CN1845779A - 氧气浓缩设备和旋转阀 - Google Patents
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Abstract
根据本发明，利用氧气浓缩设备通过从空气中吸附并且清除氮气而产生富氧气体，该设备执行以下步骤：(1)通过引导压缩空气而将吸附缸中的一个加压；(2)将富氧气体从吸附缸中的所述一个排出到输出导管；(3)通过将富氧气体引导到其它吸附缸中的一个之中以提高该其它吸附缸中的一个中的压力，从而降低吸附缸中的所述一个中的压力；(4)将内部气体从吸附缸中的所述一个排出；以及(5)通过将富氧气体从其中压力已经在步骤(3)中降低的其它吸附缸中的一个之中引导到吸附缸中的所述一个中而提高该吸附缸中的所述一个中的压力。
Description
发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种氧气浓缩设备和旋转阀。
2.相关技术的描述
图29是变压型氧气浓缩设备300的示意图，该设备具有两个吸附缸302a和302b，用于通过导管308向吸附缸302a和302b供给压缩空气的空气压缩机304，四通控制阀306，导管310a和310b，富氧气体从吸附缸302a和302b通过输出导管312a和312b和关闭阀318向其供给的O2容箱320。富氧气体从O2容箱通过导管322和流动控制阀324向使用者供给。在输出导管312a和312b之间设有小孔314和压力平衡阀316。
根据该氧气浓缩设备300，控制例如在USP2,944,627、USP3,237,377和日本未审定专利公开(Kokai)No.10-151315中公开的氧气浓缩过程的各个步骤以及提高设备的效率是困难的，这是由于使用了四通控制阀306。
JPP’315还描述了一种具有旋转阀而不是四通控制阀的氧气浓缩设备，以便切换流动方向并且控制氧气浓缩过程的步骤。但是，传统旋转阀具有这样的问题，即在施加到旋转阀的转子和定子之间的界面的压力中存在失衡。
发明内容
本发明旨在解决上述的现有技术问题，并且本发明目的在于提供一种氧气浓缩设备，该设备解决了现有技术的上述问题。
根据本发明，提供一种氧气浓缩设备，以便通过从空气中吸附并且清除氮气而产生富氧气体，该设备包括：多个填充有吸附剂的吸附缸，该吸附剂选择性地较氧气更多地吸附氮气，吸附缸具有第一和第二小孔；用于通过第一小孔将富氧气体导向使用者的输出导管；用于通过第二小孔将压缩空气供给吸附缸的装置；用于通过第二小孔将氮气从吸附缸排出的装置；以及用于允许氧气浓缩设备在每个吸附缸中顺序进行如下操作的阀装置：
(1)通过引导压缩空气通过其第二小孔而将吸附缸中的一个加压；
(2)通过其第一小孔将富氧气体从吸附缸中的所述一个排出到输出导管，
(3)将富氧气体作为净化气体通过其第一小孔从吸附缸中的所述一个通过其第一小孔引导到其它吸附缸中的一个之中，从该其它吸附缸中的一个将内部气体排出；以及
(4)通过其第二小孔将内部气体从吸附缸中的所述一个排出。
而且，根据本发明另一个特征，提供一种氧气浓缩设备，以便通过从空气中吸附并且清除氮气而产生富氧气体，该设备包括：多个容纳有吸附剂的吸附缸，该吸附剂选择性地较氧气更多地吸附氮气，吸附缸具有第一和第二小孔；用于通过第一小孔将富氧气体导向使用者的输出导管；用于通过第二小孔将压缩空气供给吸附缸的装置；用于通过第二小孔将氮气从吸附缸排出的装置；以及用于允许氧气浓缩设备在每个吸附缸中顺序进行如下操作的阀装置：
(1)通过引导压缩空气通过其第二小孔而将吸附缸中的一个加压；
(2)通过其第一小孔将富氧气体从吸附缸中的所述一个排出到输出导管，
(3)将富氧气体通过第一小孔从吸附缸中的所述一个通过其第一小孔引导到其它吸附缸中的一个之中以提高该其它吸附缸中的一个中的压力，从而降低吸附缸中的所述一个中的压力；以及
