产品气体浓缩器及其相关方法.pdf

提供了与提供浓缩产品气体相关的多种设备和方法。在一个实施例中，该设备包括输入装置、第一和第二筛罐、可变限流器和控制器。在一个实施例中，该方法包括：a)从多个输出设定值中选择浓缩产品气体的期望输出设定值；b)通过第一和第二筛罐在交替且相反的增压和清空周期中将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，以形成浓缩产品气体；以及c)至少部分地基于所述期望输出设定值来选择性地控制可变限流器，以便选择性地提供第一和第二筛罐之间的流量，使得就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的第一和第二筛罐之间的流量不同于针对至少另一个输出设定值的第一和第二筛罐之间的流量。

1.  一种用于提供浓缩产品气体的设备，包括：
输入装置，所述输入装置适于从多个输出设定值中选择浓缩产品气体的期望输出设定值；
第一和第二筛罐，所述第一和第二筛罐布置成在交替且相反的增压和清空周期中将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，以形成浓缩产品气体；
可变限流器，用于选择性地提供第一和第二筛罐之间的可调流量；以及
控制器，所述控制器与输入装置和可变限流器可操作地通讯，以至少部分地基于所述期望输出设定值来选择性地控制可变限流器，使得就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的第一和第二筛罐之间的流量不同于针对至少另一个输出设定值的第一和第二筛罐之间的流量。

2.  如权利要求1所述的设备，可变限流器包括：
第一孔口；以及
排泄阀，所述排泄阀与第一孔口串联，用于选择性地提供第一和第二筛罐之间的第一可调流量；
其中，控制器与排泄阀可操作地通讯以选择性地控制该排泄阀。

3.  如权利要求2所述的设备，可变限流器还包括：
第二孔口，所述第二孔口与第一孔口和排泄阀构成的串联组合体并行，用于提供第一和第二筛罐之间的连续流量。

4.  如权利要求2所述的设备，可变限流器还包括：
压力均衡阀，所述压力均衡阀与第一孔口和排泄阀构成的串联组合体并行，用于选择性地提供第一和第二筛罐之间的第二可调流量；
其中，控制器与压力均衡阀可操作地通讯以选择性地控制该压力均衡阀。

5.  如权利要求1所述的设备，控制器包括：
第一计时器，所述第一计时器限定与增压周期的开始有关的可调排泄延迟时间段，在该时间段内，限制第一和第二筛罐之间的流量；
其中，控制器至少部分地基于第一计时器来选择性地控制可变限流器，并且就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的可调排泄延迟时间段不同于针对至少另一个输出设定值的可调排泄延迟时间段；以及
第二计时器，所述第二计时器限定与可调排泄延迟时间段的届满有关的可调排泄持续时间段，在该时间段内，增加第一和第二筛罐之间的流量；
其中，控制器至少部分地基于第二计时器来选择性地控制可变限流器，并且就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的可调排泄持续时间段不同于针对至少另一个输出设定值的可调排泄持续时间段。

6.  如权利要求1所述的设备，还包括：
压力传感器，所述压力传感器提供浓缩产品气体的检测压力；
其中，控制器与压力传感器可操作地通讯并且至少部分地基于与排泄压力阈值有关的检测压力来选择性地控制可变限流器，就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的排泄压力阈值不同于针对至少另一个输出设定值的排泄压力阈值；以及
计时器，所述计时器限定可调排泄持续时间段，在该时间段内，在确定检测压力高于排泄压力阈值之后，增加第一和第二筛罐之间的流量；
其中，控制器至少部分地基于该计时器来选择性地控制可变限流器，并且就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的可调排泄持续时间段不同于针对至少另一个输出设定值的可调排泄持续时间段。

7.  一种提供浓缩产品气体的方法，包括：
a)从多个输出设定值中选择浓缩产品气体的期望输出设定值；
b)通过第一和第二筛罐在交替且相反的增压和清空周期中将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，以形成浓缩产品气体；以及
c)至少部分地基于所述期望输出设定值来选择性地控制可变限流器，以便选择性地提供第一和第二筛罐之间的流量，使得就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的第一和第二筛罐之间的流量不同于针对至少另一个输出设定值的第一和第二筛罐之间的流量。

8.  如权利要求7所述的方法，还包括：
d)选择性地控制与第一孔口串联的排泄阀，以便选择性地提供c)中第一和第二筛罐之间流量的第一可调分量。

9.  如权利要求8所述的方法，还包括：
e)通过与第一孔口和排泄阀构成的串联组合体并行的第二孔口，提供c)中第一和第二筛罐之间流量的连续分量。

10.  如权利要求8所述的方法，还包括：
e)选择性地控制与第一孔口和排泄阀构成的串联组合体并行的压力均衡阀，以便选择性地提供c)中第一和第二筛罐之间流量的第二可调分量。

11.  如权利要求7所述的方法，还包括：
d)限定与增压周期的开始有关的可调排泄延迟时间段，在该时间段内，限制第一和第二筛罐之间的流量；
e)至少部分地基于可调排泄延迟时间段来选择性地控制可变限流器，其中，就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的可调排泄延迟时间段不同于针对至少另一个输出设定值的可调排泄延迟时间段；
f)限定与可调排泄延迟时间段的届满有关的可调排泄持续时间段，在该时间段内，增加第一和第二筛罐之间的流量；以及
g)至少部分地基于可调排泄持续时间段来选择性地控制可变限流器，并且就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的可调排泄持续时间段不同于针对至少另一个输出设定值的可调排泄持续时间段。

12.  如权利要求7所述的方法，还包括：
d)检测浓缩产品气体的压力；
e)至少部分地基于与排泄压力阈值有关的检测压力来选择性地控制可变限流器，就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的排泄压力阈值不同于针对至少另一个输出设定值的排泄压力阈值；
f)限定可调排泄持续时间段，在该时间段内，在确定检测压力高于排泄压力阈值之后，增加第一和第二筛罐之间的流量；以及
g)至少部分地基于可调排泄持续时间段来选择性地控制可变限流器，其中，就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的可调排泄持续时间段不同于针对至少另一个输出设定值的可调排泄持续时间段。

13.  一种用于提供浓缩产品气体的设备，包括：
第一和第二筛罐，所述第一和第二筛罐布置成在交替且相反的增压和清空周期中将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，以形成浓缩产品气体；以及
控制器，所述控制器与第一和第二筛罐可操作地通讯，以便在维持可接受的浓缩产品气体纯度水平的同时，在多个预定海拔范围内选择性地控制增压和清空周期。

