CN104902981B - 用于气体生产的机器 - Google Patents

Abstract

一种用于气体生产的机器(1)，其包括：一个或多个圆柱形构件(2)，每个圆柱形构件与两个头部相联，所述两个头部固定至每一个圆柱形构件(2)的端部；与相邻圆柱形构件相联的相邻头部，所述相邻头部相互连接以形成模块化歧管；其中，每一个头部单块式设置并由塑料通过注射模制而制成。由塑料制成的头部允许提供用于构成现场气体发生器的特定罐。该机器优选但非限制性地由高密度聚乙烯或玻璃加强聚丙烯制成，该机器的优点是：原料成本和模制工艺成本低，原料广泛且易于获得，制造工艺可重复性高，制造时间非常短，以及对于每个制造对象而言制造成本非常低。

Description

用于气体生产的机器

技术领域

本发明涉及一种用于气体生产的机器。

背景技术

众所周知，用于生产诸如O₂或N₂的气体的典型设备，即所谓的现场发生器，由一个或多个罐构成，所述罐通常具有圆柱形形状，并由金属制成，例如由钢、铝或铁的合金制成，这种设备通过以交替循环工作，主要遵循了PSA(压力摆动吸附器)型机器的经典工作循环。

简要地说，在PSA循环中，罐中容纳的活性成分经受以不同压力为特征的两个交替步骤：高压的第一步骤，被称作吸附步骤，在该第一步骤中，罐中容纳的活性成分放置成与气体混合物相接触，从所述气体混合物中提取组分；以及低压的第二步骤，即解吸附步骤，在该第二步骤中，在前一步骤期间饱和的活性物质释放之前保持的气态组分。

罐设计成能在疲劳工况下依靠交替压力循环工作许多年。

当然，通过增加罐的容量，可以提供容纳数量更多的活性成分的机器，并因此可以提供具有更高性能的现场发生器。

为增加罐的尺寸，可以增加罐的高度和/或直径。

对于所包含的相同压力，通过增加罐的高度，不必调整罐的壁厚度；但是，当增加罐的直径时，根据将压力与力联系在一起的物理定律(F＝p×A)，为了在相同的工作压力下具有相同的机械强度和安全性，必须增加罐的壳体厚度，但随之而来的是，在罐的制造过程中，所使用的材料数量、工艺难度以及物流难度非线性地增大。

发明内容

本发明的目的是，提供一种原料成本和制造工艺成本低的用于气体生产的机器。

在该目的的范围内，本发明的目标是提供一种能够用广泛的且容易获得的原料制造的机器。

本发明的另一个目标是提供一种能够用可重复性高、制造时间减少并且对于每个制造产品而言制造成本都极低的制造工艺制造的机器。

本发明的另一个目标是提供一种结构，该结构借助于其特定的构造特征，能够在使用中最大程度地保证可靠性和安全性。

该目的和这些目标以及下文中显而易见的其它目标是通过用于气体生产的机器实现的，所述用于气体生产的机器包括：一个或多个圆柱形构件，每个所述圆柱形构件与两个头部相联，所述两个头部紧固至每个所述圆柱形构件的端部；与相邻圆柱形构件相联的相邻头部，所述相邻头部相互连接以形成模块化歧管；所述机器的特征在于，每个所述头部单块式设置并由塑料通过注射模制而制成。