(4)通过其第二小孔将内部气体从吸附缸中的所述一个排出。
而且，根据本发明另一个特征，提供一种利用氧气浓缩设备通过从空气中吸附并且清除氮气而产生富氧气体的方法，该设备包括：多个容纳有吸附剂的吸附缸，该吸附剂选择性地较氧气更多地吸附氮气；用于将富氧气体导向使用者的输出导管；用于将压缩空气供给吸附缸的装置；以及用于将氮气从吸附缸排出的装置，该方法包括以下步骤：
(1)通过引导压缩空气而将吸附缸中的一个加压；
(2)将富氧气体从吸附缸中的所述一个排出到输出导管；
(3)通过将富氧气体引导到其它吸附缸中的一个之中以提高该其它吸附缸中的一个中的压力，从而降低吸附缸中的所述一个中的压力；
(4)将内部气体从吸附缸中的所述一个排出；以及
(5)通过将富氧气体从其中压力已经在步骤(3)中降低的其它吸附缸中的一个之中引导到吸附缸中的所述一个中而提高该吸附缸中的所述一个中的压力。
而且，根据本发明的另一个特征，提供一种适用于流动系统中的旋转阀，该系统具有多个公共流动通道和由多个子组构成的选择性流动通道组，每个子组具有相同数目M的流动通道，以便在多个公共流动通道的至少一个和选择性流动通道组的至少一个流动通道之间和/或子组的流动通道之间切换流体连通，该旋转阀包括：包括具有相对的前侧和后侧的板部件的定子，在该前侧和后侧之间延伸通过板部件并且与公共流动通道和选择性流动通道组的多个子组的流动通道流体连通的多个端口；可以围绕轴线关于定子旋转的转子，该转子包括具有与定子前侧接触的前侧以及相对的后侧的板部件，转子的该板部件在其前侧中形成多个开口，每个开口与转子的每个端口流体连通，定子的该多个开口围绕轴线对称设置从而当转子旋转1/n转(n：整数)时前侧的构形与转子前侧的构形一致；与选择性流动通道组的不同子组的流动通道流体连通的定子端口，沿着围绕轴线的具有不同的直径的圆设置；与子组的一个中的流动通道流体连通的每个端口，其沿着圆设置在如下位置中的任何一个中：第(i)位置，第(m+i)位置，第(2m+i)位置，第(3m+i)位置，…，第((n-1)m+i)位置(i：整数＝1到m)；并且这些位置均等的将圆划分成多个(nm)段。
附图说明
现在参考附图讨论这些和其它目的和优点以及进一步地描述，其中：
图1是根据本发明第一实施例的氧气浓缩设备的示意；
图2是根据本发明第一实施例的浓缩器的局部截面；
图3是图2的浓缩器的具有下端的旋转阀的部件分解透视图；
图4是下端的平面视图；
图5是连接到下端的旋转阀定子的平面视图；
图6是类似于图4的平面视图，其中下端用虚线示出；
图7是旋转阀定子前侧的平面视图；
图8是旋转阀定子后侧的平面视图；
图9是类似于图7的平面视图，其中定子用虚线示出；
图10是定子和转子组件在图9中沿着线X-X的截面；
图11是定子和转子组件在图9中沿着线XI-XI的截面；
图12是转子前侧的平面视图，其中定子用实线示出，以便解释根据第一实施例的氧气浓缩器的操作
图13是类似于图12的平面视图，示出转子前侧，其关于定子从图12所示位置沿着旋转方向R旋转了15度；
图14是示出根据第一实施例的氧气浓缩器所执行的过程循环的图表；
图15是示出根据第一实施例的氧气浓缩器所执行的过程循环的图表；
图16是根据本发明第二实施例的浓缩器的局部截面；
图17是带有图16浓缩器下端的旋转阀的平面视图；
图18是旋转阀定子的平面视图；
图19是下端的平面视图；
图20是类似于图19的平面视图，其中吸附缸用虚线示出；
图21是旋转阀转子后侧的平面视图；
图22是旋转阀转子前侧的平面视图；
图23是转子在图22中沿着线A-A的截面；
图24是下端、定子和转子的组件沿着图17的线IIXIV-IIXIV的截面；
图25是下端、定子和转子的组件沿着图17的线IIXV-IIXV的截面；
图26是示出根据第二实施例的氧气浓缩器所执行的过程循环的图表；
