本發(fā)明涉及制氧機(jī)，具體為一種真空變壓吸附式制氧機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、真空變壓吸附式制氧機(jī)是一種利用變壓吸附原理來分離空氣中的氧氣和氮?dú)獾脑O(shè)備，其控制方法涉及多個步驟，包括吸附、順向放壓、真空解吸、清洗、均壓和升壓，這些步驟循環(huán)進(jìn)行以實(shí)現(xiàn)空氣的氧氮分離，通過精確的控制和高效的設(shè)備配置，可以連續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)高純度的氧氣。

2、真空變壓吸附式制氧機(jī)在極端低溫環(huán)境使用時，在空氣進(jìn)入吸附塔之前，一般通過增設(shè)應(yīng)急加熱設(shè)備，通過空氣預(yù)熱器對其進(jìn)行加熱，以保證空氣溫度符合要求，防止冷空氣直接影響吸附塔內(nèi)部環(huán)境；

3、由于溫度變換較為莫測，在低溫下，寒冷的壓縮空氣進(jìn)入吸附塔與吸附劑接觸時，由于吸附劑粒子和氣體粒子之間的結(jié)合力大于凝結(jié)狀態(tài)的氣體分子之間的結(jié)合力，吸附劑可能更容易達(dá)到飽和狀態(tài)，進(jìn)而影響其體積，從而低溫可能會導(dǎo)致某些吸附劑材料發(fā)生收縮，進(jìn)而改變其孔結(jié)構(gòu)，影響氣體分子的擴(kuò)散和吸附效率，從而導(dǎo)致氧氣的產(chǎn)量和純度不穩(wěn)定；

4、因此，針對上述問題提出一種真空變壓吸附式制氧機(jī)及其控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種真空變壓吸附式制氧機(jī)及其控制方法，以解決上述背景技術(shù)中提出溫可能會導(dǎo)致某些吸附劑材料發(fā)生收縮，進(jìn)而改變其孔結(jié)構(gòu)，影響氣體分子的擴(kuò)散和吸附效率，從而導(dǎo)致氧氣的產(chǎn)量和純度不穩(wěn)定的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種真空變壓吸附式制氧機(jī)及其控制方法，包括空氣壓縮機(jī)、粉塵過濾器和空氣緩沖罐，所述空氣壓縮機(jī)一側(cè)通過管道一端固定連接有粉塵過濾器，所述粉塵過濾器一側(cè)通過管道一端固定連接有空氣緩沖罐，所述空氣緩沖罐一側(cè)通過管道一端固定連接有吸附塔，所述吸附塔一側(cè)通過管道一端固定連接有氧氣緩沖罐，所述氧氣緩沖罐一側(cè)通過管道一端固定連接有增壓充瓶裝置；所述吸附塔包括罐體，所述罐體一側(cè)固定連接有固定組件，所述固定組件一側(cè)固定連接有轉(zhuǎn)換管，所述轉(zhuǎn)換管包括管嘴，所述管嘴內(nèi)側(cè)固定連接有限位環(huán)，所述管嘴下端固定連接有安裝環(huán)，所述管嘴外側(cè)固定連接有渦流倉，所述安裝環(huán)內(nèi)側(cè)安裝有分離孔板，所述分離孔板一側(cè)固定連接有冷管，所述冷管一端固定連接有噴嘴；所述渦流倉一側(cè)固定連接有熱管，所述熱管包括空管，所述空管內(nèi)側(cè)固定連接有熱管主體，所述熱管主體一端固定連接有消音管；所述轉(zhuǎn)換管上端固定連接有安裝組件，所述安裝組件包括連接件，所述連接件上端轉(zhuǎn)動連接有轉(zhuǎn)動件，所述轉(zhuǎn)動件內(nèi)側(cè)固定連接有密封件，所述轉(zhuǎn)動件內(nèi)側(cè)螺旋連接有連接管。

4、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述空氣緩沖罐一側(cè)與連接管一端固定連接，所述連接管一端設(shè)置有螺紋，所述轉(zhuǎn)動件內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺紋，所述連接管一端與密封件緊貼，所述連接管一端的直徑與轉(zhuǎn)動件的內(nèi)徑相等。

5、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述密封件設(shè)置在轉(zhuǎn)動件內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺紋的一端，所述密封件豎截面的形狀為環(huán)形，所述密封件、連接件與轉(zhuǎn)動件的中心點(diǎn)位于同一垂直線，所述連接件底部于管嘴上端固定連接。

6、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述限位環(huán)設(shè)置在管嘴靠近上端的位置，所述限位環(huán)與安裝環(huán)的中心點(diǎn)位于同一垂直線，所述限位環(huán)與安裝環(huán)之間所成夾角為90°，所述管嘴垂直于冷管。

