CN107233780B - 组合变压吸附设备及变压吸附系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合变压吸附设备及变压吸附系统，包括第一吸附塔组，第二吸附塔组，第一吸附塔组和第二吸附塔组均设有用于进气或排气的第一端口、及用于产气的第二端口；第一连接管组；产气均压组合阀，产气均压组合阀通过第一连接管组与第二端口接通；第二连接管组；进气均压组合阀，进气均压组合阀通过第二连接管组与第一端口接通，且第二连接管组设有排气端口；排气组合阀，排气组合阀与排气端口接通；及控制柜，控制柜与产气均压组合阀、进气均压组合阀和排气组合阀均电性连接。由此实现组合变压吸附设备的快速、标准化定制，降低生产难度，降低人力成本，缩短生产周期及交货期，提高生产效率。

Description

组合变压吸附设备及变压吸附系统

技术领域

本发明涉及供氮设备技术领域，特别是涉及一种组合变压吸附设备及变压吸附系统。

背景技术

变压吸附制氮机、制氧机和天然气净化设备，是非低温法分离提纯气体方法可广泛应用于工业生产的各个领域中。通常由两个以上吸附塔构成。目前市场上，厂家通常根据用户对纯度和流量的要求，进行图纸设计，阀门、联通件等配件采购，压力容器制作，之后再将各部件进行组装成型。难以标准化，导致生产难度变大，效率低，人力成本高，占用流动资金和场地大，制造一台设备的生产周期及交货期过长，行业内厂家众多，但规模都偏小，无法形成规模效应。

发明内容

基于此，本发明有必要提供一种组合变压吸附设备，能够以标准模块的方式组织规模化生产，通过模块叠加和组合来满足不同客户对产量，纯度，压力等技术要求。

其技术方案如下：

一种组合变压吸附装置，包括：

第一吸附塔组，

第二吸附塔组，所述第一吸附塔组和所述第二吸附塔组均设有用于进气或排气的第一端口、及用于产气的第二端口；

第一连接管组；

产气均压组合阀，所述产气均压组合阀通过所述第一连接管组与所述第一吸附塔组和所述第二吸附塔组的第二端口均接通；

第二连接管组；

进气均压组合阀，所述进气均压组合阀通过所述第二连接管组与所述第一吸附塔组和所述第二吸附塔组的第一端口均接通，且所述第二连接管组设有排气端口；

排气组合阀，所述排气组合阀与所述排气端口接通；及

控制柜，所述控制柜与所述产气均压组合阀、所述进气均压组合阀和所述排气组合阀均电性连接。

上述组合变压吸附设备进行制造时，可首先对第一吸附塔组、第二吸附塔组、第一连接管组、产气均压组合阀、第二连接管组、进气均压组合阀及排气组合阀按照标准件制造；当客户提出产品需求时，可将产气均压组合阀通过第一连接管组与第二端口接通，将进气均压组合阀通过第二连接管组与第一端口接通，之后将排气组合阀与第二连接管组的排气端口接通，最后将控制柜与产气均压组合阀、进气均压组合阀和排气组合阀电性连接，由此实现组合变压吸附设备的快速、标准化定制，降低生产难度，降低人力成本，缩短生产周期及交货期，提高生产效率。

下面对技术方案作进一步地说明：

在其中一个实施例中，所述产气均压组合阀和所述进气均压组合阀均包括第一阀座体，所述第一阀座体设有进气产气管道、均与所述进气产气管道连通的第一气流通道和第二气流通道、及第一连接管道和第二连接管道，所述第一气流通道远离所述进气产气管道的一端与所述第一连接管道连通，所述第二气流通道远离所述进气产气管道的一端与所述第二连接管道连通；

所述第一连接管组包括两个第一管组件，所述第一连接管道通过其中一个所述第一管组件与所述第一吸附塔组的第二端口接通，所述第二连接管道通过另一个所述第一管组件与所述第二吸附塔组的第二端口接通；所述第二连接管组包括两个第二管组件，所述第一连接管道通过其中一个所述第二管组件与所述第一吸附塔的第一端口接通，所述第二连接管道通过另一个所述第二管组件与所述第二吸附塔组的第一端口接通。如此可实现进气均压组合阀、产气均压组合阀与第一吸附塔组、第二吸附塔组的可靠连接，确保组合变压吸附设备可靠工作，同时结构简单，组装难度低，便于制造及后续维保。

在其中一个实施例中，所述产气均压组合阀还包括间隔设置于所述第一阀座体上的第一产气阀、第二产气阀和上均压阀，所述第一产气阀、所述第二产气阀、所述上均压阀和所述第一阀座体为一体成型结构；所述进气均压组合阀还包括间隔设置于所述第一阀座体上的第一进气阀、第二进气阀和下均压阀，所述第一进气阀、所述第二进气阀、所述下均压阀和所述第一阀座体为一体成型结构。如此可大大减少组合变压吸附设备的部件数量，降低制造难度，同时可免于各部件的焊接连接，提高生产效率，降低成本支出。

在其中一个实施例中，所述第一连接管道和所述第二连接管道均设有内螺纹或外螺纹。如此可大大提高产气均压组合阀、进气均压组合阀与第一吸附塔组、第二吸附塔组的组装便利性，有利于提高生产效率，同时该连接方式结构简单，装拆方便。

