真空變壓吸附制氧裝置制造方法
【專利摘要】真空變壓吸附制氧裝置，包括一套空氣過濾系統(tǒng)、一套空氣壓縮鼓風(fēng)系統(tǒng)、一套壓縮空氣冷卻系統(tǒng)、四套空氣進(jìn)氣切換閥門、一套真空泵系統(tǒng)、兩套吸附塔、四套富氧氣出氣切換閥門、兩套串聯(lián)富氧氣緩沖罐；其特征在于：吸附塔包括塔底下部與清潔空氣進(jìn)入管相連的塔底下大錐管、和與塔底下大錐管上端口相連接的塔底下大直管，塔底下大錐管的小錐口朝下并與清潔空氣進(jìn)入管相連，塔底下大直管的上端口與最外層即第N+1層錐桶的下小錐口相連接，最外層錐桶的上大錐口與吸附塔底部的吸附塔壁相連接，第一層至第N層錐桶下端即靠近塔底下大直管上端的端面區(qū)的第N層錐桶的半徑與第N-1層錐桶的半徑之差都不一樣。
【專利說明】真空變壓吸附制氧裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及真空變壓吸附制氧裝置，適用于所有利用變壓吸附制取富氧氣體的裝置，屬于氣體分離【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]真空變壓吸附制取富氧氣體技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有好幾年了，但這項技術(shù)的難點(diǎn)是如何高效地利用分子篩，因為氣體吸附塔中氣體從吸附塔底進(jìn)入吸附塔內(nèi)分子篩的流經(jīng)過程，都會出現(xiàn)吸附塔中心軸區(qū)的氣體流速永遠(yuǎn)大于吸附塔四周內(nèi)壁附近的氣體流速，而且永遠(yuǎn)是越靠近吸附塔中心軸區(qū)氣體流速越大，越靠近吸附塔四周內(nèi)壁附近的氣體流速越小；如何能使吸附塔內(nèi)所有分子篩中氣體流速飛量均衡，這是提高分子篩的利用率及效率的關(guān)鍵，本發(fā)明就是為了解決這個問題設(shè)計改變了吸附塔底進(jìn)入分子篩的氣體流量及流速，從而使流經(jīng)吸附塔內(nèi)分子篩的氣體流速達(dá)到均衡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種能使被分離氣體均衡地流經(jīng)吸附塔內(nèi)分子篩、從而提高吸附塔內(nèi)分子篩效率的真空變壓吸附制氧裝置。
[0004]真空變壓吸附制氧裝置，包括一套空氣過濾系統(tǒng)、一套空氣壓縮鼓風(fēng)系統(tǒng)、一套壓縮空氣冷卻系統(tǒng)、四套空氣進(jìn)氣切換閥門、一套真空泵系統(tǒng)、兩套吸附塔、四套富氧氣出氣切換閥門、兩套串聯(lián)富氧氣緩沖罐；其特征在于:
1、空氣被壓縮鼓風(fēng)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)抽吸進(jìn)入空氣過濾器，并經(jīng)空氣過濾器過濾后變成較為清潔的空氣，清潔的空氣經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)加壓后再經(jīng)由打開的四套空氣進(jìn)氣切換閥門中的二號閥進(jìn)入到左吸附塔，此時，四套空氣進(jìn)氣切換閥門中的一號閥、三號閥、四號閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)入到左吸附塔的清潔空氣經(jīng)塔底下部的多個塔底下大錐管、塔底下大直管、多個錐桶，將清潔的空氣按設(shè)計要求分配并從塔底的錐桶進(jìn)氣孔進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的分子篩區(qū)，塔內(nèi)靠近塔底的分子篩將清潔空氣中的水分等氣體吸附，然后進(jìn)入吸附分離分子篩，經(jīng)過吸附分離分子篩的空氣中的氮?dú)獗晃椒蛛x分子篩吸附，而使未被吸附的含氧量高的富氧氣體經(jīng)塔頂集氣區(qū)進(jìn)入至塔頂出氣管，然后再經(jīng)打開的四套富氧氣出氣切換閥門中的七號閥進(jìn)入到兩套串