附图说明

进一步的特征和优点将从下文对本发明的优选但非排他的实施例的详细描述中变得更加显而易见，在附图中作为非限制性的例子描述了这些实施例，其中：

图1是依照本发明的机器的特别是用于金属制圆柱形构件的头部的透视图；

图2是图1中头部的侧透视图；

图3是图1中头部的俯视图；

图4是图1的后透视图；

图5是图1中头部的后视图；

图6是前图1中头部的侧面的侧视图；

图7是从歧管侧观察的图1中头部的侧视图；

图8是依照本发明的机器的一部分的局部透视图；

图9是依照本发明的机器的透视图；

图10是依照本发明的机器的特别是用于由塑料制成的圆柱形构件的另一头部的透视图；

图11是图10中头部的另一透视图；

图12是图10中头部的俯视图；

图13是图10中头部的侧面的侧视图；

图14是图10中头部的后视图；

图15是设置有图10中头部的机器的一部分的局部透视图；

图16是图10中机器的透视图。

具体实施方式

参考这些引用的附图，依照本发明的机器整体标记为参考数字1，该机器具有一个或多个圆柱形构件2，每个圆柱形构件与两个头部3相联，这两个头部固定至圆柱形构件2的端部。

两个侧向相邻圆柱形构件的相邻头部3相互连接在一起，以便形成模块化歧管，所述模块化歧管允许连结多个圆柱形构件2以形成依照本发明的结构1。

依照本发明，头部3由单个本体构成，所述单个本体由塑料通过注射模制而制成。

头部3包括由柄件构成的联接件4，所述柄件布置在头部3的本体的联接侧5上，用于固定圆柱形构件2的端部。

在相同的联接侧5上还设置有孔6，用于借助于螺钉等紧固构件固定圆柱形构件2。

头部3设计成特别是与金属制圆柱形构件2一起使用，圆柱形构件2优选由铝制成。

头部3具有两个歧管侧7，每个歧管侧均设置有歧管端口8。歧管端口8连接两个或更多个相互相邻的头部。

中心端口16将歧管端口8连接至与联接件4相联的圆柱形构件2。

歧管侧7还设置有用于借助于螺纹杆紧固头部的一对通孔9，在图中看不到所述螺纹杆。

在每个歧管侧7中，其中一个通孔9具有环形中心定位销10，所述环形中心定位销适于接合相邻头部3的另一个通孔9的对应的环形座11。

头部3设置有两个侧面12，这两个侧面12分别设置有用于键14的支座13，所述键用于彼此相对地侧向固定头部并使头部纵向中心定位。

头部的侧面12还具有用于锚固该结构的头部以及用于操持的支座15。

图10-16是与图1-9的机器1大体类似的机器101的视图，该机器包括头部103，所述头部设计成特别是与由塑料制成的圆柱形构件102一起使用，例如与市场上可买到的由聚乙烯和/或聚丙烯制成的普通管道一起使用。

图1-9中使用的相同的参考数字在图10-16中标记类似的构件。

头部103包括联接件104，联接件104设置有用于电焊导体的支座144。

联接件104设置有校准孔116，用以优化圆柱形构件102与歧管8之间的内部流动。

头部103还包括用于连接电焊构件的电触点117。

依照本发明的机器允许只利用塑料和注射模制工艺来制造用于构成现场气体发生器的特定罐。

优选地，该结构由高密度聚乙烯制成，高密度聚乙烯作为原料成本低，并且对于模制工艺来说，高密度聚乙烯广泛且容易获得。

可有利地使用的另一种材料是玻璃加强聚丙烯。

这种塑料也提供了制造工艺的高可重复性，非常短的制造时间，以及对于每个制造对象而言极低的制造成本。

相对于典型使用由金属制成的终端和罐而言，由在用于构成现场气体发生器的终端和/或在任何情况下制造用于构成现场气体发生器的特定罐的制造中使用塑料所带来的主要优点各种各样且很多。

首先，完全由塑料制成的罐的特征在于塑料的特性和强度点。

由塑料制成的机器允许大幅减少罐的各部件的材料成本和罐的各部件的制造时间和制造成本。

相对于由金属材料和/或含铁材料制成的罐的装配时间而言，这也相当大地减少了罐的装配时间。

另一个优点在于节能，这是由于用于将塑料终端焊接到同样由塑料制成的壳体的操作相对于金属对金属的焊接而言带来的。

由塑料制成的罐具有完全免受腐蚀的优点，在制造期间不需要使用额外的和/或特定的工艺实施保护。

用来获得该结构的各部件的优选系统、即注射模制允许在用于模制罐的终端的工艺中"零成本且零时间"地完成特定构件，这些特定构件将允许容易地且快速地将终端装配到各个罐的壳体上。

尤其是，由塑料制成的终端和由塑料制成的壳体允许在终端上直接设置用于待安装在该终端上的电阻加热器的支座144，这种设置允许从罐的内部将终端电焊接到罐上。

从罐的内部将终端焊接到壳体上的操作具有不使焊接处暴露出来的优点，因为焊接处在罐的内部。

另一个优点在于，在终端的整个圆周上以单个步骤进行焊接，因而消除了在将一物体加热/点焊至另一物体时通常出现或发生的非对称变形和张紧。

由此避免了传统焊接的问题，例如避免了两个部件中的一个和/或两个部件的组件的尺寸和机械性质的变化。

而且，依照本发明，焊接在壳体与终端之间相重叠的很大区域上进行，通过观察图10的柄件，这是显然的。因此，通过焊接这两个部件，该区域自动变成了整个罐的最坚固区域。

该焊接过程可以在一定时间内完成，该时间是在相同的长度上焊接由金属和/或含铁材料制成的两个等同构件所需的时间的一部分。

由于焊接温度极低，所以在该过程期间焊接区域中不会发生氧化。

而且，注射模制工艺允许在不用后续处理的情况下将所有特定构件设置在头部3、103中，以便稳固地连结各个罐并构成罐的组件，罐由具有较小容积的罐的组件构成，其在功能和机械上的性能就像具有较大容积的单个罐一样。

