變壓吸附裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種變壓吸附裝置，包括：外殼，外殼的內(nèi)表面為弧面，外殼設(shè)置有至少一個(gè)進(jìn)氣口、至少一個(gè)排氣口、至少一個(gè)出氣口；轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子設(shè)置在外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子上設(shè)置有至少兩個(gè)與上述外殼內(nèi)表面始終保持滑動(dòng)接觸的接觸端，轉(zhuǎn)子外表面與外殼內(nèi)表面在相鄰接觸端之間形成單獨(dú)腔體即氣腔，各氣腔由上述接觸端進(jìn)行分隔；吸附室，吸附室設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，為轉(zhuǎn)子的一部分，與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，上述吸附室內(nèi)部裝填分子篩，吸附室設(shè)置篩孔同氣腔連通。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，不需要復(fù)雜的氣體管路，同步控制簡(jiǎn)單，省去傳統(tǒng)裝置中相應(yīng)的電磁閥及其復(fù)雜的控制電路。
【專利說(shuō)明】變壓吸附裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種變壓吸附裝置，主要應(yīng)用于氣體介質(zhì)分離的【技術(shù)領(lǐng)域】之中?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]變壓吸附法(簡(jiǎn)稱PSA)作為一種氣體分離技術(shù)問(wèn)世后，就受到各國(guó)工業(yè)界的關(guān)注，競(jìng)相開(kāi)發(fā)和研究，發(fā)展迅速。其工作原理是:利用吸附劑分子篩對(duì)不同氣體分子“吸附”性能的差異而將氣體混合物分開(kāi)，吸附平衡后根據(jù)分子篩在不同壓力下對(duì)吸附氣體吸附量不同的特性，降低壓力使分子篩解除對(duì)吸附氣體的吸附，這一過(guò)程稱為再生。目前，變壓吸附裝置通常使用兩塔或多塔并聯(lián)，這樣可以交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生，從而獲得連續(xù)的產(chǎn)品氣。
[0003]目前，市場(chǎng)上大多數(shù)的變壓吸附裝置，如圖3所示，主要都是通過(guò)傳統(tǒng)的壓縮機(jī)I’對(duì)氣體進(jìn)行壓縮后經(jīng)過(guò)管道2’進(jìn)入到吸附塔(罐)3’中利用分子篩進(jìn)行氣體的分離。管道2’上設(shè)置有閥門4’。
[0004]這種裝置存在以下幾點(diǎn)缺陷:分離式設(shè)計(jì)、零部件多、體積大、結(jié)構(gòu)松散、管耗閥損大、單位功率出氣率低，需要復(fù)雜的控制電路，同步控制困難，可靠性差，成本高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，不需要復(fù)雜的氣體管路，同步控制簡(jiǎn)單，省去傳統(tǒng)裝置中相應(yīng)的電磁閥及其復(fù)雜的控制電路的變壓吸附裝置。
[0006]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種變壓吸附裝置，包括:
[0007]外殼，所述外殼的內(nèi)表面為弧面，所述外殼設(shè)置有至少一個(gè)進(jìn)氣口、至少一個(gè)排氣口、至少一個(gè)用于排出被分離氣體的出氣口 ；
[0008]轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述外殼內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置有至少兩個(gè)與所述外殼內(nèi)表面始終保持滑動(dòng)接觸的接觸端，所述轉(zhuǎn)子外表面與所述外殼內(nèi)表面在相鄰接觸端之間形成單獨(dú)腔體即氣腔，各氣腔由所述接觸端進(jìn)行分隔；
[0009]吸附室，所述吸附室設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部，為轉(zhuǎn)子的一部分，與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，所述吸附室內(nèi)部裝填分子篩，且所述吸附室對(duì)應(yīng)各氣腔設(shè)置篩孔同氣腔連通。
[0010]進(jìn)一步具體的，所述單獨(dú)腔體在每一個(gè)工作循環(huán)隨所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)依次經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口、出氣口、排氣口。
