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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff
des Patentanspruches 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der EP-A-0
247 365 bekannt, in der ein Sauerstoffkonzentrator offenbart ist,
der einen Sauerstoffkonzentrator-Produkttank, einen durch eine andere
Leistungsquelle als das mit Sauerstoff angereicherte Gas betriebenen
Kompressor und einen Hochdruck-Speicherbehälter umfasst.
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Die bekannte Vorrichtung lehrt nur
zwei Arten der Sauerstoffverwendung, wobei bei einer Art Sauerstoff
einem Patienten und bei der anderen Sauerstoff einem Sammelbehälter zugeführt wird.
Es ist keine Vorkehrung getroffen, um immer sicherzustellen, dass
ein Patient mit Sauerstoff angereichertes Gas empfängt.
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Die vorliegende Erfindung löst diese
Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung können
den anhängenden Ansprüchen entnommen
werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Sauerstoffkonzentrators zur Trennung von
Sauerstoff aus einem Gasgemisch wie z. B. Luft;
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2 ist
ein Blockdiagramm einer Vorrichtung und eines Verfahrens gem. der
vorliegenden Erfindung zur Komprimierung von mit Sauerstoff angereicherter
Luft und zur Zuführung
derselben zu einem tragbaren Behälter;
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3 ist
ein Blockdiagramm der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung zur Zuführung
eines Teiles des angereicherten Gases mit einer gesteuerten Rate
zu einem Patienten und eines anderen Teiles des angereicherten Gases
zu einem Kompressor zur Hochdruckspeicherung in einem tragbaren
Behälter;
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4 ist
ein Blockdiagramm der Vorrichtung und des Verfahrens eines anderen
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung für
die Zuführung eines
Teiles des angereicherten Gases mit einer gesteuerten Rate zu einem
Patienten und eines anderen Teiles des angereicherten Gas zu einem
Kompressor für
die Hockdruckspeicherung in einem tragbaren Behälter;
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5 ist
eine schematische Darstellung eines Teiles eines Steuerschaltkreises
für den
Betrieb eines mehrstufigen Kompressors der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
ein Schema des verbleibenden Teils des Steuerschaltkreises von 5 zum Betrieb eines mehrstufigen
Kompressors der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine Seitenansicht der Kompressionsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung;
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8 ist
eine Draufsicht der Kompressionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
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9 ist
eine Seitenansicht des oberen Teils der zweiteiligen Kolbenanordnung
der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
eine Seitenansicht des unteren Teils der zweiteiligen Kolbenanordnung
der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
eine Draufsicht auf ein alternatives Ausführungsbeispiel der Kompressionsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung;
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12 ist
eine Vorderansicht der alternativen Kompressionsvorrichtung gem. 11;
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13 ist
eine rückwärtige Ansicht
der alternativen Kompressionsvorrichtung gem. 11;
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14A ist
eine Teil-Draufsicht auf einen ersten Kolben der vorliegenden Erfindung;
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14B ist
eine vergrößerte Teilansicht
des zweiten Kolbens der vorliegenden Erfindung;
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14C ist
eine vergrößerte Teilansicht
des dritten Kolbens der vorliegenden Erfindung, und
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15 ist
ein Schema der elektrischen Schaltung der verschiedenen Schaltkreise
zur Steuerung des Kompaktkompressors.
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Detaillierte
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Wenn auch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung unten beschrieben wird, so versteht es sich, dass
die verschiedenen Aspekte und Parameter der vorliegenden Erfindung
variieren und unterschiedlich sein können, wie z. B. der Druck und
die Reinheit des mit Sauerstoff angereicherten Gases, das von einem
Konzentrations-Produkttank austritt,
der Druck, mit dem das angereicherte Gas dem Patienten zugeführt wird
und seine Fließgeschwindigkeit;
der Druck, der in einem Puffertank aufrechterhalten wird, der Druck,
bei dem der Kompressor zuvor angereichertes Gas dem Puffertank entzieht,
der Puffertank-Druck, bei dem der Kompressor abschaltet und Ähnliches.
Während
Bezug genommen wird auf einen speziellen Sauerstoffkonzentrator,
wie dies unmittelbar nachstehend widergegeben wird, kann darüber hinaus
allgemein irgendein Typ von Sauerstoffkonzentrator verwendet werden,
der eine Quelle angereicherter Luft ergibt, die irgendwo zwischen
ungefähr
50% Sauerstoff bis ungefähr
99% im Volumen enthält.
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Unter Bezugnahme auf 1 umfasst die Vorrichtung eine oder mehrere
und vorzugsweise zwei Schichten 10 und 12, die
ein physikalisches Trennmedium bzw. Material enthalten. Das Trennmaterial
adsorbiert eine oder mehrere adsorbierbare Komponenten, z. B. aus
Luft, und reicht eine oder mehrere nichtadsorbierbare Komponente
einer solchen Gasmischung hindurch. Das physikalische Trennmaterial
kann ein Molekularsieb mit Poren gleicher Größe und im Wesentlichen den
gleichen molekularen Abmessungen sein. Diese Poren adsorbieren selektiv
Moleküle
gem. der molekularen Form, der Polarität, dem Sättigungsgrad und Ähnlichem.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das physikalische Trennmedium eine Aluminiumsilikat-Zusammensetzung
mit Poren von 4 bis 5 A (Angström).
Insbesondere ist das Molekularsieb eine Natrium- oder Kalzium-Form
von Aluminiumsilikat, wie z. B. Zeolit vom Typ 5A. Alternativ kann
das Aluminiumsilikat ein höheres
Silizium/Aluminium-Verhältnis, größere Poren
und eine Affinität
zu polaren Molekülen,
z. B. den Typ 13X-Zeolit besitzen. Der Zeolit adsorbiert Stickstoff,
Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserdampf und andere wichtige Komponenten
der Luft.
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Eine Umschalt-Ventileinrichtung 20,
die vorzugsweise ein Vierwege-Ventil 21 umfasst,
verbindet selektiv und zyklisch das Einlassende der zwei Schichten
während
einer Produktionsphase mit einer Quelle der Gasmischung, z. B. Luft
unter Druck, die von einem ersten Kompressor 22 (d. h.
der Zuführkompressor)
geliefert wird, während
die andere Schicht während
einer Spülphase
in die Atmosphäre entlüftet wird.
Spezifisch bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist, dass die
Umschalt-Ventileinrichtung selektiv eine der Schichten in Fluid-Verbindung mit einer
Luftpumpe oder einem Kompressor 22 verbindet, der Luft
mit ungefähr
15 bis ungefähr
21 PSI liefert. So, wie es hier verwendet wird, bezieht sich „Fluid-Verbindung" auf Mittel, die
den Fluss der geeigneten Gase gestatten. Natürlich kann ebenfalls Vakuum
während
der Spülphase
bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um die Evakuierung
zu verbessern. Der Kompressor 22, der Luft von dem Einlass 23 empfängt, ist
mit einem ersten Antriebsmotor 25 verbunden, und zwar im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
mit einem ¼-PS-Elektromotor. Eine
Spule (nicht gezeigt) oder eine andere Umschaltventil-Betätigungseinrichtung
veranlasst selektiv die Umschaltventil-Einrichtung zu einer alternativen
Bewegung zwischen zwei Positionen. In der ersten Position ist die
erste Schicht 10 mit dem Kompressor 22 verbunden,
um eine Stickstoff-Adsorption und eine Sauerstoffanreicherung im
Produktgas hervorzurufen, und die zweite Schicht 12 wird
in die Atmosphäre
entlüftet,
um eine Evakuierung zu gestatten. In der zweiten Position wird die
erste Schicht in die Atmosphäre
entlüftet,
um eine Evakuierung zu gestatten, und die zweite Schicht ist mit
dem Luftkompressor verbunden, um eine Stickstoff-Adsorption hervorzurufen. Die Erfindung
wird unter spezieller Bezugnahme auf eine Druck-Schwingsteuerung
beschrieben. Sie ist jedoch genauso bei anderen Verfahren zur Fortschaltung
des Gasflusses durch die Siebschichten anwendbar, wie z. B. einem
System, das auf einem Zeittakt beruht.
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Die Zusammensetzung des Gases in
den Lücken
des Zeolits variiert im Wesentlichen von einem reinen, primären Produktgas
am Auslassende bis zur gasförmigen
Mischzusammensetzung der Umgebung am Einlassende. Da die Gasmischung
am Einlass zu einer adsorbierten, gasfreien oder regenerierten Schicht
eingeführt
wird, wird eine Adsorptionszone von endlicher, relativ großer Form
gebildet. Diese Adsorptionszone ist ein Bereich der Schicht, in
dem die volle Kapazität
des Adsorptionsmittel zum Speichern der adsorbierbaren Komponenten
nicht erreicht worden ist. Diese Adsorptionszone bewegt sich vom
Schichteinlass zu einem Schichtauslass mit einer Geschwindigkeit,
die beträchtlich
geringer ist als die Oberflächen-glas-Geschwindigkeit
in der Schicht. Wenn die Adsorptionszone das Auslassende erreicht,
beginnen adsorbierbare Komponenten durch den Schichteinlass in den
nicht-adsorbierbaren, primären
Produktstrom zu fließen.
