一种变压吸附制氧设备制造技术

本发明专利技术提供一种变压吸附制氧设备，包括控制系统以及依次相连的净化机构、变压吸附装置以及储气装置，控制系统用于控制制氧设备运作，净化机构用于吸附空气中的水分，变压吸附装置用于吸附氮气，储气装置用于储存制备后的氧气，净化机构包括第二缓冲罐、冷却室以及增温室，第二缓冲罐与冷却室之间连接有气流控制阀和温湿度检测装置，温湿度检测装置用于检测第二缓冲罐输出的气体的温度和湿度，冷却室内设置有预冷组件和冷凝组件，本发明专利技术能够实现在净化过程中根据输入气体的温度、湿度和流量信息匹配相应的冷凝调控策略，以解决现有的变压吸附制氧设备能源利用率低，除湿效果不够好的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种变压吸附制氧设备
本专利技术涉及一种变压吸附制氧设备，属于制氧设备

技术介绍
变压吸附法(简称PSA)是一种新的气体分离技术，是以空气为原料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来，现有的技术中，在变压吸附的制氧设备中通常会在净化系统中添加制冷设备对空气中的水分进行冷凝拦截，但是现有的制冷设备通常采用冷凝器进行直接冷凝降温，这种方式对于能耗的损耗很大，需要一步将空气进行降温，同时不能根据输送过来的气体的温度和输入的流量进行匹配降温，导致很多时候的冷凝效果不好或者降温过度导致能源浪费，同时没有对气体降温后进行增温处理，导致气体整体的温度较低容易在传输的管道或设备外结露对设备造成损坏。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种变压吸附制氧设备，能够实现在净化过程中根据输入气体的温度、湿度和流量信息匹配相应的冷凝调控策略，以解决现有的变压吸附制氧设备能源利用率低，除湿效果不够好的问题。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种变压吸附制氧设备，包括控制系统以及依次相连的净化机构、变压吸附装置以及储气装置，所述控制系统用于控制制氧设备运作，所述净化机构用于吸附空气中的水分，所述变压吸附装置用于吸附氮气，所述储气装置用于储存制备后的氧气；所述净化机构包括第二缓冲罐、冷却室以及增温室，所述第二缓冲罐与冷却室之间连接有气流控制阀和温湿度检测装置，所述温湿度检测装置用于检测第二缓冲罐输出的气体的温度和湿度，所述冷却室内设置有预冷组件和冷凝组件；所述预冷组件包括循环水冷却装置以及冷却水供应器，所述循环冷却装置包括冷却箱以及设置在冷却箱内部的循环管，所述循环管和冷却水供应器之间连接有水流控制阀，所述冷凝组件包括冷凝箱、冷凝管以及冷凝器，所述冷凝管与冷凝器相连，所述冷却箱的输入端与第二缓冲罐的输出端相连接，所述冷却箱的输出端与冷凝箱的输入端相连接；所述增温室包括设置在增温室内的螺旋加热管，所述增温室与冷凝箱的连接处设置有第二温度检测器；所述控制系统包括控制器，所述控制器分别与温湿度检测装置、第二温度检测器、气流控制阀、水流控制阀、螺旋加热管以及冷凝器电连接，所述控制器内设置有信息处理单元，所述信息处理单元根据接收温湿度检测装置检测的第二缓冲罐输出的气体的温度和湿度生成第一温度值和湿度值，所述信息处理单元根据接收第二温度传感器检测到的温度生成第二温度值，所述信息处理单元根据接收气流控制阀的流量信息生成第一流量值；所述控制器内还配置有调控策略，所述调控策略配置有第一算法、第二算法以及第三算法，所述第一算法根据第一温度值和第一流量值计算得到第二流量值，所述第二算法根据湿度值和第一流量值计算得到第三温度值，所述第三算法根据第二温度值和第一流量值计算得到第四温度值，所述调控策略包括根据第二流量值控制冷却水供应器通过水流控制阀输出对应的水流量，根据第三温度值控制冷凝器调节冷凝管匹配至相应的温度，根据第四温度值控制螺旋加热管匹配至相应的温度。进一步地，所述第一算法设置为B2＝K1A1+K2B1，所述第二算法设置为A3＝K3C+K4B1，所述第三算法设置为A4＝K5A2+K6B1，其中，A1为第一温度值，A2为第二温度值，A3为第三温度值，A4为第四温度值，B1为第一流量值，B2为第二流量值，C为湿度值，K1为第一权重值，K2为第二权重值，K3为第三权重值，K4为第四权重值，K5为第五权重值，K6为第六权重值。