 (en) | Measuring method and measuring arrangement for determining the content of a chemical element or other water quality parameter in fresh or waste water | |
| DE10162278A1 (en) | Aerosol particles detection in gases comprises sample heating and expansion in presence of gas detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19960801 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19990830 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: KROEBER MEDIZINTECHNIK GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: KROEBER MEDIZINTECHNIK GMBH, 56333 WINNINGEN, DE Effective date: 19991004 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20021001 |