Dieser Zeitpunkt wird nachstehend als der „Durchbruch" bezeichnet. Für eine vorgegebene
gasförmige
Zusammensetzung ist der Durchbruch definiert durch Größe und Konfiguration
des Schichtbehälters
sowie durch die Packungskonfiguration des Molekularsiebes und die
Fließgeschwindigkeit
des Schicht-Gasdrucks. Die Konfiguration der Schicht ist im Allgemeinen
zylindrisch, und die Ausgangs-Volumenrate kann von ungefähr 0,1 bis
6 l/Min. variieren. Der Durchbruch ist die Zeit, die für die Diffusionsreaktion
erforderlich ist, wenn sich der Stickstoff sättigt, und er hängt etwas mit
der Siebschicht zusammen. Wenn der Durchbruch auftritt, variiert
das primäre,
mit dem Produkt angereicherte Schichtgas in den Zeolitlücken von
einer höheren,
primären
Produktgaskonzentration am Schichtauslass bis zu einer niedrigeren
Konzentration am Schichteinlass. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
liegt das primäre,
durch das Produkt angereicherte Schichtgas bei ungefähr 80% des
primären
Produktes beim Durchbruch. Während
die Adsorption in einer Schicht auftritt, werden die adsorbierbaren
Komponenten, die durch das Trennmedium der anderen Schicht adsorbiert
werden, aufgrund des Druckabfalls, der atmosphärischen Entlüftung und
der Beeinflussung durch das relative reine Produktgas aus dem ersten
Tank aus der anderen Schicht ausgespült.
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Die erste Schicht 10 ist
mit einem Reservoir oder einem Produkttank 30 über ein
erstes Rückschlagventil 32 oder
eine andere, in einer Richtung wirkende Ventileinrichtung verbunden.
Das erste Rückschlagventil 32 gestattet
dem primären
Produktgas der ersten Schicht 10 über die Leitung 46 in
das Reservoir oder den Produkttank 30 zu fließen, wenn der
Produktgas-Druck in der ersten Schicht 10 den Druck des
Produktgases im Reservoir oder dem Produkttank 30 übersteigt.
Das erste Rückschlagventil hindert
das Produktgas daran, vom Reservoir oder Produkttank 30 abzufließen, wenn
der Druck in der ersten Schicht 10 geringer ist als der
im Reservoir oder Produkttank. Speziell bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
legt das Rückschlagventil
einen Vordruck von 1,5 PSI an, so dass ein Fluss nur gestattet wird,
wenn der Druck in der ersten Schicht den Druck im Reservoir oder
dem Produkttank um 1,5 PSI übersteigt.
Die zweite Schicht 12 ist mit dem Reservoir oder dem Produkttank 30 mittels
eines zweiten Rückschlagventils 34 oder
einer anderen, nur in einer Richtung wirkenden Ventileinrichtung
verbunden. Das zweite Rückschlagventil 34 sieht
erneut einen Fluss in eine Richtung des primären Produktgases von der zweiten
Schicht 12 zum Reservoir oder dem Produkttank 30 vor.
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Eine Druckausgleichs-Fließstrecke 40 erstreckt
sich dem Auslass der ersten und zweiten Schichten. Ein Konzentrations-Ausgleichsventil 42 ist entweder
geöffnet
oder geschlossen, um selektiv den Gasfluss durch die Fließstrecke
zwischen den ersten und zweiten Schichten zu gestatten oder zu verhindern.
Eine Steuereinrichtung 50 veranlasst in regelmäßigen Abständen die
Betätigung
der Umschaltventil-Betätigungseinrichtung
(d. h. der zwei Spulen) und des Konzentrationsausgleichsventils 42.
Die Steuereinrichtung gibt periodisch und zyklisch einen Konzentrationsausgleichsventil-Betätiger frei,
der ebenfalls eine Spule ist.
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Der Sauerstoffsensor 43 registriert
die Sauerstoffkonzentration des Produktgases, und er kann im Produkttank 30 angeordnet
sein. Der Sensor 43 übermittelt
einen erfassten Wert zum Mikroprozessor (d. h. der Steuereinrichtung).
In gleicher Weise registriert ein Drucksensor 45 den Druck
im Produkttank und übermittelt
diesen an den Mikroprozessor.
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Die Steuereinrichtung veranlasst
die Umschalt-Ventileinrichtung 21 zur Umschaltung zwischen
ihrer ersten und ihrer zweiten Position für die geeignete Periode während jedes
Segmentes des Zyklus'.
Ein Zyklussegment kann entweder der Produktgas-Erzeugungszyklus
oder der Spülzyklus
sein. Die Zyklusdauer wird so ausgewählt, dass jede Schicht mit
der Luftquelle für
eine Zeitperiode verbunden ist, der Durchbruchszeit entspricht oder
geringer ist. Der Mechanismus, der die Umschalt-Ventileinrichtung
betätigt,
kann auf dem Druck beruhen, wie z. B. einem Druck-Sollwert oder
einem Sollwertbereich in der Entlüftungsleitung des Produkttanks, wie
er bei einem auf einem Druck beruhenden Steuerzyklus verwendet wird,
oder er kann strikt auf einer Verweilzeit der das Produkt erzeugenden
Schicht beruhen, wie z. B. bei einem Steuerzyklus, der auf einem
Zeittakt-Zyklus beruht. Gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Steuerzyklus einen variablen Druck verwenden,
um eine Verweilzeit innerhalb eines definierten Bereiches, basierend
auf einer projektierten Durchbruchzeit zu erzielen. In dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
besitzen die Schichten einen Durchmesser von 3,5 Zoll und eine Länge von
15 Zoll, und jede enthält
6,5 Pfund 5A-Zeolit.
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Die Gasmischung wird mit bis zu 21
PSI Druck der ersten Schicht zugeführt. Gleichzeitig wird die
zweite Schicht (d. h. eine „benutzte" Schicht) in die
Atmosphäre
entlüftet,
um das Ausspülen
der mit Stickstoff angereicherten Molekularsiebe zu veranlassen.
Vor der Durchbruchszeit ist das Konzentrationsausgleichsventil geöffnet und
gestattet dem primären,
durch das Produkt angereicherten Gas aus der ersten Schicht, in
die evakuierte zweite Schicht zu fließen. Während der Konzentrationsausgleichsperiode
wird eine Schicht evakuiert, und die andere hat gerade den Druck-Sollwert
erreicht, der den Fluss zwischen den Schichten steuert. Der Fluss
hat einen hohen Sauerstoffgehalt, so dass das erste Produkt, das über die
Leitung 46 in den Produkttank fließt, im Wesentlichen Produktgas
ist, das durch die Sauerstoffschichten erzeugt wird. Der Druck in
der zweiten Schicht ist durch das mit dem Produkt angereicherten Gas
so vorgegeben, dass die Siebschicht ausgespült wird. Bevor das durch das
primäre
Produkt angereicherte Gas von der ersten Schicht in die zweite Schicht
evakuiert wird, wird die Umschalt-Ventileinrichtung 20 betätigt, so
dass sie ihre Position umkehrt. Die Betätigung der Umschalt-Ventileinrichtung unterbricht
die Zufuhr der gasförmigen
Mischung zur ersten Schicht und fährt mit ihrer Evakuierung fort, gleichzeitig
hört sie
mit der Evakuierung der zweiten Schicht auf und fährt fort,
sie mit der gasförmigen
Mischung zu versorgen.
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Nach der Betätigung der Umschalt-Ventileinrichtung
verbleibt das Konzentrations-Ausgleichsventil 42 geöffnet, um
einem mit dem Produkt angereicherten Gas den Fluss in zweite Schicht
zu gestatten. Dies gleicht die Konzentration des Gases aus, das
zu dem Produkttank geliefert wird, da der Zyklus so geschaltet ist,
dass das Produktgas von der Durchbruchzone fortschreitet, um in
den Produkttank zu fließen.
Danach schließt
sich das Konzentrations-Ausgleichsventil und beendet den Fluss des
primären
Produktgases zwischen den Schichten. Im zweiten Teil des Zyklus' erhöht der Druck
in der zweiten Schicht die Annäherung
an den Gasmischungs-Quellendruck. Gleichzeitig vermindert der Druck
in der ersten Schicht die Annäherung
an den atmosphärischen
Druck. Bevor die sekundären
Produktmoleküle
die zweite Schicht durchlaufen haben, wird das Konzentrations-Ausgleichsventil 42 geöffnet und
gestattet so dem primären,
mit den Produkt angereicherten Gas in den Zeolitlücken der
zweiten Schicht, in die erste Schicht zu fließen. Während das primäre, mit
dem Produkt angereicherte Gas zur ersten Schicht fließt, wird
die Umschalt-Ventileinrichtung betätigt. Die
Betätigung
der Umschalt-Ventileinrichtung
unterbricht die Evakuierung der ersten Schicht, fährt mit
der Lieferung der gasförmigen
Mischung fort und unterbricht gleichzeitig die Zuführung der
gasförmigen
Mischung zu der zweiten Schicht und fährt mit ihrer Evakuierung fort.
Nach der Betätigung
der Umschalt-Ventileinrichtung wird das Konzentrations-Ausgleichsventil
geschlossen und beendet den Druck-Ausgleichsfluss des primären, mit
dem Produkt angereicherten Gases zwischen den Schichten. Die Schritte
werden zyklisch wiederholt, um die Fraktionierung des primären Produktgases
aus der Mischung fortzusetzen.
