模块化节能变压吸附制氧设备制造技术

本发明专利技术公开了模块化节能变压吸附制氧设备，涉及制氧设备技术领域，具体公开了对当前吸附制氧过程中气流流向系统进行了优化，主要体现在对氮气和氧气的气压控制上，以及对吸附塔内部增设了导向结构两方向，利用沸石分子筛在到达最大吸附饱和度以及未到达最大吸附饱和度两个情况下的压力变化，来实时掌握沸石分子筛的运行状态，并结合压力变化来控制外部的空压机的运转状态，而气流在导向结构的作用下，按照限定好的轨迹流动，使气流充分接触到沸石分子筛，保证气流中的氮气以沸石分子筛的最大饱和度被吸附在沸石分子筛中。最大饱和度被吸附在沸石分子筛中。最大饱和度被吸附在沸石分子筛中。

【技术实现步骤摘要】
模块化节能变压吸附制氧设备


[0001]本专利技术涉及制氧设备
，具体涉及模块化节能变压吸附制氧设备。

技术介绍

[0002]变压吸附制氧的原理是以沸石分子筛为吸附剂，利用加压吸附/降压解吸的原理从空气中吸附和释放氮气，从而分离出氧气的自动化设备，参考公开号为CN104340961A的变压吸附制氧设备及方法。
[0003]结合上端内容所述，其原理为氮气难以通过沸石分子筛而被分离出，氧气则透过沸石分子筛排出，进行周期性的进行吸附
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均压降
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解吸
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冲洗
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均压升、解吸
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冲洗
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均压升
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吸附
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均压将等步骤，在此过程中，随着气流压力变化导致气流流速的变化，因此无法准确控制或限制吸附塔内部的气流组织流向和分配，沸石分子筛吸附效率不高，氧气浓度不稳定，那么为了稳定氧气浓度或者提高氧气浓度，往往会通过延长操作周期的方式来提高氧气浓度，而吸附制氧机设备单位时间中的耗电量较大，所以通过延长工作时间来提高氧气制备浓度的方式，耗电量会进一步提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供模块化节能变压吸附制氧设备，用于解决当前吸附制氧过程中难以实时掌握吸附塔内部的气流组织流向和分配问题，导致沸石分子筛对氮气的吸附率不高，也就会造成氧气浓度不稳定的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：包括三个吸附塔、PLC电气柜和空压机，其特征在于，三个所述吸附塔内壁位置上均安装有沸石分子筛，且吸附塔内部设置有导向结构，所述导向结构包括通气柱和支撑环架，所述通气柱的轴线与吸附塔的轴线在竖直方向上重合，所述沸石分子筛的横截面呈圆台状，所述吸附塔内部沿沸石分子筛分隔为氧气仓和氮气仓；所述吸附塔圆周外壁下端安装有环形氧气管，所述环形氧气管与氧气仓内部之间连通，所述通气柱末端安装在支撑环架上，所述支撑环架焊接在吸附塔的内壁位置上，通气柱末端位置上连通有空气进入管，所述空气进入管末端贯穿至吸附塔的外部，所述通气柱由一个限气仓和多个固定套管和活动套管组成，所述固定套管和活动套管位于限气仓的上侧位置上去，且固定套管和活动套管沿竖直方向呈线性等距设置，多个所述活动套管圆周外壁上安装有多个出气嘴，每个所述出气嘴沿通气柱的圆心点呈环形阵列设置；三个所述吸附塔下表面中心点位置上安装有氮气回气管，且吸附塔外部位置上设置有氧气储存罐，所述氧气储存罐与环形氧气管之间连通。
[0006]进一步设置为：所述通气柱内部圆心点位置上沿竖直方向设置有连接导杆，所述连接导杆上沿竖直方向上设置有多个连接环扣，其中位于最下侧位置以及对应每个固定套管的所述连接环扣分别与通气柱和固定套管内壁之间焊接，所述固定套管和活动套管呈相邻交错分布，且固定套管和活动套管之间为转动连接，每个所述活动套管内壁位置上安装
有活动叶轮，所述活动叶轮与连接导杆之间为转动连接。
[0007]进一步设置为：沿竖直方向设置的三个相邻位置上的所述活动套管上的出气嘴设置为一组泄气结构，每组泄气结构中出气嘴的排气方向均指向沸石分子筛的内壁位置，且每组泄气结构中沿竖直方向设置的出气嘴的排气方向分别为向下倾斜、水平和向上弯曲。
[0008]进一步设置为：所述吸附塔内部顶端安装有工作仓，所述工作仓下端安装有返气盘，所述返气盘与位于最上侧的固定套管之间固定连接，且返气盘与最上侧的固定套管之间设置有检测气腔，返气盘的内部中心点位置转动安装有分气叶轮，且返气盘对应氧气仓的下表面位置上开设有多个返气口，所述分气叶轮与返气口之间相匹配。
[0009]进一步设置为：所述吸附塔对应返气盘的外部位置上设置有抽气增压泵，所述抽气增压泵的排气端与返气盘内部之间连通，且抽气增压泵的进气端与氧气储存罐的出气口之间连通。