聯(lián)富氧氣緩沖罐中的前氣罐，此時，四套富氧氣出氣切換閥門中的五號閥、六號閥和八號閥關(guān)閉，進(jìn)入到前氣罐的富氧氣體經(jīng)兩根前后氣罐連接管進(jìn)入到后氣罐，并經(jīng)前氣罐和后氣罐平衡穩(wěn)壓后最后進(jìn)入到富氧供氣總管，由富氧供氣總管將富氧氣體送到使用點(diǎn)；在左吸附塔內(nèi)的吸附分離分子篩吸附氮?dú)膺_(dá)到飽和后，二號閥關(guān)閉、三號閥仍處于關(guān)閉，同時一號閥和四號閥打開，一號閥打開的目的是使真空泵經(jīng)一號閥將左吸附塔內(nèi)分子篩吸附的氣體抽出，使左吸附塔內(nèi)分子篩再生以備接下來的切換使用，四號閥打開后，使清潔的空氣進(jìn)入到右吸附塔進(jìn)行吸附分離，從右吸附塔頂部的塔頂集氣區(qū)和塔頂出氣管出來的富氧氣體，經(jīng)在打開四號閥的同時打開的八號閥進(jìn)入到前氣罐，此時，六號閥和七號閥處于關(guān)閉，但五號閥為打開狀態(tài)，五號閥打開的目的是使前氣罐的富氧氣體小部分地被真空泵抽吸返回到左吸附塔將左吸附塔內(nèi)的分子篩反沖洗再生，從而使左吸附塔內(nèi)的分子篩恢復(fù)到吸附氮?dú)馇暗淖罴褷顟B(tài)；在右吸附塔內(nèi)吸附分離分子篩吸附氮?dú)膺_(dá)到飽和后，又被切換到左吸附塔吸附分離出高氧含量的富氧氣體，如此循環(huán)往復(fù)不斷地分離出高氧含量的富氧氣體進(jìn)入到前氣罐和后氣罐，并在前氣罐和后氣罐穩(wěn)壓平衡后送入到使用端。
[0005]2、吸附塔包括塔底下部與清潔空氣進(jìn)入管相連的塔底下大錐管、和與塔底下大錐管上端口相連接的塔底下大直管，塔底下大錐管的小錐口朝下并與清潔空氣進(jìn)入管相連，塔底下大直管的上端口與最外層即第N+1層錐桶的下小錐口相連接，最外層即第N+1層錐桶的上大錐口與吸附塔底部的吸附塔壁相連接，吸附塔底部有一塊圓形的吸附塔底，吸附塔底具有多組同心圓狀環(huán)形排布的小孔，這些小孔排布的多組同心圓狀環(huán)形與吸附塔底下側(cè)連接的多層錐桶相對應(yīng)，即每兩層多層錐桶間的錐桶間隙的吸附塔底圓環(huán)區(qū)有一組同心圓狀環(huán)形排布的小孔，這組圓形排布小孔的圓心與吸附塔底圓心重疊，使從每兩層多層錐桶間的錐桶間隙經(jīng)過的清潔空氣能順利地進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩，所有這些小孔的孔徑相同、間距及排布規(guī)律一致，從第一層錐桶至第N層錐桶每兩層錐桶與吸附塔底連接的間隔距離相等，即第N層錐桶的半徑與第N-1層錐桶的半徑之差相同，但這些錐桶下端即靠近塔底下大直管上端的端面區(qū)、第N層錐桶的半徑與第N-1層錐桶的半徑之差都不一樣，其規(guī)律為:從吸附塔中心軸的第一層錐桶半徑Rl與第二層錐桶半徑R2之差R1-R2、比第二層錐桶半徑R2與第三層錐桶半徑R3之差R2-R3小D，即(R1-R2) - (R2-R3) =D,第二層錐桶半徑R2與第三層錐桶半徑R3之差R2-R3、比第三層錐桶半徑R3與第四層錐桶半徑R4之差R3-R4 小 D, (R2-R3) - (R3-R4) =D,以此類推，(R3-R4) - (R4-R5) =D, (R4-R5) - (R5-R6)
=D,......(RN-2-RN-1) - (RN-1-RN) =D ;但最外層即第N+1層錐桶下端靠近塔底下大直管上端的端面區(qū)的(RN+1-RN)與(RN-1-RN)之差要大于3D，即(RN+l-RN)- (RN-1-RN)>3D，這樣能使通過第二層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第一層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，使通過第三層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第二層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