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Unter erneuter Bezugnahme auf die 1 enthält in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das
Reservoir oder der Produkttank 30 einen Sauerstoffbehälter mit
einem Mindestdruck von ungefähr 14
PSI. Das mit Sauerstoff angereicherte Gas enthält zwischen ungefähr 50 und ungefähr 99%,
wahlweise ungefähr
70 bis ungefähr
98% und vorzugsweise zwischen ungefähr 84 bis ungefähr 96% Vol.
Sauerstoff. Gemäß herkömmlicher
Verfahren kann der Produkttank 30 an einen Druckregler
(nicht gezeigt) angeschlossen werden, um den Druck des Sauerstoffes an
einen Patienten zu steuern. Typischerweise wird ein Druck von 5
PSI verwendet. Ein Fließmesser (ebenfalls
in 1 nicht gezeigt)
kann verwendet werden, um die Fließgeschwindigkeit zum Patienten z.
B. zwischen ungefähr
0,1 und ungefähr
6 l/Min. zu begrenzen, wobei eine Fließgeschwindigkeit von ungefähr 3 l/Min.
oftmals verwendet wird. Falls erwünscht, kann ein Befeuchter
(nicht gezeigt) dem mit Sauerstoff angereicherten Gas Feuchtigkeit
zufügen. Das
Gas wird über
eine Röhren-
und Atmungsvorrichtung an den Patienten abgegeben, die in dessen Nasenlöcher eingesetzt
werden kann.
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Gemäß anderen Konzepten der vorliegenden
Erfindung kann mit Sauerstoff angereichertes Gas von einem Sauerstoffkonzentrator,
wie er z. B. zuvor beschrieben wurde, in vielfältiger Weise einem Kompressor
zugeführt
werden, wo es auf einen sehr hohen Druck verdichtet und in einem
tragbaren oder beweglichen Behälter,
wie z. B. einem Gaszylinder, gespeichert wird.
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In dem Ausführungsbeispiel von 2 wird das gesamte, mit
Sauerstoff angereicherte Gas einem Kompressor zugeführt. Ein
Konzentrator (nicht gezeigt, aber als solcher zuvor beschrieben),
besitzt einen Produkttank 30 für mit Sauerstoff angereichertes
Gas, in dem der Druck von ungefähr
14 bis ungefähr
21 PSI variieren kann. Das mit Sauerstoff angereicherte Gas wird
darin über
die Leitung 201 einem Durchflussmesser 210 mit
dem Druck des Konzentratortankes zugeführt, der von ungefähr 14 bis
ungefähr
21 PSI reicht. Der Durchflussmesser 210 steuert die Fließgeschwindigkeit
des mit Sauerstoff angereicherten Gases, das über die Leitung 211 dem Puffertank 220 zugeführt wird,
wobei der Gasdruck in diesem von ungefähr 14 bis ungefähr 21 PSI
reichen kann. Über
die Leitung 221 wird das vorherrschende Sauerstoffgas dem
Kompressor 100 zugeführt.
Der Kompressor 100 verdichtet in einer unten beschriebenen
Weise das mit Sauerstoff angereicherte Gas auf einen Druck von ungefähr 2.250
PSI und speichert es in einem beweglichen oder tragbaren Zylinder 500.
In Abhängigkeit
von der Entnahmegeschwindigkeit des mit Sauerstoffstoff angereicherten Gases
durch den Kompressor kann der Zuführungsdruck zu diesem von 21
PSI abwärts
bis zu einem vorbestimmten Abschaltdruck von z. B. ungefähr 5 oder
7 PSI reichen, woraufhin der Kompressor automatisch durch einen
Drucksensorschalter abgeschaltet wird.
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Die 3 und 4 beziehen sich auf Ausführungsbeispiele,
bei denen mit Sauerstoff angereicherte Luft von dem Produkttank 30 des
Sauerstofferzeugers auf verschiedene Arten in erwünschter
Weise einem Puffertank des Kompressors zugeführt wird, aber bezüglich der
Sauerstoffkonzentration und/oder eines ausreichenden Druckes mit
Vorrang versehen wird. Zum Beispiel kann die Zuführungsrate zu einem Patienten
zwischen 0,1 und 6 l/Min. bei einem Druck von einem vorbestimmten Wert
von z. B. 5 PSI variieren, wobei das verbleibende mit Sauerstoff
angereicherte Gas im Allgemeinen mit einem anderen Druck dem Puffertank
zugeführt wird.
Der Puffertank kann im Allgemeinen einen weiten Druckbereich aufweisen,
z. B. zwischen 14 und 21 PSI. Wie jedoch bezüglich 2 erwähnt,
kann in Abhängigkeit
von der Entnahmegeschwindigkeit des Gases im Puffertank durch den
Kompressor der Druck desselben auf einen vorbestimmten Abschaltdruck
von z. B. 7 PSI abfallen, der höher
ist als der Druck des Gases, das dem Patienten zugeführt wird, um
einen geeigneten Fluss des mit Sauerstoff angereicherten Gases zum
Patienten sicherzustellen.
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Bezugnehmend auf das Ausführungsbeispiel von 3 gibt ein 5-PSI-Regler 210 mit
Sauerstoff angereichertes Gas vom Produkttank 30 in die
Fließleitung 220 ab
und führt
dasselbe dem Durchflussmesser 230 zu, der daraufhin das
mit Sauerstoff angereicherte Gas an den Patienten mit einer vorbestimmten
Fließgeschwindigkeit
von 0,6–6
l/Min. abgibt. Wahlweise kann der Durchflussmesser geschlossen sein,
so dass der gesamte angereicherte Sauerstoff dem Kompressor zugeführt wird.
Gas, das nicht dem Patienten zugeführt wird, wird über die
Leitung 240 einem Zweiwegeventil 250 zugeführt. Ein sehr
kleiner Teil des Gases in der Leitung 220 wird über die
Leitung 260 und die Drossel 262 dem Sauerstoffsensor 265 zugeführt, der
feststellt, ob die Konzentration des Sauerstoffs einen vorbestimmten Wert
von z. B. wenigstens 84% aufweist oder nicht. Wenn der Sauerstoffsensor
einen Konzentration bei oder oberhalb der vorbestimmten Pegels feststellt, wird
das Zweiwegeventil 250 geöffnet und gestattet dem mit
Sauerstoff angereicherten Gas, durch die Leitung 270 in
den Puffertank 200 zu fließen, in dem der Druck im Wesentlichen
der Gleiche ist wie der Druck in dem Sauerstoff-Produkttank. Sollte
jedoch der Sauerstoffsensor keine geeignete Sauerstoffkonzentration
feststellen, so wird das Zweiwegeventil 250 geschlossen,
so dass der Sauerstoftkonzentrator eine ausreichende Sauerstoffkonzentration
aufbauen kann. Diese Anordnung versieht den Fluss des mit Sauerstoff
angereicherten Gases mit Vorrang, so dass sichergestellt wird, dass
der Patient ein Gas empfängt,
das eine minimale Sauerstoftkonzentration aufweist. Der Pufftank 200 kann
einen Regler 280 besitzen, der im Allgemeinen auf 12 PSI
eingestellt ist, um erforderlichenfalls das mit Sauerstoff angereicherte
Gas dem Kompressor zuzuführen.
Alternativ kann der Druckregler auf irgendeinen Wert zwischen ungefähr 13 und
ungefähr
21 PSI eingestellt sein. Die Drossel 290 steuert die Fließgeschwindigkeit
des Gases vom Puffertank zum Kompressor. Sollte der Kompressor den
Druck im Puffertank unterhalb eines vorbestimmten Wertes abfallen
lassen, wird ein Drucksensor (nicht gezeigt) automatisch den Gasfluss
bei einem Druck oberhalb des Gasdruckes abschalten, das dem Patienten
zugeführt
wird. Diese Priorisierung stellt sicher, dass der Patient Priorität in Bezug
auf das mit Sauerstoff angereichere Gas erhält.
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Das Ausführungsbeispiel von 4 gibt das mit Sauerstoff
angereicherte Gas über
einen Regler 300 für
14 bis ungefähr
18 PSI in die Fließleitung 305, die
eine Fließraten-Drossel 307 besitzt.
Der Fluss wird sodann aufgespalten, wobei ein Teil über die
Leitung 310 über
den 5-PSI-Regler 320 und in den Durchflussmesser 330 verläuft, sodann
das Gas an den Patienten mit einer erwünschten Fließgeschwindigkeit
von im Allgemeinen 0,1 bis 6 l/Min. richtet, obgleich wahlweise
der Durchflussmesser geschlossen werden kann. Der restliche Teil
des Gases wird über die
Leitung 340 dem Zweiwegeventil 350 zugeführt. Ein
kleiner Teil des Gases, das zum Patienten geht, wird über die
Leitung 365 und die Fließdrossel 367 dem Sauerstoffsensor 360 zugeführt. Wie
in 3 ist der Sauerstoffsensor
auf einen vorbestimmten Wert, wie z. B. einer Konzentration von
84%, eingestellt, so dass im Falle, dass der Pegel nicht erreicht
wird, das Zweiwegeventil 350 über die elektrische Leitung 355 geschlossen
wird. Dieser Gesichtspunkt gestattet es, die Sauerstoffmenge im
Konzentratortank durch die Sauerstoffeinheit zu erhöhen. Der
gleiche Gesichtspunkt versieht die Sauerstoffkonzentration mit Vorrang,
um sicherzustellen, dass der Patient eine wenigstens dem voreingestellten
Mindestwert entsprechende Sauerstoffmenge enthält. Wenn die Sauerstoffkonzentration
ausreichend ist, fließt
das Gas durch das Zweiwegeventil 350 in die Leitung 370 und in
den Puffertank 200, wo es im Allgemeinen bei einem Druck
von ungefähr
14 bis 18 PSI gespeichert wird. Ein Überdruckventil 385,
das auf einen beliebigen Wert, wie z. B. 14 PSI, eingestellt sein
kann, stellt sicher, dass Gas unter ausreichendem Druck dem Puffertank
zugeführt
wird. Das mit Sauerstoff angereicherte Gas wird dem Kompressor über die
Leitung
380 zugeführt.