[0010]进一步设置为：所述工作仓中设置有传感器组件，所述工作仓中设置有传感器组件，所述传感器组件包括压力传感器、温度传感器和信号转换器，所述压力传感器、温度传感器的探测探头分别延伸至检测气腔和氮气仓，所述信号转换器用于接收到压力传感器、温度传感器采集的压力电信号和温度电信号后，并将压力电信号和温度电信号转换为数字信号后发送至PLC电气柜上。
[0011]进一步设置为：所述空压机的排气端上安装有总成进气管，所述总成进气管中设置为四个分支气管，三个所述吸附塔沿从左到右的方向分别设置为一号位、二号位和三号位，其中三个所述分支气管与三个吸附塔上的空气进入管相连通，另外一个所述分支气管与三号位吸附塔上的氮气回气管之间连通；所述一号位吸附塔上的氮气回气管与二号位吸附塔上的空气进入管、二号=号位吸附塔上的氮气回气管与三号位吸附塔上的空气进入管之间连接有回流气管。
[0012]进一步设置为：所述总成进气管与空压机的排气端之间设置有总成截流阀，多个所述分支气管和回流气管上分别设置有第一截流阀和第二截流阀，多个所述氮气回气管上均设置有抽气真空泵，所述抽气增压泵的进气端与氧气储存罐的出气口、氧气储存罐进气口与环形氧气管之间均设置有电磁阀。
[0013]进一步设置为：所述限气仓内部圆心点位置上设置有堵球，所述堵球在连接导杆上沿竖直方向为滑动连接，所述连接导杆位于堵球上侧位置上安装有挡片。
[0014]本专利技术具备下述有益效果：1、在本专利技术运行过程，首先对注入压缩空气来说明，在注入压缩空气时，压缩空气是沿着通气柱沿从下到上的方向向上流动，在压缩空气流动时，可以带动每个活动套管旋转，旋转速度与压缩空气的流速相关联，从而使压缩空气可以沿着环形的方式作用在沸石分子筛上的，避免压缩空气长期作用在沸石分子筛上的定点位置上；2、并且进一步的限制了沸石分子筛的外形，使沸石分子筛呈现圆台状，起到了促进压缩空气在氮气仓中流动的效果，以及还限制了每个活动套管上出气嘴的出气方向，使每个出气嘴呈现向下倾斜、完全水平和向上弯曲相互交错的状态，以此进一步促进空气流动，提高氧气在沸石分子筛上的通过率；3、在实时运行过程中，利用工作仓中的传感器组件来检测气压变化，利用检测气腔与氮气仓内部之间的压力差，来判定沸石分子筛是否到达了最大吸附饱和度，以此为基
础来利用抽真空和反冲洗的方式，将沸石分子筛上的所吸附的氮气吹落；4、最后，结合了每个吸附塔内部的气压变化，实现三个吸附塔内部气体之间相互流动的效果，在满足最大吸附饱和度的前提下，来反向控制空压机的运转频率，以此可以起到节能的作用。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术提出的模块化节能变压吸附制氧设备的结构示意图；图2为本专利技术提出的模块化节能变压吸附制氧设备中多管路系统的结构示意图；图3为本专利技术提出的模块化节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.模块化节能变压吸附制氧设备，包括三个吸附塔（1）、PLC电气柜（4）和空压机（5），其特征在于，三个所述吸附塔（1）内壁位置上均安装有沸石分子筛（13），且吸附塔（1）内部设置有导向结构，所述导向结构包括通气柱（15）和支撑环架（21），所述通气柱（15）的轴线与吸附塔（1）的轴线在竖直方向上重合，所述沸石分子筛（13）的横截面呈圆台状，所述吸附塔（1）内部沿沸石分子筛（13）分隔为氧气仓（19）和氮气仓（20）；所述吸附塔（1）圆周外壁下端安装有环形氧气管（14），所述环形氧气管（14）与氧气仓（19）内部之间连通，所述通气柱（15）末端安装在支撑环架（21）上，所述支撑环架（21）焊接在吸附塔（1）的内壁位置上，通气柱（15）末端位置上连通有空气进入管（16），所述空气进入管（16）末端贯穿至吸附塔（1）的外部，所述通气柱（15）由一个限气仓（25）和多个固定套管（28）和活动套管（30）组成，所述固定套管（28）和活动套管（30）位于限气仓（25）的上侧位置，且固定套管（28）和活动套管（30）沿竖直方向呈线性等距设置，多个所述活动套管（30）圆周外壁上安装有多个出气嘴，每个所述出气嘴沿通气柱（15）的圆心点呈环形阵列设置；三个所述吸附塔（1）下表面中心点位置上安装有氮气回气管（17），且吸附塔（1）外部位置上设置有氧气储存罐（3），所述氧气储存罐（3）与环形氧气管（14）连通。2.根据权利要求1所述的模块化节能变压吸附制氧设备，其特征在于，所述通气柱（15）内部圆心点位置上沿竖直方向设置有连接导杆（31），所述连接导杆（31）上沿竖直方向上设置有多个连接环扣（27），其中位于最下侧位置以及对应每个固定套管（28）的所述连接环扣（27）分别与通气柱（15）和固定套管（28）内壁之间焊接，所述固定套管（28）和活动套管（30）呈相邻交错分布，且固定套管（28）和活动套管（30）之间为转动连接，每个所述活动套管（30）内壁位置上安装有活动叶轮（29），所述活动叶轮（29）与连接导杆（31）之间为转动连接。3.根据权利要求1所述的模块化节能变压吸附制氧设备，其特征在于，沿竖直方向设置的三个相邻位置上的所述活动套管（30）上的出气嘴设置为一组泄气结构，每组泄气结构中出气嘴的排气方向均指向沸石分子筛（13）的内壁位置，且每组泄气结构中沿竖直方向设置的出气嘴的排气方向分别为向下倾斜、水平和向上弯曲。4.根据权利要求1所述的模块化节能变压吸附制氧设备，其特征在于，所述吸附塔（1）内部顶端安装有工作仓（10），所述工作仓（10）下端安装有返气盘（18），所述返气盘（18）与位...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡利军，李丕阳，蔡振男，丁路鹏，
申请(专利权)人：浙江正大空分设备有限公司，
类型：发明
国别省市：