專利名稱：一種制富氧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用分子篩吸附塔制富氧的裝置，尤其是一種小型制富氧裝置，用于將前道工序送來(lái)的壓縮空氣制成高濃度的氧氣。
現(xiàn)有的小型PSA制富氧裝置，如醫(yī)用氧濃縮器，一般采用雙吸附塔，使用較少數(shù)量的截止閥，其流程控制比較簡(jiǎn)單。其工作過(guò)程是調(diào)節(jié)各閥的開啟和關(guān)閉，讓兩個(gè)吸附塔交替依次進(jìn)行升壓、均壓、沖洗和排氮，在升壓階段把富集的氧氣輸出貯槽。在這一過(guò)程中，進(jìn)入產(chǎn)品氣貯槽的富氧濃度是不恒定的。當(dāng)吸附塔開始吸附時(shí)，產(chǎn)品氣即富氧氣的濃度較低，隨著吸附塔升壓，其產(chǎn)品氣的氧濃度也逐漸提高，直至升壓結(jié)束時(shí)其產(chǎn)品氣的氧濃度達(dá)到最高。雖可通過(guò)程控使吸附塔升壓到較高時(shí)輸出產(chǎn)品氣到貯槽，但由于其控制裝置簡(jiǎn)單，濃度波前沿不是很陡峭，故氧濃度仍不能很高。此外，在沖洗階段，若用產(chǎn)品氣對(duì)另一吸附塔沖洗，則要減少產(chǎn)品氣的產(chǎn)量，若用升壓塔的一部分氣體沖洗，由于其氧濃度不高，必使被沖洗的吸附塔而后升壓時(shí)濃度波前沿不明銳，輸出的產(chǎn)品氣氧濃度將是不很高的。
本實(shí)用新型的任務(wù)是在上述制富氧裝置上加裝控制閥件，以提高產(chǎn)品氣的氧濃度，或者是在相同的氧濃度下而提高產(chǎn)品氣的產(chǎn)量。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案是一種制富氧裝置，具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔和一個(gè)貯槽，各吸附塔的進(jìn)口端設(shè)有進(jìn)氣截止閥和排氣截止閥，每?jī)蓚€(gè)吸附塔出口端之間接有一均壓截上閥，其特征在于各吸附塔與貯槽之間有單向閥和截上閥接通，每?jī)蓚€(gè)吸附塔出口端之間接有由四個(gè)單向閥和一個(gè)壓力鎖定閥所組成的橋式?jīng)_洗氣流閥組。
下面結(jié)合本實(shí)用新型的實(shí)施例及其附圖
作進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的原理圖。
如圖所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例具有兩個(gè)吸附塔4和16，和一個(gè)貯槽5。各吸附塔4和16的進(jìn)口端設(shè)有進(jìn)氣截止閥3和17，同時(shí)并聯(lián)設(shè)置排氣截止閥2和18，上道工序送來(lái)壓縮空氣由管道1經(jīng)過(guò)進(jìn)氣截止閥進(jìn)入吸附塔，在吸附完畢后由排氣截止閥排出氮?dú)?。兩個(gè)吸附塔4和16之間接有一均壓截止閥10。以上結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的小型PSA制富氧裝置相同，其工作原理也是一樣的。本實(shí)用新型的獨(dú)特之處是吸附塔4和16與貯槽5之間有單向閥7、15和截止閥6接通，代替了原來(lái)所用的兩個(gè)截止閥，兩個(gè)吸附塔4和16出口端之間加接了由四個(gè)單向閥8、9、11、14和一個(gè)壓力鎖定閥13所組成的橋式?jīng)_洗氣流閥組。為使沖洗氣流能夠穩(wěn)定，在壓力鎖定閥13出口處串接一個(gè)節(jié)流閥12。
上述實(shí)施例的流程控制過(guò)程是，截止閥2、3、10、17、18按已知的方式開啟和關(guān)閉，兩個(gè)吸附塔4、16輪流按升壓、均壓、沖洗、排氮的次序工作。設(shè)定截止閥3、18開啟，截止閥2、10、17關(guān)閉，塔4處于升壓吸附狀態(tài)，而塔16則處于降壓解吸狀態(tài)。產(chǎn)品氣(即富氧)貯槽5內(nèi)具有一定的壓力并在合理的范圍內(nèi)波動(dòng)，設(shè)定其最高壓力為P，一般會(huì)略低于壓力鎖定閥13的鎖定壓力P′，壓力波動(dòng)最大值ΔP。當(dāng)吸附塔4的工作壓力小于P-ΔP時(shí)，則無(wú)產(chǎn)品氣進(jìn)入貯槽5，當(dāng)塔4升壓至高于P-ΔP時(shí)，才會(huì)有產(chǎn)品氣輸入貯槽5。截止閥6在升壓過(guò)程中呈開啟狀態(tài)，當(dāng)貯槽5內(nèi)壓力達(dá)到鎖定壓力P′時(shí)則被關(guān)閉，壓力鎖定閥13被打開，塔4便有氣體經(jīng)單向閥8、鎖定閥13、節(jié)流閥12、單向閥11對(duì)處于降壓狀態(tài)的吸附塔16進(jìn)行沖洗。