进一步地，所述冷凝器设置有散热口，所述散热口连接有伸入增温室内部的的蛇形管，所述增温室内部设置有与控制器电连接的第三温度检测器，所述第三温度检测器用于检测增温室内的温度。进一步地，所述信息处理单元根据接收到的第三温度检测器检测到的温度生成第五温度值，所述调控策略还配置有第四算法，所述第四算法根据第二温度值、第五温度值以及第一流量值计算得到第六温度值，所述调控策略还包括根据第六温度值控制螺旋加热管匹配至相应的温度。进一步地，所述第四算法设置为A6＝K7A2+K8B1+K9A5，其中，A5为第五温度值，A6为第六温度值，K7为第七权重值，K8为第八权重值，K9为第九权重值。进一步地，所述温湿度检测装置包括检测箱，所述检测箱的两端分别与气流控制阀和冷却室相连，所述检测箱内部设置有第一温度检测器和湿度检测器。进一步地，所述第二缓冲罐的输入端还连接有空压机。进一步地，所述空压机的输入端还连接有前置过滤器，所述前置过滤器用于过滤控制中的颗粒物杂质。进一步地，所述变压吸附装置包括第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔的输出端与第二吸附塔的输入端相连接，所述第二吸附塔的输出端与储气装置相连接。进一步地，所述第一吸附塔和净化机构之间还连接有第一缓冲罐，所述第一缓冲罐的输入端与净化机构的输出端相连接，所述第一缓冲罐的输出端与第一吸附塔的输入端相连接。本专利技术的有益效果：本专利技术通过温湿度检测装置能够检测到输入冷却室的气体的温度和湿度，通过气流控制阀能够检测到气体的流量，根据检测到的数据进行处理并匹配调控策略，能够控制冷却水控制器输出对应流量的冷却水，且冷凝器能够调控冷凝管到合适的温度，能够有效进行除湿同时也能够提高能源利用的合理性；本专利技术通过在冷凝组件前端加入预冷组件，该设计能够通过冷却水对空气进行预冷处理，降低冷凝器的能源损耗，提高环保性能；本专利技术通过将冷凝器的散热口连接伸入增温室内的蛇形管，该设计能够将冷凝器产生的废热用于增温，提高了能源的重复利用率，并且调控策略根据增温室内的温度调控螺旋加热管匹配相应的温度，避免了重复增温，提高了能源利用率。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的连接结构示意图；图2为净化机构内部的结构示意图。图中：1、变压吸附装置；11、第一吸附塔；12、第二吸附塔；2、控制系统；3、净化机构；31、第二缓冲罐；32、冷却室；321、冷却水供应器；322、冷却箱；323、循环管；324、冷凝箱；325、冷凝管；326、第二温度检测器；327、冷凝器；33、增温室；331、螺旋加热管；332、蛇形管；34、气流控制阀；35、检测箱；36、第一温度检测器；37、湿度检测器；4、第一缓冲罐；5、储气装置；6、空压机；7、前置过滤器。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。请参阅图1，图1为本专利技术的连接结构示意图。一种变压吸附制氧设备，包括控制系统2以及依次相连的净化机构3、变压吸附装置1以及储气装置5，控制系统2用于控制制氧设备运作，净化机构3用于吸附空气中的水分，变压吸附装置1用于吸附氮气，储气装置5用于储存制备后的氧气，空气通过净化机构3进行除湿净化后进入变压吸附装置1内进行氮氧分离，制备后的氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压吸附制氧设备，包括控制系统(2)以及依次相连的净化机构(3)、变压吸附装置(1)以及储气装置(5)，其特征在于，所述控制系统(2)用于控制制氧设备运作，所述净化机构(3)用于吸附空气中的水分，所述变压吸附装置(1)用于吸附氮气，所述储气装置(5)用于储存制备后的氧气；/n所述净化机构(3)包括第二缓冲罐(31)、冷却室(32)以及增温室(33)，所述第二缓冲罐(31)与冷却室(32)之间连接有气流控制阀(34)和温湿度检测装置，所述温湿度检测装置用于检测第二缓冲罐(31)输出的气体的温度和湿度，所述冷却室(32)内设置有预冷组件和冷凝组件；/n所述预冷组件包括循环水冷却装置以及冷却水供应器(321)，所述循环冷却装置包括冷却箱(322)以及设置在冷却箱(322)内部的循环管(323)，所述循环管(323)和冷却水供应器(321)之间连接有水流控制阀，所述冷凝组件包括冷凝箱(324)、冷凝管(325)以及冷凝器(327)，所述冷凝管(325)与冷凝器