[0011]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子的中心與所述外殼中心不重合，所述轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中其中心繞外殼的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]作為優(yōu)化的方案，所述變壓吸附裝置還包括位于外殼中心處的由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的具有外齒輪的中心軸，所述轉(zhuǎn)子中心處設(shè)置有內(nèi)齒輪，所述中心軸的外齒輪與所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)齒輪相互嚙合，所述外齒輪的齒數(shù)小于所述內(nèi)齒輪的齒數(shù)。
[0013]作為進(jìn)一步優(yōu)化的方案，所述出氣口處設(shè)置有泄壓閥。
[0014]作為第一種優(yōu)化的實(shí)施方式，所述轉(zhuǎn)子順時(shí)針設(shè)置有三個(gè)與外殼內(nèi)表面始終保持滑動(dòng)接觸的接觸端:第一接觸端、第二接觸端、第三接觸端，所述轉(zhuǎn)子外表面與所述外殼內(nèi)表面之間形成三個(gè)氣腔，所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部對(duì)應(yīng)三個(gè)氣腔分別設(shè)置有吸附室:第一吸附室、第二吸附室、第三吸附室，其中第一吸附室位于第一接觸端和第二接觸端之間，第二吸附室位于第二接觸端和第三接觸端之間，第三吸附室位于第三接觸端和第一接觸端之間，所述外殼設(shè)置有I個(gè)出氣口，I個(gè)進(jìn)氣口和I個(gè)排氣口，初始位置時(shí)，轉(zhuǎn)子的第一接觸端位于進(jìn)氣口的順時(shí)針側(cè)處，第三接觸端位于排氣口的逆時(shí)針側(cè)處，進(jìn)氣口和排氣口位于初始位置的第一接觸端和第三接觸端之間，且進(jìn)氣口位于排氣口順時(shí)針位置，出氣口正對(duì)第二接觸端。
[0015]上述實(shí)施方式中，所述外殼的內(nèi)表面的弧形軌跡由下列方程得到:
[0016]x=R*cos a+e*cos3 α ；
[0017]y=R*sin α+e*sin3 α ；
[0018]轉(zhuǎn)子的輪廓線由下列方程得到:
[0019]v=30+t*60
[0020]d=_3*e*sin(3*v)/R
[0021]u=2*v_asin (d)
[0022]x=2*e*cos(u)*cos(3*v)+R*cos(2*v)
[0023]y=2*e*sin(u)*cos(3*v)+R*sin(2*v)
[0024]上述公式中，R為`創(chuàng)成半徑，e為轉(zhuǎn)子的中心與外殼中心的距離，a e [0°，360。]，t為時(shí)間。
[0025]作為第二種優(yōu)化的實(shí)施方式，所述轉(zhuǎn)子順時(shí)針設(shè)置有四個(gè)與外殼內(nèi)表面始終保持滑動(dòng)接觸的接觸端:第一接觸端、第二接觸端、第三接觸端、第四接觸端，所述轉(zhuǎn)子外表面與所述外殼內(nèi)表面之間形成四個(gè)氣腔，所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部對(duì)應(yīng)四個(gè)氣腔分別設(shè)置有吸附室:第一吸附室、第二吸附室、第三吸附室、第四吸附室，其中第一吸附室位于第一接觸端和第二接觸端之間，第二吸附室位于第二接觸端和第三接觸端之間，第三吸附室位于第三接觸端和第四接觸端之間、第四吸附室位于第四接觸端和第一接觸端之間，所述外殼設(shè)置有I個(gè)出氣口，I個(gè)進(jìn)氣口和第一排氣口、第二排氣口，初始位置時(shí)，轉(zhuǎn)子的第一接觸端位于進(jìn)氣口的順時(shí)針側(cè)處，第四接觸端位于第二排氣口的逆時(shí)針側(cè)處，進(jìn)氣口和第二排氣口位于初始位置的第一接觸端和第四接觸端之間，且進(jìn)氣口位于第二排氣口順時(shí)針位置，第一排氣口位于第三接觸端和第四接觸端之間，出氣口位于第二接觸端和第三接觸端之間，緊鄰第三接觸端。
[0026]第二種優(yōu)化的實(shí)施方式中，所述外殼內(nèi)表面的弧形軌跡由下列方程得到:
[0027]x=e*cos( a )+R*cos(α/4)
[0028]Y=e*sin(α)+R*sin(α /4)
[0029]轉(zhuǎn)子的輪廓線由下列方程得到:
[0030]xr=e*cos β +e*cos ( α - β /3) +R*cos ( α /4- β /3)
[0031]yr=e*cos β +e*sin(α -β /3)+R*sin ( α /4- β /3)
, 0、 5 sin(a /2)- K sin(3a /10)