图27是转子前侧的平面视图，其中定子用实线示出，以便解释根据第二实施例的氧气浓缩器的操作；
图28是类似于图12的平面视图，示出转子前侧，其关于定子从图12所示位置沿着旋转方向R旋转了15度；以及
图29是现有技术氧气浓缩设备的示意。
优选实施例的描述
下面参考附图描述本发明的优选实施例。
在图1中，示出根据本发明第一实施例的氧气浓缩设备。氧气浓缩设备10具有氧气浓缩器100，其通过从空气吸附并且分离氮气而产生富氧气体；空气供给装置，包括压缩机12和过滤器14，以便通过空气供给导管16向氧气浓缩器100供给压缩空气；排气装置，包括真空泵18和消音器20，以便通过排气导管22抽取氮气；容器或O2容箱26；压力控制阀28；流动控制阀30，其沿着氧气供给导管24设置以便将富氧气体导向使用者。
参考图2，氧气浓缩器100具有多个吸附缸102，它们相互平行设置并且填充有吸附剂例如沸石以用于选择性的较氧气更多地吸附氮气；上端和下端104和106在其间保持多个吸附缸102；旋转阀120和驱动机构，包括电动机108和齿轮箱110，用于围绕平行于吸附缸102的轴线旋转旋转阀120；弹簧112，用于如下所述地偏压旋转阀120的盖；以及允许旋转阀120旋转的轴承114。
根据第一实施例的氧气浓缩器100具有四个吸附缸102，其每个均具有顶部或第一小孔(未示出)和底部或第二小孔(未示出)。上端104具有六个通道104a，它们流体连接到吸附缸102的上部小孔。下端106具有供给通道106a，其通过空气供给导管16流体连接到压缩机12；通过排气导管22流体连接到真空泵18的排气通道106b；流体连接到吸附缸102底部小孔的第一通道106c以及通过连接导管116流体连接到上端104的通道104a的第二通道106d。
参考图3和4，下端106进一步具有围绕中心设置的供给通道106a延伸的C-形输出槽106g，通向输出槽106g并且流体连接到氧气供给导管24的输出通道106e以及围绕与排气通道106b流体连通的输出槽106g的排气槽106f。
在图3中，旋转阀120具有定子130，其包括固定地连接到下端106的圆形板部件，以及包括利用电动机108相对于定子130旋转的圆形板部件的转子140。参考图5和6，定子130具有中心设置的供给端口130a，四个输出端口130b，四个第一端口130c，四个排气端口130d，四个第二端口130e，以及密封端口130f，其延伸通过定子130的板部件。供给端口130a与下端106的供给通道106a流体连通。输出端口130b通过输出槽106g与输出通道106e流体连通。第一端口130c与下端106的第二通道106d流体连通。排气端口130d通过排气槽106f与排气通道106b流体连通。第二端口130e与下端106的第一通道106c流体连通。密封端口130f通过排气槽106f与排气通道106b流体连通。
参考图7-11，转子140具有与定子130接触的前表面141a以及相对的后表面141b。在前表面141a上，转子140形成三个第一凹部140c，通过圆形槽140f相互流体连接的三个第二凹部140e，三个第三凹部140g以及圆形密封凹部140i。圆形槽140f设置为与定子130的排气端口130d流体连通。在后表面141b上，转子140形成容器140m以容纳盖144，内槽140j和外槽140k。流动通道143在设置于容器140m中的盖144和转子140之间形成。转子140还具有中心设置的供给开口140a，三个第一开口140b，六个第二开口140d，以及三个第三开口140h，其通过转子140轴向地延伸。第三开口140h将第三凹部140g流体连接到内槽140j。
参考图12-15，下面描述根据第一实施例的氧气浓缩器100的操作。在第一实施例中，氧气浓缩器100具有四个吸附缸102，在图12和13中，其位置利用参考标记1-4表示。在下面的描述中，关于吸附缸中的一个即设置在位置1的缸1描述氧气浓缩器100的操作。
