專利名稱：吸附筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在使用選擇性分離混合氣體中目標氣體的吸附劑的變壓吸附法(PSA法)中所使用的吸附筒的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
眾所周知，變壓吸附法(PSA法)是在相對較高的壓力下使空氣等混合氣體中的特定成分吸附于吸附劑上，而將不吸附在吸附劑上的氣體作為產(chǎn)品氣體提取出來。在該PSA法中以吸附工序和再生工序為基本工序，通常將多個吸附筒交替切換到吸附工序與再生工序，并在吸附工序與再生工序之間進行均壓工序。該吸附工序是將吸附筒內(nèi)加壓到相對較高的壓力來使特定成分吸附到吸附劑上，該再生工序是將吸附筒內(nèi)減壓到相對較低的壓力來釋放吸附劑上所吸附的特定成分。
用于這樣的PSA裝置的吸附筒，分別設(shè)置在筒內(nèi)上下的絲網(wǎng)之間以規(guī)定填充密度填充吸附劑，但在向各工序轉(zhuǎn)移時，由于筒內(nèi)外的壓力差而產(chǎn)生急劇的氣體進出，所以吸附劑發(fā)生搖動而逐漸被壓密，吸附劑的填充高度變低，上部絲網(wǎng)與吸附劑上表面(填充面)之間產(chǎn)生間隙，存在在該間隙部分處吸附劑發(fā)生搖動而粉化，或氣流分布混亂從而導(dǎo)致降低產(chǎn)品氣體的純度的問題。
為此，提出這樣的構(gòu)造在吸附筒上部的端蓋部內(nèi)設(shè)置將多個絲網(wǎng)構(gòu)件分割配置而成的上部絲網(wǎng)，在該上部絲網(wǎng)的上部裝載許多陶瓷球，在吸附劑被壓密而填充面下降時，由陶瓷球的重量將上部絲網(wǎng)壓靠到吸附劑上表面(例如，參照專利文獻1。)。
專利文獻1日本特開平第8-99012號公報但是，在專利文獻1中所記載的吸附筒中，由于上部絲網(wǎng)設(shè)置在端蓋部，則當(dāng)上部絲網(wǎng)無法隨著填充面的下降而增大面積時，端蓋部與上部絲網(wǎng)之間產(chǎn)生間隙，有可能吸附劑與氣體一起從該間隙流出。另外，在氣體急劇上升時，為了防止上部絲網(wǎng)的上浮，需要使用相當(dāng)多的陶瓷球，由此，導(dǎo)致整個填充筒的重量增加，提高了設(shè)置成本等。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的目的在于提供一種吸附筒，即使吸附劑的填充高度變低，也可以總是將壓板無間隙地配置在吸附劑的上表面，可以容易進行吸附筒的維修保養(yǎng)，又可以總是很好地得到所期望的產(chǎn)品氣體。
為了達成上述目的，本發(fā)明的吸附筒的第1技術(shù)方案，在筒體的內(nèi)部填充有吸附劑，該吸附筒用于變壓吸附法，其特征在于，在配置于上述筒體的上部的圓筒部內(nèi)，以可上下移動的方式配設(shè)具有氣體流通性的圓形壓板；用具有氣體配管連接口的閉塞板封閉上述圓筒部的上端開口部，并設(shè)有螺紋構(gòu)件，使該螺紋構(gòu)件與設(shè)置在上述閉塞板上的內(nèi)螺紋孔或設(shè)置在該閉塞板上的內(nèi)螺紋構(gòu)件螺紋接合，該螺紋構(gòu)件用于向從上述筒體的下部起填充到到達上述圓筒部內(nèi)的高度的吸附劑的上表面推壓上述壓板。
第2技術(shù)方案的特征在于，將用于覆蓋突出到上述閉塞板上方的上述螺紋構(gòu)件的蓋形螺母可裝卸地安裝在上述閉塞板或上述內(nèi)螺紋構(gòu)件上。第3技術(shù)方案的特征在于，在上述壓板的外周緣設(shè)有一邊被上述圓筒部的內(nèi)周壁引導(dǎo)來將上述壓板保持水平、一邊使該壓板上下移動的引導(dǎo)片。另外，第4技術(shù)方案的特征在于，在上述圓筒部內(nèi)設(shè)有限制上述壓板的下降極限的止擋件。