專利名稱：異形吸附管變壓吸附氣體分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變壓吸附的氣體分離裝置。
以前的變壓吸附氣體分離裝置很多，但全都是利用橫斷面是圓形、縱向是直線形、直徑相等的圓筒形金屬管作吸附管。這種吸附管制做簡單，管壁受壓均勻，但氣流在吸附管內(nèi)活塞狀流動時，容易因分子篩裝填不均勻而產(chǎn)生短路或壁流；氣體流向單一，不能發(fā)揮分子篩多向孔道的吸附作用；內(nèi)壁光滑的圓筒管，不利于氣體形成波動和旋流，氣體向分子篩孔道內(nèi)擴(kuò)散的動力不足，不利于充分發(fā)揮分子篩的多向吸附效用；同時圓筒形吸附管太高太長，不能充分利用有限空間，裝置整體體積太大；用金屬材料制作，重量大，不利于移動，使用時間長時還會出現(xiàn)生銹腐蝕現(xiàn)象，同時也使制作成本增加。
中國專利CN2178138Y設(shè)計(jì)了一種板式管路來連接吸附塔和電磁閥組，但其吸附塔仍是圓筒直線形；中國專利CN2354923Y設(shè)計(jì)了一種隔套式變壓吸附法制氮機(jī)，但他只是把干燥管放在吸附塔內(nèi)部，而吸附塔本身仍是圓筒狀；中國專利CN1251315A在吸附塔之間設(shè)計(jì)幾個空罐，只是為了緩沖各吸附塔之間的均壓氣流，靠增加均壓次數(shù)來盡量優(yōu)化工藝過程，但吸附塔本身形狀卻沒改變，工藝過程也復(fù)雜；中國專利CN1235861A在吸附塔進(jìn)出口之間設(shè)有階梯均壓管路，但也解決不了吸附塔內(nèi)的氣流狀況；中國專利CN2363731Y設(shè)計(jì)了一種進(jìn)排氣管可以隨意拆裝的吸附裝置，但只是解決了幾個吸附塔之間的靈活拆裝問題，吸附塔本身形狀沒變。所以如上發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯＠际菄@吸附管外部的連接或組合方面作了一些改進(jìn)，都解決不了吸附管內(nèi)部存在的多種問題。
本實(shí)用新型的目的，是設(shè)計(jì)一種裝有分子篩吸附劑的異型吸附管變壓吸附氣體分離裝置，使帶壓氣體在吸附管內(nèi)形成混流、旋流或湍流。加快氣體吸附擴(kuò)散，提高選擇性和吸附分離效率，充分靈活利用有限空間，縮小整套裝置體積，減輕裝置重量，避免設(shè)備腐蝕，延長使用壽命。
本實(shí)用新型異形吸附管變壓吸附氣體分離裝置的技術(shù)方案，如附


圖1、2、3、4所示在圖中，1-吸附管，2-連接管，3-進(jìn)氣管，4-電磁閥組，5-壓縮機(jī)，6-出氣管。
本方案是將2～20個橫斷面呈圓形、橢圓形、3～8邊形，內(nèi)裝φ1.0～5.0mm顆粒狀分子篩吸附劑的非金屬輕質(zhì)材料做成的吸附管，分成2～5組，每個吸附管之間用連接管2按并聯(lián)(附
圖1)或串聯(lián)(附圖2)的方式，有序地組成單排、田字形、蜂窩狀的形式，或根據(jù)空間靈活擺放。吸附管組的進(jìn)氣端用進(jìn)氣管3與電磁閥組4連接，出氣端用出氣管6與電磁閥組4連接；另1～4組同樣數(shù)量和結(jié)構(gòu)的吸附管組，也以同樣的方式與電磁閥組4連接，而電磁閥組4再連接壓縮機(jī)5，共同組成異形吸附管變壓吸附氣體分離裝置。
吸附管由非金屬輕質(zhì)材料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS工程塑料或其他高分子聚合物制作。還可以在一塊坯胎上鉆2～20個同樣的管洞作吸附管，然后再并聯(lián)或串聯(lián)連接，組成吸附管組。當(dāng)然在串聯(lián)連接時，要用細(xì)徑的連接管2把相鄰的兩個吸附管首尾相連。因細(xì)徑連接管的阻力大，所以可以在每個彎管處增加排氣閥，與總排氣閥同步動作，這樣可以減小排氣阻力。每根吸附管的長徑比通常在2.5～10之間。連接管2、進(jìn)氣管3、出氣管6也是塑料管。