7、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述管嘴設(shè)置在渦流倉上端的三分之一位置，所述管嘴垂直于渦流倉上端，所述渦流倉內(nèi)側(cè)設(shè)置有空心圓柱狀。

8、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述分離孔板外側(cè)設(shè)置有螺紋管道，所述分離孔板外側(cè)安裝在安裝環(huán)內(nèi)側(cè)，所述分離孔板與冷管之間所成夾角為90°，所述分離孔板和安裝環(huán)均安裝在渦流倉內(nèi)側(cè)。

9、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述噴嘴直徑小的一端設(shè)置在冷管一端，所述噴嘴為空心的設(shè)置，所述噴嘴橫截面設(shè)置的形狀為梯形，所述噴嘴與冷管的中心點(diǎn)位于同一水平線。

10、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述熱管和冷管均設(shè)置在渦流倉兩側(cè)，所述熱管和冷管的中心點(diǎn)位于同一水平線，所述熱管和冷管之間相互平行。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述熱管主體設(shè)置有兩個，所述熱管主體呈對稱設(shè)置在空管兩端，所述消音管設(shè)置在熱管主體之間，所述空管、熱管主體和消音管的中心點(diǎn)位于同一水平線。

12、一種真空變壓吸附式制氧機(jī)的控制方法，

13、s1：寒冷天氣時，空氣經(jīng)過空氣壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入空氣緩沖罐進(jìn)行緩沖，經(jīng)氣液分離器后進(jìn)入冷凍式干燥機(jī)，通過冷熱交換去除水分，之后經(jīng)精密過濾器出油后進(jìn)入吸附式干燥機(jī)，通過psa吸附工藝出去微量水分，之后經(jīng)粉塵過濾器過濾后再次進(jìn)入空氣緩沖罐；

14、s2：空氣緩沖罐內(nèi)部的壓縮空氣將會通過連接管，注入管嘴內(nèi)側(cè)，氣體就會經(jīng)過管嘴內(nèi)部設(shè)置的限位環(huán)時膨脹并對外部做正功吸熱，之后一極高的速度沿切線進(jìn)入渦流倉，并進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入熱管內(nèi)部，并與熱管的管壁高速摩擦導(dǎo)致溫度升高，從而能夠有效的增加空氣的溫度，部分氣體將會在熱管一端排出，從而進(jìn)入吸附塔底部，從而有效的保證吸附塔內(nèi)部的吸附劑更加穩(wěn)定；

15、s3：剩余的氣體測試以較低的速度通過進(jìn)入熱管的旋轉(zhuǎn)氣流中心處折回，在經(jīng)過管嘴區(qū)域時，會因入口處壓縮空氣的膨脹發(fā)生熱交換，從而通過噴嘴向外排出；

16、s4：以保證吸附壓力快速補(bǔ)充，潔凈恒溫的壓縮空氣從吸附塔底部通過擴(kuò)散系統(tǒng)進(jìn)入吸附床層，恒溫的空氣能夠保證吸附劑與氣體分子之間的吸附平衡，從而保證吸附塔內(nèi)部的吸附劑的吸附效率穩(wěn)定；

17、s5：氧氣通過擴(kuò)散器從吸附塔頂部排出，進(jìn)入氧氣緩沖罐，經(jīng)過濾、調(diào)壓、流量控制后進(jìn)入增壓充瓶裝置6，氧氣增壓到150千克壓力后，通過充裝排充入氧氣瓶。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、1、本發(fā)明中，通過設(shè)置的渦流倉、熱管和冷管，寒冷的壓縮空氣極高的速度沿切線進(jìn)入渦流倉，并進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，然后進(jìn)入熱管，沿管壁高速摩擦導(dǎo)致溫度升高，部分氣體將會在熱管一端排出，保證恒溫的空氣經(jīng)過吸附塔內(nèi)部的吸附劑，從而能夠有效的保證氧氣的產(chǎn)量和純度更加穩(wěn)定；

20、2、本發(fā)明中，通過設(shè)置的限位環(huán)能夠?qū)嚎s氣體經(jīng)過時膨脹，從而進(jìn)行正功吸熱，根據(jù)能量守恒，從而實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)；

21、3、本發(fā)明中，通過空心設(shè)計(jì)減少了噴嘴內(nèi)部的死角，從而降低了因固體顆粒沉積而造成的堵塞風(fēng)險，一定情況下，空心噴嘴因?yàn)闇p少了材料使用而具有成本效益；

22、4、本發(fā)明中，通過設(shè)置的消音管在高壓的應(yīng)用中，可以減少因壓力釋放而產(chǎn)生的噪音，提高操作的安全性，在工業(yè)應(yīng)用中，噪音控制是重要的環(huán)保要求之一。