第5技術(shù)方案的特征在于，設(shè)置與上述閉塞板或上述內(nèi)螺紋構(gòu)件進行螺紋接合、并同時可轉(zhuǎn)動地貫通設(shè)于上述壓板上的貫通孔的螺紋構(gòu)件，在貫通了上述貫通孔的上述螺紋構(gòu)件的前端設(shè)有比上述貫通孔大的壓板支持構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明的吸附筒，在填充面下降了時，通過使突出到導(dǎo)閉塞板上方的螺紋構(gòu)件向緊固方向轉(zhuǎn)動，從而可以將壓板推壓到吸附劑的上表面，不使壓板與吸附劑之間產(chǎn)生間隙，從而可以防止由于吸附劑的搖動而引起的粉化和氣流混亂。另外，因為在圓筒部內(nèi)配設(shè)壓板，所以即使使壓板下降，在壓板與圓筒部之間也不會產(chǎn)生間隙，從而可以可靠地防止吸附劑的流出。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施例的吸附筒的局部剖視主視圖。
圖2是表示該本發(fā)明的第1實施例的吸附筒上部的放大剖視圖。
圖3是表示該本發(fā)明的第1實施例的螺紋構(gòu)件的安裝狀態(tài)的放大剖視圖。
圖4是表示該本發(fā)明的第1實施例的壓板的要部放大剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的第2實施例的吸附筒的要部放大剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明的第3實施例的吸附筒的要部放大剖視圖。
具體實施例方式
圖1至圖4表示本發(fā)明的吸附筒的第1實施例，圖1為吸附筒的局部剖視主視圖，圖2為吸附筒上部的放大剖視圖，圖3為表示螺紋構(gòu)件的安裝狀態(tài)的放大剖視圖，圖4為壓板的要部放大剖視圖。
本實施例的吸附筒10的金屬制的縱圓筒形的筒體11的上方和下方被擰入端蓋部11a、11a，在各端蓋部11a、11a的中央分別連接設(shè)置有上部圓筒部12和下部圓筒部13。在吸附筒10的內(nèi)部，從設(shè)于下部圓筒部13上端的下部絲網(wǎng)到上部圓筒部12的中間部填充有吸附劑14。
在上部圓筒部12，在吸附劑14的上部可上下移動地設(shè)有圓形壓板20，該圓形壓板20的直徑比該圓筒部12的內(nèi)徑稍微小一些，并具有氣體流通性。該壓板20是從上部側(cè)起依次疊合有孔板21、絲網(wǎng)22、密封件23、環(huán)構(gòu)件24、并用螺釘25與螺母26將他們聯(lián)成一體而形成的。
有孔板21是在直徑比上部圓筒部12的內(nèi)徑小的金屬制圓板上形成許多例如直徑為10mm左右的通孔21a而成的部件，對象氣體通過這些通孔21a進行流通。絲網(wǎng)22是用于使吸附劑14不隨氣體噴出而設(shè)置的部件，形成為與有孔板21大致相同直徑的圓形，可根據(jù)吸附劑14的大小而適當(dāng)選擇其網(wǎng)眼尺寸來使用。絲網(wǎng)22可以將網(wǎng)眼尺寸不同的多個絲網(wǎng)重疊來使用，還可以使用合成纖維過濾器。
密封件23形成為比上部圓筒部12的內(nèi)徑大的環(huán)狀，在將壓板20從上方插入到上部圓筒部12上時，外周緣23a沿上部圓筒部12的內(nèi)周壁向上方立起，與上部圓筒部12的內(nèi)周壁緊密接觸而將壓板20的外周保持為氣密。環(huán)構(gòu)件24安裝在密封件23的下表面，是為將有孔板21、絲網(wǎng)22和密封件23一體化而設(shè)置的部件，該環(huán)構(gòu)件24的外徑與有孔板21的外徑相同，其內(nèi)徑形成為不堵塞通孔21a的程度。另外，在環(huán)構(gòu)件24的外周緣設(shè)有沿上部圓筒部12的內(nèi)周壁向下方延伸的引導(dǎo)片24a。
另外，在上部圓筒部12的下部內(nèi)周壁設(shè)有突出到內(nèi)周側(cè)的多個止擋件12c，通過引導(dǎo)片24a的下端與該止擋件12c抵接，來限定壓板20的下降極限。
在上述上部圓筒部12的上端開口部12a的外周設(shè)有凸緣部12b，封閉開口部12a的閉塞板30隔著墊圈載置在該凸緣部12b上，由螺釘螺母進行固定。在閉塞板30上，在其中央部設(shè)有氣體配管的連接口30a，并在其外周部設(shè)有螺紋構(gòu)件40。該螺紋構(gòu)件40被形成為貫穿設(shè)置在閉塞板30的貫通孔30b以及設(shè)置在該貫通孔30b的閉塞板30上表面的內(nèi)螺紋構(gòu)件31，該螺紋構(gòu)件40的形成為球面狀的前端部40a向吸附劑14一側(cè)推壓上述壓板20。另外，在內(nèi)螺紋構(gòu)件31上可裝卸地安裝有用于覆蓋從閉塞板30突出到外側(cè)上方的螺紋構(gòu)件40的基端側(cè)的蓋形螺母41。
