CN104747756A - 一种旋转阀及应用其的五管吸附塔、以及制氧机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转阀,包括底部敞开的半封闭式分离腔室，分离腔室一侧设有进气咀，该分离腔室顶部开有通孔N，分离腔室顶部安装有电机，电机的传动杆插入通孔N并伸入分离腔室的内腔，电机的传动杆自由端连接有动阀片，动阀片下端贴合安装有静阀片，动阀片可相对静阀片自由旋转。静阀片为圆柱结构，静阀片上沿圆周均布设有第一组通孔，动阀片上设有T型排氮槽、弧形进气槽以及均压槽。同时还提供一种装有上述旋转阀的五管吸附塔及其制氧机。本发明的旋转阀适合多吸附管式吸附塔结构，多吸附管集成式的吸附塔制氧效率高，浓度高，噪音低。应用上述技术的制氧机工作稳定可靠，用户体验好。

Description

一种旋转阀及应用其的五管吸附塔、以及制氧机
技术领域
本发明属于家用或医用制氧设备领域，具体涉及一种旋转阀及应用其的五管吸附塔、以及制氧机。
背景技术
市面上的家用或医用制氧机，是根据PSA变压吸附原理，以空气为原料，以氟石分子筛为吸附剂，利用压缩空气中的氧气和氮气在分子筛孔隙中扩散速率不同而达到连续制造氧气的目的。
传统的制氧机一般安装的是由电磁阀控制的双吸附管式的吸附塔，其制氧效率相对较慢，制氧的流量及浓度均不高，工作过程中噪音大，导致用户体验差。。而且，其安装到制氧机时，均是一个一个的安装到制氧机上的，其安装步骤繁琐。
另外，现有技术中也并没有适合多吸附管式吸附塔结构的旋转阀。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种适合多吸附管式吸附塔结构的旋转阀，一种多吸附管集成式的吸附塔，以及制氧效率高，浓度高，噪音低的制氧机。
本发明解决问题的技术方案是：一种旋转阀,包括底部敞开的半封闭式分离腔室，分离腔室一侧设有进气咀，该分离腔室顶部开有通孔N，分离腔室顶部安装有电机，电机的传动杆插入通孔N并伸入分离腔室的内腔，所述电机的传动杆自由端连接有动阀片，动阀片下端贴合安装有静阀片，所述动阀片可相对静阀片自由旋转。
所述静阀片为圆柱结构，静阀片上沿圆周均布设有第一组通孔，分别为通孔A、通孔B、通孔C、通孔D，且中心设有中心通孔E。
所述动阀片上设有T型排氮槽、弧形进气槽以及均压槽。
所述T形排氮槽的横部与竖直部连通，竖直部底端始终与静阀片的中心通孔E相连通，T形排氮槽的横部为弧形，且与静阀片上的均布第一组通孔上下对准，动阀片旋转到任意位置，第一组通孔中至少有一个通孔与T形排氮槽的横部相连通。
所述弧形进气槽顶部设有进气孔，与分离腔室的内腔相连通，进气槽与静阀片上的均布第一组通孔上下对准，动阀片旋转到任意位置，第一组通孔中至少有一个通孔与进气槽相连通。
所述均压槽位于T形排氮槽与弧形进气槽之间，均压槽包括设置在两端的圆形槽，两圆形槽之间设有将两圆形槽连通的通道X。
所述T形排氮槽的弧形横部、弧形进气槽以及均压槽两端的圆形槽都设置在同一直径的圆周上。动阀片每旋转90度，均压槽两端的两个圆形槽分别与第一组通孔中在同一直径线两端的两个通孔相连通。
优选的，所述动阀片顶部与分离腔室内腔顶壁之间设有弹簧，该弹簧将动阀片和静阀片压紧。
为保证强度，所述进气槽上设有两个进气孔，并没有对进气槽开全尺寸孔。
同时本发明还提供一种应用上述旋转阀的五管吸附塔，包括塔座以及集成安装在塔座上且双排布置的四根吸附管，所述吸附管内安装有分子筛，塔座上对应四根吸附管的位置分别设有氧气输出孔，所述氧气输出孔分别与对应的吸附管相连通，四根吸附管的对称中心处设有柱状氮气处理塔，四根吸附管及氮气处理塔顶部设有塔盖，塔盖上安装有上述的旋转阀，且塔盖顶面与静阀片贴合安装。
所述塔盖上在与第一组通孔对应位置开有第二组通孔，分别为通孔H、通孔I、通孔J、通孔K，且第二组通孔分别与第一组通孔一一对应并连通，也和四根吸附管对应相连通。
所述塔盖上与静阀片上中心通孔E对应位置开有排氮孔，且排氮孔与中心通孔E连通，也和氮气处理塔连通。
所述塔座下端连接有储气罐，储气罐为盆状结构，其外侧壁上设有出氧咀，储气罐底部设有凸起的柱状中空内壳，所述内壳和外壳之间留有间隙，在储气罐底部位于柱状内壳区域开有通孔M，所述内壳顶部与塔座底部固定连接，且内壳顶部设有与氮气处理塔底部连通的通道Y。
优选的，所述吸附管内分子筛上端设有干燥剂，干燥剂上端设有降噪棉，分子筛下端设有将分子筛、干燥剂及降噪棉压紧实的弹簧，弹簧下端与塔座固定连接。