(327)相连，所述冷却箱(322)的输入端与第二缓冲罐(31)的输出端相连接，所述冷却箱(322)的输出端与冷凝箱(324)的输入端相连接；/n所述增温室(33)包括设置在增温室(33)内的螺旋加热管(331)，所述增温室(33)与冷凝箱(324)的连接处设置有第二温度检测器(326)；/n所述控制系统(2)包括控制器，所述控制器分别与温湿度检测装置、第二温度检测器(326)、气流控制阀(34)、水流控制阀、螺旋加热管(331)以及冷凝器(327)电连接，所述控制器内设置有信息处理单元，所述信息处理单元根据接收温湿度检测装置检测的第二缓冲罐(31)输出的气体的温度和湿度生成第一温度值和湿度值，所述信息处理单元根据接收第二温度传感器检测到的温度生成第二温度值，所述信息处理单元根据接收气流控制阀(34)的流量信息生成第一流量值；/n所述控制器内还配置有调控策略，所述调控策略配置有第一算法、第二算法以及第三算法，所述第一算法根据第一温度值和第一流量值计算得到第二流量值，所述第二算法根据湿度值和第一流量值计算得到第三温度值，所述第三算法根据第二温度值和第一流量值计算得到第四温度值，所述调控策略包括根据第二流量值控制冷却水供应器(321)通过水流控制阀输出对应的水流量，根据第三温度值控制冷凝器(327)调节冷凝管(325)匹配至相应的温度，根据第四温度值控制螺旋加热管(331)匹配至相应的温度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种变压吸附制氧设备，包括控制系统(2)以及依次相连的净化机构(3)、变压吸附装置(1)以及储气装置(5)，其特征在于，所述控制系统(2)用于控制制氧设备运作，所述净化机构(3)用于吸附空气中的水分，所述变压吸附装置(1)用于吸附氮气，所述储气装置(5)用于储存制备后的氧气；
所述净化机构(3)包括第二缓冲罐(31)、冷却室(32)以及增温室(33)，所述第二缓冲罐(31)与冷却室(32)之间连接有气流控制阀(34)和温湿度检测装置，所述温湿度检测装置用于检测第二缓冲罐(31)输出的气体的温度和湿度，所述冷却室(32)内设置有预冷组件和冷凝组件；
所述预冷组件包括循环水冷却装置以及冷却水供应器(321)，所述循环冷却装置包括冷却箱(322)以及设置在冷却箱(322)内部的循环管(323)，所述循环管(323)和冷却水供应器(321)之间连接有水流控制阀，所述冷凝组件包括冷凝箱(324)、冷凝管(325)以及冷凝器(327)，所述冷凝管(325)与冷凝器(327)相连，所述冷却箱(322)的输入端与第二缓冲罐(31)的输出端相连接，所述冷却箱(322)的输出端与冷凝箱(324)的输入端相连接；
所述增温室(33)包括设置在增温室(33)内的螺旋加热管(331)，所述增温室(33)与冷凝箱(324)的连接处设置有第二温度检测器(326)；
所述控制系统(2)包括控制器，所述控制器分别与温湿度检测装置、第二温度检测器(326)、气流控制阀(34)、水流控制阀、螺旋加热管(331)以及冷凝器(327)电连接，所述控制器内设置有信息处理单元，所述信息处理单元根据接收温湿度检测装置检测的第二缓冲罐(31)输出的气体的温度和湿度生成第一温度值和湿度值，所述信息处理单元根据接收第二温度传感器检测到的温度生成第二温度值，所述信息处理单元根据接收气流控制阀(34)的流量信息生成第一流量值；
所述控制器内还配置有调控策略，所述调控策略配置有第一算法、第二算法以及第三算法，所述第一算法根据第一温度值和第一流量值计算得到第二流量值，所述第二算法根据湿度值和第一流量值计算得到第三温度值，所述第三算法根据第二温度值和第一流量值计算得到第四温度值，所述调控策略包括根据第二流量值控制冷却水供应器(321)通过水流控制阀输出对应的水流量，根据第三温度值控制冷凝器(327)调节冷凝管(325)匹配至相应的温度，根据第四温度值控制螺旋加热管(331)匹配至相应的温度。


2.根据权利要求1所述的一种变压吸附制氧设备，其特征在于，所述第一算法设置为B2＝K1A1+K2B1，所述第二算法设置为A3＝K3C...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙龙，张淯华，
申请(专利权)人：杭州汉德空分设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33