Sollte der Kompressor schneller Gas entnehmen, als es durch den
Puffertank aufgenommen wird, so wird der Druck in diesem abfallen.
Ein Druck-Sensorschalter (nicht gezeigt) kann auf einen vorbestimmten
Wert (z. B. ungefähr
7 PSI) eingestellt werden, um sicherzustellen, dass dem Patienten
ein ausreichender Gasfluss zugeführt
wird. Der vorbestimmte Abschaltdruck des Kompressor liegt immer über dem
Druck des Gases, das dem Patienten zugeführt wird. Das Ausführungsbeispiel
von 4 wird bevorzugt.
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Während
die obige Beschreibung wie sie anhand der 2, 3 und 4 veranschaulicht wird, im
Allgemeinen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt, versteht es sich, dass es
modifiziert werden kann. Zum Beispiel muss der Sauerstoff-Produkttank 30 nicht
verwendet werden. Stattdessen kann die mit Sauerstoff angereicherte
Luft von einem Sauerstoffkonzentrator, wie er z. B. in 1 gezeigt wird, dem Puffertank über die gezeigten
und beschriebenen Fließleitungen
der verschiedenen Ausführungsbeispiele
zugeführt,
wie sie in den 2, 3 und 4 wiedergegeben sind. Dementsprechend
wird die mit Sauerstoff angereicherte Luft getrennt, wobei eine
Komponente dem Patienten zugeführt
wird und die andere dem Puffertank. Die entweder durch eine minimale
Sauerstoffkonzentration oder einen ausreichenden Druck im Puffertank
erreichte Priorisierung des mit Sauerstoff angereicherten Gases
bezüglich
des Patienten, wird allgemein weiterhin verwendet. Alternativ kann
ein Produkttank 30 für
angereicherten Sauerstoff verwendet werden, und der Puffertank kann
wahlweise entfallen. Mit anderen Worten: Der angereicherte Sauerstoff
kann vom Produkttank über
eine Komponente dem Patienten zugeführt werden und über eine
zweite Komponente und die gezeigte Fließleitung dem Kompressor. In
diesem Fall wird die Priorisierung des gewünschten Flusses und der Sauerstoffkonzentration an
den Patienten wie zuvor beschrieben aufrechterhalten, wobei dies
bezüglich
des Pegels der Sauerstoffkonzentration oder eines geeigneten Druckes geschieht,
der dem Kompressor zugeführt
wird.
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Bezugnehmend nunmehr auf die Kompressoranordnung 100,
wie sie in den 7 und 8 gezeigt ist, wird im Allgemeinen
ein elektrischer Wechselstrom-Antriebsmotor 105 verwendet,
der mit irgendeiner gewünschten
Geschwindigkeit von z. B. 1.700 U/Min. rotieren kann. Der Motor 105 kann
ein Gebläse
(nicht gezeigt) entweder im Motorgehäuse selbst oder in unmittelbarer
Nähe dazu
enthalten, um Luft durch den Motor zu ziehen und diesen zu kühlen. Leistung
wird vom Motor über
die Welle 106 auf das Antriebsrad 107 übertragen.
Wünschenswerterweise besitzt
das Antriebsrad mehrere Nuten, um einen V-Riemen, z. B. als Hauptantriebsriemen 109,
aufzunehmen. Solche Riemen sind allgemein mit Fasern verstärkt und
besitzen eine lange Lebensdauer. Der Hauptantriebsriemen 109 ist
mit einem Hauptzahnrad 110, das mehrere Nuten 113 in
sich aufweist. Die Anzahl der Umfangsnuten 113 sowie die
Größe und die
Platzierung derselben stimmt mit den Nuten des Antriebsrades 107 überein,
und sie greifen passend in mehrere Ansätze, die auf dem Hauptantriebsriemen 109 angeordnet
sind. Von dem Hauptzahnrad 110 erstreckt sich ein versetztes
Nabenzahnrad 114, das einen sehr viel kleineren Durchmesser
hat als das Hauptzahnrad 110. Das Nabenzahnrad 114 besitzt
ebenfalls Nuten 115, um einen sekundären Antriebs-V-Riemen 122 aufzunehmen.
Ein zweites oder sekundäres
großes
Zahnrad 116 besitzt Nuten auf seinem Umfang, die passend
in den sekundären
Antriebs-V-Riemen 122 eingreifen. Das versetzte Nabenzahnrad 114 kontaktiert über den
sekundären V-Antriebsriemen 122 das
sekundäre
Zahnrad 116 und treibt es an. Dieses ist seinerseits mit
der Kurbelwelle 130 verbunden.
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Durch die Verwendung der zwei großen Zahnräder 110 und 116 wird
eine doppelte Untersetzung erzielt, so dass die Rotationsgeschwindigkeit der
Kurbelwelle 130 eine erwünschte, niedrige Geschwindigkeit
von z. B. ungefähr
50 U/Min. aufweist. Beide Antriebsriemen 109 und 122 besitzen
einen federbelasteten Spannarm 125 und 127, der
eine geringe Spannung anlegt. Die tatsächliche Zugspannung des ersten
Riemens kann ungefähr 20 Pfund betragen,
während
die Spannung am zweiten Riemen ungefähr 100 Pfund betragen
kann.
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Der mehrstufige Kompressor der vorliegenden
Erfindung kann irgendeine Anzahl von Kolben aufweisen, besitzt aber
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
drei Kolben. Wie in 8 gezeigt,
sind zwei Kolben, d. h. der erste und der dritte, auf den gleichen
Kurbelwellennocken angeordnet, während der
zweite Kolben auf einem anderen Nocken angeordnet ist, der um 180
Grad gegen den ersten und dritten versetzt ist. Der Grund hierfür liegt
darin, dass die Kolben 1 und 3 Luft ansaugen, wenn der zweite Kolben
Luft komprimiert und umgekehrt. Obgleich nicht gezeigt, kann eine
Kurbelwelle verwendet werden, die drei Nocken auf sich aufweist,
wobei jeder gegenüber
dem anderen um ungefähr
110 Grad bis 130 Grad, z. B. ungefähr 120 Grad, versetzt ist,
um den Drehmomentwiderstand auf ein Minimum zu bringen, der während des
Kompressionshubs an den Motor angelegt wird.
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Der Kompressor der vorliegenden Erfindung besitzt
drei Kolben, d. h. den Kolben Nr. 1 (131), den Kolben Nr. 2 (133)
und den Kolben Nr. 3 (135). Jeder Kolben ist in einem getrennten
Zylinder enthalten, und somit ist der Kolben Nr. 1 innerhalb des
1. Zylinders (132) enthalten, der zweite Kolben ist im
2. Zylinder (134) enthalten und der dritte Kolben ist im
3. Zylinder (136) enthalten. Während der Durchmesser des Kopfes 140 des
ersten Kolbens ungefähr
dem Durchmesser des Basisteiles des Kolbens entspricht, wie es in
den 8 und 9 gezeigt wird, ist der Durchmesser
des Kopfes des Kolbens Nr. 2 (133) kleiner als der des
Kolbens Nr. 1, und der Durchmesser des Kopfes des Kolbens Nr. 3
(135) ist kleiner als der Durchmesser des Kolbens Nr. 2
(133). Die Basis eines jeden Kolbens 131B, 133B und 135B besitzt
jedoch aus Gründen,
die unten aufgeführt
werden, die gleiche Größe. Um die
Kolben Nr. 2 und Nr. 3 einen geeigneten Betrieb zu gestatten, enthält jeder
eine Ringhülse 134S und 136S auf
der Innenseite der Zylinderwand, deren Innendurchmesser ungefähr dem Außendurchmesser
der Kolbenköpfe
Nr. 2 und Nr. 3 entspricht.
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Unabhängig von der Größe des Kolbenkopfes
besitzt er zwei Ringe, wie allgemein in 9 angezeigt. Da die Ringe aller drei
Kolbenköpfe
allgemein die Gleichen sind, ist nur der erste Kolben in 9 gezeigt. Der Kolbenkopf
besitzt zwei Ringnuten oder Ausnehmungen in sich, d. h. eine obere
Kolbennut 141 und eine untere Kolbennut 144. Die
obere Kolbennut enthält
eine U-förmige
Dichtung, die im Allgemeinen aus einer Teflon®-Legierung
oder einem anderen Material mit geringer Reibung hergestellt ist. Die
Dichtung enthält
einen Schrauben-Spannfeder 143,
die die Dichtung radial nach außen
gegen die Zylinderwand drückt,
um komprimierte Luft daran zu hindern, durch den Kolbenkopf zwischen
dem Kolben und der Zylinderwand zu entweichen. Um ebenfalls die
Aufrechterhaltung einer guten Abdichtung sicherzustellen, ist die
Dichtung 142 U-förmig,
so dass beim Aufbau des Druckes im Zylinderkopf das komprimierte
Gas mit der Dichtung in Verbindung steht und in diese eintritt und
die Außenkante
derselben radial nach außen
gegen die Zylinderwand drückt.