內(nèi)螺紋構(gòu)件31具有固定在閉塞板30上的圓盤狀的臺座部31a、和從該臺座部31a的中央突出的筒狀部31b，其剖面形成為帽子狀，在內(nèi)螺紋構(gòu)件31的中心部形成有與上述螺紋構(gòu)件40螺紋接合的內(nèi)螺紋孔31c，并在筒狀部31b的外周上形成有與上述蓋形螺母41螺紋連接的外螺紋部31d。另外，在臺座部31a的上表面設(shè)有用于密封該臺座部31a與蓋形螺母41的端面之間的密封圈32。
螺紋構(gòu)件40包括具有形成為上述球面狀的前端部40a的外螺紋部40b、和形成在該外螺紋部40b基端的方軸部40c。通過使用與方軸部40c卡合的工具而使該螺紋構(gòu)件40向擰緊方向轉(zhuǎn)動，從而外螺紋部40b與內(nèi)螺紋構(gòu)件31的內(nèi)螺紋孔31c螺紋接合，由此，螺紋構(gòu)件40下降，前端部40a與壓板20的上表面抵接而將壓板20朝向吸附劑14的上表面推壓。
在這樣形成的吸附筒10中，由于隨著PSA裝置的運轉(zhuǎn)而相對于吸附筒內(nèi)急劇地出入氣體，吸附劑14發(fā)生搖動、填充密度變高，在吸附劑14的填充高度變低時，將蓋形螺母41從內(nèi)螺紋構(gòu)件31上取下，向擰緊方向轉(zhuǎn)動螺紋構(gòu)件40而使螺紋構(gòu)件40下降，從而由螺紋構(gòu)件40的前端部40a向吸附劑14一側(cè)推壓壓板20。
由此，不用取下閉塞板30、就可將壓板20推壓到吸附劑14的上表面，可以在短時間內(nèi)容易進行維修保養(yǎng)。另外，由于在壓板20與吸附劑14之間、壓板20與圓筒部12的內(nèi)周壁之間不會產(chǎn)生間隙，所以不會出現(xiàn)吸附劑14在間隙中搖動粉化、氣流分布出現(xiàn)氣體濃度不穩(wěn)定的情況，可以穩(wěn)定地供給所期望的產(chǎn)品氣體。
另外，在通常使用時，用蓋形螺母41覆蓋從閉塞板30突出到外側(cè)的螺紋構(gòu)件40，在內(nèi)螺紋構(gòu)件31的臺座部31a與蓋形螺母41的端面之間設(shè)置密封圈32來保持氣密，所以氣體不會通過貫通孔30b和內(nèi)螺紋孔31c而泄漏到外部。而且，由于在壓板20上設(shè)有引導(dǎo)片24a，可以抑止壓板20傾斜，在壓板20與上部圓筒部12之間不會產(chǎn)生間隙。另外，通過引導(dǎo)片24a與止擋件12c抵接來限制壓板20的下降極限，可以防止壓板20下降到端蓋部11a。
另外，由于用螺紋構(gòu)件40推壓作為上部絲網(wǎng)的壓板20，所以與利用自重或陶瓷球的重量推壓在吸附劑上表面上的情況相比，可以大幅減輕上部絲網(wǎng)部分的重量，并在從下部圓筒部13上端的下部絲網(wǎng)起到上部圓筒部12內(nèi)填充吸附劑14，從而還可以實現(xiàn)吸附筒10的小型化。
圖5和圖6是分別表示本發(fā)明的第2、第3實施例的要部放大剖視圖，對于與第1實施例相同的構(gòu)成要素標注相同的附圖標記，省略其詳細說明。
在圖5所示的第2實施例中，在內(nèi)螺紋構(gòu)件31上取代上述內(nèi)螺紋孔31c而設(shè)置供螺紋構(gòu)件40貫通的貫通孔31e，并在閉塞板30上形成與螺紋構(gòu)件40螺紋接合的內(nèi)螺紋孔30c。
在圖6所示的第3實施例中，由安裝在螺紋構(gòu)件42上的環(huán)形密封件43將設(shè)于閉塞板30的貫通孔30d與螺紋構(gòu)件42之間保持為氣密。由此，不再需要上述蓋形螺母41，從而內(nèi)螺紋構(gòu)件33形成為設(shè)有中央部的內(nèi)螺紋孔33a的圓板形，在螺紋構(gòu)件42上形成有用于安裝環(huán)形密封件43的環(huán)形凹槽。另外，與內(nèi)螺紋孔33a螺紋接合的螺紋構(gòu)件42的外螺紋部42a設(shè)置在上方的基端部側(cè)，安裝有環(huán)形密封件43的中間部作為沒有設(shè)置外螺紋的軸部。
