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三塔結(jié)構(gòu)分子篩制氧系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:3457656閱讀:317來源:國知局
三塔結(jié)構(gòu)分子篩制氧系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種三塔結(jié)構(gòu)分子篩制氧系統(tǒng),包括三個吸附塔、四個儲氣罐、電磁閥組、實時監(jiān)控和報警裝置、冷干機(jī)降溫干燥裝置、空壓機(jī)以及自動排水裝置。所述的三個吸附塔的出氣口通過單向閥連接儲氣罐;所述的實時監(jiān)控和報警裝置包括壓力傳感器以及溫度傳感器;所述的壓力傳感器的輸入端連接儲氣罐的輸出端;所述的溫度傳感器的檢測探針設(shè)置在空壓機(jī)的箱體內(nèi)。本實用新型具有體積小、產(chǎn)氧量高、出口壓力大、可移動的特點(diǎn);并提高了三塔分子篩的使用效率,出氧穩(wěn)定。
【專利說明】三塔結(jié)構(gòu)分子篩制氧系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種分子篩制氧系統(tǒng),尤其是一種小體積且具有三個吸附塔結(jié)構(gòu)的分子篩制氧系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]氧氣作為一種重要的原料在工業(yè)冶煉、造紙漂白、污水處理、醫(yī)療保健、高原補(bǔ)氧、科研氧源等領(lǐng)域有著廣泛的用途。隨著變壓吸附法(Pressure Swing Adsorpt1n ,簡稱PSA)制氧技術(shù)于20世紀(jì)60年代開發(fā)成功以后,其利用分子篩吸附劑對氮?dú)夂脱鯕庥胁煌奈侥芰χ蒲?,產(chǎn)氧快、安全、經(jīng)濟(jì)、方便等特點(diǎn)展露出優(yōu)勢,輕松取代過去的瓶裝氧和化學(xué)制氧。直到20世紀(jì)80年代美國Praxair公司研制的第一臺小型制氧機(jī)問世后,小型分子篩制氧機(jī)市場占有率也在逐年上升。
[0003]目前,常用的PSA制氧工藝分為兩塔分子篩制氧、三塔分子篩制氧和四塔分子篩制氧,而變壓吸附法大體可以分為吸附、放空、沖洗、均壓這幾個步驟。。
[0004]兩塔分子篩制氧工藝常見于小型分子篩制氧機(jī),其兩個分子篩吸附塔交替循環(huán)產(chǎn)氧,工藝流程簡單操作容易,但其氧氣回收效率經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)只有30%,且出氧流量和壓力都受到限制。
[0005]三塔分子篩制氧和四塔分子篩制氧常見于大流量大體積的分子篩制氧機(jī)。其中四塔分子篩制氧在目前市面上有兩種方式,一種是利用兩個兩塔結(jié)構(gòu)的制氧機(jī)級聯(lián)進(jìn)氣和出氣,達(dá)到名義上的四塔制氧,這種方法制氧效率低且與兩塔制氧原理類似;另一種是實際意義上的四塔制氧,即每個吸附塔都要經(jīng)過四個步驟的循環(huán)產(chǎn)氧,工藝流程復(fù)雜,操作麻煩。
[0006]三塔分子篩制氧機(jī)由于產(chǎn)氧量大,出口壓力較大,氧氣產(chǎn)生效率較高,在一些工業(yè)領(lǐng)域使用性價比較高,但目前三塔結(jié)構(gòu)分子篩制氧機(jī)大部分都是大型設(shè)備,耗費(fèi)材料,不易移動;且電磁閥使用數(shù)量較多,達(dá)到15個左右,控制起來較為繁瑣;系統(tǒng)監(jiān)控不完善,設(shè)備及操控者的安全性較低;由于三塔制氧機(jī)的運(yùn)行壓力較高,經(jīng)過壓縮的空氣溫升很高,目前市面上的三塔制氧機(jī)沒有較好的降溫系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種三塔結(jié)構(gòu)分子篩制氧系統(tǒng),具有體積較小可移動,電磁閥使用少控制方便,產(chǎn)氧能力強(qiáng)、成本較低、散熱系統(tǒng)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種三塔結(jié)構(gòu)分子篩制氧系統(tǒng),包括三個吸附塔、四個儲氣罐、電磁閥組、實時監(jiān)控和報警裝置、冷干機(jī)降溫干燥裝置、空壓機(jī)以及自動排水裝置;
