一种用于空气吸附分离的非等温颗粒床模型制造技术

本发明专利技术涉及一种用于空气吸附分离的非等温颗粒床模型，包括吸附箱、颗粒床、氮气收集罐、氧气收集罐、气泵、单向减压阀、气缸、过滤罐、气体吸附颗粒、密封圈。本发明专利技术将颗粒床与气缸连接，在气缸带动下在密闭的吸附箱中运动，使颗粒床的不同区域的颗粒交替的与气体接触进行吸附，未接触气体的吸附颗粒进行减压从而释放已吸附气体，以此循环，从而实现对气体的吸附分离及吸附颗粒持续循环利用，保证了设备持续运作，而设备的结构简单，用到的设备少，便于安装和控制，价格低廉而不影响其分离获取较高浓度的气体效果，同时对于分离出来的氮气、氧气均能收集，从而用一个设备分离得到高纯度的氮气、氧气。

【技术实现步骤摘要】
一种用于空气吸附分离的非等温颗粒床模型
本专利技术气体分离领域，具体为一种用于空气吸附分离的非等温颗粒床模型。
技术介绍
对于多组分气体的吸附分离目前的方法有很多，用到的吸附剂或吸附质种类也较多，根据现有的技术方法及吸附物质如何更合理设计设备，使空气分离设备的结构简单、便于操控、成本较低又不失设备的工作效率和分离出的气体的纯度，是气体分离领域一直思考和追求的。现有设备中主要以多管路布设多阀门分别控制的方法来实现对两个分离器的控制，而此类设备管路多、设备多，因此造成设备安装及控制难度提升，同时对分离后的气体只收集了氧气或氮气，而没有对两种气体都作收集，设备的功能较为单一。所用到的吸附剂多为分子筛，其可以重复使用，使用成本较低。
技术实现思路
鉴于现有技术中所存在的问题，本专利技术公开了一种用于空气吸附分离的非等温颗粒床模型，包括吸附箱、位于所述吸附箱上部两端的的氮气收集罐Ⅰ、氮气收集罐Ⅱ、中间的氧气收集罐，位于所述吸附箱内部的颗粒床，所述吸附箱内部空腔为吸附腔，所述吸附腔的腔体上壁、下壁上布设有密封圈，前后左右四壁各布设有两条密封垫，所述密封圈、密封垫与颗粒床边框紧密配合，所述吸附箱右端开有连杆孔，所述颗粒床一端连接有驱动杆，所述驱动杆穿过所述连杆孔与气缸连接，所述连杆孔中安装有两条O型密封圈，与所述驱动杆紧密配合，所述颗粒床分为左右两个相同大小的气体吸附颗粒区域，由上透气隔板和下透气隔板封闭，中间放置气体吸附颗粒，所述吸附箱下部连接进气管、过滤罐，所述过滤罐内部放置有活性氧化铝过滤颗粒。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述氮气收集罐Ⅰ内部由隔板Ⅰ分割为位于上部的储气腔Ⅰ、位于下部的缓存腔Ⅰ,所述氮气收集罐顶部设有出气口Ⅰ，外侧与所述隔板Ⅰ对应高度位置安装有气泵Ⅰ，所述氮气收集罐Ⅱ与所述氮气收集罐Ⅰ结构相同，其特征在于包括出气口Ⅱ、储气腔Ⅱ、隔板Ⅱ、缓存腔Ⅱ、气泵Ⅱ，所述气泵Ⅰ、气泵Ⅱ的吸气口分别与所述缓存腔Ⅰ、缓存腔Ⅱ连通，出气口分别与所述储气腔Ⅰ、储气腔Ⅱ连通。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述氧气收集罐内部由隔板Ⅲ分割为位于上部的储气腔Ⅲ、位于下部的缓存腔Ⅲ,顶部设有出气口Ⅲ，外侧与所述隔板Ⅲ对应高度位置安装有单向减压阀，所述单向减压阀的进气口与所述缓存腔Ⅲ连通，出气口与所述储气腔Ⅲ连通。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述吸附箱、氮气收集罐Ⅰ、氧气收集罐、氮气收集罐Ⅱ、过滤罐、颗粒床及各管路均为不锈钢材质。