[0032]/g(5/"8) = —~, /0 ^ \ , 二

5 cos(a / 2) + K cos(3a /10)
[0033]上述公式中，a e [0°，360° ]，e為偏心距，R為創(chuàng)成半徑，K=R/e。本實(shí)用新型的有益效果:[0034]本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)的相比將吸附室設(shè)置于轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，結(jié)構(gòu)更加緊湊，不再需要復(fù)雜的氣體管路，氣體管路的通斷由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度而決定，同步控制簡(jiǎn)單，傳統(tǒng)裝置中相應(yīng)的電磁閥及其復(fù)雜的控制電路也可以減免，在氣體壓縮的同時(shí)也同步進(jìn)行了氣體的分離，完整實(shí)現(xiàn)了一體化的功能。整套裝置布局合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，出氣率高，運(yùn)行可靠，成本低，是一種較佳的新型變壓吸附裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1-1至圖1-6為實(shí)施案例I實(shí)用新型變壓吸附裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2-1至圖2-8為實(shí)施案例2實(shí)用新型變壓吸附裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3是現(xiàn)有的變壓吸附裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0039]實(shí)施案例1:
[0040]圖1-1至圖1-6為本實(shí)用新型變壓吸附裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，參照?qǐng)D1-1，變壓吸附裝置，包括:外殼1、轉(zhuǎn)子2、吸附室32、吸附室34、吸附室36，其中，外殼I的內(nèi)表面10為弧面，其弧形軌跡由下列方程得到:
[0041]x=R*cos a+e*cos3 α ；
[0042]y=R*sin α+e*sin3 α ；
[0043]α e [O。，360° ] e=l.5 R=IO
[0044]外殼設(shè)置有進(jìn)氣口 12、排氣口 14以及出氣口 16，出氣口 16用于排出被分離氣體。轉(zhuǎn)子2的輪廓線由下列方程得到:
[0045]e=l.5 R=IO
[0046]v=30+t*60
[0047]d=_3*e*sin(3*v)/R
[0048]u=2*v_asin (d)
[0049]x=2*e*cos(u)*cos(3*v)+R*cos(2*v)
[0050]y=2*e*sin (u)*cos(3*v)+R*sin(2*v)
[0051]轉(zhuǎn)子2設(shè)置在外殼I內(nèi)并可旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子2設(shè)置有三個(gè)與外殼內(nèi)表面10始終保持滑動(dòng)接觸的接觸端，轉(zhuǎn)子2與外殼內(nèi)表面10在相鄰接觸端之間形成單獨(dú)腔體即氣腔，氣腔隨轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)依次經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口 12、出氣口 16、排氣口 14。
[0052]吸附室32、吸附室34、吸附室36設(shè)置在轉(zhuǎn)子2內(nèi)部，成為轉(zhuǎn)子一部分，并可與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，每個(gè)吸附室設(shè)置篩孔同氣腔連通，每個(gè)吸附室內(nèi)部分別裝填有分子篩。
[0053]具體地，在本實(shí)施案例中，外殼I設(shè)置有I個(gè)出氣口 16，I個(gè)進(jìn)氣口 12和I個(gè)排氣口 14，進(jìn)氣口 12及排氣口 14設(shè)置在外殼I的左側(cè)，出氣口 16設(shè)置在外殼I的右側(cè)。出氣口 16處設(shè)置有泄壓閥160。
[0054]轉(zhuǎn)子2設(shè)置有3個(gè)接觸端，分別記為接觸端21、接觸端23、接觸端25，通過(guò)3個(gè)接觸端分隔有3個(gè)吸附室，分別記為吸附室32、吸附室34和吸附室36。
[0055]在本實(shí)施案例中，轉(zhuǎn)子2的中心與外殼I中心不重合，轉(zhuǎn)子2在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中其中心繞外殼I的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。更具體地，外殼I中心處設(shè)置有外齒輪100，轉(zhuǎn)子2中心處設(shè)置有內(nèi)齒輪200，外齒輪100與內(nèi)齒輪200相互嚙合，外齒輪100的齒數(shù)小于內(nèi)齒輪200的齒數(shù)。