步骤I(加压步骤)
转子140处于图12所示初始位置，其中第一开口14b0的一个与定子130的第二端口130e的一个对准从而空气从压缩机12通过空气供给导管16、下端106的供给通道106a、定子130a的供给端口130a、转子140的供给开口140a、在定子140和盖144之间形成的通道143、转子140的第一开口140b、定子130的第二端口130e以及缸1的下部小孔供给到缸1。
步骤II(加压-生产步骤)
转子140从初始位置沿着方向R旋转到处于15度的旋转位置，其中如上所述的第一开口140b仍然对准于第二端口130e并且压缩空气供给到缸1。同时，转子140的第一凹部140c对准定子130的输出端口130b以及第一端口130c。转子140的该旋转位置允许富氧气体通过缸1的上部小孔、上端104的通道104a，连接导管116，下端106的第二通道106d，定子130的第一端口130c，转子140的第一凹部140c，定子130的输出端口130b，输出槽106g，下端106的输出通道106e以及输出导管24从缸1流动到使用者。
步骤III(生产步骤)
转子140从初始位置旋转到处于30度的旋转位置，此处转子140的第一开口140b不对准定子130的第二端口130e，因此，压缩空气向缸1的供给终止。然而，第一凹部140c仍然与定子130的输出端口130b和第一端口130c对准。因此，富氧气体仍然如上所述地从缸1供给到使用者。
步骤IV(减压-平衡步骤)
转子140从初始位置旋转到处于45度的旋转位置，此处六个第二开口140d中的两个对准与缸1和3连通的第一端口130c。转子140的该旋转位置允许富氧气体通过缸1的上部小孔、上端104的通道104a、连接导管116、下端106的第二通道106d、定子130的第一端口130c、第二开口140d、外槽140k、转子140的第二开口140d、定子130的第一端口130c、下端106的第二通道106d、连接导管116、上端104的通道104a和缸4的上部小孔从缸1流动到缸3。因此，缸1中的压力降低并且缸3中的压力增加以便平衡缸1和3中的压力。
步骤V(同步减压步骤)
转子140从初始位置旋转到位于60度的旋转位置，此处定子140的三个第三凹部140g中的两个对准与缸1和4连通的第一端口130c。转子140的该旋转位置允许富氧气体作为净化气体，通过缸1的上部小孔、上端104的通道104a、连接导管116，下端106的第二通道106d、定子130的第一端口130c、第三凹部140g、第三开口140h、内槽140j、第三开口140h、定子140的第三凹部140g、定子130的第一端口130c、下端106的第二通道106d、连接导管116、上端104的通道104a以及缸4的上部小孔从缸1流动到缸4。此时，在缸4中执行将在下面描述的净化步骤。
步骤VI(排气步骤)
转子140从初始位置旋转到位于75度的旋转位置，此处转子140的第二凹部140e对准定子130的第二端口130e。转子140的该旋转位置允许缸1中的气体利用真空泵22通过缸1的下部小孔、下端106的第一通道106c、定子130的第二端口130e、第二凹部140e、转子140的圆形槽140f、定子130的排气端口130d、排气槽106f、下端106的排气通道106b和排气导管22排出。
步骤VII(净化步骤)
转子140从初始位置旋转到处于90度的旋转位置，此处定子130的第二端口130e仍然对准第二凹部140e并且定子140的三个第三凹部140g中的两个对准与缸1和2连通的第一端口130c。因此，富氧气体作为净化气体，从缸2供给到缸1，如关于步骤V所述，但是缸1中的气体仍然如上所述地被排出。
步骤VIII