，以此類推，使通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第N-1層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，但通過第N+1層錐桶進(jìn)入到靠近吸附塔壁的清潔空氣流速要比通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大的數(shù)量、比通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第N-1層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大的數(shù)量更大；從第N+1層錐桶進(jìn)入到靠近吸附塔壁的清潔空氣有兩種方式:一種是安裝有與第N層錐桶以內(nèi)的各層錐桶間隔間的小孔相同孔徑和間距的小孔，另一種是在第N+1層錐桶與第N層錐桶與吸附塔底相連接的圓環(huán)區(qū)的上側(cè)安裝有多根對稱的導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管與吸附塔底平面垂直且與吸附塔中心軸線平行，導(dǎo)氣管的下端與吸附塔底相連接的圓環(huán)區(qū)有一個孔與第N+1層錐桶與第N層錐桶間的錐桶間隙區(qū)相連，導(dǎo)氣管的內(nèi)徑大于塔底第I至N層錐桶進(jìn)氣小孔的直徑，導(dǎo)氣管的高度不超過吸附塔的五分之四，導(dǎo)氣管的同一側(cè)按相同規(guī)律地開有多排導(dǎo)氣管噴氣側(cè)孔，導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線垂直于吸附塔中心軸線，每排導(dǎo)氣管噴氣側(cè)孔開在導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的同一側(cè)，且每排導(dǎo)氣管靠近吸附塔壁的噴氣側(cè)孔中心軸線和導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的垂直線的夾角為α，α <72°，導(dǎo)氣管靠近吸附塔中心軸線的噴氣側(cè)孔中心軸線和導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的垂直線的夾角為β，β <60°，從而使從導(dǎo)氣管噴出來的清潔空氣在靠近吸附塔壁的吸附分離分子篩區(qū)形成較小的旋轉(zhuǎn)上升，進(jìn)而增加空氣與吸附分離分子篩的吸附率。
[0006]3、塔底下大錐管的錐角Φ，28 ° < Φ <65 ° ;塔底下大直管的長度L與直徑d的關(guān)系:L ^ 2d。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.通過塔底下部的多層錐桶進(jìn)風(fēng)口間的間隙規(guī)律，使進(jìn)入到錐桶間隔間的空氣分布改變，從而克服了從氣管直接進(jìn)入到吸附塔分離分子篩時形成的越靠近吸附塔中心軸區(qū)的氣體流速永遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)離吸附塔中心軸區(qū)的氣體流速。
[0008]2.通過塔底下部的塔底下大錐管和塔底下大直管，使接近多層錐桶進(jìn)風(fēng)口平面的空氣流速均衡，使多層錐桶分流空氣時更接近計算設(shè)計的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明實施例的示意圖；
圖2是圖1所示實施例的吸附塔剖面示意圖；
圖3是圖2所示實施例的AA示意圖；
圖4是圖2所示實施例的BB示意圖；
圖5是圖2所示實施例的CC示意圖；
圖6是圖5所示實施例的P放大示意圖；
圖7是圖2所示實施例帶導(dǎo)氣管的塔底平面示意圖；
圖8是圖2所示實施例不帶導(dǎo)氣管的塔底平面示意圖；
圖9是圖6所示實施例的導(dǎo)氣管側(cè)噴氣孔開孔角度示意圖。