Die untere Ringnut 144 des Kolbenkopfes enthält einen flachen
oder vertikalen Gleitring 145, der sich um die Ringnut
erstreckt und durch eine darin angeordnete Schrauben-Spannfeder 146 ebenfalls
radial nach außen
gedrückt
wird. Der untere Gleitring 145 kann aus einer Teflon®-Legierung hergestellt
sein und dient als Kolben-Gleitring.
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Die Verbindungsstange 148 verbindet
den Kolbenkopf mit der Kolbenbasis 150. Die Kolbenbasen
aller drei Kolben besitzen den gleichen Durchmesser und greifen
dementsprechend im Zylinder mit im Wesentlichen dem gleichen Durchmesser
ein. Die Kolbenbasis eine obere Basis-Ringnut 151 und eine untere
Basis-Ringnut 155, wobei beide einen Gleitring besitzen,
der ähnlich,
wenn nicht identisch ist wie der Gleitring 145 der Kolbenkopf-Ringnut 144.
Somit besitzt die obere Basis-Ringnut 151 in sich einen Gleitring 152,
der durch die Schraubenfeder 153 radial nach außen gedrückt wird.
Ebenso besitzt die untere Basis-Ringnut 155 einen Gleitring 156 in
sich, der durch die Schraubenfeder 157 radial nach außen gedrückt wird.
Obgleich drei Gleitringe dargestellt und als identisch beschrieben
worden sind, können sie
unterschiedlich sein und z. B. unterschiedliches Material verwenden.
Die Kolbenbasis 150 enthält eine Bohrung 158,
die sich seitlich hindurchstreckt. Die Bohrung 158 nimmt
einen Schwenkzapfen 159 auf. Der Schwenkzapfen und die
Schraubenfeder dienen beide dazu, den Gleitring 156 in
einer radial äußeren Position
zu halten, damit er an der Zylinderwand anliegt.
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Die zweiteilige Kolbenanordnung der
vorliegenden Erfindung enthält
die untere Verbindungsstange 160 wie in 10 gezeigt. Die Verbindungsstange enthält eine
obere Bohrung 161, durch die sich der Schwenkzapfen 159 erstreckt.
Eine untere Bohrung 163 der Verbindungsstange erstreckt
sich um einen geeigneten Teil der Kurbelwelle und ergreift diesen.
Um eine Drehung der Verbindungsstange 160 um die Kurbelwelle 130 zu
gestatten, enthält
ein abgedichteter Teil 164 der Verbindungsstange Lager.
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Das Endergebnis der zweiteiligen
Kolbenringanordnung der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass
das Lager 164 der Verbindungsstange 160 frei rotieren
kann, wobei sich die Kurbelweile in einer Rotations- oder Drehbewegung
befindet, während
sich die obere Bohrung 161 nur in einer linearen oder Hin- und
Herbewegung bewegt, was der Kolbenstange 148 mit dem Kolbenkopf
und der Basis eine Bewegung nur in einer linearen, hin- und hergehenden Richtung
gestattet. Dies verhindert, dass seitliche Kräfte an die Zylinderwand angelegt
werden, welche oftmals zu einer Abnutzung führen und eine oval geformte
Zylinderwand bilden können.
Die zweiteilige Kolbenringanordnung der vorliegenden Erfindung fördert somit
die lange Lebensdauer des Kolbens und der Zylinderwand.
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Obgleich jeder Kolben dazu dient,
das darin eingeführte
Gas auf einen höheren
Druck zu komprimieren, liegt ein wünschenswerter Aspekt der vorliegenden
Erfindung wie zuvor bemerkt darin, dass jeder aufeinander folgende
Kolbenkopf eine kleinere Fläche
besitzt. Zum Beispiel kann der Kolben Nr. 1 (131) einen
Durchmesser von ungefähr
1 ¾ Zoll
besitzen, während
der Kolben Nr. 2 einen Durchmesser von ungefähr 1 ¼ Zoll besitzt, und der Kolben
Nr. 3 kann einen Durchmesser von ungefähr ½ Zoll besitzen, was im Wesentlichen
dem Durchmesser der Kolbenstange 148 entspricht. Wünschenswert
ist die Erhöhung
des Druckes von jeder Stufe oder jedem Kolben proportional zu den
anderen. Das Kompressionsverhältnis
eines jeden Kolbens kann variieren, ist aber im Allgemeinen das
Gleiche. Obgleich Kompressionsverhältnisse bis zu 10 verwendet
werden können,
reicht der gewünschte
Druckbereich von ungefähr
6 bis ungefähr
8.
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Soweit Wärme während der Kompression des mit
Sauerstoff angereicherten Gases aufgebaut wird, können die
Fließleitungen
zwischen den Kolben gestreckt werden, so dass sie lang genug sind,
um die Absorption der Kompressionswärme durch die Umgebungsluft
zu ermöglichen
und somit das unter Druck stehende angereicherte Gas darin zu kühlen. Wie
in 8 gezeigt, kann die
Kühlleitung 182 vom ersten
zum zweiten Kolben in Form einer gewellten Strecke oder ähnlich verlaufen,
und das Gleiche gilt in Bezug auf die Kühlleitung 184 zwischen
dem zweiten und dem dritten Kolben.
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Die Betriebsweise des Kompressorteiles
der Vorrichtung ist wie folgt. Der elektrische Motor 105, der
unabhängig
vom Kompressor arbeitet, der den Molekularsieben im Sauerstoff-Konzentratorteil
der Vorrichtung Luft zuführt,
dreht über
die Antriebsriemen 109 und 122 die Kurbelwelle 130 und
verursacht hierdurch die Hin- und Herbewegung der Kolben Nr. 1,
Nr. 2 und Nr. 3 (131, 133, 135) und komprimiert
in die Luft in ihren entsprechenden Kammern. Insbesondere wird angereichertes
Sauerstoff-Gas vom Kompressor-Puffertank dem ersten Kolben zugeführt. Der
Kolben 131 enthält
ein Einlass-Rückschlagventil 172,
das der Luft den Eintritt in den Zylinderkopfraum oberhalb des Kolbens
gestattet, und ein Auslass-Rückschlagventil 173,
das dem komprimierten Gas den Austritt aus dem ersten Kolben ermöglicht.
Die Rückschlagventile
gestatten den Gasfluss in einer Richtung, so dass wenn einmal das
Gas dem ersten Kolben zugeführt
ist, dieses während
des Kompressionshubes desselben nicht zurück in den Puffertank gedrückt werden
kann. Ebenso hindert das Auslass-Rückschlagventil 173,
wenn es einmal aus dem ersten Kolben herausgedrückt ist, das Gas am Einsaugen
während
des Einlasshubes des ersten Kolbens. In einer gleichen Weise besitzt
der zweite Kolben 133 ein Einlass-Rückschlagventil 175,
welches der komprimierten Luft vom Kolben Nr. 1 das Einziehen in
den Kopfraum oberhalb des Kolbens 133 gestattet, aber das
Zurückdrücken in
den ersten Kolben verhindert. Das Auslass-Rückschlagventil 176 hindert
das durch den zweiten Kolben komprimierte Gas am Zurückziehen
in den Kolben, nachdem es einmal daraus ausgestoßen wurde. In einer gleichen
Weise wird das Gas, das weiter in dem Kolben Nr. 2 komprimiert worden
ist, über
das Einlass-Rückschlagventil 178 in
den Kolben Nr. 3 (135) geführt, wo es weiter komprimiert
wird. Das komprimierte Gas wird sodann über das Auslass-Rückschlagventil 179 in
den Speicherzylinder 500 für das angereichert Sauerstoff-Gas
geführt.
Das Auslass-Rückschlagventil 179 verhindert
somit, dass das stark komprimierte gespeicherte Gas im Zylinder
in den dritten Kolben zurückfließt.
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Während
des Betriebs des Kompressors wird das Gas in dem tragbaren Zylinder 500,
das sich anfänglich
auf Umgebungsdruck befindet, allmählich auf den gewünschten
Druck aufgebaut. Ein solcher geeigneter Druck beträgt ungefähr 2.250
PSI. Natürlich
können
unterschiedliche Zylinder entweder höhere oder niedrigere Gasdrucke
akzeptieren und trotzdem die Gleichen bleiben. Die Berstscheibe 180 ist
ein Sicherheitselement, das entworfen wurde, um bei einem Druck
oberhalb des gewünschten
Speicherdruckes des Gaszylinder zu bersten. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
kann ein solcher Druck bei ungefähr
2.800 PSI liegen. Obgleich nicht gezeigt, können Berstscheiben ebenfalls
in den Fließleitungen
vor dem Ausgang der ersten und zweiten Zylinder vorgesehen sein,
um einen unerwünschten
Druckaufbau in diesen Leitungen zu verhindern. Ein Druckregler 181 dient
dazu, das mit Sauerstoff angereicherte Gas mit einem Druck von ungefähr 5 PSI
an einen Patienten über
einen Durchflussmesser (nicht gezeigt) mit irgendeiner gewünschten
Rate von z. B. ungefähr
0,1 bis ungefähr
6 l/Min. abzugeben.