(加压-平衡步骤)转子140从初始位置旋转到处于105度的旋转位置，此处六个第二开口140d中的两个对准与缸1和3连通的第一端口130c。转子140的该旋转位置允许富氧气体从缸3流动到缸1，如上关于步骤IV所述。
如在附图中所示，在第一实施例中，四个输出端口130b、四个第一端口130c、四个排气端口130d、以及四个第二端口130e沿着围绕转子140的旋转轴线的不同的圆设置。而且，与每个吸附缸102流体连通的每个端口沿着该圆设置在以下位置的任一个处：第(i)位置，第(m+i)位置，第(2m+i)位置，第(3m+i)位置，...，第((n-1)m+i)位置(i：整数＝1到m)。这里，i是整数i＝1到m，m是吸附缸的数目并且n是在转子的一次旋转期间上述过程的循环数目，即在该第一实施例中为3。该布置防止浓缩器100在转子140的旋转位置处执行上述过程的同一个步骤。
而且，根据本发明的第一实施例，供给通道106a、排气通道106b和输出通道106e提供公共流动通道。吸附缸102的上部或第一小孔提供选择性流动通道组的第一子组的流动通道，并且吸附缸102的下部或第二小孔102a提供选择性流动通道组的第二子组的流动通道。
下面参考图16-28描述本发明的第二实施例。
根据第二实施例的氧气浓缩器200具有多个吸附缸202，它们相互平行设置并且填充有吸附剂例如沸石以用于选择性地较氧气更多地吸附氮气；在其间保持多个吸附缸202的上端和下端204和206；旋转阀220和驱动机构，其包括电动机208和齿轮箱210，用于旋转旋转阀220；弹簧212，用于偏压旋转阀220的盖；以及在弹簧212和旋转阀220之间允许旋转阀220旋转的轴承114。
氧气浓缩器200具有六个吸附缸202，其每个均具有顶部或第一小孔(未示出)和底部或第二小孔(未示出)。上端204具有六个通道204a，它们流体连接到吸附缸202的上部小孔。下端206具有供给通道206a，其流体连接到压缩机12(图1)；通过排气导管22(图1)流体连接到真空泵18(图1)的排气通道206b；连接到吸附缸202底部小孔的第一通道206c；以及通过连接导管116流体连接到上端204的通道204a的第二通道206d。参考图19和20，下端206进一步具有围绕中心设置的供给通道206a延伸的C-形输出槽206g，通向输出槽206g并且流体连接到氧气供给导管24(图1)的输出通道206e以及围绕与排气通道206b流体连通的输出槽206g的排气槽206f。
旋转阀220具有定子230，其包括固定地连接到下端206的圆形板部件，以及包括利用电动机208相对于定子230旋转的圆形板部件的转子240。参考图18和20，定子230具有中心设置的供给端口230a，六个输出端口230b，六个第一端口230c，三个排气端口230d，六个第二端口230e和密封端口230f，其延伸通过转子240的板部件。供给端口230a与下端206的供给通道206a流体连通。输出端口230b通过输出槽206g与输出通道206e流体连通。第一端口230c与下端206的第二通道206d流体连通。排气端口230d通过排气槽206f与排气通道206b流体连通。第二端口230e与下端206的第一通道206c流体连通。密封端口230f通过排气槽206f与排气通道206b流体连通。
参考图21-23，转子240具有与定子230接触的前表面241a以及相对的后表面241b。在前表面241a上，转子240形成两个第一凹部240c，通过圆形槽240f相互流体连接的两个第二凹部240e以及圆形密封凹部240i。圆形槽240f设置为与定子230的排气端口230d流体连通。在后表面241b上，转子240形成容器240m以容纳盖242、内槽240j和外槽240k。流动通道243在设置于容器240m中的盖242和转子240之间形成。转子240还具有中心设置的供给开口240a，两个第一开口240b，四个第二开口240d和四个第三开口240g，其通过转子轴向地延伸。
