一种分子筛制氧设备的气体控制阀制造技术

一种分子筛制氧设备的气体控制阀，它是将由封头1、封圈3、定阀5、转阀11及转轴6组成的回旋阀36与驱动执行机构38相连而成的，通过对转阀、定阀的巧妙设计，可使得从转阀制得的高浓度氧气，汇总到定阀后导入贮氧罐。本实用新型专利技术可同时操控四个分子筛吸附塔，能够稳定控制设备的制氧纯度，制氧效率高且稳定。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种分子筛制氧设备的气体控制阀，可广泛应用于医疗、潜水、海军及民用等分子筛变压吸附制氧设备中。
技术介绍
分子筛制氧设备是以空气为原料，以沸石分子筛为吸附剂，在常温低压条件下，利用分子筛对空气中的氧气、氮气具有选择吸附的特性，采用变压吸附技术，将空气中的氧、氮气体分离，从而制取氧气。该设备具有投资少、制取氧气价格低廉；在常温低压下运行，操作简单，开机即可出氧，使用极为方便；可根据需要随时制取氧气，适合边远农村或部队在机动的条件下就地制氧、供氧；对城镇医疗单位制氧、供氧，尤其是对大、中型医院进行管道化集中供氧，也是一种十分理想的供氧设备。因此，分子筛制氧设备在各相关行业应用非常广泛。完整的分子筛制氧设备主要由供气系统、制氧系统和供氧系统组成。其中，供气系统主要功能是为分子筛制氧设备提供标准的压缩空气。压缩空气是分子筛制氧设备进行氧气分离的主要原料气，它的质量能直接影响分子筛制氧设备的使用性能及寿命，尤其是压缩空气中的油、水及颗粒粉尘形成的乳浊液一旦进入吸附塔，会对沸石分子筛产生严重的损害，从而导致分子筛制氧设备难以发挥或维持其正常的功能。压缩空气中的污浊液越多，对沸石分子筛产生的损害就越严重。所以，供气系统中一般配备空气压缩机、储气罐、冷冻干燥机、空气过滤装置等设备。制氧系统的核心组成部分是填充沸石分子筛的吸附塔和气体控制阀。沸石分子筛是美国UOP联合炭化有限公司于上世纪八十年代首先研制成功的新型高效吸附剂，是属于速度分离型吸附剂。当被吸附物质的性质相差不大时，直径较大的气体分子扩散速度较快，可以较多的进入分子筛的固相；而直径较小的气体分子扩散速度较慢，进入分子筛固相的量就较少。根据欧姆式的微孔结构特点，当空气经过沸石分子筛时，分子直径比氧(2. 8A)稍大的氮(3. 0A)以较快的速度扩散进入分子筛的孔道，并优先选择吸附，在吸附初始的短时间内，氮迅速富集于分子筛内部，而氧则因未来得及被吸附而富集在气箱中，通过回收管路被收集到贮氧罐内，由此制得符合使用标准的氧气。同时，沸石分子筛具有加压对氮的吸附量增加，减压对氮的吸附量减少的特性，因此分子筛制氧设备就是利用这一特性进行加压获得氧气，减压使分子筛再生的方式不间断地制取氧气。制氧系统的另一重要组成部分——气体控制阀，是整个分子筛制氧设备的核心技术所在。气体控制阀通过对供氧系统提供的压缩空气进行开关控制，将其分配到两个或多个吸附塔中，并不间断地平衡控制每个吸附塔对压缩空气进行吸附、均压和解吸附。同时还要将制取的氧气源源不断地从吸附塔中导出，以达到制氧设备对产氧量和氧浓度的要求。因此，气体控制阀必须满足功能完善、程序运行稳定、故障率低、使用寿命长等技术要求。目前，国内生产的分子筛制氧设备的气体控制阀有的采用两位五通阀来控制分子筛吸附塔，其优点是设备整体体积小，结构简单，但是其制氧效率低，而且产氧量不稳定，制取的氧气质量较差；另外还有采用由多种驱动执行机构组合而成的组合阀来进行气体控制，此种控制方式虽然可以实现多个吸附塔同时工作，增加出氧量，但是氧浓度不稳定，而且因其组合部件多，体积大，故障率也高。