[0009]本實用新型所述的三個吸附塔具有桶體;所述的桶體為鋁合金篩桶,直徑為86^90mm ;所述的儲氣罐為鋁合金儲氣罐;所述的儲氣罐的罐體的直徑為76?80mm ;配備四個鋁合金儲氣桶用于緩沖通過分子篩分離出的氧氣,達(dá)到高壓、高濃度氧氣持續(xù)穩(wěn)定的供
5口 O
[0010]本實用新型所述的電磁閥組包括9個電磁閥:第一進(jìn)氣閥、第二進(jìn)氣閥、第三進(jìn)氣閥、第一廢氣閥、第二廢氣閥、第三廢氣閥、第一均壓閥、第二均壓閥、第三均壓閥;所述的第一進(jìn)氣閥、第二進(jìn)氣閥、第三進(jìn)氣閥的進(jìn)氣端與壓縮機(jī)出氣端相連;所述的第一進(jìn)氣閥的出氣端與第一吸附塔的進(jìn)氣端以及第一廢氣閥的進(jìn)氣端相連;所述的第二進(jìn)氣閥的出氣端與第二吸附塔的進(jìn)氣端以及第二廢氣閥的進(jìn)氣端相連;所述的第三進(jìn)氣閥的出氣端與第三吸附塔的進(jìn)氣端以及第三廢氣閥的進(jìn)氣端相連;所述的第一廢氣閥、第二廢氣閥和第三廢氣閥的出氣口全部接入排氣消音系統(tǒng);所述的第一均壓閥、第二均壓閥、第三均壓閥分別對應(yīng)接入第一吸附塔、第二吸附塔、第三吸附塔的出氣口,將第一吸附塔、第二吸附塔以及第三吸附塔兩兩級聯(lián)起來;所述的三個吸附塔的出氣口通過單向閥連接儲氣罐;
[0011]為了保證機(jī)器運(yùn)行的正常穩(wěn)定和操作的使用安全,本實用新型所述的實時監(jiān)控和報警裝置包括壓力傳感器以及溫度傳感器;所述的壓力傳感器的輸入端連接儲氣罐的輸出端;所述的溫度傳感器的檢測探針設(shè)置在空壓機(jī)的箱體內(nèi);
[0012]為了保證經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后的壓縮空氣能迅速降溫和干燥,防止吸附塔內(nèi)的分子篩因為高溫而吸附解析效率降低和受潮導(dǎo)致分子篩失效的后果,本實用新型加入了冷干機(jī)降溫干燥裝置;所述的冷干機(jī)降溫干燥裝置包括冷凝器、蒸發(fā)器、分離裝置以及過濾干燥裝置;所述的冷凝器的輸入端連接空壓機(jī)的輸出端;所述冷凝器的輸出端通過過濾干燥裝置與蒸發(fā)器相連接;
[0013]本實用新型所述的自動排水裝置具有排水閥以及控制裝置;所述的排水閥的輸入端通過連接管路與冷干機(jī)降溫干燥裝置的底部出口相連接;所述的排水閥與控制裝置電路連接。
[0014]進(jìn)一步的說本實用新型所述的實時監(jiān)控和報警裝置還包括顯示裝置,所述的顯示裝置為IXD液晶面板。
[0015]本實用新型的有益效果是,解決了【背景技術(shù)】中存在的缺陷,具有體積小、產(chǎn)氧量高、出口壓力大、可移動的特點(diǎn);減少了電磁閥的使用,減少了原材料成本的同時,提高了三塔分子篩的使用效率,出氧穩(wěn)定;具有一定的干燥能力,將高壓空氣中的一部分水汽進(jìn)行干燥,延長了分子篩的壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0017]圖1是本實用新型的電氣連接圖;
[0018]圖2是本實用新型電磁閥組的電氣圖;
[0019]圖3是本實用新型冷干機(jī)降溫干燥裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖,僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu),因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0021]一種三塔結(jié)構(gòu)分子篩制氧系統(tǒng),包括三個吸附塔、四個儲氣罐、電磁閥組、實時監(jiān)控和報警裝置、冷干機(jī)降溫干燥裝置、空壓機(jī)以及自動排水裝置;系統(tǒng)電氣連接圖如圖1所/Jn ο