14.  如权利要求13所述的设备，控制器包括多个与所述多个预定海拔范围相对应的海拔模式，并且在当前海拔模式下工作；
其中，控制器在处于较高海拔阈值以上第一稳定时间之后从当前海拔模式过渡到较高海拔模式，在处于较低海拔阈值以下第二稳定时间之后从当前海拔模式过渡到较低海拔模式。

15.  如权利要求14所述的设备，还包括：
可变限流器，用于选择性地提供第一和第二筛罐之间的可调流量；
其中，控制器与可变限流器可操作地通讯，以至少部分地基于当前海拔模式来选择性地控制可变限流器，并且就相应的增压周期而言，针对至少一个海拔模式的第一和第二筛罐之间的可调流量不同于针对另一个海拔模式的第一和第二筛罐之间的可调流量。

16.  如权利要求14所述的设备，还包括：
压力传感器，所述压力传感器提供浓缩产品气体的检测压力；
其中，控制器与压力传感器可操作地通讯，并且将检测压力与和相应增压周期的完成相关联的切换阈值进行比较；以及
控制器还包括：
计时器，所述计时器随着增压周期的开始而启动，在检测压力高于切换阈值后停止，以测量相应的增压周期时间。

17.  如权利要求14所述的设备，还包括：
节约阀，所述节约阀包括与用户相联的输出连接部、与通风口相联的通风连接部、以及与浓缩产品气体相联的气体连接部，其中，输出连接部从通风连接部切换到气体连接部，反之亦然；
其中，控制器与节约阀可操作地通讯以选择性地控制该节约阀，以便至少部分地基于当前海拔模式来选择性地向用户分配一气团浓缩产品气体，并且就相应的增压周期而言，针对至少一个海拔模式的气团不同于针对另一个海拔模式的气团。

18.  一种提供浓缩产品气体的方法，包括：
a)通过第一和第二筛罐在交替且相反的增压和清空周期中将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，以形成浓缩产品气体；以及
b)在维持可接受的浓缩产品气体纯度水平的同时，在多个预定海拔范围内选择性地控制增压和清空周期。

19.  如权利要求18所述的方法，还包括：
c)在与所述多个预定海拔范围相对应的多个海拔模式中选择性地控制增压和清空周期，控制器在当前海拔模式下工作；以及
d)通过在处于较高海拔阈值以上第一稳定时间之后从当前海拔模式过渡到较高海拔模式，以及在处于较低海拔阈值以下第二稳定时间之后从当前海拔模式过渡到较低海拔模式，来维持可接受的浓缩产品气体纯度水平。

20.  如权利要求19所述的方法，其中，第一和第二稳定时间至少部分地基于增压周期的预定量和最小稳定时间中的至少一个。

21.  如权利要求19所述的方法，还包括：
e)通过可变限流器提供第一和第二筛罐之间的可调流量；以及
f)至少部分地基于当前海拔模式来选择性地控制可变限流器，其中就相应的增压周期而言，针对至少一个海拔模式的第一和第二筛罐之间的可调流量不同于针对另一个海拔模式的第一和第二筛罐之间的可调流量。

22.  如权利要求19所述的方法，还包括：
e)检测浓缩产品气体的压力；
f)将检测压力与和相应增压周期的完成相关联的切换阈值进行比较；
g)随着增压周期的开始启动计时器；以及
h)在检测压力高于切换阈值后停止计时器，以测量相应的增压周期时间。

23.  如权利要求19所述的方法，还包括：
e)提供节约阀，该节约阀具有与用户相联的输出连接部、与通风口相联的通风连接部、以及与浓缩产品气体相联的气体连接部，其中，输出连接部从通风连接部切换到气体连接部，反之亦然；以及
f)选择性地控制节约阀，以便至少部分地基于当前海拔模式来选择性地向用户分配一气团浓缩产品气体，并且就相应的增压周期而言，针对至少一个海拔模式的气团不同于针对另一个海拔模式的气团。

24.  一种用于提供浓缩产品气体的设备，包括：
输入装置，用于选择浓缩产品气体的第一期望输出设定值；
产品气体源，用于提供分配所用的浓缩产品气体；
压力传感器，所述压力传感器监测浓缩产品气体的压力；
节约阀，所述节约阀包括与用户相联的输出连接部、与通风口相联的通风连接部、以及与浓缩产品气体相联的气体连接部，其中，输出连接部从通风连接部切换到气体连接部，反之亦然；以及
控制器，所述控制器与输入装置和压力传感器可操作地通讯，以至少部分地基于所选择的输出设定值和监测压力来选择性地分配浓缩产品气体。

25.  如权利要求24所述的设备，还包括：
流量传感器，所述流量传感器监测指示用户呼吸周期的流量；
其中，控制器与流量传感器可操作地通讯，至少部分地基于监测流量来确定用户的呼吸特性，并且至少部分地基于所确定的呼吸特性来选择性地切换节约阀；
其中，控制器至少部分地基于所确定的呼吸特性与指示吸气的触发阈值之间的关系来确定经由输出连接部向用户分配一气团浓缩产品气体的起始时间。

26.  一种提供浓缩产品气体的方法，包括：
a)选择浓缩产品气体的第一期望输出设定值；
b)提供用于供应待分配浓缩产品气体的产品气体源；
c)监测浓缩产品气体的压力；以及
d)选择性地将与用户相联的输出连接部从与通风口相联的通风连接部切换到与浓缩产品气体相联的气体连接部，以便至少部分地基于所选择的输出设定值和监测压力来选择性地分配浓缩产品气体，反之亦然。

27.  如权利要求26所述的方法，还包括：
e)监测指示用户呼吸周期的流量；以及
f)至少部分地基于监测流量来确定用户的呼吸特性；
其中，在d)中进行的选择性切换至少部分地基于所监测的呼吸特性；以及
g)至少部分地基于所确定的呼吸特性与指示吸气的触发阈值之间的关系来确定经由输出连接部向用户分配一气团浓缩产品气体的起始时间。

28.  如权利要求27所述的方法，还包括：
h)至少部分地基于所选择的输出设定值来确定压力加和阈值；以及
i)至少部分地基于监测压力与压力加和阈值之间的关系来确定分配该气团浓缩产品气体的持续时间。

29.  如权利要求27所述的方法，还包括：
h)至少部分地基于与前一气团相关联的锁定时间的届满来确定分配该气团浓缩产品气体的起始时间。

30.  一种设备，包括：
主体，所述主体形成具有筛床部和产品罐部的组件，其中筛床部和产品罐部被公用壁隔开，筛床部适于将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，产品罐部适于储存一定体积的浓缩产品气体；
第一端帽，所述第一端帽设置在主体的第一远端，用于提供与筛床部相关联的入口和与产品罐部相关联的出口；以及
第二端帽，所述第二端帽设置在主体的相对远端，适于将浓缩产品气体从筛床部引导到产品罐部。