同时，采用这两种气体控制阀的技术设计，无法避免控制阀体在即开即停过程中气流对分子筛产生冲击，也无法减少压缩空气中残留的水分对分子筛的侵蚀，从而降低了分子筛的正常使用寿命。因而，大多数的分子筛制氧设备在经过I 2年的运行过程即可发生分子筛粉化，制氧纯度和产氧量降低等应用问题。从而限制了整个分子筛制氧设备的使用寿命。供氧系统是将制氧系统制取的氧气 进行压力和流量调节，以确保向各级用氧单位集中供氧的设备和方法。供氧系统主要包括氧气增压机和贮氧罐。综上所述，面对各行业用氧的实际要求，分子筛制氧设备需具备制氧纯度及产氧量高，氧浓度稳定，使用周期长，设备运行成本低，节省压缩空气等技术性能，而目前现有的分子筛制氧设备无法完全满足上述要求。
技术实现思路
本技术的目的是为克服现有分子筛制氧技术运用中的气体控制阀存在的诸多不完善因素，而提供一种可以同时操控四个分子筛吸附塔，能够稳定控制设备制氧纯度，提高产氧量及氧浓度，使用周期长，运行成本低的气体控制装置。为实现本技术的上述目的所采用的技术方案是一种分子筛制氧设备的气体控制阀，包括驱动执行机构，其结构特点是还含有自调气封装置、阀体、转轴，驱动执行机构与转轴相连；所述的自调气封装置含有封头和封圈，封头固定在封圈上，在封头和封圈之间设有密封垫，封头顶端设有空气孔，封圈上设有废气排出孔；所述的阀体包括转阀和定阀两部分，转阀设在封圈内部，定阀安装在封圈下面，转阀的阀体顶部设有一个空气进口，转阀的阀体底部设有转阀轴孔、三个空气出口、两个废气孔以及十二个氧气孔，转阀阀体侧面设有两个废气排出孔，转阀的阀体内设有三个氧气槽，空气进口和三个空气出口在转阀阀体内相通，转阀的阀体底部的废气孔和转阀阀体侧面的废气排出口相通，转阀阀体底部的十二个氧气孔中，有四个直通到转阀上部的氧气平衡槽a中，有两个直通到转阀中部的氧气平衡槽P中，其余的六个直通到转阀上部的出氧汇总槽中；所述的定阀阀体顶部设有定阀轴孔、四个空气孔、四个大氧气孔和十二个小氧气孔，定阀阀体侧面设有四个空气孔、四个进阀氧气孔和一个出氧孔，定阀阀体上部设有一圈氧气槽，定阀阀体顶部的四个空气孔与定阀阀体侧面的四个空气孔对应相通，定阀阀体顶部的四个大氧气孔和定阀阀体侧面的四个进阀氧气孔对应相通，定阀阀体顶部的十二个小氧气孔向下直通到氧气槽中，在氧气槽底部有一出氧孔，该出氧孔与阀侧的出氧孔相通；密封垫与转阀之间设有轴承盖、轴承，轴承盖压在轴承上，轴承固定在转阀上，在封头与转阀阀体顶部的空气进口之间设有铜接头，转阀、定阀通过转轴相连。自调气封装置、阀体、转轴三者构成本技术的回旋阀。所述的驱动执行机构可采用现有技术中任意可用来控制回旋阀运行的执行机构。本技术最好在定阀的下面设有阀座，转阀、定阀和阀座通过转轴相连，在转轴下端安装齿轮，齿轮与驱动执行机构相连。封头和密封垫之间设有弹簧,通过弹簧将密封垫压紧。与现有技术相比，本技术的优点在于它不仅可以顺利实现分子筛制氧设备同时控制四个分子筛吸附塔，使其连续高效地运行，降低成本，源源不断地制取高浓度的氧气，同时也可以确保氧浓度稳定；而且回旋阀设计精巧，安装简便，体积较小，有利于各行业现场安装使用，同时组合部件少，故障率低，使用周期长；更重要的是，本技术的设计精妙之处在于压缩空气是通过在阀体内回旋之后进入分子筛吸附塔内，而不是直接冲进吸附塔，这样就有效避免了控制阀体在即开即停过程中气流对分子筛产生的冲击，同时也减少了压缩空气中残留的水分对分子筛的侵蚀，从而延长了分子筛的使用寿命，更能够保证整套分子筛制氧设备的使用周期，降低维护维修成本。附图说明图I为本技术一种实施例的结构示意图。图2为图I中回旋阀的纵剖面图。图3为定阀的俯视图。