为降低噪音，氮气处理塔内装填有降噪棉。储气罐中空内壳的空腔中装填有降噪棉。
另外，本发明还公开一种制氧机，该制氧机上安装有上述五管吸附塔。
本发明的工作原理是：压缩空气进入吸附管，经过干燥剂除水干燥处理后，空气中的氮气等被分子筛所吸附，而使氧气在气相中得到富集贮存在储气罐中，而在另外吸附管已完成吸附的分子筛被迅速降压，解析出已吸附的成分，并经由氮气处理塔排出。四根吸附管交替循环，整个系统的阀门自动切换均由一个旋转阀自动控制。
本发明的显著效果是：
1.由于四根吸附管交替循环进气制氧或排出氮气，现有技术的动阀片旋转一圈压缩空气只能进入一根吸附管，本装置的动阀片旋转一圈压缩空气能进两根吸附管,相对于传统吸附塔的制氧效率明显提高，制得的氧浓度及流量也大大提高，且当吸附管工作过程中某一个故障，其它的还可继续工作。也就是说本发明的制氧机在长时间工作情况下，可靠性更高，工作更稳定。
2.本发明设计的旋转阀能够完美的适应五管吸附塔，同时也为更多管吸附塔结构提供了设计思路。
3.由于将四根吸附管及氮气处理塔集成在一起形成了吸附塔，其安装时不再需要一个一个单独安装，安装更加方便。
4.氮气处理塔及储气罐内均设有降噪棉，使得制氧机在工作时更加静音，用户体验更好。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为旋转阀的结构分解图。
图2为动阀片的背面结构立体图。
图3为动阀片的背面结构俯视图。
图4为静阀片的结构示意图。
图5为五管吸附塔的整体结构示意图。
图6为五管吸附塔的主视剖面图。
图7为五管吸附塔的俯视剖面图。
图8为储气罐的正面结构示意图。
图9为储气罐的背面结构示意图。
图10为动阀片在起始位置与静阀片的配合示意图。
图11为动阀片顺时针旋转22.5度后与静阀片的配合示意图。
图12为动阀片顺时针旋转45度后与静阀片的配合示意图。
图13为动阀片顺时针旋转67.5度后与静阀片的配合示意图。
图14为动阀片顺时针旋转90度后与静阀片的配合示意图。
图15为动阀片顺时针旋转112.5度后与静阀片的配合示意图。
图16为动阀片顺时针旋转135度后与静阀片的配合示意图。
图17为动阀片顺时针旋转157.5度后与静阀片的配合示意图。
图18为动阀片顺时针旋转225度后与静阀片的配合示意图。
图19为动阀片顺时针旋转270度后与静阀片的配合示意图。
图20为动阀片顺时针旋转315度后与静阀片的配合示意图。
图21为动阀片顺时针旋转337.5度后与静阀片的配合示意图。
图22为动阀片顺时针旋转360度后与静阀片的配合示意图。
图中，1-旋转阀；2-分离腔室；3-电机；4-动阀片；5-静阀片；6-塔盖；7-进气咀；8、17、18-降噪棉；9-干燥剂；10-分子筛；11、26-弹簧；12-塔座；13-氧气输出孔；14-储气罐；15-出氧咀；16-排氮孔；19、20、21、22-吸附管；23-氮气处理塔；24-通道Y；25-通孔N；
41-T形排氮槽；42-进气槽；43-均压槽；
51-通孔A；52-通孔B；53-通孔C；54-通孔D；55-中心通孔E；
144-内壳；145-外壳；146-通孔M；
411-横部；412-竖直部；421-进气孔；431-圆形槽；432-通道X。
具体实施方式
如图1～4所示，一种旋转阀,包括底部敞开的半封闭式分离腔室2，分离腔室2一侧设有进气咀7，该分离腔室2顶部开有通孔N25，分离腔室2顶部安装有电机3，电机的传动杆插入通孔N25并伸入分离腔室2的内腔，所述电机的传动杆自由端连接有动阀片4，动阀片4下端贴合安装有静阀片5，所述动阀片4可相对静阀片5自由旋转；动阀片4顶部与分离腔室2内腔顶壁之间设有弹簧26，该弹簧26将动阀片4和静阀片5压紧。
所述静阀片5为圆柱结构，静阀片5上沿圆周均布设有第一组通孔，分别为通孔A51、通孔B52、通孔C53、通孔D54，且中心设有中心通孔E55；
所述动阀片4上设有T型排氮槽41、弧形进气槽42以及均压槽43；
所述T形排氮槽41的横部411与竖直部412连通，竖直部412底端始终与静阀片5的中心通孔E55相连通，T形排氮槽41的横部411为弧形，且与静阀片5上的均布第一组通孔上下对准，动阀片4旋转到任意位置，第一组通孔中至少有一个通孔与T形排氮槽的横部411相连通；
所述弧形进气槽42顶部设有两个进气孔421，与分离腔室2的内腔相连通，进气槽42与静阀片5上的均布第一组通孔上下对准，动阀片4旋转到任意位置，第一组通孔中至少有一个通孔与进气槽42相连通；