本专利技术的工作原理：压缩空气通过进气管通入设备，先经过过滤罐使空气中的二氧化碳、水分及少量其他气体组分被活性氧化铝过滤颗粒吸附，过滤后得到的氧气和氮气气体组分则进入吸附箱中，当颗粒床的左边区域与进气口相对应时，气体进入颗粒床的左侧区域，而此时颗粒床的左侧区域与氧气收集罐的缓存腔Ⅲ连通，由布设在周边及上下壁上的密封圈、密封垫起到密封作用形成密闭空间，气体在其中聚集压力升高，达到一定压力后，氮气被颗粒床中的气体吸附颗粒吸附，而氧气将聚集在缓存腔Ⅲ中，当压力高出单向减压阀设定的压力后缓存腔Ⅲ中的氧气通过单向减压阀进入上部的储气腔Ⅲ中，在此工作状态下时，颗粒床的右侧区域与氮气收集罐Ⅱ中的缓存腔Ⅱ连通，由布设在周边及上下壁上的密封圈、密封垫起到密封作用形成密闭空间，气泵Ⅱ工作，对缓存腔Ⅱ进行抽气使其中压力降低气体吸附颗粒中吸附的氮气析出，从而被吸入储气腔Ⅱ中。在一定的时间后进气口短暂断气，而气缸工作，将颗粒床推向左侧，此时颗粒床的左侧区域与氮气收集罐Ⅰ中的缓存腔Ⅰ连通，右侧区域与氧气收集罐中的缓存腔Ⅲ连通，进气口继续供气，从而在短暂时间内即可完成对吸附饱和的气体吸附颗粒和已经恢复吸附能力的气体吸附颗粒的替换，使吸附饱和的气体吸附颗粒在相应位置降压排出氮气，而恢复吸附能力的气体吸附颗粒到氧气收集罐对应位置重新开始吸附氮气，同样的，在一定时间后气缸再次运动将颗粒床拉回到上一个位置状态，以此周期性工作。其中气泵Ⅰ、气泵Ⅱ是将缓存腔Ⅰ、缓存腔Ⅱ中的氮气抽进储气腔Ⅰ、储气腔Ⅱ中，单向减压阀功能为控制缓存腔Ⅲ中的压力，在达到一定压力后自动排气，将氧气排入储气腔Ⅲ中。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术将颗粒床与气缸连接，在气缸带动下在密闭的吸附箱中运动，使颗粒床的不同区域的颗粒交替的与气体接触进行吸附，未接触气体的气体吸附颗粒进行减压从而释放已吸附气体，以此循环，从而实现对气体的吸附分离及吸附颗粒持续循环利用，保证了设备持续运作，而设备的结构简单，用到的设备少，便于安装和控制，价格低廉而不影响其分离获取较高浓度的气体效果，同时对于分离出来的氮气、氧气均能收集，从而用一个设备分离得到高纯度的氮气、氧气。附图说明图1为本专利技术正面结构示意图；图2为本专利技术内部结构示意图；图3为本专利技术颗粒床正面结构示意图；图4为本专利技术颗粒床内部机构示意图；图5为本专利技术吸附箱内部结构示意图。图中：1-吸附箱、2-氮气收集罐Ⅰ、201-出气口Ⅰ、202-储气腔Ⅰ、203-隔板Ⅰ、204-缓存腔Ⅰ、3-氧气收集罐、301-出气口Ⅲ、302-储气腔Ⅲ、303-隔板Ⅲ、304-缓存腔Ⅲ、4-氮气收集罐Ⅱ、401-出气口Ⅱ、402-储气腔Ⅱ、403-隔板Ⅱ、404-缓存腔Ⅱ、5-气泵Ⅱ、6-单向减压阀、7-气泵Ⅰ、8-气缸、9-进气管、10-过滤罐、11-活性氧化铝过滤颗粒、12-颗粒床、121-上透气隔板、122-下透气隔板、123-上透气隔板、13-驱动杆、14-连杆孔、15-吸附腔、16-密封垫、17-密封圈、18-O型密封圈。具体实施方式实施例1如图1、图2、图3、图4、图5所示，本专利技术所述的一种用于空气吸附分离的非等温颗粒床模型，包括包括吸附箱1、位于所述吸附箱1上部两端的的氮气收集罐Ⅰ2、氮气收集罐Ⅱ4、中间的氧气收集罐3，位于所述吸附箱1内部的颗粒床12，所述吸附箱1内部空腔为吸附腔15，所述吸附腔15的腔体上壁、下壁上布设有密封圈17，前后左右四壁各布设有两条密封垫16，所述密封圈17、密封垫16与颗粒床12边框紧密配合，所述吸附箱1右端开有连杆孔14，所述颗粒床12一端连接有驱动杆13，所述驱动杆13穿过所述连杆孔14与气缸8连接，所述连杆孔14中安装有两条O型密封圈18，与所述驱动杆13紧密配合，所述颗粒床12分为左右两个相同大小的气体吸附颗粒区域，由上透气隔板121和下透气隔板122封闭，中间放置气体吸附颗粒123，所述吸附箱1下部连接进气管9、过滤罐10，所述过滤罐10内部放置有活性氧化铝过滤颗粒11。