图4为定阀的仰视图。图5为定阀的主视图。图6为图5中N-Nl向剖视图。图7为图5中M-Ml向剖视图。图8为转阀的仰视图。图9为转阀的俯视图。图10为转阀的主视图。图11为图10中P-Pl向剖视图。图12为图10中Q-Ql向剖视图。图13为本技术使用时的工作原理图。具体实施方式以下结合附图和具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分子筛制氧设备的气体控制阀，包括驱动执行机构（38），其特征是还含有自调气封装置、阀体、转轴（6），驱动执行机构（38）与转轴（6）相连；所述的自调气封装置含有封头（1）和封圈（3），封头（1）固定在封圈（3）上，在封头（1）和封圈（3）之间设有密封垫（2），封头（1）顶端设有空气孔（15），封圈（3）上设有废气排出孔（4）；所述的阀体包括转阀（11）和定阀（5）两部分，转阀（11）设在封圈（3）内部，定阀（5）安装在封圈（3）下面，转阀（11）的阀体顶部设有一个空气进口（32），阀体底部设有转阀轴孔（28）、三个空气出口27（K1，K2，K3）、两个废气孔29（F1，F2）、十二个氧气孔（30、31？1、31？2、31？3、31？4、31？5、31？6、31？7、31？8、31？9、31？10、31？11），转阀阀体侧面设有两个废气排出孔29′（F1、F2），转阀阀体内设有转阀氧气平衡槽α（10）、转阀氧气平衡槽β（20）、转阀出氧汇总槽（12）三个氧气槽，空气进口（32）和三个空气出口27（K1，K2，K3）在转阀阀体内相通，转阀阀体底部的废气孔29（F1，F2）和转阀阀体侧面的废气排出口29’（F1、F2）相通，转阀阀体底部的十二个氧气孔（30、31？1、31？2、31？3、31？4、31？5、31？6、31？7、31？8、31？9、31？10、31？11）中，四个氧气孔（31？5、31？6、31？7、31？8）直通到转阀上部的氧气平衡槽α（10）中，两个氧气孔（31？4、31？9）直通到转阀中部的氧气平衡槽β（20）中，六个氧气孔（31？1、31？2、31？3、31？11、31？10、30）直通到转阀上部的出氧汇总槽12中；所述的定阀阀体顶部设有定阀轴孔(22)、四个空气孔25（A1、A2、A3、A4）、四个大氧气孔23（B1、B2、B3、B4）和十二个小氧气孔(24)，定阀阀体侧面设有四个空气孔25’（A1、A2、A3、A4）、四个进阀氧气孔23’（B1、B2、B3、B4）和一个出氧孔(26’)，定阀阀体上部设有一圈氧气槽(21)，定阀阀体顶部的四个空气孔25（A1、A2、A3、A4）与定阀阀体侧面的四个空气孔25’（A1、A2、A3、A4）对应相通，定阀阀体顶部的四个大氧气孔23（B1、B2、B3、B4）和定阀阀体侧面的四个进阀氧气孔23’（B1、B2、B3、B4）对应相通，定阀阀体顶部的十二个小氧气孔(24)向下直通到氧气槽(21)中，在氧气槽(21)底部有一出氧孔(26)，出氧孔(26)与定阀侧面的出氧孔(26’)相通；密封垫(2)与转阀(11)之间设有轴承盖(16)、轴承(18)，轴承盖(16)压在轴承(18)上，轴承(18)固定在转阀(11)上，在封头（1）与转阀阀体顶部的空气进口(32)之间设有铜接头(17)，转阀(11)、定阀(5)通过转轴(6)相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建，
申请(专利权)人：烟台东科高压氧设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：