31.  一种设备，包括：
框架，所述框架包括多个形成笼状结构的结构性支撑部件；以及
压缩机，所述压缩机通过多个悬挂部件悬挂在框架内，适于向产品气体浓缩器的第一和第二筛罐提供增压源气态混合物。

32.  一种设备，包括：
封闭过滤器的主体，该过滤器适于过滤来自产品气体源的浓缩产品气体并提供经过滤的产品气体，该过滤器包括：
HEPA过滤器、疏水性过滤器和硼硅玻璃微纤维过滤器中的至少一种。

产品气体浓缩器及其相关方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2007年4月20日提交的申请号为60/913,056(代理档案号12873.05505)以及2007年8月27日提交的申请号为60/968,273(代理档案号12873.05555)的美国临时专利申请的权益。本申请涉及2005年10月25日提交的申请号为11/258,480(代理档案号12873.05088)、2006年9月18日提交的申请号为11/522,683(代理档案号12873.05362)、以及同一天提交的(申请号尚待分配)(代理档案号12873.05505)共同待审的美国专利申请。本申请还涉及2006年9月18日提交的申请号为PCT/US07/18468(代理档案号12873.05549)的共同待审的国际(PCT)专利申请。本文以引用的方式完整地引入所有上述专利申请和专利的内容。
背景技术
[0002]存在分离气态混合物的多种应用。例如，将氮气从大气中分离出来可提供高度浓缩的氧气源。所述各种应用包括为病人和飞行人员提供提高了浓度的氧气。因此，期望提供一种能分离气态混合物以提供浓缩产品气体(如含有一定浓度氧气的呼吸用气体)的系统。
[0003]例如在美国专利No.4,449,990、5,906,672、5,917,135和5,988,165中披露了若干种现有的产品气体或氧气的浓缩器，这些专利均已共同转让给俄亥俄州Invacare Corporation of Elyria并且在本文中以引用的方式被完整地引入。
发明内容
[0004]一方面，提供了一种用于提供浓缩产品气体的设备。在一个实施例中，该设备包括：输入装置，其适于从多个输出设定值中选择浓缩产品气体的期望输出设定值；第一和第二筛罐，其布置成在交替且相反的增压和清空周期中将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，以形成浓缩产品气体；可变限流器，用于选择性地提供第一和第二筛罐之间的可调流量；以及控制器，其与输入装置和可变限流器可操作地通讯，以至少部分地基于期望输出设定值来选择性地控制可变限流器，使得就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的第一和第二筛罐之间的流量不同于针对至少另一个输出设定值的第一和第二筛罐之间的流量。
[0005]在另一个实施例中，该设备包括：第一和第二筛罐，其布置成在交替且相反的增压和清空周期中将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，以形成浓缩产品气体；以及控制器，其与第一和第二筛罐可操作地通讯，以便在维持可接受的浓缩产品气体纯度水平的同时，在多个预定海拔范围内选择性地控制增压和清空周期。
[0006]在又一个实施例中，该设备包括：输入装置，用于选择浓缩产品气体的第一期望输出设定值；产品气体源，用于提供分配所用的浓缩产品气体；压力传感器，其监测浓缩产品气体的压力；节约阀，其包括与用户相联的输出连接部、与通风口相联的通风连接部、以及与浓缩产品气体相联的气体连接部，其中，输出连接部从通风连接部切换到气体连接部，反之亦然；以及控制器，其与输入装置和压力传感器可操作地通讯，以至少部分地基于所选择的输出设定值和监测压力来选择性地切换节约阀以选择性地分配浓缩产品气体。
[0007]在再一个实施例中，该设备包括：主体，其形成具有筛床部和产品罐部的组件，其中筛床部和产品罐部被公用壁隔开，筛床部适于将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，产品罐部适于储存一定体积的浓缩产品气体。
[0008]在又一个实施例中，该设备包括：框架，其包括多个形成笼状结构的结构性支撑部件；以及压缩机，其通过多个悬挂部件悬挂在框架内，适于向产品气体浓缩器的第一和第二筛罐提供增压源气态混合物。
[0009]在另一个实施例中，该设备包括：封闭过滤器的主体，该过滤器适于过滤来自产品气体源的浓缩产品气体并提供经过滤的产品气体。
[0010]另一方面，提供了一种与提供浓缩产品气体相关的方法。在一个实施例中，该方法包括：a)从多个输出设定值中选择浓缩产品气体的期望输出设定值；b)通过第一和第二筛罐在交替且相反的增压和清空周期中将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，以形成浓缩产品气体；以及c)至少部分地基于期望输出设定值来选择性地控制可变限流器，以便选择性地提供第一和第二筛罐之间的流量，使得就相应的增压周期而言，针对至少一个输出设定值的第一和第二筛罐之间的流量不同于针对至少另一个输出设定值的第一和第二筛罐之间的流量。
[0011]在另一个实施例中，该方法包括：a)通过第一和第二筛罐在交替且相反的增压和清空周期中将一种或多种可吸附组分从增压源气态混合物分离，以形成浓缩产品气体；以及b)在维持可接受的浓缩产品气体纯度水平的同时，在多个预定海拔范围内选择性地控制增压和清空周期。
[0012]在又一个实施例中，该方法包括：a)选择浓缩产品气体的第一期望输出设定值；b)提供用于供应待分配浓缩产品气体的产品气体源；c)监测浓缩产品气体的压力；以及d)选择性地将与用户相联的输出连接部从与通风口相联的通风连接部切换到与浓缩产品气体相联的气体连接部，以便至少部分地基于所选择的输出设定值和监测压力来选择性地分配浓缩产品气体，反之亦然。
附图说明
[0013]参照附图、以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面及优点。
[0014]图1提供了产品气体浓缩器的示例性实施例的透视图；
[0015]图2提供了图1中产品气体浓缩器的分解图；
[0016]图3A-H提供了示例性产品气体浓缩器所用的筛床和产品罐组件的示例性实施例的各种透视图、剖视图、分解图；