[0010]圖1一9中:1、空氣過濾器2、鼓風(fēng)機(jī)3、一號閥4、冷卻器5、二號閥6、三號閥7、四號閥8、風(fēng)管9、真空泵10、左吸附塔11、右吸附塔12、五號閥13、六號閥14、七號閥15、八號閥16、富氧回流管17、前氣罐18、富氧供氣總管19、前后氣罐連接管20、后氣罐21、前氣罐富氧進(jìn)氣管22、塔底下大錐管23、塔底下大直管24、多層錐桶進(jìn)氣口 25、錐桶間隙26、吸附塔底27、導(dǎo)氣管28、分子篩29、塔頂集氣區(qū)30、塔頂出氣管31、吸附塔壁32、最外層即第N+1層錐桶33、第N層錐桶與第N+1層錐桶的間隙34、第N層錐桶與第N-1層錐桶的間隙35、第N層錐桶36、中心孔37、第I層錐桶即中心錐桶38、導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線39、導(dǎo)氣管靠近吸附塔壁的噴氣側(cè)孔中心軸線和導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的垂直線的夾角為α 40、導(dǎo)氣管靠近吸附塔中心軸線的噴氣側(cè)孔中心軸線和導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的垂直線的夾角為β 41、塔底第I至N層錐桶進(jìn)氣小孔42、塔底第Ν+1層錐桶進(jìn)氣孔43、導(dǎo)氣管噴氣側(cè)孔。

【具體實施方式】
[0011]在圖1一9所示的實施例中:真空變壓吸附制氧裝置，包括一套空氣過濾系統(tǒng)、一套空氣壓縮鼓風(fēng)系統(tǒng)、一套壓縮空氣冷卻系統(tǒng)、四套空氣進(jìn)氣切換閥門、一套真空泵系統(tǒng)、兩套吸附塔、四套富氧氣出氣切換閥門、兩套串聯(lián)富氧氣緩沖罐；其特征在于:空氣被壓縮鼓風(fēng)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)2抽吸進(jìn)入空氣過濾器1，并經(jīng)空氣過濾器I過濾后變成較為清潔的空氣，清潔的空氣經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)2加壓后再經(jīng)由打開的四套空氣進(jìn)氣切換閥門中的二號閥5進(jìn)入到左吸附塔10，此時，四套空氣進(jìn)氣切換閥門中的一號閥3、三號閥6、四號閥7都處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)入到左吸附塔10的清潔空氣經(jīng)塔底下部的多個塔底下大錐管22、塔底下大直管23、多個錐桶，將清潔的空氣按設(shè)計要求分配并從塔底的錐桶進(jìn)氣孔進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的分子篩區(qū)，塔內(nèi)靠近塔底的分子篩將清潔空氣中的水分等氣體吸附，然后進(jìn)入吸附分離分子篩，經(jīng)過吸附分離分子篩的空氣中的氮?dú)獗晃椒蛛x分子篩吸附，而使未被吸附的含氧量高的富氧氣體經(jīng)塔頂集氣區(qū)29進(jìn)入至塔頂出氣管30，然后再經(jīng)打開的四套富氧氣出氣切換閥門中的七號閥14進(jìn)入到兩套串聯(lián)富氧氣緩沖罐中的前氣罐17，此時，四套富氧氣出氣切換閥門中的五號閥12、六號閥13和八號閥15關(guān)閉，進(jìn)入到前氣罐17的富氧氣體經(jīng)兩根前后氣罐連接管19進(jìn)入到后氣罐20，并經(jīng)前氣罐17和后氣罐20平衡穩(wěn)壓后最后進(jìn)入到富氧供氣總管18，由富氧供氣總管18將富氧氣體送到使用點(diǎn)；在左吸附塔10內(nèi)的吸附分離分子篩吸附氮?dú)膺_(dá)到飽和后，二號閥5關(guān)閉、三號閥6仍處于關(guān)閉，同時一號閥3和四號閥7打開，一號閥3打開的目的是使真空泵9經(jīng)一號閥3將左吸附塔10內(nèi)分子篩吸附的氣體抽出，使左吸附塔10