技術(shù)特征：

1.一種真空變壓吸附式制氧機(jī)，包括空氣壓縮機(jī)（1）、粉塵過濾器（2）和空氣緩沖罐（4），其特征在于：所述空氣壓縮機(jī)（1）一側(cè)通過管道一端固定連接有粉塵過濾器（2），所述粉塵過濾器（2）一側(cè)通過管道一端固定連接有空氣緩沖罐（4），所述空氣緩沖罐（4）一側(cè)通過管道一端固定連接有吸附塔（3），所述吸附塔（3）一側(cè)通過管道一端固定連接有氧氣緩沖罐（5），所述氧氣緩沖罐（5）一側(cè)通過管道一端固定連接有增壓充瓶裝置（6）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附式制氧機(jī)，其特征在于：所述空氣緩沖罐（4）一側(cè)與連接管（35）一端固定連接，所述連接管（35）一端設(shè)置有螺紋，所述轉(zhuǎn)動件（342）內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺紋，所述連接管（35）一端與密封件（343）緊貼，所述連接管（35）一端的直徑與轉(zhuǎn)動件（342）的內(nèi)徑相等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附式制氧機(jī)，其特征在于：所述密封件（343）設(shè)置在轉(zhuǎn)動件（342）內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺紋的一端，所述密封件（343）豎截面的形狀為環(huán)形，所述密封件（343）、連接件（341）與轉(zhuǎn)動件（342）的中心點(diǎn)位于同一垂直線，所述連接件（341）底部于管嘴（331）上端固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附式制氧機(jī)，其特征在于：所述限位環(huán)（332）設(shè)置在管嘴（331）靠近上端的位置，所述限位環(huán)（332）與安裝環(huán)（333）的中心點(diǎn)位于同一垂直線，所述限位環(huán)（332）與安裝環(huán)（333）之間所成夾角為90°，所述管嘴（331）垂直于冷管（335）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附式制氧機(jī)，其特征在于：所述管嘴（331）設(shè)置在渦流倉（334）上端的三分之一位置，所述管嘴（331）垂直于渦流倉（334）上端，所述渦流倉（334）內(nèi)側(cè)設(shè)置有空心圓柱狀。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附式制氧機(jī)，其特征在于：所述分離孔板（337）外側(cè)設(shè)置有螺紋管道，所述分離孔板（337）外側(cè)安裝在安裝環(huán)（333）內(nèi)側(cè)，所述分離孔板（337）與冷管（335）之間所成夾角為90°，所述分離孔板（337）和安裝環(huán)（333）均安裝在渦流倉（334）內(nèi)側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附式制氧機(jī)，其特征在于：所述噴嘴（336）直徑小的一端設(shè)置在冷管（335）一端，所述噴嘴（336）為空心的設(shè)置，所述噴嘴（336）橫截面設(shè)置的形狀為梯形，所述噴嘴（336）與冷管（335）的中心點(diǎn)位于同一水平線。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附式制氧機(jī)，其特征在于：所述熱管（338）和冷管（335）均設(shè)置在渦流倉（334）兩側(cè)，所述熱管（338）和冷管（335）的中心點(diǎn)位于同一水平線，所述熱管（338）和冷管（335）之間相互平行。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附式制氧機(jī)，其特征在于：所述熱管主體（3382）設(shè)置有兩個，所述熱管主體（3382）呈對稱設(shè)置在空管（3381）兩端，所述消音管（3383）設(shè)置在熱管主體（3382）之間，所述空管（3381）、熱管主體（3382）和消音管（3383）的中心點(diǎn)位于同一水平線。

10.基于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種真空變壓吸附式制氧機(jī)的控制方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及制氧機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其為一種真空變壓吸附式制氧機(jī)及其控制方法，包括空氣壓縮機(jī)、粉塵過濾器和空氣緩沖罐，空氣壓縮機(jī)一側(cè)通過管道一端固定連接有粉塵過濾器，粉塵過濾器一側(cè)通過管道一端固定連接有空氣緩沖罐，空氣緩沖罐一側(cè)通過管道一端固定連接有吸附塔，吸附塔一側(cè)通過管道一端固定連接有氧氣緩沖罐，氧氣緩沖罐一側(cè)通過管道一端固定連接有增壓充瓶裝置；吸附塔包括罐體，罐體一側(cè)固定連接有固定組件，固定組件一側(cè)固定連接有轉(zhuǎn)換管，轉(zhuǎn)換管包括管嘴，本發(fā)明中，通過設(shè)置的渦流倉和熱管，寒冷的壓縮空氣沿管壁高速摩擦導(dǎo)致溫度升高，保證恒溫的空氣經(jīng)過吸附塔內(nèi)部的吸附劑，從而能夠有效的保證氧氣的產(chǎn)量和純度更加穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：張哲維,楊渭明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇瑞頤合順醫(yī)療設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9