[0017]图3I-O提供了图3A的筛床和产品罐组件所用的端帽的替代示例性实施例的各种透视图、剖视图、分解图；
[0018]图4A-D提供了示例性产品气体浓缩器所用的压缩机组件的示例性实施例的各种透视图、剖视图、分解图；
[0019]图4E提供了图4A的压缩机组件所用的多个悬挂连接器的替代示例性实施例的顶视图；
[0020]图4F提供了示例性产品气体浓缩器的压缩机组件的另一个示例性实施例的透视图；
[0021]图5A提供了另一个产品气体浓缩器的示例性实施例的若干框图；
[0022]图5B提供了图5A的产品气体浓缩器所用的阀控制方案的示例性实施例的时间图；
[0023]图5C提供的框图示出了在示例性产品气体浓缩器的示例性实施例中排泄流从筛罐1到筛罐2的若干示例性策略；
[0024]图5D提供的框图示出了在示例性产品气体浓缩器的示例性实施例中排泄流从筛罐2到筛罐1的若干策略；
[0025]图5E提供了图5A的产品气体浓缩器所用的阀组件的示例性实施例的顶视图和侧视图；
[0026]图5F提供了图5E的阀组件的框图；
[0027]图6A和6B提供了示例性产品气体浓缩器所用的输出端口的示例性实施例的透视图和剖视图；
[0028]图7提供了在示例性产品气体浓缩器中确定与示例性压力传感器相关的压力的过程的示例性实施例的流程图；
[0029]图8提供了在示例性产品气体浓缩器中确定用于分配一气团浓缩产品气体的持续时间这一过程的示例性实施例的流程图；
[0030]图9提供了示例性产品气体浓缩器所用的节约阀控制方案的示例性实施例的时间图；
[0031]图10提供了产品气体浓缩器的又一个示例性实施例的框图；以及
[0032]图11提供了结合产品气体浓缩器向用户分配浓缩产品气体这一过程的示例性实施例的流程图。
具体实施方式
[0033]在图1中示出了氧气浓缩器100的一个实施例。氧气浓缩器100包括具有前部104和后部106的壳体102。前部104和后部106包括多个用于吸入和排放多种气体的开口，例如吸入室内空气并排放氮气和其它气体。氧气浓缩器100通常吸入主要是由氧气和氮气构成的室内空气，并将氮气与氧气分离。氧气被储存在储存罐中，而氮气则被排放回室内空气中。例如，可通过端口108经由管道系统和鼻管将氧气排放给病人。
[0034]图2是图1中氧气浓缩器100的分解透视图。氧气浓缩器100还包括中央框架202，中央框架202具有电路板和其它与其连接的构件。这些构件包括蓄电池组204、筛床和产品罐组件206和208、冷却风扇212和阀组件214。虽然这些构件被描述成连接于中央框架202，但不必是这种情况。可将这些构件中的一个或多个连接到壳体部104或106。其它也被容纳在氧气浓缩器100中的构件包括，例如，压缩机组件210、声音衰减器或消音器216和218以及入口过滤器220。
[0035]筛床和产品罐组件
[0036]现在参照图3A和3B，尤其参照透视图3A，其示出了筛床和产品罐组件206。筛床和产品罐组件208具有相似的构造，因此将不再单独描述。组件206包括具有筛床部300和产品罐部302的主体。主体的远端具有第一和第二端帽304和306。端帽304包括出气端口308和310。出气端口308与筛床部300相关联，出气端口310与产品罐部302相关联。端帽306包括进气端口312和314。进气端口312与筛床部300相关联，进气端口314与产品罐部302相关联。端帽304和306利用紧固件(如螺钉或螺栓)适当地连接到组件206的主体上，但也可以使用任何其它合适的附接手段。
[0037]图3C和3D示出了沿图3A中的剖切线3C-3C和3D-3D截取的剖视图。筛床部300包括第一和第二穿孔插入物316和318。还设置了弹簧320，其压在插入物316上，插入物316转而压在设置于插入物316和318之间的分离介质上。这确保了物理分离介质被压紧在插入物316和318之间。
[0038]穿孔插入物316和318之间的空间中填充有物理分离介质或材料。该分离材料选择性地吸附气态混合物(例如氮气和氧气的气态混合物)中的一种或多种可吸附组分，并允许该气态混合物中的一种或多种不可吸附组分通过。物理分离材料为具有孔隙的分子筛，所述孔隙大小均匀并且基本上具有相同的分子尺寸。这些孔隙根据分子的形状、极性、饱和度等选择性地吸附分子。在一个实施例中，物理分离介质是具有4至5埃孔隙的水合硅酸铝成分。在这个实施例中，分子筛是钠或钙形式的水合硅酸铝，如5A型沸石。可替代地，水合硅酸铝可具有更高的硅铝比、更大的孔隙以及针对极性分子的亲和力，例如13x型沸石。在另一个实施例中，可使用锂基沸石。在其它实施例中，可使用任何合适的沸石或其它吸附性材料。沸石吸附氮气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气以及空气的其它重要组分。没有被吸附在筛床部300中的气体(如氧气)，被收集和储存在产品罐部302中。
[0039]图3E是沿图3D中的线3E-3E截取的剖视图。示出了产品罐部302和筛床部300的插入物316。图3F是沿图3D中的线3F-3F截取的另一张剖视图，并以透视图示出。如在这个实施例中示出的，筛床部300和产品罐部302由材料(例如铝)的单个挤压件形成。也可以使用其它能够挤压成形的材料。
[0040]筛床部300和产品罐部302共用公用的壁部并形成一体的筛床和产品罐组件。具体地，筛床部300和产品罐部302的内部空间至少部分地被公用的壁结构界定。在这个实施例中，公用的壁结构被示出为由筛床部300和产品罐部302共用的弓形或弧形壁的一部分。在其它实施例中，公用的壁结构不必是弓形或弧形的，可为直线形或任何其它的形状。此外，能够挤压成形的其它结构可以其它方式将分离的筛床部与产品罐部相结合，包括，例如，腹板、凸起或延伸部。
[0041]更进一步，可通过挤压形成不止一个筛床部300和不止一个产品罐部302并将它们按照本文所述进行连接。例如，图3F中所示的筛床部300可与多个产品罐部302共用公用的壁结构，该公用的壁结构可以部分地或全部地以与产品罐部302相同的方式围绕筛床部300。类似地，产品罐部302可与多个筛床部300共用公用的壁结构。