参考图26-28，下面描述根据第二实施例的氧气浓缩器200的操作。在第二实施例中，氧气浓缩器200具有六个吸附缸202，在图26-28中，其位置利用参考标记1-6表示。在下面的描述中，关于吸附缸中的一个即设置在位置1的缸1描述氧气浓缩器200的操作。
步骤I(加压步骤)
转子240处于图27所示初始位置，其中第一开口240b的一个与定子230的第二端口230e的一个对准从而空气从压缩机12通过空气供给导管16、下端206的供给通道206a、定子230a的供给端口230a、转子240的供给开口240a、在定子240和盖242之间形成的通道243、第一开口240b、第二端口230e以及缸1的下部小孔供给到缸1。
步骤II(加压-生产步骤)
转子240从初始位置沿着方向R旋转到处于15度的旋转位置，其中第一开口240b仍然对准于第二端口230e并且因此压缩空气供给到缸1。同时，转子240的第一凹部240c对准定子230的输出端口230b以及第一端口230c。转子240的该旋转位置允许富氧气体通过缸1的上部小孔、上端204的通道204a、连接导管216、下端206的第二通道206d、定子230的第一端口230c、转子240的第一凹部240c、定子230的输出端口230b、输出槽206g、下端206的输出通道206e，以及输出导管24从缸1流动到使用者。
步骤III(生产步骤)
转子240从初始位置旋转到处于30度的旋转位置，此处转子240的第一开口240b不对准第二端口，因此，压缩空气向缸1的供给终止。然而，第一凹部240c仍然与定子230的输出端口230b和第一端口230c对准。因此，富氧气体仍然如上所述地从缸1供给到使用者。
步骤IV(第一减压-平衡步骤)
转子240从初始位置旋转到处于45度的旋转位置，此处转子240的第二开口240d对准与缸1连通的第一端口230c并且同时第三开口240g对准与缸3连通的第一端口230c。转子240的该旋转位置允许富氧气体通过缸1的上部小孔、上端204的通道204a、连接导管216、下端206的第二通道206d、定子230的第一端口230c、第二开口240d、外槽240k、转子240的第三开口240g、定子230的第一端口230c、下端206的第二通道206d、连接导管216、上端204的通道204a和缸3的上部小孔从缸1流动到缸3。因此，缸1中的压力降低并且缸3中的压力增加以便平衡缸1和3中的压力。
步骤V(第二减压-平衡步骤)
转子240从初始位置旋转到处于60度的旋转位置，此处第二开口240d对准与缸1连通的第一端口230c并且同时第三开口240g对准与缸4连通的第一端口230c。转子240的该旋转位置允许富氧气体通过缸1的上部小孔、上端204的通道204a、连接导管216、下端206的第二通道206d、定子230的第一端口230c、第二开口240d、外槽240k、转子240的第三开口240g、定子230的第一端口230c、下端206的第二通道206d、连接导管216、上端204的通道204a和缸3的上部小孔从缸1流动到缸4。因此，缸1中的压力降低并且缸4中的压力增加以便平衡缸1和4中的压力。
步骤VI
(第三减压-平衡步骤)转子240从初始位置旋转到处于75度的旋转位置，此处第二开口240d对准与缸1连通的第一端口230c并且同时第三开口240g对准与缸5连通的第一端口230c。转子240的该旋转位置允许富氧气体通过缸1的上部小孔、上端204的通道204a、连接导管216、下端206的第二通道206d、定子230的第一端口230c、第二开口240d、外槽240k、转子240的第三开口240g、定子230的第一端口230c、下端206的第二通道206d、连接导管216、上端204的通道204a和缸3的上部小孔从缸1流动到缸5。因此，缸1中的压力降低并且缸5中的压力增加以便平衡缸1和5中的压力。