內(nèi)分子篩再生以備接下來的切換使用，四號閥7打開后，使清潔的空氣進(jìn)入到右吸附塔11進(jìn)行吸附分離，從右吸附塔11頂部的塔頂集氣區(qū)29和塔頂出氣管30出來的富氧氣體，經(jīng)在打開四號閥7的同時打開的八號閥15進(jìn)入到前氣罐17，此時，六號閥13和七號閥14處于關(guān)閉,但五號閥12為打開狀態(tài),五號閥12打開的目的是使前氣罐17的富氧氣體小部分地被真空泵9抽吸返回到左吸附塔10將左吸附塔10內(nèi)的分子篩反沖洗再生，從而使左吸附塔10內(nèi)的分子篩恢復(fù)到吸附氮?dú)馇暗淖罴褷顟B(tài)；在右吸附塔11內(nèi)吸附分離分子篩吸附氮?dú)膺_(dá)到飽和后，又被切換到左吸附塔10吸附分離出高氧含量的富氧氣體，如此循環(huán)往復(fù)不斷地分離出高氧含量的富氧氣體進(jìn)入到前氣罐17和后氣罐20，并在前氣罐17和后氣罐20穩(wěn)壓平衡后送入到使用端。
[0012]吸附塔包括塔底下部與清潔空氣進(jìn)入管相連的塔底下大錐管22、和與塔底下大錐管22上端口相連接的塔底下大直管23，塔底下大錐管22的小錐口朝下并與清潔空氣進(jìn)入管相連，塔底下大直管23的上端口與最外層即第N+1層錐桶32的下小錐口相連接，最外層即第N+1層錐桶32的上大錐口與吸附塔底部的吸附塔壁31相連接，吸附塔底部有一塊圓形的吸附塔底26，附塔底26具有多組同心圓狀環(huán)形排布的小孔，這些小孔排布的多組同心圓狀環(huán)形與吸附塔底26下側(cè)連接的多層錐桶相對應(yīng)，即每兩層多層錐桶間的錐桶間隙25的吸附塔底26圓環(huán)區(qū)有一組同心圓狀環(huán)形排布的小孔，這組圓形排布小孔的圓心與吸附塔底26圓心重疊，使從每兩層多層錐桶間的錐桶間隙25經(jīng)過的清潔空氣能順利地進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩，所有這些小孔的孔徑相同、間距及排布規(guī)律一致，從第一層錐桶至第N層錐桶每兩層錐桶與吸附塔底26連接的間隔距離相等，即第N層錐桶的半徑與第N-1層錐桶的半徑之差相同，但這些錐桶下端即靠近塔底下大直管23上端的端面區(qū)、第N層錐桶的半徑與第N-1層錐桶的半徑之差都不一樣，其規(guī)律為:從吸附塔中心軸的第一層錐桶半徑Rl與第二層錐桶半徑R2之差R1-R2、比第二層錐桶半徑R2與第三層錐桶半徑R3之差R2-R3小D，即(R1-R2) - (R2-R3) =D,第二層錐桶半徑R2與第三層錐桶半徑R3之差R2-R3、比第三層錐桶半徑R3與第四層錐桶半徑R4之差R3-R4小D，(R2-R3) - (R3-R4) =D,以此類推，(R3-R4) - (R4-R5) =D, (R4-R5) - (R5-R6) =D,......(RN-2-RN-1) - (RN-1-RN)
=D ;但最外層即第N+1層錐桶32下端靠近塔底下大直管23上端的端面區(qū)的(RN+1-RN)與(RN-1-RN)之差要大于3D，即(RN+l-RN)- (RN-1-RN)>3D，這樣能使通過第二層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第一層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，使通過第三層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第二層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，以此類推，使通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第N-1層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，但通過第N+1層錐桶進(jìn)入到靠近吸附塔壁31的清潔空氣流速要比通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