[0022]三個吸附塔具有桶體;桶體為鋁合金篩桶,直徑為86、0mm ;儲氣罐為鋁合金儲氣罐;儲氣罐的罐體的直徑為76?80_ ;配備四個鋁合金儲氣桶用于緩沖通過分子篩分離出的氧氣,達(dá)到高壓、高濃度氧氣持續(xù)穩(wěn)定的供給。
[0023]如圖2所示,9個電磁閥,分別是:第一進(jìn)氣閥A、第二進(jìn)氣閥B、第三進(jìn)氣閥C、第一廢氣閥A、第二廢氣閥B、第三廢氣閥C、第一均壓閥A、第二均壓閥B、第三均壓閥C,用于控制壓縮空氣、氧氣和廢氣的導(dǎo)通路徑。其中,第一進(jìn)氣閥A、第二進(jìn)氣閥B、第三進(jìn)氣閥C的進(jìn)氣端與壓縮機(jī)出氣端相連,第一進(jìn)氣閥A的出氣端與第一吸附塔A的進(jìn)氣端和第一廢氣閥A的進(jìn)氣端相連,第二進(jìn)氣閥B的出氣端與第二吸附塔B的進(jìn)氣端和第二廢氣閥B的進(jìn)氣端相連,第三進(jìn)氣閥C的出氣端與第三吸附塔C的進(jìn)氣端和第三廢氣閥C的進(jìn)氣端相連,第一廢氣閥A、第二廢氣閥B和第三廢氣閥C的出氣口全部接入排氣消音系統(tǒng)。第一均壓閥A、第二均壓閥B、第三均壓閥C分別接入第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C的出氣口,將第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C兩兩級聯(lián)起來。吸附塔出氣口連接儲氣桶,中間用單向閥導(dǎo)通。
[0024]系統(tǒng)運(yùn)行循環(huán)包括了三個大循環(huán)和四個小循環(huán),合計12個步驟完成I次制氧周期。三個大循環(huán)包括:A塔循環(huán)供氧一C塔循環(huán)供氧一B塔循環(huán)供氧,之后重新進(jìn)入A塔循環(huán)供氧;四個小循環(huán)包括為在每個大循環(huán)的過程中,都要進(jìn)行4步驟運(yùn)行,以A塔循環(huán)供氧為例,4個步驟A塔均在進(jìn)行充氣吸附制氧過程,而C塔在前兩個步驟進(jìn)行解吸排放廢氣,同時A塔對B塔、B塔對C塔進(jìn)行均壓,后兩個步驟在B塔對C塔完成均壓過程后,開始B塔進(jìn)行解吸排放廢氣和A塔與C塔的均壓過程。同樣,進(jìn)入C塔循環(huán)供氧也將延續(xù)前一步驟,以C塔吸附制氧為主體,依次從C塔到A塔到B塔的均壓過程,排除B塔和A塔的解吸廢氣,完成4個內(nèi)部小循環(huán)。
[0025]整機(jī)運(yùn)行監(jiān)控方面,為了保證機(jī)器運(yùn)行的正常穩(wěn)定和操作的使用安全,系統(tǒng)監(jiān)控中通過壓力傳感器MPX5500DP的探測,加入了運(yùn)行壓力的時時監(jiān)控和報警系統(tǒng),其中包括低壓報警和高壓報警;MPX5500DP為壓力傳感裝置,從儲氣罐的輸出端連接管路至該壓力傳感器接口處,用來檢測氧氣出口壓力值;DS18B20溫度傳感器裝置,將探頭部分深入無油空壓機(jī)所處箱體環(huán)境,保護(hù)整機(jī)的溫度安全及正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)顯示在LCD液晶面板上。
[0026]而運(yùn)行過程中壓縮機(jī)由于氣量增大,相應(yīng)功耗增加,發(fā)熱量有一定的提升,故而采用目前市面上探測精度較高的DS18B20溫度傳感器對壓縮機(jī)運(yùn)行過程中的機(jī)內(nèi)環(huán)境溫度進(jìn)行檢測,并加入高溫報警功能,以保證機(jī)器的正常運(yùn)行。同時,加入本次運(yùn)行時間和累計時間的運(yùn)行監(jiān)控,能夠有效提醒用戶使用時間情況。
[0027]為了保證經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后的壓縮空氣能迅速降溫和干燥,防止吸附塔內(nèi)的分子篩因為高溫而吸附解析效率降低和受潮導(dǎo)致分子篩失效的后果,在系統(tǒng)中加入了冷干機(jī)降溫干燥裝置,如圖3所示;讓壓縮機(jī)壓縮過的空氣先通過冷干機(jī)降溫并干燥之后,再讓該氣體進(jìn)入分子篩分離系統(tǒng)進(jìn)行吸附解析,達(dá)到分子篩的高效運(yùn)行。其中冷干機(jī)可以隨客戶要求調(diào)整冷卻溫度,冷干機(jī)調(diào)溫旋鈕標(biāo)注了冷卻溫度,范圍為-30°C -30°C,能滿足所有用戶的需求。