步骤VII(同步减压步骤)
转子240从初始位置旋转到位于90度的旋转位置，此处定子240的第三开口240g对准与缸1和6连通的第一端口230c。转子240的该旋转位置允许富氧气体作为净化气体，通过缸1的上部小孔、上端204的通道204a、连接导管216、下端206的第二通道206d、定子230的第一端口230c、第三开口240g、第三开口240h、内槽240j、第三开口240h、定子240的第三开口240g、定子230的第一端口230c、下端206的第二通道206d、连接导管216、上端204的通道204a以及缸6的上部小孔从缸1通过缸1的下部小孔流动到缸6。此时，在缸6中执行将在下面描述的净化步骤。
步骤VIII(排气步骤)
转子240从初始位置旋转到位于105度的旋转位置，此处定子230的第二端口230e对准第二凹部240e。转子240的该旋转位置允许缸1中的气体利用真空泵22通过缸1的下部小孔、下端206的第一通道206c、定子230的第二端口230e、第二凹部240e、转子240的圆形槽240f、定子230的排气端口230d、排气槽206f、下端206的排气通道206b和排气导管22排出。
步骤IX(净化步骤)
转子240从初始位置旋转到处于120度的旋转位置，此处定子230的第二端口230e仍然对准第二凹部240e并且定子240的第三开口240g对准与缸1和2连通的第一端口230c。因此，富氧气体从缸2供给到缸1，如关于步骤VII所述，但是缸1中的气体仍然如上所述地被排出。
步骤X(第三加压-平衡步骤)
转子240从初始位置旋转到处于135度的旋转位置，此处第三开口240g对准与缸1和3连通的第一端口230c。转子240的该旋转位置允许富氧气体从缸3流动到缸1，如上关于步骤VI所述。
步骤XI(第二加压-平衡步骤)
转子240从初始位置旋转到处于150度的旋转位置，此处第二开口240g对准与缸1和4连通的第一端口230c。转子240的该旋转位置允许富氧气体从缸4流动到缸1，如上关于步骤V所述。
步骤XII(第一加压-平衡步骤)
转子240从初始位置旋转到处于165度的旋转位置，此处第二开口240d对准与缸1和5连通的第一端口230c。转子240的该旋转位置允许富氧气体从缸5流动到缸1，如上关于步骤IV所述。
如在附图中所示，在第二实施例中，六个输出端口230b、六个第一端口230c、三个排气端口230d、以及六个第二端口230e沿着围绕转子140的旋转轴线的不同的圆设置。而且，与每个吸附缸202流体连通的每个端口沿着该圆设置在以下位置的任一个处：第(i)位置，第(m+i)位置，第(2m+i)位置，第(3m+i)位置，...，第((n-1)m+i)位置(i：整数＝1到m)。这里，i是整数i＝1到m，m是吸附缸的数目并且n是在转子的一次旋转期间上述过程的循环数目，即在该第二实施例中为2。该布置防止浓缩器200在转子240的旋转位置处执行上述过程的同一个步骤。
而且，根据本发明的第二实施例，供给通道206a、排气通道206b和输出通道206e提供公共流动通道。吸附缸202的上部或第一小孔提供选择性流动通道组的第一子组的流动通道，并且吸附缸202的下部或第二小孔提供选择性流动通道组的第二子组的流动通道。
Claims (7)
1.一种氧气浓缩设备，用于通过从空气中吸附并且清除氮气而产生富氧气体，所述设备包括：
多个填充有吸附剂的吸附缸，所述吸附剂选择性地较氧气更多地吸附氮气，吸附缸具有第一和第二小孔；
用于通过第一小孔将富氧气体导向使用者的输出导管；
用于通过第二小孔将压缩空气供给吸附缸的装置；
用于通过第二小孔将氮气从吸附缸排出的装置；以及
用于允许氧气浓缩设备在每个吸附缸中顺序进行如下操作的阀装置：