大的數(shù)量、比通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第N-1層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大的數(shù)量更大；從第N+1層錐桶進(jìn)入到靠近吸附塔壁31的清潔空氣有兩種方式:一種是安裝有與第N層錐桶以內(nèi)的各層錐桶間隔間的小孔相同孔徑和間距的小孔，另一種是在第N+1層錐桶與第N層錐桶與吸附塔底26相連接的圓環(huán)區(qū)的上側(cè)安裝有多根對稱的導(dǎo)氣管27，導(dǎo)氣管27與吸附塔底26平面垂直且與吸附塔中心軸線平行，導(dǎo)氣管27的下端與吸附塔底26相連接的圓環(huán)區(qū)有一個孔與第N+1層錐桶與第N層錐桶間的錐桶間隙25區(qū)相連，導(dǎo)氣管27的內(nèi)徑大于塔底第I至N層錐桶進(jìn)氣小孔41的直徑，導(dǎo)氣管27的高度不超過吸附塔的五分之四，導(dǎo)氣管27的同一側(cè)按相同規(guī)律地開有多排導(dǎo)氣管噴氣側(cè)孔43，導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線38垂直于吸附塔中心軸線，每排導(dǎo)氣管噴氣側(cè)孔43開在導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線38的同一側(cè)，且每排導(dǎo)氣管靠近吸附塔壁31的噴氣側(cè)孔中心軸線和導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的垂直線的夾角為α39，α < 72°，導(dǎo)氣管靠近吸附塔中心軸線的噴氣側(cè)孔中心軸線和導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的垂直線的夾角為β40，β <60°，從而使從導(dǎo)氣管27噴出來的清潔空氣在靠近吸附塔壁31的吸附分離分子篩區(qū)形成較小的旋轉(zhuǎn)上升，進(jìn)而增加空氣與吸附分離分子篩的吸附率。
[0013]塔底下大錐管22的錐角Φ，28 ° < Φ < 65 ° ;塔底下大直管23的長度L與直徑d的關(guān)系:L ^ 2d。
【權(quán)利要求】
1.真空變壓吸附制氧裝置，包括一套空氣過濾系統(tǒng)、一套空氣壓縮鼓風(fēng)系統(tǒng)、一套壓縮空氣冷卻系統(tǒng)、四套空氣進(jìn)氣切換閥門、一套真空泵系統(tǒng)、兩套吸附塔、四套富氧氣出氣切換閥門、兩套串聯(lián)富氧氣緩沖罐；其特征在于:空氣被壓縮鼓風(fēng)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)(2)抽吸進(jìn)入空氣過濾器(I )，并經(jīng)空氣過濾器(I)過濾后變成較為清潔的空氣，清潔的空氣經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)(2)加壓后再經(jīng)由打開的四套空氣進(jìn)氣切換閥門中的二號閥(5)進(jìn)入到左吸附塔(10)，此時，四套空氣進(jìn)氣切換閥門中的一號閥(3)、三號閥(6)、四號閥(7)都處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)入到左吸附塔(10)的清潔空氣經(jīng)塔底下部的多個塔底下大錐管(22)、塔底下大直管(23)、多個錐桶，將清潔的空氣按設(shè)計要求分配并從塔底的錐桶進(jìn)氣孔進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的分子篩區(qū)，塔內(nèi)靠近塔底的分子篩將清潔空氣中的水分等氣體吸附，然后進(jìn)入吸附分離分子篩，經(jīng)過吸附分離分子篩的空氣中的氮?dú)獗晃椒蛛x分子篩吸附，而使未被吸附的含氧量高的富氧氣體經(jīng)塔頂集氣區(qū)(29)進