[0056]本實(shí)用新型，變壓吸附裝置，其工作過(guò)程為:
[0057]參照?qǐng)D1-1，圖1-1為初始階段，轉(zhuǎn)子2的接觸端21位于進(jìn)氣口 12的順時(shí)針側(cè)處，接觸端25位于排氣口 14的逆時(shí)針側(cè)處，即吸附室36、接觸端21、接觸端25與外殼內(nèi)表面10所構(gòu)成的氣腔A處于新階段的進(jìn)氣過(guò)程與上一階段的排氣過(guò)程中，內(nèi)齒輪200和外齒輪100旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，隨著接觸端25順時(shí)針移動(dòng)越過(guò)排氣口 14后，氣腔A開(kāi)始全部進(jìn)入進(jìn)氣狀態(tài)。在此過(guò)程中，氣腔A的容積逐漸增大。
[0058]參照?qǐng)D1-2，圖1-2為氣腔A容積最大階段，隨著轉(zhuǎn)子2的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，此時(shí)氣腔A的容積達(dá)到最大，接觸端25越過(guò)進(jìn)氣口 12，接觸端21滑動(dòng)至右側(cè)，氣腔A完全封閉，已完成進(jìn)氣過(guò)程。隨著轉(zhuǎn)子2繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，氣腔A的容積將逐漸減小。
[0059]參照?qǐng)D1-3，圖1-3為壓縮過(guò)程并準(zhǔn)備出氣階段，接觸端21滑動(dòng)至出氣口 16，隨著轉(zhuǎn)子2的繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，氣腔A的容積進(jìn)一步減小，氣腔A繼續(xù)壓縮容積，氣腔A內(nèi)的氣體壓力逐漸增大，當(dāng)壓力高于分子篩的吸附壓力后，分子篩開(kāi)始吸附對(duì)應(yīng)氣體。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后當(dāng)對(duì)應(yīng)氣體全部吸附完成且氣腔A內(nèi)氣體壓力高于泄壓閥160的閾值時(shí)，泄壓閥160打開(kāi)，氣腔A內(nèi)未被吸附室36吸附的氣體開(kāi)始通過(guò)出氣口 16輸出。
[0060]參照?qǐng)D1-4，圖1-4為氣腔A容積最小階段，隨著轉(zhuǎn)子2的繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，氣腔A的容積逐漸減小，此階段氣腔A的容積達(dá)到最小，保持持續(xù)由出氣口 16出氣。
[0061]參照?qǐng)D1-5，圖1-5為準(zhǔn)備排氣階段，隨著轉(zhuǎn)子2的繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，接觸端25慢慢靠近出氣口 16，氣腔A的體積逐漸增大，氣腔A內(nèi)氣體壓力逐漸降低，當(dāng)氣腔A內(nèi)氣體壓力低于泄壓閥160的閾值時(shí)，泄壓閥160開(kāi)始閉合。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，氣腔A內(nèi)氣體壓力繼續(xù)降低，當(dāng)氣腔A內(nèi)氣體壓力低于分子篩解吸附壓力后分子篩開(kāi)始解吸附氣體。此時(shí)，吸附室36內(nèi)已吸附的氣體開(kāi)始進(jìn)入氣腔A，接觸端21滑動(dòng)至排氣口 14的逆時(shí)針側(cè)處，氣腔A進(jìn)入準(zhǔn)備排氣的階段。
[0062]參照?qǐng)D1-6，圖1-6為排氣階段，接觸端21越過(guò)排氣口 14，接觸端25滑過(guò)出氣口16，氣腔A充滿了由吸附室36解吸附出的氣體，氣腔A全部進(jìn)入排氣階段。
[0063]繼續(xù)參照?qǐng)D1-1，此時(shí)完成了一個(gè)氣腔及相應(yīng)吸附室的工作循環(huán)過(guò)程。
[0064]實(shí)施案例2:
[0065]圖2-1至圖2-8為本實(shí)用新型變壓吸附裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，參照?qǐng)D2-1，變壓吸附裝置，包括:外殼10、轉(zhuǎn)子20、吸附室320、吸附室340、吸附室360、吸附室380，其中，外殼10的內(nèi)表面100為弧面，其弧形軌跡由下列方程得到:
[0066]x=e*cos( a )+R*cos(α/4)
[0067]Y=e*sin(α)+R*sin(α /4)
[0068]α e [O。，360。]，e 為偏心距，e=12，R 為創(chuàng)成半徑，R=96。