所述均压槽43位于T形排氮槽41与弧形进气槽42之间，均压槽43包括设置在两端的圆形槽431，两圆形槽431之间设有将两圆形槽431连通的通道X432；
所述T形排氮槽41的弧形横部411、弧形进气槽42以及均压槽两端的圆形槽431都设置在同一直径的圆周上；动阀片4每旋转90度，均压槽两端的两个圆形槽431分别与第一组通孔中在同一直径线两端的两个通孔相连通。
此过程中旋转阀的工作过程如图10～22所示，
（1）如图10所示，假设此零度位置为起点，压缩空气从进气槽42导入通孔C53，然后进入吸附管21；通孔B52和通孔D54分别与均压槽43两端的圆形槽431相连通，使得吸附管20与吸附管22内的压力平衡；
通孔A51和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管19内的氮气从通孔A51流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（2）如图11所示，当动阀片4顺时针旋转22.5度，压缩空气继续从进气槽42导入通孔C53，然后进入吸附管21；通孔B52和通孔D54均闭合，使得吸附管20与吸附管22内保压；
通孔A51和中心通孔E55在T形排氮槽41内仍然相连通，吸附管19内的氮气从通孔A51流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（3）如图12所示，当动阀片4顺时针旋转45度，通孔C53和通孔D54均与进气槽42导通，压缩空气从进气槽42导入通孔C、D，然后分别进入吸附管21、22；
通孔A、B和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管19、20内的氮气同时从通孔A、B流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（4）如图13所示，当动阀片4顺时针旋转67.5度，通孔D与进气槽42导通，压缩空气从进气槽42导入通孔D54，然后进入吸附管22；通孔A、C闭合，使得吸附管19与吸附管21内保压；
通孔B52和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管20内的氮气从通孔B52流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（5）如图14所示，当动阀片4顺时针旋转90度，通孔D54与进气槽42导通，压缩空气从进气槽42导入通孔D54，然后进入吸附管22；通孔A、C分别与均压槽两端的圆形槽431相连通，使得吸附管19与吸附管21内的压力平衡；
通孔B52和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管20内的氮气从通孔B52流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（6）如图15所示，当动阀片4顺时针旋转112.5度，压缩空气继续从进气槽42导入通孔D54，然后进入吸附管22；通孔A51和通孔C53均闭合，使得吸附管19与吸附管21内保压；
通孔B52和中心通孔E55在T形排氮槽41内仍然相连通，吸附管20内的氮气从通孔B52流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（7）如图16所示，当动阀片4顺时针旋转135度，通孔A51和通孔D54均与进气槽42导通，压缩空气从进气槽42导入通孔A、D，然后分别进入吸附管19、22；
通孔B、C和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管20、21内的氮气同时从通孔B、C流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（8）如图17所示，当动阀片4顺时针旋转157.5度，通孔A51与进气槽42导通，压缩空气从进气槽42导入通孔A51，然后进入吸附管19；通孔B、D闭合，使得吸附管20与吸附管22内保压；
通孔C53和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管21内的氮气从通孔C53流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（9）如图18所示，当动阀片4顺时针旋转225度，通孔A51和通孔B52均与进气槽42导通，压缩空气从进气槽42导入通孔A、B，然后分别进入吸附管19、20；