[0042]现在参照图3G，示出了筛床和产品罐组件206的分解透视图。如前文描述的，组件206包括端帽304和306，它们附接于筛床部300和产品罐部302。利用密封部件322和324便于进行端帽304和306的附接。如图3G所示，密封部件322和324具有与筛床部300和产品罐部302的远端的横截面相匹配的物理几何形状。密封部件322和324构造成能接收筛床部300和产品罐部302的端部。密封部件322和324还构造成能被接收到端帽304和305的配合部中。这样，密封部件322和324提供了一种便于进行端帽304和306的附接以及筛床部302和产品罐部304的内部空间的密封的密封圈效果。每个密封件部包括用于密封筛床部300和产品罐部302的构件。在其它实施例中，通过在端帽304和306内设置密封部可省略密封部件322和324。
[0043]图3H是筛床和产品罐组件206的上部的细节图。密封部件322包括多个凹部326、328和330，例如，用于接收筛床部300和产品罐部302的端部。每个凹部被壁围绕并且包括例如顶部332、334和336。密封部件322的顶部332、334和336被接收在例如端帽304的凹部338、340和342内。端帽304的凹部338、340和342例如由从端帽304突伸的壁形成。当端帽304通过紧固件固定到筛床部300和产品罐部302上时，端帽304以及筛床部300和产品罐部302压紧密封部件322，从而提供不透气密封。端帽306和密封部件324具有类似的构造。如上所述，可省略密封部件322和324并可在端帽304中制造凹部338、340和342以形成不透气密封。
[0044]现在参照图3I-3L，尤其参照图3J，其示出了可替代端帽设计350的透视图。端帽350与前述端帽304的区别在于，端帽350包括一体的声音衰减器或消音器。图2中的实施例包括分立的声音衰减器或消音器216和218，而端帽350的实施例将声音衰减器或消音器整合到其结构中。
[0045]如图3J所示，端帽350包括具有筛床/产品罐接口部352的主体。接口部352还用作基部，消音器部354从基部延伸。安装突起356也从接口部352延伸。消音器块体358被容纳在消音器部354内，穿孔排气帽360封闭消音器部354。安装突起356接受穿过排气帽360和消音器块体358的紧固件。也可使用可替代的手段来固定这些构件。
[0046]端帽350还包括输入端口362以及可附接于该输入端口的接头364。端帽350还包括通向消音器部354的输入端口365。输入端口365通过通道367连接于消音器部354。这样，从筛床排出的气体通过端口365和通道367输入到消音器部354中。然后，气体被消音器部354通过穿孔端帽360排出。
[0047]现在参照图3M和3N，尤其参照图3N，其示出了端帽350的分解剖视图。筛床/产品罐接口部352示出为具有类似于端帽304的壁结构，用于接受类似于密封部件322的密封部件(见图3F及其相关的文字介绍)。消音器部354具有从接口部354延伸的壁以形成周边界定的空间366。安装突起356也从接口部352延伸并设置在空间366中。
[0048]消音器块体358是多孔的并包括延伸穿过其的镗孔(bore)或洞孔(hole)368。镗孔或洞孔368尺寸设计成使得安装突起356能够被接收在其中以便保持和固定消音器块体358。在其它实施例中，消音器块体358可为具有非多孔部的半多孔型或者可由任何其它隔音材料制成。消音器块体358设置在空间366内靠近接口部352处，但也可以尺寸设计成能至少部分地填充空间366。当排出气体时，消音器块体358可移位成更靠近或抵靠穿孔帽360(见图3O，其示出了未移位的位置)
[0049]穿孔帽360包括多个孔，用于排出被引入到消音器部354中的气体。帽360包括具有孔的基部和从基部延伸以形成空间370的壁。端帽360及其壁构造成能将消音器部354的端部接收在其中。这通过为帽360的壁设置用于邻接消音器部354的端部的台肩部而实现。然后，紧固件穿过帽360并与突起356相接以将这两个构件保持在一起。也可使用其它的紧固手段，包括按扣夹(snap clip)、粘胶剂、超声焊接等。图3O示出了端帽350的剖切透视图，显示出组装后的结构。
[0050]压缩机组件
[0051]现在参照图4A，示出了压缩机组件210和壳体后部106的透视图。压缩机组件210具有框架406，压缩机408安装或悬挂在框架406内部。壳体后部106具有与压缩机组件210相接的槽400和402。框架406具有凸片，例如凸片404，其被接收在槽400和402中以将压缩机组件210定位并固定到壳体后部106上。也可采用其它装置来将压缩机组件210安装到壳体后部106上，例如支架和紧固件。
[0052]图4B是压缩机组件210的分解透视图。压缩机组件210包括压缩机408、具有部件420、422和424的多零件接口支架、框架406以及多个悬挂部件430。接口支架部件420包括多个与接口支架部件422和424中的孔口426联接的钩型部428。图4C示出了部件420、422和424联接在一起时的接口支架。接口支架通过适当的紧固装置(例如螺钉、螺栓、夹具或销)而联接于或附接于压缩机408的主体。
[0053]仍然参照图4B，悬挂部件430包括通过细长的中央部连接在一起的加大端部。悬挂部件430是弹性的，它们可在张力作用下伸展。在一个实施例中，悬挂部件430由弹性体材料(例如橡胶)形成。在其它实施例中，悬挂部件430可由金属制成以形成弹性弹簧。
[0054]框架406包括多个结构支撑部件，它们通常形成具有顶部414、底部416以及侧面412和418的笼状结构。框架406的角部包括开口或孔口434，与悬挂部件430结合使用以将压缩机408如图4A所示那样安装或悬挂在框架406内。
[0055]现在参照图4D，示出了移除压缩机408之后的压缩机组件210的剖视图。示出了接口支架部件424，其包括与悬挂部件430相接的钩部432。具体地，悬挂部件430的加大端部插入到钩部432的洞眼以及框架406的凹部或开口434中。虽然图4D示出了接口支架424在框架406内的悬挂或安装，但接口支架422类似地悬挂或安装在框架406内，从而将压缩机408悬挂或安装在框架406内。
[0056]由于构造成这样，压缩机408以能隔离压缩机408的运动或振动的方式相对于框架406进行悬挂或安装。压缩机408的运动或振动是通过弹性悬挂部件430进行隔离的。弹性悬挂部件430允许压缩机408在框架406内运动而不将该运动传递给框架406。在这个实施例中，在框架406的角处一共使用了8个悬挂部件430，但不必须是这种情况。可在相对于框架406和压缩机408的任何位置处，以适当地允许压缩机408相对于框架406运动而不将该运动传递给框架406的方式，使用任何数量的悬挂部件。