[0028]在加入了冷干機(jī)降溫干燥系統(tǒng)的同時,為了適應(yīng)更大范圍的使用環(huán)境,保護(hù)機(jī)器的穩(wěn)定運(yùn)行,在控制系統(tǒng)中也加入了自動排水系統(tǒng)。因為在某些地區(qū),常年潮濕,空氣濕度較高,即使加入冷干機(jī)干燥系統(tǒng)也無法將空氣中的水氣完全排除,故而影響到分子篩的壽命,所以,在系統(tǒng)中加入自動排水控制,可以由用戶按照當(dāng)?shù)乜諝鉂穸惹闆r自行設(shè)定自動排水間隔時間,通過排水閥控制排水口,對冷干機(jī)或除水器中殘留的多余水分進(jìn)行排除。當(dāng)冷干機(jī)內(nèi)的水份無法完全排除時,排水閥受控制板控制,間隔設(shè)定時間后,排水閥導(dǎo)通,將冷干機(jī)內(nèi)多余水份排出機(jī)器,達(dá)到機(jī)內(nèi)氣體較為干燥的程度,有效延長了分子篩使用的壽命。
[0029]以上說明書中描述的只是本實用新型的【具體實施方式】,各種舉例說明不對本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制,所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的【具體實施方式】做修改或變形,而不背離實用新型的實質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種三塔結(jié)構(gòu)分子篩制氧系統(tǒng),其特征在于:包括三個吸附塔、四個儲氣罐、電磁閥組、實時監(jiān)控和報警裝置、冷干機(jī)降溫干燥裝置、空壓機(jī)以及自動排水裝置; 所述的三個吸附塔具有桶體;所述的桶體為鋁合金篩桶,直徑為86、0mm ;所述的儲氣罐為鋁合金儲氣罐;所述的儲氣罐的罐體的直徑為76?80mm ; 所述的電磁閥組包括9個電磁閥:第一進(jìn)氣閥、第二進(jìn)氣閥、第三進(jìn)氣閥、第一廢氣閥、第二廢氣閥、第三廢氣閥、第一均壓閥、第二均壓閥、第三均壓閥;所述的第一進(jìn)氣閥、第二進(jìn)氣閥、第三進(jìn)氣閥的進(jìn)氣端與壓縮機(jī)出氣端相連;所述的第一進(jìn)氣閥的出氣端與第一吸附塔的進(jìn)氣端以及第一廢氣閥的進(jìn)氣端相連;所述的第二進(jìn)氣閥的出氣端與第二吸附塔的進(jìn)氣端以及第二廢氣閥的進(jìn)氣端相連;所述的第三進(jìn)氣閥的出氣端與第三吸附塔的進(jìn)氣端以及第三廢氣閥的進(jìn)氣端相連;所述的第一廢氣閥、第二廢氣閥和第三廢氣閥的出氣口全部接入排氣消音系統(tǒng);所述的第一均壓閥、第二均壓閥、第三均壓閥分別對應(yīng)接入第一吸附塔、第二吸附塔、第三吸附塔的出氣口,將第一吸附塔、第二吸附塔以及第三吸附塔兩兩級聯(lián)起來;所述的三個吸附塔的出氣口通過單向閥連接儲氣罐; 所述的實時監(jiān)控和報警裝置包括壓力傳感器以及溫度傳感器;所述的壓力傳感器的輸入端連接儲氣罐的輸出端;所述的溫度傳感器的檢測探針設(shè)置在空壓機(jī)的箱體內(nèi); 所述的冷干機(jī)降溫干燥裝置包括冷凝器、蒸發(fā)器、分離裝置以及過濾干燥裝置;所述的冷凝器的輸入端連接空壓機(jī)的輸出端;所述冷凝器的輸出端通過過濾干燥裝置與蒸發(fā)器相連接; 所述的自動排水裝置具有排水閥以及控制裝置;所述的排水閥的輸入端通過連接管路與冷干機(jī)降溫干燥裝置的底部出口相連接;所述的排水閥與控制裝置電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的三塔結(jié)構(gòu)分子篩制氧系統(tǒng),其特征在于:所述的實時監(jiān)控和報警裝置還包括顯示裝置,所述的顯示裝置為LCD液晶面板。
【文檔編號】C01B13/02GK204111315SQ201420528626
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
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