[0069]外殼設(shè)置有進(jìn)氣口 120、第二排氣口 140與第一排氣口 160以及出氣口 180，出氣口 180用于排出被分離氣體；轉(zhuǎn)子20的輪廓線由下列方程得到:
[0070]xr=e*cos β +e*cos ( α - β /3) +R*cos ( α /4- β /3)
[0071]yr=e*cos β +e*sin(α -β /3)+R*sin ( α /4- β /3)[0072] <img/ [0073]a e [0°，360。]，e 為偏心距，e=12，R 為創(chuàng)成半徑，R=96，K=R/e。
[0074]轉(zhuǎn)子20設(shè)置在外殼10內(nèi)并可旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子20設(shè)置有4個(gè)與外殼內(nèi)表面100始終保持滑動(dòng)接觸的接觸端，轉(zhuǎn)子20與外殼內(nèi)表面100在相鄰接觸端之間形成單獨(dú)腔體即氣腔，氣腔隨轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)依次經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口 120、出氣口 180、第一排氣口 160與第二排氣口 140。
[0075]吸附室320、吸附室340、吸附室360、吸附室380設(shè)置在轉(zhuǎn)子20內(nèi)部，成為轉(zhuǎn)子20一部分，并可與轉(zhuǎn)子20 —起旋轉(zhuǎn)，每個(gè)吸附室設(shè)置有篩孔同氣腔連通，每個(gè)吸附室內(nèi)部分別裝填有分子篩。
[0076]具體地，在本實(shí)施案例中，外殼10設(shè)置有出氣口 180，進(jìn)氣口 120和第二排氣口140與第一排氣口 160，進(jìn)氣口 120和第二排氣口 140設(shè)置在外殼10的左側(cè)，出氣口 180與第一排氣口 160設(shè)置在外殼10的右側(cè)。出氣口 180處設(shè)置有泄壓閥180。
[0077]轉(zhuǎn)子20設(shè)置有4個(gè)接觸端，分別記為接觸端210、接觸端230、接觸端250、接觸端270，通過(guò)4個(gè)接觸端分隔有4個(gè)吸附室，分別記為吸附室320、吸附室340、吸附室360、吸附室 380。
[0078]在本實(shí)案例中，轉(zhuǎn)子20的中心與外殼10中心不重合，轉(zhuǎn)子20在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中其中心繞外殼的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。更具體地，外殼10中心處設(shè)置有外齒輪1000，轉(zhuǎn)子20中心處設(shè)置有內(nèi)齒輪2000，外齒輪1000與內(nèi)齒輪2000相互嚙合，外齒輪1000的齒數(shù)小于內(nèi)齒輪2000的齒數(shù)。
[0079]本實(shí)用新型變壓吸附裝置，其工作過(guò)程為:
[0080]參照?qǐng)D2-1，圖2-1為初始階段，轉(zhuǎn)子20的接觸端210位于進(jìn)氣口 120的順時(shí)針側(cè)處，接觸端270位于第二排氣口 140的逆時(shí)針側(cè)處，即吸附室380、接觸端210、接觸端270與外殼內(nèi)表面100所構(gòu)成的氣腔B處于新階段的進(jìn)氣過(guò)程與上一階段的排氣過(guò)程中，內(nèi)齒輪2000和外齒輪1000旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子20順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在此過(guò)程中，氣腔B的容積逐漸增大。
[0081]參照?qǐng)D2-2，圖2-2為持續(xù)進(jìn)氣并準(zhǔn)備出氣階段，隨著轉(zhuǎn)子20的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，接觸端270順時(shí)針移動(dòng)越過(guò)第二排氣口 140后，氣腔B全部進(jìn)入進(jìn)氣狀態(tài)，其容積逐漸增大，接觸端210滑動(dòng)至右側(cè)靠近出氣口 180。再隨著轉(zhuǎn)子20繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，氣腔B的容積將逐漸減小。