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Wie zuvor vermerkt, enthält der Puffertank mit
Sauerstoff angereichertes Gas mit einem Druck von im Allgemeinen
ungefähr
7 oder 14 PSI bis ungefähr
21 PSI. Der Kompressor ist so ausgelegt, dass er im Allgemeinen
mit der Kompression beginnt, wenn der Druck im Tank im Allgemeinen
auf einem Maximum liegt, bis er auf einen vorbestimmten Druck von
z. B. 7 oder 8 PSI abfällt.
Im Allgemeinen wird der Druck elektrisch durch verschiedene Schalter,
Sensoren, Relais und Ähnlichem
gesteuert. Kurz umrissen liefert ein Haupt-EIN/AUS-Schalter Leistung an den Kompressormotor 105,
der seinerzeit die Kurbelwelle zur Drehung veranlasst und Luft komprimiert.
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Zwei druckempfindliche Schalter liegen
vor: ein Niedrigdruck-Sensor, der den Druck unterhalb eines vorbestimmten
Wertes von z. B. 7 bis 12 PSI feststellt, und ein Hochdruck-Sensor,
der einen Druck oberhalb 2.250 PSI feststellt. Wenn der Niedrigdruck-Sensor
einen Druck unterhalb des vorbestimmten Pegels feststellt, schaltet
er den Motor 105 über
einen Relais-Schalter aus. Dies gestattet dem im Puffertank vom
Konzentrator einfließenden
Sauerstoff den Aufbau auf einen gewünschten Druck. Der Niedrigdruck-Sensor
ist ein Festkörper-Relais.
Sollte das Relais ausfallen, so fällt es im geschlossenen Zustand
aus und gestattet dem Motor weiterzulaufen. Dementsprechend ist
dieser Relais-Schalter in Reihe mit dem mechanischen Relais-Schalter
des Hochdruck-Sensors geschaltet, der den Motor ausschaltet, wenn
der Druck in dem Zylinder ungefähr
2.250 PSI erreicht.
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Die 5 und 6 zeigen den elektrischen Schaltkreis
des Kompressors. Spannung wird an den Kompressor anfänglich über den
rücksetzbaren
Unterbrecher 600 und sodann über den Leistungsschalter 610 angelegt.
Wenn der Leistungsschalter in die „EIN"-Position geschaltet ist, wird die Spannung
an den Motor-Startschalter 620 und
die Start-Relaiskontakte 630 weitergereicht, und es leuchtet
die Spannungsanzeige 640 auf. Wenn der Startschalter gedrückt wird,
wird die Start-Relaisspule erregt, die beide Schalter des Relais
zum Schließen
veranlasst.
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Eine dieser geschlossenen Schalter
reicht die Spannung zu dem Hochdruck-Schalter 650, welcher
normalerweise geschlossen ist, wenn der Ausgangsdruck des Kompressors
unter 2.250 PSI liegt. Der Ausgang des Hochdruck-Schalters wird
zurück zu
der Start-Relaisspule geführt,
um die Spule erregt zu halten, ohne dass der Startschalter gedrückt wird. Er
wird aber die Spannung von der Spule abtrennen, wenn der hohe Druck
erreicht ist. (Dies tritt auf, wenn ein Tank gefüllt worden ist.) Der Ausgang
des Hochdruck-Schalters ist ebenfalls mit dem gemeinsamen Anschluss
des Niedrigdruck-Schalters 660 verbunden. Während der
Eingangsdruck vom Konzentrator oberhalb des vorbestimmten Wertes
von z. B. 7 PSI liegt, ist der Niedrigdruck-Schalter geschlossen und der normalerweise
geschlossene Kontakt liegt an Spannung. Dieses Spannungssignal wird
dem Ansteuerkontakt des Festkörperrelais
zugeführt,
welches seinerseits dem Festkörperausgang
die „Einschaltung" gestattet. Der Ausgang
des Hochdruck-Schalters ist ebenfalls an die Betriebsanzeige 670 angeschlossen,
die sodann aufleuchtet.
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Der zweite geschlossene Schalter
des Start-Relais ist mit dem „Eingang" des Festkörperrelais
verbunden. Wenn das Festkörperrelais
durch das Signal vom Niedrigdruck-Schalter eingeschaltet ist, wird
die Spannung an den Motor 105 und seine Startkondensatoren über den
Festkörperausgang
weitergereicht. Eine gemeinsame Leitung ist mit der anderen Seite
des Motors verbunden, um den Schaltkreis zu vervollständigen.
Ein Stundenzähler 690 ist
parallel zu dem Motor geschaltet, um die Motor-Laufzeit zu überwachen.
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Wenn obige Situation auftritt, beginnt
der Motor zu laufen und läuft
weiter, bis einer von zwei Zuständen
auftritt. Der erste Zustand ist der, dass der Eingangsdruck zum
Kompressor unter einen vorbestimmten Wert von z. B. 7 PSI fällt. Dies
veranlasst das Öffnen
des Niedrigdruck-Schalters 660 und
das Öffnen
des Festkörperrelais 695,
welches seinerseits den Motor 105 abschaltet. Wenn der
Eingangsdruck des Kompressors über
einen gewünschten
vorbestimmten Wert ansteigt, wird der Niedrigdruck-Schalter 660 schließen und
erneut das Festkörperrelais einschalten
und den Motor starten. Dies ist ein normales Ereignis, das von der
Leistung des Konzentrators abhängt
und sich wiederholen kann.
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Der zweite Zustand, der den Motor
abschaltet, tritt auf, wenn ein Sauerstofftank gefüllt worden ist.
Der Ausgangsdruck wird über
2.250 PSI ansteigen und daher den Hochdruck-Schalter 650 dazu veranlassen,
sich zu öffnen.
Dies trennt die Spannung zu der Start-Relaisspule ab, was beide Schalter dazu
veranlasst, sich zu öffnen,
und trennt die Spannung sowohl zu dem Eingang des Hochdruck-Schalters
als auch zum Eingang des Festkörperrelais
ab, wodurch der Motor abgeschaltet wird. Um den Motor zu starten,
nachdem dieser Zustand erreicht ist, muss der Startschalter 620 niedergedrückt werden. Wenn
der Druck auf einem höheren
Wert als 2.250 PSI verbleibt, bleibt der Hochdruck-Schalter geöffnet und
es wird kein Signal zu der Start-Relaisspule
zurückgeführt, um
es erregt zu halten, so dass der Motor abgeschaltet bleibt. Während der
Hochdruck-Schalter geöffnet
ist, bleibt die Betriebsanzeige 670 ausgeschaltet.
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Irgendeiner direkter Kurzschluss
zwischen der Spannung und der Masse oder irgendein Zustand, bei
dem mehr als 8 Ampere Strom gezogen werden, wird den rückstellbaren
Unterbrecher 600 zur momentanen Öffnung veranlassen.
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Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht,
ist der Betrieb des Kompressors 100 vollständig unabhängig von
dem Sauerstoftkonzentrator und von der Verwendung des hierdurch
komprimierten Gases als Leistungs- oder Energiequelle. Mit anderen
Worten: Der im Sauerstoffkonzentrator angesammelte Druck wird nicht
verwendet, um irgendeinen der Kolben im Kompressionsteil 100 der
Vorrichtung anzutreiben oder zu betätigen.
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Ein entscheidender Vorteil der Vorrichtung und
des Verfahrens zur Bildung von mit Sauerstoff angereichertem Gas
und seiner Komprimierung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Schaffung einer beweglichen oder tragbaren Gasquelle,
die Sauerstoff von hoher Reinheit enthält. Patienten, die mit Sauerstoff
angereichertes Gas von ungefähr
80 bis ungefähr
98 Prozent benötigen,
sind nicht länger
auf die Nähe
eines Sauerstoffkonzentrators, wie z. B. in einem Bett, einem Heim,
einem Krankenhaus oder einem Rollstuhl, beschränkt. Stattdessen kann der Patient
den beweglichen Gaszylinder in irgendeiner passenden Weise, wie
z. B. in einem Rucksack, mit sich tragen und kann so Touren mit
einem Rollstuhl, einem Auto und sogar in Flugzeugen und Zügen unternehmen.
Abhängig
von Druck und Größe des Speicherzylinders
kann die Sauerstoffversorgung irgendwo zwischen ungefähr zwei
bis ungefähr
24 Stunden und sogar noch länger
anhalten.
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Ein alternativer kompakter Kompressor 700 ist
in den 11 bis 15 gezeigt, wobei der Motor,
die Antriebsräder
und die Antriebsriemen-Anordnung ähnlich zu
den in den 7 und 8 gezeigten Anordnung ist.