通孔C、D和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管21、22内的氮气同时从通孔C、D流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（10）如图19所示，当动阀片4顺时针旋转270度，通孔B52与进气槽42导通，压缩空气从进气槽42导入通孔B54，然后进入吸附管20；通孔A、C分别与均压槽两端的圆形槽431相连通，使得吸附管19与吸附管21内的压力平衡；
通孔D54和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管22内的氮气从通孔D54流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（11）如图20所示，当动阀片4顺时针旋转315度，通孔B52和通孔C53均与进气槽42导通，压缩空气从进气槽42导入通孔B、C，然后分别进入吸附管20、21；
通孔A、D和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管19、22内的氮气同时从通孔A、D流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（12）如图21所示，当动阀片4顺时针旋转337.5度，通孔C53与进气槽42导通，压缩空气从进气槽42导入通孔C53，然后进入吸附管21；通孔B、D闭合，使得吸附管20与吸附管22内保压；
通孔A51和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管19内的氮气从通孔A51流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
（13）如图22所示，当动阀片4顺时针旋转360度，回到起点，压缩空气从进气槽42导入通孔C53，然后进入吸附管21；通孔B52和通孔D54分别与均压槽两端的圆形槽431相连通，使得吸附管20与吸附管22内的压力平衡；
通孔A51和中心通孔E55在T形排氮槽41内相连通，吸附管19内的氮气从通孔A51流出并流入中心通孔E55对应的氮气处理塔23。
如此不断循环进行。
本实施例还提供一种应用上述旋转阀1的五管吸附塔，如图5～9所示，包括塔座12以及集成安装在塔座12上且双排布置的四根吸附管19、20、21、22，所述吸附管内安装有分子筛10，分子筛10上端设有干燥剂9，干燥剂9上端设有降噪棉8，分子筛10下端设有将分子筛10、干燥剂9及降噪棉8压紧实的弹簧11，弹簧11下端与塔座12固定连接。
塔座12上对应四根吸附管的位置分别设有氧气输出孔13，所述氧气输出孔13分别与对应的吸附管相连通，四根吸附管19、20、21、22的对称中心处设有柱状氮气处理塔23，四根吸附管19、20、21、22及氮气处理塔23顶部设有塔盖6，塔盖6上安装有旋转阀1，且塔盖6顶面与静阀片5贴合安装；
所述塔盖6上在与第一组通孔对应位置开有第二组通孔，分别为通孔H、通孔I、通孔J、通孔K，且第二组通孔分别与第一组通孔一一对应并连通，也和四根吸附管对应相连通；
所述塔盖6上与静阀片5上中心通孔E55对应位置开有排氮孔16，且排氮孔16与中心通孔E55连通，也和氮气处理塔23连通；
所述塔座12下端连接有储气罐14，储气罐14为盆状结构，其外侧壁上设有出氧咀15，储气罐14底部设有凸起的柱状中空内壳144，所述内壳144和外壳145之间留有间隙，在储气罐14底部位于柱状内壳144区域开有通孔M146，所述内壳144顶部与塔座12底部固定连接，且内壳144顶部设有与氮气处理塔23底部连通的通道Y24。
氮气处理塔23内装填有降噪棉17。储气罐14中空内壳144的空腔中装填有降噪棉18。
所述五管吸附塔的工作过程为：压缩空气从进气咀7进入分离腔室2，减电机3的传动杆带动动阀片4旋转，空气从动阀片4的进气槽42导入静阀片5上的第二组通孔，再进入一根或两根吸附管中，通过降噪棉8、干燥剂9进行降噪、干燥处理后进入分子筛10，空气中的氮气被分子筛10所吸附，氧气则通过氧气输出孔13进入储气罐14，再从出氧咀15接管提取；
然后，动阀片4旋转到另一角度，吸附管被迅速降压，解析出已吸附的氮气返回到静阀片，并经排氮孔16排在氮气处理塔23内，再经过降噪棉17以及储气罐14内的降噪棉18降噪后排出。