(jìn)入至塔頂出氣管(30)，然后再經(jīng)打開的四套富氧氣出氣切換閥門中的七號閥(14)進(jìn)入到兩套串聯(lián)富氧氣緩沖罐中的前氣罐(17)，此時，四套富氧氣出氣切換閥門中的五號閥(12)、六號閥(13)和八號閥(15)關(guān)閉，進(jìn)入到前氣罐(17)的富氧氣體經(jīng)兩根前后氣罐連接管(19)進(jìn)入到后氣罐(20)，并經(jīng)前氣罐(17)和后氣罐(20)平衡穩(wěn)壓后最后進(jìn)入到富氧供氣總管(18)，由富氧供氣總管(18)將富氧氣體送到使用點(diǎn)；在左吸附塔(10)內(nèi)的吸附分離分子篩吸附氮?dú)膺_(dá)到飽和后，二號閥(5)關(guān)閉、三號閥(6)仍處于關(guān)閉，同時一號閥(3)和四號閥(7)打開，一號閥(3)打開的目的是使真空泵(9)經(jīng)一號閥(3)將左吸附塔(10)內(nèi)分子篩吸附的氣體抽出，使左吸附塔(10)內(nèi)分子篩再生以備接下來的切換使用，四號閥(7)打開后，使清潔的空氣進(jìn)入到右吸附塔(11)進(jìn)行吸附分離，從右吸附塔(11)頂部的塔頂集氣區(qū)(29)和塔頂出氣管(30)出來的富氧氣體，經(jīng)在打開四號閥(7)的同時打開的八號閥(15)進(jìn)入到前氣罐(17)，此時，六號閥(13)和七號閥(14)處于關(guān)閉，但五號閥(12)為打開狀態(tài)，五號閥(12)打開的目的是使前氣罐(17)的富氧氣體小部分地被真空泵(9)抽吸返回到左吸附塔(10)將左吸附塔(10)內(nèi)的分子篩反沖洗再生，從而使左吸附塔(10)內(nèi)的分子篩恢復(fù)到吸附氮?dú)馇暗淖罴褷顟B(tài)；在右吸附塔(11)內(nèi)吸附分離分子篩吸附氮?dú)膺_(dá)到飽和后，又被切換到左吸附塔(10)吸附分離出高氧含量的富氧氣體，如此循環(huán)往復(fù)不斷地分離出高氧含量的富氧氣體進(jìn)入到前氣罐(17)和后氣罐(20)，并在前氣罐(17)和后氣罐(20)穩(wěn)壓平衡后送入到使用端；吸附塔包括塔底下部與清潔空氣進(jìn)入管相連的塔底下大錐管(22)、和與塔底下大錐管(22)上端口相連接的塔底下大直管(23)，塔底下大錐管(22)的小錐口朝下并與清潔空氣進(jìn)入管相連，塔底下大直管(23)的上端口與最外層即第N+1層錐桶(32)的下小錐口相連接，最外層即第N+1層錐桶(32)的上大錐口與吸附塔底部的吸附塔壁(31)相連接，吸附塔底部有一塊圓形的吸附塔底(26)，附塔底(26)具有多組同心圓狀環(huán)形排布的小孔，這些小孔排布的多組同心圓狀環(huán)形與吸附塔底(26)下側(cè)連接的多層錐桶相對應(yīng)，即每兩層多層錐桶間的錐桶間隙(25)的吸附塔底(26)圓環(huán)區(qū)有一組同心圓狀環(huán)形排布的小孔，這組圓形排布小孔的圓心與吸附塔底(26)圓心重疊，使從每兩層多層錐桶間的錐桶間隙(25)經(jīng)過的清潔空氣能順利地進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩，所有這些小孔的孔徑相同、間距及排布規(guī)律一致，從第一層錐桶至第N層錐桶每兩層錐桶與吸附塔底(26)連接的間隔距離相等，即第N層錐桶的半徑與第N-1層錐桶的半徑之差相同，但這些錐桶下端即靠近塔底下大直管(23)上端的端面區(qū)、第N層錐桶的半徑與第N-1層錐桶的半徑之差都不一樣，其規(guī)律為:從吸附塔中心軸的第一層錐桶半徑Rl與第二層錐桶半徑R2之差R1-R2、比第二層錐桶半徑R2與第三層錐桶半徑R3之差R2-R3小D，即(R1-R2) - (R2-R3) =D,第二層錐桶半徑R2與第三層錐桶半徑R3之差R2-R3、比第三層錐桶半徑R3與第四層錐桶半徑R4之差R3-R4小D，(R2-R3) - (R3-R4) =D,以此類推，(R3-R4) - (R4-R5) =D, (R4-R5) - (R5-R6) =D,......