吸附管1也可以是一根長的橫斷面是圓形或橢圓形的筒管，縱向根據(jù)需要折成2～8程的曲折管(附圖4)，或做成弧形、環(huán)狀、螺旋管狀(附圖3)，也可以把管壁做成螺紋管或波紋管狀。兩個或更多個同樣的吸附管1與電磁閥組4、壓縮機(jī)5組成一套變壓吸附氣體分離裝置。這樣的吸附管內(nèi)，氣體流向和形式不斷變化，容易形成波動和湍流，增加管內(nèi)吸附劑的吸附效果，使產(chǎn)品氣濃度更高，氣量更大。
綜上所述異形吸附管變壓吸附氣體分離裝置，用于分離氧氣、氮?dú)?、氫氣或其他氣體。比現(xiàn)有的圓筒形吸附管有如下許多優(yōu)點(diǎn)1.這種組合裝置，吸附管長徑比與原來圓筒形吸附塔相同時，管內(nèi)氣流擴(kuò)散更快，分布更均勻，死體積小。分子篩能最大限度發(fā)揮多向吸附效用，產(chǎn)氣量和氣體濃度可以明顯提高；整套裝置的高度可以大比例減小，結(jié)構(gòu)更緊湊，體積更小。
2.可以根據(jù)現(xiàn)場空間，靈活擺放組合吸附管，安裝方便。
3.在同樣分離效果前提下，可使整套裝置的重量大幅度減輕，制作成本低。
4.采用非金屬材料制作，可有效防止設(shè)備生銹和腐蝕，成倍延長設(shè)備使用壽命。
實(shí)施例1一套并聯(lián)吸附管變壓吸附氣體分離裝置(如
圖1)，所用吸附管為兩組，每組四個小吸附管1，橫斷面為正六邊形，每邊長50mm，管長600mm。管內(nèi)裝滿φ1.5mm顆粒狀分子篩吸附劑。把四個小吸附管緊緊固定在一起，每個小吸附管底部分別用連接管2和進(jìn)氣管3相連，吸附管頂部也分別用連接管2和出氣管6相連，然后把他們和電磁閥組4連接。同時將另外四個裝滿吸附劑的小吸附管也如同第一組那樣固定和連接，組成第二組吸附管，也連接到電磁閥組4上。最后把電磁閥組4與空氣壓縮機(jī)5連接，組成一套變壓吸附氣體分離裝置，用于分離空氣制氮?dú)?。結(jié)果氮?dú)猱a(chǎn)量和濃度都與圓筒形吸附管裝置相同，但高度僅是原裝置的五分之二。
實(shí)施例2一套串聯(lián)吸附管變壓吸附氣體分離裝置(如圖2)，所用吸附管為兩組，每組四個小吸附管1，橫斷面是正四邊形，邊長80mm，管長600mm。管內(nèi)裝滿φ1.5mm顆粒狀分子篩吸附劑。把四個小吸附管并排放在一起，相鄰吸附管兩端用連接管2互相串聯(lián)，組成一個串聯(lián)吸附管組。第一吸附管的進(jìn)氣端用進(jìn)氣管3與電磁閥組4相連，第四吸附管的出氣端用出氣管6與電磁閥組4相連，再把電磁閥組4與壓縮機(jī)5相連，組成一套變壓吸附氣體分離裝置，用于分離空氣制取氮?dú)狻＝Y(jié)果氮?dú)猱a(chǎn)量和濃度與圓筒吸附管相同，體積僅是原來裝置的三分之一。
實(shí)施例3一套螺旋管變壓吸附氣體分離裝置(如圖3)，制作兩只橫斷面是橢圓形、環(huán)繞兩周的螺旋狀吸附管1，橫斷面的長短徑分別是80和60mm，環(huán)形中心直徑260mm，螺旋距120mm。管內(nèi)裝滿φ1.5mm顆粒狀分子篩吸附劑。把這兩支螺旋吸附管相互交繞式安裝在一起，兩支螺旋管的進(jìn)口用進(jìn)口管3分別和電磁閥組4相連，兩支螺旋管的出口也用出口管6分別和電磁閥組4相連，把空氣壓縮機(jī)5安裝在螺旋管旁邊，與電磁閥組相連，組成一套變壓吸附空氣分離裝置，用于制取氮?dú)狻＝Y(jié)果氮?dú)猱a(chǎn)量比圓筒形裝置提高2.6％，氮?dú)饧兌认嗤?，整機(jī)體積僅是原來裝置的四分之三。