该注射模制工艺还允许在用于模制罐的终端的过程中以"零成本和零时间"提供各构件，所述构件允许将这种"复合罐"容易地装配到现场发生器的结构/框架上，以便能够减少现场气体发生器的制造成本和制造时间。

本发明的另一个特点是设有端口16，所述端口构成了适于容纳扩散器的通用支座，所述扩散器允许在罐的内部提供优化的气体流动，该气体流动根据例如罐的直径、高度以及所使用的材料的粒度而变化。

依照本发明，还可以通过直接在模制工艺中将扩散器集成到头部中来设置扩散器，例如将扩散器集成到校准孔116中。

依照本发明的由塑料制成的头部3和103具有不同的机械特性。

借助于模制工艺提供的部件减轻了实现所要求的强度和刚度机械性能所不必需的所有材料和/或实现本发明所实现的各种作用/功能所不必需的所有材料。

由此，所使用的塑料数量得到优化，所以最小可能地根据上述参数而变化。

所使用的塑料的特征在于塑料具有极低的吸湿性指标。

所使用的塑料的特征在于，当温度变化时，机械稳定性和尺寸稳定性高。因此，其可以在宽的温度范围内使用，典型地在从-10℃到+60℃的温度范围内使用。

所使用的塑料适于被焊接并被选择成特别是与电焊一起使用。

所使用的塑料接收UV稳定剂的添加。

本申请要求2012年11月29日提交的意大利专利申请号MI2012A002038的优先权，该申请的主题通过引入结合在此。

Claims (10)

1.一种用于气体生产的机器，其包括：圆柱形构件(2，102)，每个所述圆柱形构件与两个头部(3，103)相联，所述两个头部紧固至每个所述圆柱形构件(2，102)的端部；与相邻圆柱形构件(2，102)相联的相邻头部(3，103)，所述相邻头部相互连接以形成模块化歧管；所述机器的特征在于，每个所述头部(3，103)单块式设置并由塑料通过注射模制而制成；所述头部(3，103)包括设置有用于电焊导体的支座(144)的联接件；所述头部(103)还包括用于连接电焊构件的电触点(117)。

2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，每一个所述圆柱形构件(2，102)单块式设置并由塑料通过挤出成型而制成。

3.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述头部(3，103)包括用于连结至所述圆柱形构件(2，102)和至少一个其它相邻头部(3，103)的连结装置，所述连结装置与所述头部(3，103)单块式设置。

4.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述头部(3，103)包括由柄件构成的联接件(4，104)，所述柄件布置在所述头部(3，103)的本体的联接侧(5)上，用于固定圆柱形构件(2，102)的一个端部。

5.如权利要求4的机器，其特征在于，所述联接侧(5)包括用于借助于螺钉紧固所述圆柱形构件(2，102)的孔(6)。

6.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述头部(3，103)包括两个歧管侧(7)，每个所述歧管侧(7)均设置有歧管端口(8)；所述歧管端口(8)连接两个或更多个相互相邻的头部(3，103)；所述头部(3，103)包括位于所述联接件(4，104)上的中心端口(16)，所述中心端口(16)将所述歧管端口连接至与所述联接件(4，104)相联的所述圆柱形构件(2，102)上。

7.如权利要求6所述的机器，其特征在于，所述歧管侧(7)包括用于借助于螺纹杆固定所述头部(3，103)的一对通孔(9)。

8.如权利要求7所述的机器，其特征在于，在所述歧管侧(7)中，所述通孔(9)中的一个包括环形中心定位销(10)，所述环形中心定位销适于接合相邻头部(3，103)的另一个通孔(9)的对应的环形座(11)。

9.如权利要求1、2、5、7和8中的任一项所述的机器，其特征在于，所述头部(3，103)包括设置有用于键(14)的相应支座(13)的侧面(12)，所述键用于彼此相对地侧向固定所述头部(3，103)并使所述头部纵向中心定位；所述侧面还包括用于将所述头部(3，103)锚固至所述机器以及用于操持的支座(15)。

10.如权利要求6所述的机器，其特征在于，所述联接件包括用于优化所述圆柱形构件(2，102)与所述歧管端口(8)之间的内部流动的校准孔(116)。