四根吸附管或进空气或出氮气，交替动作，完成制氧过程。
另外，本实施例还公开一种制氧机，该制氧机上安装有上述五管吸附塔。

Claims (7)

1.一种旋转阀,包括底部敞开的半封闭式分离腔室（2），分离腔室（2）一侧设有进气咀（7），该分离腔室（2）顶部开有通孔N（25），分离腔室（2）顶部安装有电机（3），电机的传动杆插入通孔N（25）并伸入分离腔室（2）的内腔，其特征在于：所述电机的传动杆自由端连接有动阀片（4），动阀片（4）下端贴合安装有静阀片（5），所述动阀片（4）可相对静阀片（5）自由旋转；
所述静阀片（5）为圆柱结构，静阀片（5）上沿圆周均布设有第一组通孔，分别为通孔A（51）、通孔B（52）、通孔C（53）、通孔D（54），且中心设有中心通孔E（55）；
所述动阀片（4）上设有T型排氮槽（41）、弧形进气槽（42）以及均压槽（43）；
所述T形排氮槽（41）的横部（411）与竖直部（412）连通，竖直部（412）底端始终与静阀片（5）的中心通孔E（55）相连通，T形排氮槽（41）的横部（411）为弧形，且与静阀片（5）上的均布第一组通孔上下对准，动阀片（4）旋转到任意位置，第一组通孔中至少有一个通孔与T形排氮槽的横部（411）相连通；
所述弧形进气槽（42）顶部设有进气孔（421），与分离腔室（2）的内腔相连通，进气槽（42）与静阀片（5）上的均布第一组通孔上下对准，动阀片（4）旋转到任意位置，第一组通孔中至少有一个通孔与进气槽（42）相连通；
所述均压槽（43）位于T形排氮槽（41）与弧形进气槽（42）之间，均压槽（43）包括设置在两端的圆形槽（431），两圆形槽（431）之间设有将两圆形槽（431）连通的通道X（432）；
所述T形排氮槽（41）的弧形横部（411）、弧形进气槽（42）以及均压槽两端的圆形槽（431）都设置在同一直径的圆周上；动阀片（4）每旋转90度，均压槽两端的两个圆形槽（431）分别与第一组通孔中在同一直径线两端的两个通孔相连通。
2.根据权利要求1所述的旋转阀，其特征在于：所述动阀片（4）顶部与分离腔室（2）内腔顶壁之间设有弹簧（26），该弹簧（26）将动阀片（4）和静阀片（5）压紧。
3.一种应用权利要求1～2任一项所述旋转阀的五管吸附塔，包括塔座（12）以及集成安装在塔座（12）上且双排布置的四根吸附管（19、20、21、22），所述吸附管内安装有分子筛（10），塔座（12）上对应四根吸附管的位置分别设有氧气输出孔（13），所述氧气输出孔（13）分别与对应的吸附管相连通，其特征在于：四根吸附管（19、20、21、22）的对称中心处设有柱状氮气处理塔（23），四根吸附管（19、20、21、22）及氮气处理塔（23）顶部设有塔盖（6），塔盖（6）上安装有权利要求1～2任一项所述的旋转阀（1），且塔盖（6）顶面与静阀片（5）贴合安装；
所述塔盖（6）上在与第一组通孔对应位置开有第二组通孔，分别为通孔H、通孔I、通孔J、通孔K，且第二组通孔分别与第一组通孔一一对应并连通，也和四根吸附管对应相连通；
所述塔盖（6）上与静阀片（5）上中心通孔E（55）对应位置开有排氮孔（16），且排氮孔（16）与中心通孔E（55）连通，也和氮气处理塔（23）连通；
所述塔座（12）下端连接有储气罐（14），储气罐（14）为盆状结构，其外侧壁上设有出氧咀（15），储气罐（14）底部设有凸起的柱状中空内壳（144），所述内壳（144）和外壳（145）之间留有间隙，在储气罐（14）底部位于柱状内壳（144）区域开有通孔M（146），所述内壳（144）顶部与塔座（12）底部固定连接，且内壳（144）顶部设有与氮气处理塔（23）底部连通的通道Y（24）。
4.根据权利要求3所述的五管吸附塔，其特征在于：所述吸附管内分子筛（10）上端设有干燥剂（9），干燥剂（9）上端设有降噪棉（8），分子筛（10）下端设有将分子筛（10）、干燥剂（9）及降噪棉（8）压紧实的弹簧（11），弹簧（11）下端与塔座（12）固定连接。
5.根据权利要求3或4所述的五管吸附塔，其特征在于：氮气处理塔（23）内装填有降噪棉（17）。
6.根据权利要求3或4所述的五管吸附塔，其特征在于：所述储气罐（14）中空内壳（144）的空腔中装填有降噪棉（18）。
7.一种制氧机，其特征在于：该制氧机上安装有上述权利要求3～6任一项所述的五管吸附塔。
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