[0082]參照?qǐng)D2-3，圖2-3為壓縮過(guò)程并開(kāi)始出氣階段，隨著轉(zhuǎn)子20的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，氣腔B繼續(xù)壓縮容積，隨著氣腔B的容積逐漸減小，氣腔B內(nèi)的氣體壓力逐漸增大，當(dāng)壓力高于分子篩的吸附壓力后，分子篩開(kāi)始吸附對(duì)應(yīng)氣體。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后當(dāng)對(duì)應(yīng)氣體全部吸附完成且氣腔B內(nèi)氣體壓力高于泄壓閥180的閾值時(shí)，泄壓閥180打開(kāi)，氣腔B內(nèi)未被吸附室380吸附的氣體開(kāi)始通過(guò)出氣口 180輸出。
[0083]參照?qǐng)D2-4，圖2-4為氣腔B容積最小階段，隨著轉(zhuǎn)子20的繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，氣腔B的容積繼續(xù)減小，保持持續(xù)出氣，此階段氣腔B容積到達(dá)最小。當(dāng)氣腔B內(nèi)氣體壓力低于泄壓閥180的閾值時(shí)，泄壓閥180開(kāi)始閉合。
[0084]參照?qǐng)D2-5，圖2-5為準(zhǔn)備排氣階段，隨著轉(zhuǎn)子20的繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，接觸端270慢慢靠近出氣口 180，氣腔B的體積逐漸增大，氣腔B內(nèi)氣體壓力逐漸降低，當(dāng)氣體壓力小于分子篩解吸附壓力后，分子篩開(kāi)始解吸附氣體。此時(shí)，吸附室380內(nèi)吸附的氣體開(kāi)始進(jìn)入氣腔B，接觸端210滑動(dòng)至第一排氣口 160的右側(cè)處，氣腔B進(jìn)入準(zhǔn)備第一次排氣的階段。
[0085]參照?qǐng)D2-6，圖2-6為第一次排氣階段，隨著轉(zhuǎn)子20的繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，接觸端210開(kāi)始滑過(guò)第一排氣口 160，氣腔B充滿了由吸附室380解吸附出的氣體，氣腔B進(jìn)入第一次排氣階段。
[0086]參照?qǐng)D2-7，圖2-7為雙排氣階段，接觸端270并未完全滑過(guò)第一排氣口 160，接觸端210滑過(guò)第二排氣口 140，吸附室380繼續(xù)釋放被吸附的氣體，第一次排氣尚未結(jié)束，第二次排氣已開(kāi)始，此時(shí)第一排氣口 160與第二排氣口 140同時(shí)排氣。
[0087]參照?qǐng)D2-8，圖2-8為全部排氣階段，接觸端270完全滑過(guò)第一排氣口 160，接觸端210也越過(guò)了第二排氣口 140，此時(shí)氣腔B內(nèi)仍有部分從吸附室380內(nèi)釋放的氣體，由第二排氣口 140獨(dú)立排空剩余氣體。
[0088]繼續(xù)參照?qǐng)D2-1，此時(shí)完成了一個(gè)氣腔及相應(yīng)吸附室的工作循環(huán)過(guò)程。
[0089]上述實(shí)施案例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變壓吸附裝置，其特征在于，包括: 外殼，所述外殼的內(nèi)表面為弧面，所述外殼設(shè)置有至少一個(gè)進(jìn)氣口、至少一個(gè)排氣口、至少一個(gè)用于排出被分離氣體的出氣口； 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述外殼內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置有至少兩個(gè)與所述外殼內(nèi)表面始終保持滑動(dòng)接觸的接觸端，所述轉(zhuǎn)子外表面與所述外殼內(nèi)表面在相鄰接觸端之間形成單獨(dú)腔體即氣腔，各氣腔由所述接觸端進(jìn)行分隔； 吸附室，所述吸附室設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部，為轉(zhuǎn)子的一部分，與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，所述吸附室內(nèi)部裝填分子篩，且所述吸附室對(duì)應(yīng)各氣腔設(shè)置篩孔同氣腔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓吸附裝置，其特征在于，所述單獨(dú)腔體在每一個(gè)工作循環(huán)隨所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)依次經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口、出氣口、排氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓吸附裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的中心與所述外殼中心不重合，所述轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中其中心繞外殼的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓吸附裝置，其特征在于，所述變壓吸附裝置還包括位于外殼中心處的由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的具有外齒輪的中心軸，所述轉(zhuǎn)子中心處設(shè)置有內(nèi)齒輪，所述中心軸的外齒輪與所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)齒輪相互嚙合，所述外齒輪的齒數(shù)小于所述內(nèi)齒輪的齒數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓吸附裝置，其特征在于，所述出氣口處設(shè)置有泄壓閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壓吸附裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子順時(shí)針設(shè)置有三個(gè)與外殼內(nèi)表面始終保持滑動(dòng)接觸的接觸端:第一接觸端、第二接觸端、第三接觸端，所述轉(zhuǎn)子外表面與所述外殼內(nèi)表面之間形成三個(gè)氣腔，所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部對(duì)應(yīng)三個(gè)氣腔分別設(shè)置有吸附室:第一吸附室、第二吸附室、第三吸附室，其中第一吸附室位于第一接觸端和第二接觸端之間，第二吸附室位于第 二接觸端和第三接觸端之間，第三吸附室位于第三接觸端和第一接觸端之間，所述外殼設(shè)置有I個(gè)出氣口，I個(gè)進(jìn)氣口和I個(gè)排氣口，初始位置時(shí)，轉(zhuǎn)子的第一接觸端位于進(jìn)氣口的順時(shí)針側(cè)處，第三接觸端位于排氣口的逆時(shí)針側(cè)處，進(jìn)氣口和排氣口位于初始位置的第一接觸端和第三接觸端之間，且進(jìn)氣口位于排氣口順時(shí)針位置，出氣口正對(duì)第二接觸端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變壓吸附裝置，其特征在于:所述外殼的內(nèi)表面的弧形軌跡由下列方程得到:
X=R氺cos a +e氺cos3 α ；
Y=R^sin a +e氺sin3 α ； 轉(zhuǎn)子的輪廓線由下列方程得到: v=30+t*60 d=_3*e*sin(3*v) /R u=2木v-asin(d)
x=2*e*cos(u)*cos(3*v)+R*cos(2*v)
y=2*e*sin(u)*cos(3*v)+R*sin(2*v) 上述公式中，R為創(chuàng)成半徑，e為轉(zhuǎn)子的中心與外殼中心的距離，a e [O。，360° ]，t為時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壓吸附裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子順時(shí)針設(shè)置有四個(gè)與外殼內(nèi)表面始終保持滑動(dòng)接觸的接觸端:第一接觸端、第二接觸端、第三接觸端、第四接觸端，所述轉(zhuǎn)子外表面與所述外殼內(nèi)表面之間形成四個(gè)氣腔，所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部對(duì)應(yīng)四個(gè)氣腔分別設(shè)置有吸附室:第一吸附室、第二吸附室、第三吸附室、第四吸附室，其中第一吸附室位于第一接觸端和第二接觸端之間，第二吸附室位于第二接觸端和第三接觸端之間，第三吸附室位于第三接觸端和第四接觸端之間、第四吸附室位于第四接觸端和第一接觸端之間，所述外殼設(shè)置有I個(gè)出氣口，I個(gè)進(jìn)氣口和第一排氣口、第二排氣口，初始位置時(shí)，轉(zhuǎn)子的第一接觸端位于進(jìn)氣口的順時(shí)針側(cè)處，第四接觸端位于第二排氣口的逆時(shí)針側(cè)處，進(jìn)氣口和第二排氣口位于初始位置的第一接觸端和第四接觸端之間，且進(jìn)氣口位于第二排氣口順時(shí)針位置，第一排氣口位于第三接觸端和第四接觸端之間，出氣口位于第二接觸端和第三接觸端之間，緊鄰第三接觸端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變壓吸附裝置，其特征在于:所述外殼內(nèi)表面的弧形軌跡由下列方程得到:
X=G^cos(a)+R^cos(a/4)
Y=e*sin(a)+R*sin(a/4) 轉(zhuǎn)子的輪廓線由下列方程得到: xr=e*cosb+e*cos(a_b/3)+R*cos(a/4_b/3) yr=e*cosb+e*sin(a_b/3)+R*sin(a/4_b/3)
【文檔編號(hào)】B01D53/047GK203507775SQ201320560910
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】周小山, 孫明, 雷激 申請(qǐng)人:周小山, 孫明, 雷激