[0057]现在参照图4E，示出了呈悬挂部件436形式的悬挂部件的第二实施例。悬挂部件436与悬挂部件430的类似之处在于，其结构上包含了多个悬挂部件430。如图所示，悬挂部件436包含4个独立的悬挂部件430。悬挂部件436还包括用于将独立的悬挂部件部430连接在一起以形成单一整体的连接部438。在其它实施例中，悬挂部件436不必形成为连续结构，而是也可以形成开放式结构，例如，通过省略图4E中所示的其中一个连接部438。也可以采用能为独立的悬挂部件430提供物理联系的另一种构型。
[0058]悬挂部件436以与针对430的独立悬挂部件所述相同的方式连接于接口支架部件422和424。也就是说，悬挂部件430的加大端部440插入到接口支架部件的钩部432的洞眼中，而加大端部442插入到框架406的开口或凹部434中。在某些情况下，悬挂部件436可能允许压缩机组件210更简单地进行组装。在所示实施例中，将需要2个悬挂部件436来替代图4B中所示的8个悬挂部件430。图4F示出了压缩机组件210的又一个实施例，其包括具有圆形端部的接口支架，该圆形端部通过悬挂部件430悬挂在框架内。
[0059]由于构造成这样，压缩机组件210能减少运行期间可能从压缩机产生的噪声、振动以及振动引起的噪声。而且，压缩机组件构造成使得压缩机408可按照多个取向安装在框架408内。接口支架部件420、422和424以及框架406可由任何合适的材料制成，这些材料包括，例如，金属或塑料或其组合。
[0060]可变排泄阀
[0061]浓缩器的另一个实施例包括可变排泄阀502。现在参照图5A，排泄阀502和固定孔口514串联并与筛罐300气体连通。工作时，流量设置输入504由用户选择并由基于微处理器的控制器506接收。控制器506具有与其关联的存储器和用于控制例如压缩机408、主阀MV1和MV2、排气阀EV1和EV2、节约阀(conserver valve)512、压力均衡阀PE和排泄阀502的工作的逻辑。所有这些阀都是电磁线圈控制的。在一个实施例中，压缩机408根据流量设置输入504以可变速度运行。例如，低的流量设置允许压缩机408以较低的速度运行，从而节约能量。针对较高的流量设置，压缩机408可以较高的速度运行。例如，针对最低至最高的流量设置输入504，控制器506可使压缩机408以1100转每分钟(rpm)、1500rpm、2050rpm、2450rpm和3100rpm的速度运行。当然，也可预想其它的速度值并可实施任何合适的速度值。控制器506也接收来自压力传感器510的输入。
[0062]流量设置输入504由控制器506接收。流量设置输入504可指定用户期望以脉冲输出模式输送产品气体(例如氧气)的流率。例如，多个流量设置输入504可包括300cc/min(例如，在20次呼吸每分钟(bpm)下为15cc/脉冲)、460cc/min(例如，在20bpm下为23cc/脉冲)、620cc/min(例如，在20bpm下为31cc/脉冲)、740cc/min(例如，在20bpm下为37cc/脉冲)、或者840cc/min(例如，在20bpm下为42cc/脉冲)。根据这个设置，控制器506适当地控制压缩机408和各阀以输送期望脉冲输出流量的氧气。当然，可以预想其它的流率值并可实施任何合适的流率值。此外，流量设置输入504可以指定用户期望以连续输出模式输送产品气体的流率。
[0063]通常，浓缩器利用变压吸附(PSA)过程来工作。压缩机408将室内空气经由主阀MV1和MV2以交替方式输送到筛罐300。在填充一个筛罐300的同时，通常清空其它筛罐300的内容物。如前文所述，每个筛罐300都填充有氮气吸附材料，使得氮气被捕集在筛罐300中，而氧气则被允许通到产品罐302中。当特定筛罐达到其吸附容量(这可通过其输出压力得知)时，必须在筛罐300能被再次使用之前清空所吸附的气体，例如氮气。
[0064]压力均衡阀PE通过使接近填充完成的筛罐与接近其清空周期结束的筛罐的输出管线之间的压力均衡，而允许更高效地产生氧气。美国专利No.4,449,990和5,906,672(通过引用的方式引入在本文中)，进一步描述了压力均衡阀的工作。由特定筛床300输出的氧气可被储存在所述一个或所述两个产品罐302中。在图5A的实施例中使用了这两个产品罐302。
[0065]如上所述，控制器506可利用压力传感器510检测增压筛罐300何时达到其吸附容量。如图5A所示，在一个实施例中，压力传感器510提供指示第一止回阀516和第二止回阀516的产品罐一侧的压力的信号，其中第一止回阀516使氧气流从增压筛罐300流入互连的产品罐300中，第二止回阀516在另一个筛罐300再生时阻止氧气流从互连的产品罐300流入该另一个筛罐300中。例如，所述信号可反映增压氧气和环境空气的之间的区别。在其它实施例中，压力传感器510可位于与增压筛罐300的输出流体连通的任何位置。如果期望直接监测每个筛罐300的输出，则可采用多个压力传感器510。一旦增压筛罐300达到其容量，控制器506就将该增压筛罐300切换到清空或排气周期中，而将另一个现在已再生的筛罐300切换到增压周期。此为PSA过程的基本的重复性、交替的操作。例如，针对最低至最高的流量设置输入504，控制器506可在压力传感器510检测到9.0磅每平方英寸表压(psig)、12.5psig、16.5psig、19.0psig和23.5psig时，切换或轮换筛罐300的周期。当然，可预想其它的psig值并可实施任何合适的psig值。
[0066]在一个实施例中，排泄阀502在被激活至打开或“开启”状态之前具有可变“开启延迟”。在一个实施例中，该可变“开启延迟”与流量设置输入504相关联。例如，针对最低至最高的流量设置输入504，控制器506可在3.3秒(8ec)、3.0sec、2.9sec和2.9sec的“开启延迟”之后激活排泄阀502。当然，可预想其它的“开启延迟”值并可实施任何合适的“开启延迟”值。在一个实施例中，在增压筛床300达到其容量并伴随着相应增压周期的结束(即，另一个筛罐300进行下次增压周期的开始)之后，控制器506停用排泄阀502。一般而言，排泄阀502将一个筛罐300中的氧气以受孔口514限制的流率“排泄”到另一个筛罐300中。也就是说，氧气被允许从增压筛罐300流向排气或清空筛罐300。这种氧气流动有助于筛罐300的排气或清空，以将筛罐300所捕获的氮气驱赶出并对其自身进行再生以供其下一次增压周期之用。由于压缩机408根据流量设置输入504对筛罐300进行可变增压，因此能被可变地控制的筛罐300之间的排泄流可有助于针对在合适纯度水平下浓缩器的相应产品气体输出流率的排气筛罐的有效清空。