另外，在本實施例所示的螺紋構(gòu)件42，使其前端部從設(shè)于壓板20上的貫通孔20a突出到吸附劑14側(cè)，并使比貫通孔20a大的螺母44螺紋連接于前端部的外螺紋部而作為壓板支持構(gòu)件，使螺母44與壓板20的吸附劑側(cè)表面抵接來支承壓板20。
另外，上述螺紋構(gòu)件的設(shè)置數(shù)量，可以根據(jù)上部圓筒部的內(nèi)徑等條件任意設(shè)定，但為了均勻推壓壓板，優(yōu)選是在同一圓周上等間隔配置3個以上的螺紋構(gòu)件。另外，如果螺紋構(gòu)件的長度相同，則可以根據(jù)從閉塞板突出的螺紋構(gòu)件的狀態(tài)來確認壓板的上下方向位置以及有無傾斜。
另外，上述實施例中，使用了在筒體的上下部具有端蓋部的吸附筒進行了說明，但本發(fā)明并不局限于此，對于不具備端蓋部、筒體的上下部直徑與筒體的筒徑相等的大致圓柱形吸附筒也是有效的。
權(quán)利要求
1.一種吸附筒，在筒體的內(nèi)部填充有吸附劑，該吸附筒用于變壓吸附法，其特征在于，在配置于上述筒體的上部的圓筒部內(nèi)，以可上下移動的方式配設(shè)具有氣體流通性的圓形壓板；用具有氣體配管連接口的閉塞板封閉上述圓筒部的上端開口部，并設(shè)有螺紋構(gòu)件，使該螺紋構(gòu)件與設(shè)置在上述閉塞板上的內(nèi)螺紋孔或設(shè)置在該閉塞板上的內(nèi)螺紋構(gòu)件螺紋接合，該螺紋構(gòu)件用于向從上述筒體的下部起填充到到達上述圓筒部內(nèi)的高度的吸附劑的上表面推壓上述壓板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附筒，其特征在于，將用于覆蓋突出到上述閉塞板上方的上述螺紋構(gòu)件的蓋形螺母可裝卸地安裝在上述閉塞板或上述內(nèi)螺紋構(gòu)件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附筒，其特征在于，在上述壓板的外周緣設(shè)有一邊被上述圓筒部的內(nèi)周壁引導(dǎo)來將上述壓板保持水平、一邊使該壓板上下移動的引導(dǎo)片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的吸附筒，其特征在于，在上述圓筒部內(nèi)設(shè)有限制上述壓板的下降極限的止擋件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的吸附筒，其特征在于，設(shè)置與上述閉塞板或上述內(nèi)螺紋構(gòu)件螺紋接合、并可轉(zhuǎn)動地貫通設(shè)于上述壓板上的貫通孔的螺紋構(gòu)件，在貫通了上述貫通孔的上述螺紋構(gòu)件的前端設(shè)有比上述貫通孔大的壓板支持構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種吸附筒，即使吸附劑的填充高度變低，也可以總是將壓板無間隙地配置在吸附劑的上表面，可以容易進行吸附筒的維修保養(yǎng)，并可以總是很好地得到所期望的產(chǎn)品氣體。在筒體(11)的上部連接設(shè)置上部圓筒部(12)，在該圓筒部內(nèi)可上下移動地配設(shè)具有氣體流通性的圓形壓板(20)；用具有氣體配管連接口的閉塞板(30)封閉上部圓筒部(12)的上端開口部，并設(shè)置用于向從筒體(11)的下部起填充到到達圓筒部內(nèi)高度的吸附劑(14)的上表面推壓壓板(20)的螺紋構(gòu)件(40)。將螺紋構(gòu)件(40)螺紋接合到設(shè)于閉塞板(30)上的內(nèi)螺紋構(gòu)件(31)上。
文檔編號B01D53/047GK101091863SQ20071011241
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月21日
發(fā)明者國分磨希也, 齋藤達央, 安部敏行 申請人:大陽日酸株式會社