當(dāng)塔4的濃度波前沿到達(dá)其出口端時(shí)，沖洗即告完畢，此時(shí)關(guān)閉截止閥3和18，打開均壓截止閥10和產(chǎn)品氣截止閥6，實(shí)行均壓。均壓結(jié)束，兩個(gè)吸附塔4、16的壓力均為12P，由于有單向閥7、15，盡管截上閥6已開啟，貯槽5內(nèi)并無(wú)產(chǎn)品氣回流到吸附塔中，只是為后一步的進(jìn)氣作好準(zhǔn)備而已。此時(shí)切換成塔16升壓，塔4降壓排氮，即關(guān)閉均壓截止閥10，開啟進(jìn)氣截止閥17和排氣截止閥2，按上述過(guò)程循環(huán)，便可不斷取得富氧進(jìn)入貯槽5。
因?yàn)槲剿?nèi)的氧濃度分布是不均勻的，只有在濃度波前沿的氧濃度最高，所以吸附塔通向貯槽的產(chǎn)品氣出口應(yīng)設(shè)置在吸附塔升壓終了時(shí)其濃度波前沿附近而不是在最前端，最好是位于吸附塔頂端下方0.1至0.3個(gè)吸附柱長(zhǎng)度處，具體位置隨鎖定壓力P′而定。
上述各閥的開啟程序可用已知的氣控、電控或時(shí)控裝置實(shí)現(xiàn)，其工作原理也適用于多個(gè)吸附塔的PSA裝置。
本實(shí)用新型的積設(shè)效果在于一是在吸附塔升壓的大部時(shí)間內(nèi)，貯槽內(nèi)壓力大于吸附塔內(nèi)壓力，所以在升壓開始時(shí)，并無(wú)產(chǎn)品氣輸入貯槽，只有當(dāng)吸附塔壓力升高至大于貯槽壓力時(shí)才有產(chǎn)品無(wú)輸入貯槽，然后吸附塔和貯槽同時(shí)升壓，因此只有氧濃度趨于最高值的富氧進(jìn)入貯槽；二是在沖洗過(guò)程中升壓狀態(tài)的吸附塔處于最高壓狀態(tài)，輸出的沖洗氣也是高氧濃度的，這將使低壓狀態(tài)的吸附塔在而后升壓時(shí)，其濃度波前沿變得更明銳，可提高產(chǎn)品氣的氧濃度和氧氣的回收率；三是均壓過(guò)程中貯槽內(nèi)的產(chǎn)品氣不會(huì)回流至吸附塔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可使相同流量的原來(lái)為90％氧濃度的產(chǎn)品氣提高到93％或在保持90％氧濃度而使產(chǎn)品氣流量增加10-15％。
權(quán)利要求1.一種制富氧裝置，具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔和一個(gè)貯槽，各吸附塔的進(jìn)口端設(shè)有進(jìn)氣截止閥和排氣截止閥，每?jī)蓚€(gè)吸附塔出口端之間接有一均壓截止閥，其特征在于各吸附塔與貯槽之間有單向閥和截止閥接通，每?jī)蓚€(gè)吸附塔出口端之間接有由四個(gè)單向閥和一個(gè)壓力鎖定閥所組成的橋式?jīng)_洗氣流閥組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制富氧裝置，其特征在于所述的橋式?jīng)_洗氣流閥組中的壓力鎖定閥出口處串接一個(gè)節(jié)流閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制富氧裝置，其特征在于吸附塔與貯槽連通出口位于吸附塔頂端下方0.1至0.3個(gè)吸附柱長(zhǎng)度處。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種分子篩吸附塔制富氧裝置,具有兩個(gè)或兩個(gè)以上吸附塔和貯槽,并配有進(jìn)、排氣閥和均壓閥,其特征是各吸附塔與貯槽之間設(shè)有單向閥,吸附塔出口端之間設(shè)有由單向閥和鎖定閥組成的沖洗氣流閥組,與現(xiàn)有技術(shù)相比,可在相同流量下,把產(chǎn)品之氧濃度從90%提高到93%,或在相同氧濃度下,把產(chǎn)品氣流量增加10—15%。
文檔編號(hào)F25J3/00GK2277059SQ9720655
公開日1998年3月25日 申請(qǐng)日期1997年2月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月19日
發(fā)明者成啟康, 沈樹德, 陳翔龍 申請(qǐng)人:上海鼎鑫商業(yè)發(fā)展有限公司