[0067]通常，流量设置输入504的值越高，“开启延迟”时间(即，闭合时间)就越短，而排泄阀502打开的时间就越长，被送至排气筛罐300中的排泄流也就越多。这是因为，针对较高值的流量设置输入504可使用较高的增压水平。较高的增压水平会需要较多的排泄流来再生排气或清空筛罐300。相反，流量设置输入504的值越低，“开启延迟”时间(即，闭合时间)就越长，而排泄阀502打开的时间就越短。这是因为，针对较低值的流量设置输入504会使用较低的增压水平。较低的增压水平会需要较少的排泄流来再生排气或清空筛罐300。因此，上述可变的“开启延迟”逻辑允许使通过控制用于清空排气筛罐300的氧气量所产生的氧气利用率最大化，从而获得提高了水平的系统效率。在其它实施例中，可使用其它可变逻辑来针对不同的流量设置输入504改变排泄阀502的其它控制参数(例如，排泄流持续时间)。在进一步实施例中，可变逻辑可使用其它的传感参数(例如，压力)来针对不同的流量设置输入504改变“开启延迟”或其它控制参数。
[0068]如上所述，排泄阀502激活之前的“开启延迟”时间段取决于流量设置输入504的值，该值又转而基于某些其它工作参数，如产品罐输出压力、筛罐输出压力、压缩机速度以及各个构件的体积容量。在一个实施例中，可基于浓缩器构件的物理规格根据经验确定针对每个流量设置输入504的具体“开启延迟”时间段。然后将针对每个流量设置输入504值的“开启延迟”时间存储在控制器506的存储器或逻辑内的查询表中。因此，在读取流量设置输入504之后，控制器506从存储在其存储器或逻辑中的查询表查询排泄阀可变“开启延迟”时间。然后，使用相应的“开启延迟”时间来从提供排泄流的筛罐300的增压周期开始，延迟排泄阀502的激活。如图所示，增压周期在压力均衡阀PE闭合之后开始(见图5B中的时间图)。在“开启延迟”时间届满(这可由存储器或逻辑中的计时器监测)之后，排泄阀502被激活(即，打开或“开启”)并保持打开直到下一个PSA周期开始，在所述下一个PSA周期中两个筛罐300的作用被切换。
[0069]在其它实施例中，可变“开启延迟”可至少部分地基于最短“开启延迟”时间。在另一个实施例中，可变“开启延迟”可至少部分地基于一个或多个其它参数，如以任何方式组合的产品罐输出压力、筛罐输出压力、压缩机速度以及各个构件的体积容量。在又一些其它实施例中，可变“开启延迟”可至少部分地基于最短“开启延迟”时间与一个或多个其它参数的组合。例如，在最短“开启延迟”时间之后，如果那时或当前增压周期完成之前的任何时刻所述其它参数超过预定阈值，则可触发排泄阀502的激活。当然，可预想替代或相反的逻辑并可实施参数和阈值之间的任何合适的逻辑关系。在又一些其它实施例中，在没有最短“开启延迟”的情况下如果在增压周期中的任何时刻所述其它参数超过预定阈值，则可触发排泄阀502的激活。
[0070]在本文所描述的任何实施例中，排泄阀502在激活之后也可具有可变的“最长开启时间”，以便限制其保持打开或者说处于“开启”状态的连续时间。可变的“最长开启时间”可与流量设置输入504相关联。例如，针对最低至最高的流量设置输入504，控制器506可在2.2sec、2.4sec、2.6sec、2.8和3.0sec的“最长开启时间”之后停用排泄阀502。当然，可预想其它的“最长开启时间”值并可实施任何合适的“最长开启时间”值。在这个实施例中，如果在“最长开启时间”届满之前当前增压周期结束，则也将停用排泄阀502。相反，如果“最长开启时间”在当前增压周期结束之前届满，则可基于上述“开启延迟”时间或参数触发的任何组合再次激活排泄阀502。如果期望，也可将排泄阀502固定成提供连续的排泄或者固定成具有与流量设置输入504无关的预定打开时间。此外，可针对特定的流量设置输入504将“开启延迟”时间设置为零以提供连续的排泄，并且可针对特定的流量设置输入504将“最长开启时间”设置为零以阻止排泄阀502的激活。
[0071]图5B示出了图5A中所示阀的时间图的一个实施例。如图所示，在第一增压周期之后，每个增压周期在压力均衡阀PE从闭合(即，关断、停用)过渡到打开(即，开启、激活)之时开始。例如，在压力均衡阀PV的第一次激活之后，增压氧气从第一筛罐300(即，与主阀MV1相关联的)经由压力均衡阀PV流动以增大第二筛罐300(即，与主阀MV2相关联的)中的压力。如果要用压力均衡阀PE来帮助第二筛罐300的清空和再生，则与压力均衡阀PE的这次激活一起或在这次激活之后不久，停用排气阀EV2。在压力均衡阀PE的这次激活之后不久，停用主阀MV1并激活主阀MV2以将压缩机408所产生的进气空气流从第一筛罐300切换到第二筛罐300。在切换了主阀MV1和MV2之后不久停用压力均衡阀PE。通常，与压力均衡阀PE的这次停用一起激活排气阀EV1以允许筛罐300之间的压力均衡得以继续。然而，如果期望，可与主阀MV1的停用一起或者在这之后不久并且在压力均衡阀PE的停用之前激活排气阀EV1。以交替的方式继续这个过程以提供PSA过程。
[0072]具体地，可以看到，在压力均衡阀PE为打开或者说“开启”时，排泄阀502可通常为闭合的或者说“关断的”，但不必须是这种情况。还可以看到，排泄阀的可变“开启延迟”时间在压力均衡阀PE从闭合或者说“关断”过渡到打开或者说“开启”时开始，但也不必须是这种情况。在某些情况下，允许这些阀的打开或者说“开启”状态重叠是有益的。换句话说，在某些情况下，可同时或以任何组合方式使用排泄阀502和压力均衡阀PE这两者，以提供从增压筛罐300向另一个筛罐300的排泄流，以供该另一个筛罐300的清空和再生之用。