(1)通过引导压缩空气通过其第二小孔而将吸附缸中的一个加压；
(2)通过其第一小孔将富氧气体从吸附缸中的所述一个排出到输出导管，
(3)将富氧气体作为净化气体通过其第一小孔从吸附缸中的所述一个通过其第一小孔引导到其它吸附缸中的一个之中，从所述其它吸附缸中的一个将内部气体排出；以及
(4)通过其第二小孔将内部气体从吸附缸中的所述一个排出。
2.一种氧气浓缩设备，用于通过从空气中吸附并且清除氮气而产生富氧气体，所述设备包括：
多个用于容纳吸附剂的吸附缸，所述吸附剂选择性地较氧气更多地吸附氮气，吸附缸具有第一和第二小孔；
用于通过第一小孔将富氧气体导向使用者的输出导管；
用于通过第二小孔将压缩空气供给吸附缸的装置；
用于通过第二小孔将氮气从吸附缸排出的装置；以及
用于允许氧气浓缩设备在每个吸附缸中顺序进行如下操作的阀装置：
(1)通过引导压缩空气通过其第二小孔而将吸附缸中的一个加压；
(2)通过其第一小孔将富氧气体从吸附缸中的所述一个排出到输出导管，
(3)将富氧气体通过第一小孔从吸附缸中的所述一个通过其第一小孔引导到其它吸附缸中的一个之中以提高所述其它吸附缸中的一个中的压力，从而降低吸附缸中的所述一个中的压力；以及
(4)通过其第二小孔将内部气体从吸附缸中的所述一个排出。
3.根据权利要求1所述的氧气浓缩设备，其特征在于，当富氧气体从吸附缸中的所述一个引导到其它吸附缸的所述一个时利用所述阀装置关闭吸附缸中的所述一个以及其它吸附缸中的一个的第一小孔。
4.根据权利要求1所述的氧气浓缩设备，其特征在于，所述阀装置包括旋转阀。
5.一种利用氧气浓缩设备通过从空气中吸附并且清除氮气而产生富氧气体的方法，所述设备具有多个用于容纳吸附剂的吸附缸，所述吸附剂选择性地较氧气更多地吸附氮气；用于将富氧气体导向使用者的输出导管；用于将压缩空气供给吸附缸的装置；以及用于将氮气从吸附缸排出的装置，所述方法包括以下步骤：
(1)通过引导压缩空气而将吸附缸中的一个加压；
(2)将富氧气体从吸附缸中的所述一个排出到输出导管；
(3)通过将富氧气体引导到其它吸附缸中的一个之中以提高所述其它吸附缸中的一个的压力，从而降低吸附缸中的所述一个中的压力；
(4)将内部气体从吸附缸中的所述一个排出；以及
(5)通过将富氧气体从其中压力已经在步骤(3)中降低的其它吸附缸中的一个之中引导到吸附缸中的所述一个中而提高所述吸附缸中的所述一个的压力。
6.一种适用于流动系统中的旋转阀，所述系统具有多个公共流动通道和由多个子组构成的选择性流动通道组，每个子组具有相同数目M的流动通道，以便在多个公共流动通道的至少一个和选择性流动通道组的至少一个流动通道之间和/或在子组的流动通道之间切换流体连通，所述旋转阀包括：
包括具有相对的前侧和后侧的板部件的定子，在所述前侧和后侧之间延伸通过板部件并且与公共流动通道和选择性流动通道组的多个子组的流动通道流体连通的多个端口；
可围绕轴线关于定子旋转的转子，所述转子包括具有与定子前侧接触的前侧以及相对的后侧的板部件，转子的所述板部件在其前侧中形成多个开口，每个开口与转子的每个端口流体连通，定子的所述多个开口围绕轴线对称设置从而当转子旋转1/n转(n：整数)时前侧的构形与转子前侧的构形一致；
与选择性流动通道组的不同子组的流动通道流体连通的定子端口，其沿着围绕轴线的具有不同的直径的圆设置；
与子组的一个中的流动通道流体连通的每个端口沿着圆设置在如下位置中的任何一个中：第(i)位置，第(m+i)位置，第(2m+i)位置，第(3m+i)位置，...，第((n-1)m+i)位置(i：整数＝1到m)；并且
这些位置均等地将圆划分成多个(nm)段。
7.根据权利要求6所述的旋转阀，其特征在于，选择数值n使得在n和m之间不存在大于1的最大公因子。
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