(RN-2-RN-1) - (RN-1-RN) =D ；但最外層即第N+1層錐桶(32)下端靠近塔底下大直管(23)上端的端面區(qū)的(RN+1-RN)與(RN-1-RN)之差要大于3D，即(RN+l-RN)- (RN-1-RN) >3D，這樣能使通過第二層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第一層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，使通過第三層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第二層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，以此類推，使通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第N-1層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，但通過第N+1層錐桶進(jìn)入到靠近吸附塔壁(31)的清潔空氣流速要比通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大的數(shù)量、比通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第N-1層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大的數(shù)量更大；從第N+1層錐桶進(jìn)入到靠近吸附塔壁(31)的清潔空氣有兩種方式:一種是安裝有與第N層錐桶以內(nèi)的各層錐桶間隔間的小孔相同孔徑和間距的小孔，另一種是在第N+1層錐桶與第N層錐桶與吸附塔底(26)相連接的圓環(huán)區(qū)的上側(cè)安裝有多根對稱的導(dǎo)氣管(27)，導(dǎo)氣管(27)與吸附塔底(26)平面垂直且與吸附塔中心軸線平行，導(dǎo)氣管(27)的下端與吸附塔底(26)相連接的圓環(huán)區(qū)有一個孔與第N+1層錐桶與第N層錐桶間的錐桶間隙(25)區(qū)相連，導(dǎo)氣管(27)的內(nèi)徑大于塔底第一至N層錐桶進(jìn)氣小孔(41)的直徑，導(dǎo)氣管(27)的高度不超過吸附塔的五分之四，導(dǎo)氣管(27)的同一側(cè)按相同規(guī)律地開有多排導(dǎo)氣管噴氣側(cè)孔(43)，導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線(38)垂直于吸附塔中心軸線，每排導(dǎo)氣管噴氣側(cè)孔(43)開在導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線(38)的同一側(cè)，且每排導(dǎo)氣管靠近吸附塔壁(31)的噴氣側(cè)孔中心軸線和導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的垂直線的夾角為α(39)，α < 72°，導(dǎo)氣管靠近吸附塔中心軸線的噴氣側(cè)孔中心軸線和導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的垂直線的夾角為β (40)，β < 60°，從而使從導(dǎo)氣管(27)噴出來的清潔空氣在靠近吸附塔壁(31)的吸附分離分子篩區(qū)形成較小的旋轉(zhuǎn)上升，進(jìn)而增加空氣與吸附分尚分子篩的吸附率。
2.如權(quán)利要求1所述的真空變壓吸附制氧裝置，其特征在于:塔底下大錐管(22)的錐角Φ，28 °彡Φ < 65 ° ;塔底下大直管(23)的長度L與直徑d的關(guān)系:L彡2d。
【文檔編號】C01B13/02GK104477851SQ201510000054
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2015年1月1日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月1日
【發(fā)明者】魏伯卿 申請人:魏伯卿