Der Motor 701 enthält
eine Welle 702, die über
einen ersten Antriebsriemen 703 mit dem ersten Antriebsrad 705 verbunden
ist, das die erste Antriebswelle 708 aufweist. Das Antriebsrad
enthält mehrere
Nuten und Ansätze,
um den Antriebsriemen 703 aufzunehmen, der entsprechende
Ansätze
und Nuten aufweist. Die erste Antriebswelle 708 ist mit dem
Nabenzahnrad 710 verbunden. Um Leistung vom Nabenzahnrad 710 zu
dem zweiten Antriebsrad 715 zu übertragen, wird der zweite
Antriebsriemen 713 verwendet, der mehrere Ansätze und
Nuten aufweist, die entsprechend in Nuten und Ansätze des zweiten
Antriebsrades 715 eingreifen. Das zweite Antriebsrad 715 ist
mit der zweiten Antriebswelle 718 verbunden.
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Aufgrund der Verwendung des Motors 701 – im Allgemeinen
irgendein herkömmlicher
elektrischer Motor, der in der Lage ist, mit irgendeiner gewünschten
Geschwindigkeit von z. B. ungefähr
1.600 oder 1.700 U/Min. zu rotieren –, wird mit dem Antriebsrad 705,
das das Nabenzahnrad 710 besitzt, und dem zweiten Zahnrad 715,
das die zweite Antriebswelle 718 besitzt, eine doppelte
Untersetzung der Rotationsgeschwindigkeit des Motors erzielt. Das
Untersetzungsverhältnis
der Motor-Wellengeschwindigkeit zum ersten Antriebsrad oder der
Welle 708 und die Untersetzung von ersten Antriebswelle 708 zum zweiten
Antriebsrad und der Welle 718 desselben kann einen beliebigen
gewünschten
Wert in Abhängigkeit
vom Durchmesser der verschiedenen Antriebsräder und Nabenwellen sein. Wünschenswerterweise
liegt die erste Untersetzung ungefähr bei einem Verhältnis von
6 : 1, so dass die erste Antriebswelle 708 mit ungefähr 265 bis
ungefähr
285 U/Min. rotiert. Das Untersetzungsverhältnis zwischen der ersten Antriebswelle 708 bzw.
dem versetzten Zahnrad und der zweiten Antriebswelle 718 liegt
bei ungefähr
6 : 1, so dass die zweite Antriebswelle mit ungefähr 44 bis
ungefähr
48 U/Min. rotiert. Obgleich nicht gezeigt, können die beiden Antriebsriemen 703 und 713 über federbelastete
Spannarme verlaufen, die eine geringe Spannung an diese anlegen
und eine Spannung zwischen den verschiedenen Verbindungswellen oder
Antriebsrädern
sicherstellen. Alternativ kann ein Zahnriemen-Getriebeantrieb usw.
verwendet werden, welcher in Zähne
eingreift, die auf den verschiedenen Antriebsrädern und Naben angeordnet sind.
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Die kompakte Kompressoranordnung 700 kann
im Allgemeinen irgendeine Anzahl von Kompressionsstufen, wie z.
B. Zylinder und Kolben, enthalten, wünschenswert sind aber drei
Stufen wie dargestellt. Der erste Kolben ist erwünschterweise ein Taumelkolben,
der in Reihe zu zwei folgenden zylindrischen Kolben geschaltet ist,
um das mit Sauerstoff angereicherte Gas oder ein anderes Gas auf
einen im Allgemeinen vorbestimmten Druck zu komprimieren. Betrachtet
man die Taumel-Kolbenanordnung 730, wie sie in den 11 und 14A erkennbar ist, so enthält sie einen
Taumelkolben 730 mit einem Kopf 733 mit relativ
großem
Durchmesser, der starr durch die Verbindungsstange 734 mit
der Basis 735 verbunden ist, die eine Öffnung 737 aufweist.
Der Taumelkolben wird durch die erste Antriebswelle 708 mittels
des versetzten Nockens 721 betätigt, der eine sich davon erstreckende
versetzte Welle 722 besitzt. Die versetzte Welle 722 greift
in einer Taumel-Basisöffnung 737 ein,
um den Taumelkolben hin- und herzubewegen. Da es keinen Schwenkpunkt
in der Nähe des
Taumel-Kolbenkopfes 733 gibt, wird sich, wenn die Welle 708 rotiert,
der Taumelkolben 732 in einer Längsrichtung hin- und herbewegen
und gleichzeitig taumeln. Das heißt, der obere Teil des Kolbenkopfes oder
die Fläche
wird in Längsrichtung
den Mittelpunkt des Kolbenkopfes aufgrund der versetzten Nockenwelle 722 vor-
oder zurückschieben.
Die Taumelkolben-Anordnung wird angereicherten Sauerstoff komprimieren,
der vom Produkttank 30 oder dem Puffertank 200 erhalten
wird, und ihn im Kolbenzylinder 740 komprimieren, wenn
er vom Zylinder-Verteilerkopf 742 erhalten wird.
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Der kompakte, mehrstufige Kompressor
der vorliegenden Erfindung kann mehr als eine Taumelkolben-Anordnung
besitzen, obgleich eine bevorzugt wird. Er kann auch mehr als zwei
Zylinderkolben-Anordnungen
besitzen, obgleich zwei bevorzugt werden. Wie in 11 gezeigt, sind die zweiten und dritten
Kolbenanordnungen 750 und 770 im Allgemeinen in
Längsrichtung
ausgerichtet und versetzt und betriebsmäßig mit der zweiten Antriebswelle 718 verbunden,
so dass, wenn Gas, wie z. B. angereicherter Sauerstoff, in einem
Zylinderkopf komprimiert wird, das Gas in den anderen Zylinder hineingezogen
wird. Die zweite Antriebswelle 718 besitzt einen versetzten Nocken 726,
der an dem Ende derselben angebracht ist. Der Nocken besitzt die
versetzte Nockenwelle 727, mit der die beiden Kolbenanordnungen 750 und 770 verbunden
sind.
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Der Aufbau der zweiten und dritten
Zylinderanordnungen ist allgemein in den 11 und 13 gezeigt.
Die zweite Kurvenanordnung 750 enthält den Kolbenkopf 753,
der über
einen nicht gezeigten Schwenkstift schwenkbar mit der Verbindungsstange 754 verbunden
ist. Die Basis 755 der Verbindungsstange ist über eine Öffnung schwenkbar
mit der versetzten Antriebswelle 727 verbunden. Der Kolben geht
innerhalb des zweiten Zylinders 760 hin und her, welcher
den Zylinder-Verteilerkopf 762 enthält, um den Sauerstoff oder
das Gas in die Zylinder zu führen oder
aus diesem frei zu geben. Bei der Kompression des Sauerstoffs oder
des Gases im zweiten Zylinder wird er oder es über die Leitung 787 zu
der dritten Kolbenanordnung 770 übertragen.
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In gleicher Weise enthält die dritte
Kolbenanordnung 770 den Kolbenkopf 773, der über einen nicht
gezeigten Gelenk-Schwenkstift mit der Verbindungsstange 774 verbunden
ist. Die Basis 775 der Verbindungsstange besitzt eine Öffnung,
welche um eine versetzte Antriebswelle 727 dreht. Die Kolbenanordnung
ist innerhalb des dritten Zylinders 780 enthalten. Der
Zylinder-Verteilerkopf 782 empfängt angereicherten Sauerstoff
oder Gas über
die Übertragungsleitung 787 von
dem zweiten Zylinder, und nach der Kompression desselben wird der
komprimierte Sauerstoff oder das Gas über das Leitung 789 zu
einem Hochdruck-Speicherbehälter
wie z. B. einem Flaschenzylinder 820 übertragen.
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Die Kolbenringe des zweiten Kolbenkopfes 753 sind
in 14B dargestellt und
der Klarheit halber vergrößert, und
sie enthalten einen ersten Ring 791, der eine U-förmige Dichtung 792 in
sich aufweist. Eine Spann-Schraubenfeder 793 befindet sich dem
U-Teil der Dichtung und dient dazu, die Dichtung radial nach außen gegen
die Wände
des Zylinders zu drücken.
Die Basis der Dichtung 794 erstreckt sich radial nach außen, um
ferner eine Abdichtung mit der Zylinderwand zu bewirken. Ein zweiter
Ring 796 enthält
einen Gleitring 797, der durch die Schraubenfeder 798 nach
außen
gegen eine Zylinderwand gedrückt
wird. Der dritte Kolbenkopf ist ähnlich
wie der zweite Kolbenkopf, wobei aber die zwei Dichtungen voneinander
durch die Verbindungsstange 774 getrennt sind, wie in 14C ersichtlich ist. Somit
enthält
ein erster Ring 801 ein U-förmige Dichtung 802, die
eine Spann-Schraubenfeder 803, welche die Dichtung radial
nach außen
gegen die Kolbenwand drückt.
Wie in 14B erstreckt
sich die Basis der ersten Dichtung radial nach außen die
Zylinderwand. Getrennt durch die Verbindungsstange 774 enthält ein zweiter
Ring 806 im Kolbenkopf einen Gleitring 807, der
radial nach außen
gegen die Zylinderwand durch die Spann-Schraubenfeder 808 gedrückt wird. Der
Aufbau der Dichtungen des zweiten und dritten Kolbens helfen, eine
Dichtung während
des Betriebs aufrechtzuerhalten, wodurch sichergestellt wird, dass die
Kompression nicht verloren geht.