所述氮气收集罐Ⅰ2内部由隔板Ⅰ203分割为位于上部的储气腔Ⅰ202、位于下部的缓存腔Ⅰ204,所述氮气收集罐2顶部设有出气口Ⅰ201，外侧与所述隔板Ⅰ203对应高度位置安装有气泵Ⅰ7，所述氮气收集罐Ⅱ4与所述氮气收集罐Ⅰ2结构相同，其特征在于包括出气口Ⅱ401、储气腔Ⅱ402、隔板Ⅱ403、缓存腔Ⅱ404、气泵Ⅱ5，所述气泵Ⅰ7、气泵Ⅱ5的吸气口分别与所述缓存腔Ⅰ204、缓存腔Ⅱ404连通，出气口分别与所述储气腔Ⅰ202、储气腔Ⅱ402连通；所述氧气收集罐3内部由隔板Ⅲ303分割为位于上部的储气腔Ⅲ302、位于下部的缓存腔Ⅲ304,顶部设有出气口Ⅲ301，外侧与所述隔板Ⅲ303对应高度位置安装有单向减压阀6，所述单向减压阀6的进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于空气吸附分离的非等温颗粒床模型，包括吸附箱(1)、位于所述吸附箱(1)上部两端的的氮气收集罐Ⅰ(2)、氮气收集罐Ⅱ(4)、中间的氧气收集罐(3)，位于所述吸附箱(1)内部的颗粒床(12)，所述吸附箱(1)内部空腔为吸附腔(15)，所述吸附腔(15)的腔体上壁、下壁上布设有密封圈(17)，前后左右四壁各布设有两条密封垫(16)，所述密封圈(17)、密封垫(16)与颗粒床(12)边框紧密配合，所述吸附箱(1)右端开有连杆孔(14)，所述颗粒床(12)一端连接有驱动杆(13)，所述驱动杆(13)穿过所述连杆孔(14)与气缸(8)连接，所述连杆孔(14)中安装有两条O型密封圈(18)，与所述驱动杆(13)紧密配合，所述颗粒床(12)分为左右两个相同大小的气体吸附颗粒区域，由上透气隔板(121)和下透气隔板(122)封闭，中间放置气体吸附颗粒(123)，所述吸附箱(1)下部连接进气管(9)、过滤罐(10)，所述过滤罐(10)内部放置有活性氧化铝过滤颗粒(11)。

【技术特征摘要】
1.一种用于空气吸附分离的非等温颗粒床模型，包括吸附箱(1)、位于所述吸附箱(1)上部两端的的氮气收集罐Ⅰ(2)、氮气收集罐Ⅱ(4)、中间的氧气收集罐(3)，位于所述吸附箱(1)内部的颗粒床(12)，所述吸附箱(1)内部空腔为吸附腔(15)，所述吸附腔(15)的腔体上壁、下壁上布设有密封圈(17)，前后左右四壁各布设有两条密封垫(16)，所述密封圈(17)、密封垫(16)与颗粒床(12)边框紧密配合，所述吸附箱(1)右端开有连杆孔(14)，所述颗粒床(12)一端连接有驱动杆(13)，所述驱动杆(13)穿过所述连杆孔(14)与气缸(8)连接，所述连杆孔(14)中安装有两条O型密封圈(18)，与所述驱动杆(13)紧密配合，所述颗粒床(12)分为左右两个相同大小的气体吸附颗粒区域，由上透气隔板(121)和下透气隔板(122)封闭，中间放置气体吸附颗粒(123)，所述吸附箱(1)下部连接进气管(9)、过滤罐(10)，所述过滤罐(10)内部放置有活性氧化铝过滤颗粒(11)。2.根据权利要求1所述的一种用于空气吸附分离的非等温颗粒床模型，其特征在于：所述氮气收集罐Ⅰ(2)内部由隔板Ⅰ(203)分割为位于上部的储气腔Ⅰ(202...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦林，荆一峰，林伟，
申请(专利权)人：威海威高海盛医用设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37