實(shí)施例4一套非金屬材料變壓吸附氣體分離裝置(如圖4)，用聚氯乙烯材料制作橫斷面是圓形、縱向是“U”形的吸附管1三支，斷面直徑80mm，“U”形管總長600mm。兩邊距120mm。內(nèi)裝φ1.5mm的顆粒狀分子篩吸附劑。三支管同向并排放置，每支吸附管的進(jìn)口端用進(jìn)口管3分別和電磁閥組4連接，出口端也用出口管6分別和電磁閥組4連接，把混合氣壓縮機(jī)5架裝在“U”形管的空擋間。組成一套變壓吸附氣體分離裝置，用于分離氮?dú)夂蜌錃?。結(jié)果分離效果與圓筒形吸附管相同，體積比原裝置減小三分之一，重量僅是金屬管的五分之三。
權(quán)利要求1.一種利用吸附管組成的變壓吸附氣體分離裝置，其特征是異形吸附管變壓吸附氣體分離裝置，由吸附管1、連接管2、進(jìn)氣管3、電磁閥組4、壓縮機(jī)5和出氣管6組成；它是將2～20個橫斷面呈圓形、橢圓形、帶直角或圓角的3～8邊形、內(nèi)裝φ1.0～5.0mm顆粒狀分子篩吸附劑的非金屬輕質(zhì)材料做成的吸附管，分成2～5組，每個吸附管之間用連接管2按并聯(lián)或串聯(lián)的方式，有序地組成單排、田字形、蜂窩狀的形式，或根據(jù)空間靈活擺放；吸附管組的進(jìn)氣端用進(jìn)氣管3與電磁閥組4連接，出氣端用出氣管6與電磁閥組4連接，而電磁閥組4再連接壓縮機(jī)5，共同組成異形吸附管變壓吸附氣體分離裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的異形吸附管變壓吸附氣體分離裝置，其特征在于吸附管組還可以是在一塊坯胎上鉆2～10個管洞作為吸附管，各自裝進(jìn)分子篩吸附劑，用連接管2并聯(lián)或串聯(lián)，與電磁閥組4、壓縮機(jī)5組成變壓吸附氣體分離裝置。
3.按照權(quán)利要求1所述的異形吸附管變壓吸附氣體分離裝置，其特征在于吸附管可以是一根吸附管彎成2～8程的曲折管、弧形管、環(huán)形管、螺旋管，管壁也可以做成螺紋狀或波紋狀；與同樣形狀的吸附管一起，與電磁閥組、壓縮機(jī)連接，共同組成變壓吸附氣體分離裝置。
4.按照權(quán)利要求1所述的異形吸附管變壓吸附氣體分離裝置，其特征在于吸附管的材質(zhì)可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS工程塑料、高分子聚合物；連接管2、進(jìn)氣管3、出氣管6也是塑料管。
專利摘要本實(shí)用新型是一種異形吸附管變壓吸附氣體分離裝置。該裝置是由異形吸附管1、連接管2、進(jìn)氣管3、電磁閥組4、壓縮機(jī)5和出氣管6組成。將2～20個用非金屬輕質(zhì)材料制成的吸附管分成2～5組,管內(nèi)裝有分子篩吸附劑。吸附管的橫斷面可以是圓形、橢圓形、或是3～8邊的多邊形;吸附管之間按照串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)形式有序地組成單排、田字型或蜂窩狀吸附管組;也可以將一個等徑的吸附管彎曲為二至八程的曲折形、環(huán)形、螺旋管形,把管壁做成螺紋管、波紋管形。這樣組成的變壓吸附氣體分離裝置,具有氣體吸附、擴(kuò)散快,吸附分離效率高,選擇性好,靈活利用有限空間,裝置體積小、重量輕、防腐蝕、使用壽命長等突出特點(diǎn),用于N
文檔編號B01D53/047GK2516227SQ01225470
公開日2002年10月16日 申請日期2001年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月18日
發(fā)明者張永春 申請人:張永春