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Die kompakte und leichtgewichtige
Kompressoranordnung 700 kann irgendeinen erwünschten
Enddruck erzielen (z. B. von ungefähr 500 bis ungefähr 3.000
PSI), wie er für
einen Behälter
für komprimiertem
Gas und speziell für
eine Flasche mit komprimiertem, angereicherten Sauerstoff zur Verwendung
durch einen Patienten erforderlich ist. In dem gezeigten beschriebenen
Ausführungsbeispiel ist
oftmals ein Enddruck von ungefähr
2.000 PSI bevorzugt. Dem gemäß empfängt allgemein
der Taumelkolben 732 mit einem kurzen Hub, aber einem großen Kolbenkopf,
angereicherten Sauerstoff vom Produktbehälter 30 oder dem Pufferbehälter 200 über eine
Drossel mit irgendeinem gewünschten Druck,
wie z. B. ungefähr
10 PSI und verdichtet ihn auf ungefähr 60 PSI. In erwünschter
Weise gibt es einen Sammeltank 785 zwischen der ersten
Kolbenanordnung und der zweiten Kolbenanordnung 750, um das
komprimierte Gas zu speichern, das durch den Taumelkolben erzeugt
wird, wenn er sich ungefähr sechsmal
bei jeder Hin- und Herbewegung der zweiten und dritten Kolben hin- und herbewegt. Dieser Tank
kann ein herkömmlicher
Tank, wie z. B. ein zylindrischer Tank, sein oder er kann, falls
gewünscht, die
Form eines langen, dicken, aber breiten Schlauches 785 haben.
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Komprimiertes Gas von der Taumelkolben-Anordnung,
die durch die erste Leistungswelle 705 betrieben wird,
wird zu dem zweiten Zylinder-Verteilerkopf 762 übertragen,
wo es durch den zweiten Kolben, der durch die zweite Antriebswelle 718 betrieben
wird, auf einen Druck von ungefähr 400
PSI komprimiert wird. Von dort wird es über die Leitung 787 zum
Eingang des dritten Zylinder-Verteilerkopfes 782 übertragen,
um anschließend
durch den dritten Kolben, der ebenfalls durch die zweite Antriebswelle 718 angetrieben
wird, auf einen Druck von ungefähr
2.000 PSI verdichtet zu werden.
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Um den gewünschten Druckanstieg zu erzielen,
wird der Durchmesser eines jeden nachfolgenden Kolbenkopfes im Allgemeinen
verringert. Es versteht sich, dass im Allgemeinen jeder gewünschte Kopfdurchmesser
verwendet werden kann. In den Ausführungsbeispielen der 11 bis 15 beträgt der Durchmesser des Taumelkolbens
im Allgemeinen 1,8 Zoll. Der Durchmesser des zweiten Kolbenkopfes kann
ungefähr
0,875 Zoll betragen, während
der Durchmesser des dritten Kolbenkopfes ungefähr 0,25 Zoll betragen kann.
Die zweiten und dritten Kolben können
einen Hub von ungefähr
1,25 Zoll besitzen, während
der Taumelkolben einen Hub von ungefähr 0,375 Zoll haben kann. Das
Ausführungsbeispiel der 11 bis 15 hält
ebenfalls Rückschlagventile allgemein
vor und nach jedem Zylinder, um zu verhindern, dass das mit Sauerstoff
angereicherte Gas in den vorangegangenen Zylinder oder in den Produkt- oder
Puffertank gedrückt
wird.
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Ein Vorteil des Kompressors der 11-15 liegt darin, dass er im Allgemeinen
kompakt und klein ist, ungefähr
ein Drittel der Größe des in 8 gezeigten Ausführungsbeispiels
des Kompressors aufweist und auch ungefähr ein Drittel des Gewichtes desselben,
so dass er nur ungefähr
40 Pfund wiegen kann. Aufgrund der kompakten Abmessung des alternativen
Kompressors kann er direkt an oder auf dem Sauerstoffkonzentrator
montiert werden oder zu einem integralen Teil desselben gemacht
werden.
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Der Flaschenzylinder oder Hochdruck-Speicherbehälter 820 kann
allgemein eine beliebige Größe aufweisen
und einen beliebigen Druck enthalten, obgleich der zuvor erwähnte Druck
von ungefähr
2.000 PSI wünschenswert
ist. Eine kleine Flasche von ungefähr 62 Kubikzoll kann
einen Patienten ungefähr
zwei Stunden lang versorgen. Diese Zeit kann auf ungefähr sechs
Stunden erweitert werden, wenn die Flasche zusammen mit einer Konservierungseinrichtung
verwendet wird. Ein großer
Tank von ungefähr 283 Kubikzoll
kann im Allgemeinen einen Patienten während ungefähr acht Stunden versorgen oder
während
ungefähr
24 Stunden, wenn er zusammen mit einer Konservierungseinrichtung
verwendet wird.
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Der Verteilerblock 810 ist
zwischen der dritten Kolbenanordnung 770 und der Flasche 820 angeordnet.
Der Verteilerblock enthält
einen Druckmesser 812 und einen Hochdruckschalter, der
wie unten erläutert
wird, den Kompressor abschaltet, wenn ein vorbestimmter Druck erreicht
ist. Der Verteiler enthält ebenfalls
eine nicht gezeigte Berstscheibe als Sicherheitsmaßnahme für den Fall,
dass der Druck der Flasche zu hoch wird. Der Verteilerblock enthält auch ein
nicht gezeigtes Abblasventil, welches allmählich den in der Kompressoranordnung 700 sowie
in der Leitung 789 aufgebauten Druck freigibt, so dass
kein lautes, abruptes Druck-Freigabegeräusch hervorgerufen wird. Die
Flasche 820 enthält
ebenfalls eine nicht gezeigte Berst-Scheibe, die so eingestellt
ist, dass sie bei einem Druck, der höher ist als der der Verteiler-Berstscheibe
birst. Die Flasche kann auch einen Druckmesser 822 enthalten.
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Der kompakte Kompressor 700 kann
in der gleichen Weise wie zuvor verwendet werden, d. h. im Zusammenhang
mit einer Sauerstoff- Anreicherung und
mit verschiedenen Flussschemata, Designs usw., entweder vorrangig
um sicherzustellen, dass ein Patient eine erforderlichen Menge an
mit Sauerstoff angereichertes Gas erhält oder ohne Vorrang. Dementsprechend
können
die Fließdiagramme
der 2, 3 oder 4 verwendet,
wobei es sich aber versteht, dass im Allgemeinen irgendein anderes
Fließsystem
ebenfalls verwendet werden kann, um den angereicherten Sauerstoff
vom Produkttank 30 entweder direkt oder indirekt zum Puffertank
und zum Kompaktkompressor 700 zu verzweigen.
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Ein Beispiel eines elektrischen Schaltkreises,
der verwendet werden kann, um die kompakte Kompressoranordnung 700 anzutreiben,
ist in 15 gezeigt.
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Netzleistung (Netzspannung) wird über ein geerdetes
Netzkabel mit drei Leitungen zugeführt. Die spannungsführende Seite
der Netzleistung ist mit einem zurücksetzbaren thermischen Schaltkreisunterbrecher
verbunden. Die Ausgangsleitung des Schaltkreisunterbrechers speist
den Ein-/Aus-Schalter der Netzleistung. Die neutrale Seite der Netzleistung
wird einer Seite des Hochdruck-Schalters PRS2,
des Niedrigdruck-Schalters PRS1, des „Betriebs"-Lichtes
L1, des Stundenzählers
HM1 und des Kompressormotors M1 zugeführt.
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Bei eingeschaltetem Leistungsschalter
SW1 wird Netzspannung einer Seite der in „Voll"-Lampe 12, der „Start"-Schalters SW2 und
des verbleibenden Kontaktes des Relais K1 zugeführt. Wenn der momentane Kontakt
des „Start"-Schalters SW2 niedergedrückt wird,
wird der Relaisspule K1, einer Seite der „Betriebs"-Lampe L1, der Spule des Motorrelais K2
und dem Haltekontakt des Motorrelais K2 Spannung zugeführt. Der
Hochdruck-Schalter PRS2 liefert die neutrale Netzrückführung an
die Relaisspule K1, wenn der Zylinderdruck unterhalb des Sollwertes
für den
vollen Druck liegt, wodurch das Relais K1 verriegelt wird.
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Wenn der Niedrigdruck-Schalter PRS1
aktiviert wird, indem ein Druck oberhalb des Sollwertes erfasst
wird, wird K2 erregt und liefert Leistung an den Stundenzähler und
den Kompressormotor. Das Motorrelais schaltet durch den Niedrigdruck-Schalter ein
und aus, wenn der Einlassdruck über
den Schalt-Sollwert steigt oder darunter fällt.
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Wenn der Zylinder den Sollwert des
Hochdruck-Schalters PRS2 erreicht, wird PRS2 aktiviert und entfernt
die Leistung an der Spule des Verriegelungs-Relais K1 und lässt die „Voll"-Lampe aufleuchten.
Dies nimmt die Leistung an der Spule K1 weg, die die Verriegelung
hervorruft und entregt die Motorrelais K1 und K2, wodurch der Kompressormotor
anhält
und die „Betriebs"-Lampe L1 ausgeschaltet
wird.
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Wenn auch gemäß den Patent-Statuten die beste
Weise und das bevorzugte Ausführungsbeispiel
wiedergegeben worden sind, ist der Rahmen der Erfindung hierauf
nicht beschränkt,
sondern lediglich durch den Rahmen der angefügten Ansprüche.