[0073]图5C示出了在主阀MV1、排泄阀502和排气阀EV2被激活(即，打开)并且主阀MV2和排气阀EV1被停用(即，闭合)时，排泄流从筛罐1经由孔口1和筛罐2流向排气出口的示例性路径。图5D示出了在主阀MV2、排泄阀502和排气阀EV1被激活并且主阀MV1和排气阀EV2被停用时，排泄流从筛罐2经由孔口1和筛罐1流向排气出口的示例性替代路径。如虚线所示，在一个实施例中，可在单个构件中提供排泄阀502和孔口1的功能，该单个构件可被称为可变限流器。在另一个实施例中，孔口2可提供与排泄阀502和孔口1并行的连续固定排泄流。孔口2将建立最小排泄流，该最小排泄流可通过本文所述的排泄阀502的激活而增大。在又一个实施例中，可激活PE阀以与孔口2或者排泄阀502和孔口1的串联组合联合提供或补充排泄流。
[0074]在另一个实施例中，控制器506可监测PSA切换时间(即，增压周期时间)以针对操作浓缩器时所在的某些地球海拔范围来识别替代工作模式。例如，针对一直到约6300英尺时的操作可实施低海拔模式，而针对6300英尺以上时的操作可实施高海拔模式。当然，可预想其它的海拔范围并可实施更多的海拔模式。在较高海拔下，由于较低的环境大气压力(即，较稀薄的空气)，PSA切换时间趋于增加。可基于给定的海拔范围调节浓缩器的某些工作参数，以便提高效率和维持产品气体的体积输出量、流率和纯度的合适水平。
[0075]测试已经证明，在低海拔工作模式下，基于流量设置输入504的排泄阀502的固定“开启延迟”可以是可接受的。但是，海拔越高，轮换筛罐300的增压之间的切换时间就越长，因为浓缩器花费越来越长的时间来积聚期望切换压力。响应于该较长的切换时间，浓缩器可切换到较高海拔模式下，该较高海拔模式可调节一个或多个工作参数(即，产品罐输出压力、筛罐输出压力、排泄阀控制)以将切换时间保持在最佳范围内。如果在宽的海拔范围上维持排泄阀502的固定“开启延迟”，则在该海拔范围的较低高度处可能有很少或没有排泄流。此外，在较高高度处当切换时间被显著延长时，固定的“开启延迟”会导致过多的排泄流。没有排泄流以及过多排泄流会导致源自浓缩器的产品气体处于在宽海拔范围的较低和较高高度处工作时的期望纯度水平之外。
[0076]在海平面以上5300至11150英尺范围内的各海拔处采集了数据并进行了分析。针对每个流量设置输入504识别低海拔和高海拔切换时间的标称值。例如，1)在最低流量设置输入504下，识别低海拔和高海拔切换时间的标称值为5.5秒和14秒，并且与从低海拔模式到高海拔模式的过渡相关联的阈值为6300英尺；2)在下一较高的流量设置输入504下，识别低海拔和高海拔切换时间的标称值为5秒和13秒，并且与从低海拔模式到高海拔模式的过渡相关联的阈值为6200英尺；3)在中间的流量设置输入504下，识别低海拔和高海拔切换时间的标称值为5秒和11.5秒，并且与从低海拔模式到高海拔模式的过渡相关联的阈值为6200英尺；4)在下一较高的流量设置输入504下，识别低海拔和高海拔切换时间的标称值为5秒和10.5秒，并且与从低海拔模式到高海拔模式的过渡相关联的阈值为6300英尺；以及5)在最高流量设置输入504下，识别低海拔和高海拔切换时间的标称值为5.5秒和11秒，并且与从低海拔模式到高海拔模式的过渡相关联的阈值为6000英尺。
[0077]可为从低海拔模式到高海拔模式的过渡(例如，大约12秒)以及从高海拔模式到低海拔模式的过渡(例如，大约5.5秒)设立合适的切换时间阈值。当然，可针对不同的流量设置输入504设立不同的切换时间阈值。例如，针对不同的流量设置输入504，从低海拔模式过渡到高海拔模式的切换时间阈值可在10.5秒至14秒之间的范围内。类似地，针对不同的流量设置输入504，从高海拔模式过渡到低海拔模式的切换时间阈值可在5.0秒至5.5秒之间的范围内。通常，所述阈值将不相同，从高海拔模式过渡到低海拔模式的阈值将低于另一阈值以产生合适的滞后。在另一个实施例中，可将海拔模式之间的过渡延迟一段固定的时间或者直到预定数量的连续增压周期(例如，三个连续周期)的切换时间显示适合进行海拔模式过渡。
[0078]针对任何海拔模式，可以本文所述的任何方式控制排泄阀502。显然，可在不同海拔模式下对排泄阀502进行不同的控制。因此，可至少部分地基于海拔模式来实施优选的排泄阀控制技术，并且海拔模式之间的过渡可导致排泄阀控制技术间的相应过渡。
[0079]在一个实施例中，与排泄阀502的激活和PSA切换时间(即，增压周期时间)相关联的“开启延迟”时间围绕流量设置输入506的范围具有大致线性的关系。切换时间可由针对每个流量设置输入506的切换压力设定点代表，因为切换时间是给定筛罐300达到与其满容量相关的压力所花费的时间。在描述的实施例中，可假设筛罐300中的压力积累为线性的。这允许将排泄阀激活压力表达成针对每个流量设置输入506的压力设定点的比值。然后可利用该比值来确定阈值压力值。在压力积聚期间，如果压力超过阈值压力值，则控制器506激活(即，打开)排泄阀502。这可确保至少有足够的排泄流来维持期望纯度水平，同时也限制排泄流以避免氧气的不必要损失。在其它实施例中，“开启延迟”时间可为PSA切换时间的非线性函数。类似地，在其它实施例中，针对不同的流量设置输入506，用于确定“开启延迟”时间的函数可不相同。
[0080]下表示出了浓缩器在低海拔模式(LAM)下工作时针对每个流量设置输入506的示例性压力设定点。在一个实施例中，可利用以下方程从针对LAM的示例性压力设定点确定针对高海拔模式(HAM)的压力设定点：
HAM压力设定点＝LAM压力设定点*比值    (1)
其中，针对所有的流量设置输入506，比值可为0.875。当然，可利用其它的技术或者其它合适的标准来确立HAM压力设定点。例如，所述比值可为不同的值，或者可由针对任何特定流量设置输入506的可变函数替代。此外，在实施附加海拔模式的情况下，可使用任何合适的技术或标准来确立针对每个海拔模式的轮换压力设定点。
[0081]在一个实施例中，在HAM期间用于触发排泄阀502的激活的阈值可利用以下方程来确定：
HAM压力阈值＝HAM压力设定点*比值    (2)
其中，比值可为：i)0.55，针对最低流量设置输入506，ii)0.60，针对下一较高的流量设置输入506，iii)0.65，针对中间的流量设置输入506，iv)0.70，针对下一较高的流量设置输入506，v)0.75，针对最高流量设置输入506。在另一个实施例中，针对所有的流量设置输入506，比值可为0.90。当然，可利用其它的技术或者其它合适的标准来确立HAM压力阈值。例如，所述常数可为不同的值，或者可由针对任何特定流量设置输入506的可变函数替代。此外，在实施附加海拔模式的情况下，可使用任何合适的技术或标准来确立针对每个海拔模式的轮换压力阈值。
例1