在其中一个实施例中，所述第一阀座体还设有与所述第一气流通道和所述第二气流通道连通、并用于安装压力表的装配通孔。如此便于在第一阀座体上安装压力表实时监测气体压力，从而可提供参照以便调节设备工作压力，确保设备工作安全、可靠。

在其中一个实施例中，还包括反吹组件，所述第一阀座体上还开设有与所述第一气流通道连通的第一通孔、及与所述第二气流通道连通的第二通孔，所述反吹组件包括反吹管道，所述反吹管道的一端嵌装于所述第一通孔内、另一端嵌装于所述第二通孔内；所述反吹组件还包括第一流量调节件和第二流量调节件，所述第一流量调节件设置于所述第一通孔内并与所述反吹管道的一端启闭配合，所述第二流量调节件设置于所述第二通孔内并与所述反吹管道的另一端启闭配合。如此便于第一吸附塔组和第二吸附塔组轮换进行吸附和再生，从而排出吸附塔内氮气中掺杂的氧气，使组合变压吸附设备内产出的氮气浓度满足使用需求；此外，还可灵活调节进入反吹管道内的气体流量，提高氧气与氮气的分离效能，确保设备工作性能。

在其中一个实施例中，所述第一阀座体还设有用于减轻重量和减少制造耗材的凹口。如此可降低组合变压吸附设备的整体重量，便于安装与运输，同时可一定程度减少制造使用的材料量，降低制造成本支出，提高经济性。

在其中一个实施例中，所述排气端口包括第一排气口和第二排气口，所述排气组合阀包括第二阀座体、一体设置于所述第二阀座体上的第一排气阀和第二排气阀、与所述第一排气口接通的第三连接管道、与所述第二排气口接通的第四连接管道、用于排气的排气管道、两端分别与所述第三连接管道和所述排气管道连通的第三气流通道、及两端分别与所述第四连接管道和所述排气管道连通的第四气流通道；

所述第二阀座体还设有与所述第三连接管道和所述第三气流通道均连通的第一安装孔、及与所述第四连接通道和所述第四气流通道均连通的第二安装孔，所述第一排气阀包括第一开关体，所述第一开关体嵌设于所述第一安装孔内、并与所述第一气流通道启闭配合；所述第二排气阀包括第二开关体，所述第二开关体嵌设于所述第二安装孔内、并与所述第二气路通道启闭配合。如此可实现组合变压吸附设备的正常排气，且第一吸附塔组和第二吸附塔组的排气操作相互不会发生干扰，可避免设备产生振动和噪音，影响工作可靠性和使用体验感。

在其中一个实施例中，所述排气管道远离所述第二阀座体的端部高于所述第一排气阀和所述第二排气阀。如此可确保在安装消音器时避免与第一排气阀和/或第二排气阀发生干涉碰撞。

本发明还提供一种变压吸附系统，其包括至少两台如上述权利要求1至9任一项所述的组合变压吸附设备，至少两台所述组合变压吸附设备并联连接。

上述变压吸附系统可根据客户的使用需求，通过将至少两台组合变压吸附设备进行并联连接实现快速地标准化定制，如此可大大降低设计及制造难度，降低人力成本，缩短生产周期及交货期，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例所述的组合变压吸附设备的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的产气均压组合阀的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的产气均压组合阀的A-A处的剖视图；

图4为本发明实施例所述的进气均压组合阀的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的排气组合阀的结构示意图；

图6为本发明实施例所述的排气组合阀的B-B处的剖视图。

附图标记说明：

100、第一吸附塔组，110、第一端口，200、第二吸附塔组，210、第二端口，300、第一连接管组，310、第一管组件，400、产气均压组合阀，410、第一阀座体，411、进气产气管道，412、第一气流通道，413、第二气流通道，414、第一连接管道，415、第二连接管道，416、装配通孔，417、第一通孔，418、第二通孔，419、凹口，420、第一产气阀，430、第二产气阀，440、上均压阀，500、第二连接管组，510、第二管组件，600、进气均压组合阀，610、第一进气阀，620、第二进气阀，630、下均压阀，700、排气组合阀，710、第二阀座体，720、第一排气阀，721、第一开关体，730、第二排气阀，731、第二开关体，740、第三连接管道，750、第四连接管道，760、排气管道，770、第三气流通道，780、第四气流通道，800、控制柜，900、反吹组件，910、反吹管道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1所示，为本发明展示的一种实施例的组合变压吸附设备，包括：第一吸附塔组100，第二吸附塔组200，所述第一吸附塔组100和所述第二吸附塔组200均设有用于进气或排气的第一端口110、及用于产气的第二端口210；第一连接管组300；产气均压组合阀400，所述产气均压组合阀400通过所述第一连接管组300与所述第一吸附塔组100和所述第二吸附塔组200的第二端口210均接通；第二连接管组500；进气均压组合阀600，所述进气均压组合阀600通过所述第二连接管组500与所述第一吸附塔组100和所述第二吸附塔组200的第一端口110均接通，且所述第二连接管组500设有排气端口；排气组合阀700，所述排气组合阀700与所述排气端口接通；及控制柜800，所述控制柜800与所述产气均压组合阀400、所述进气均压组合阀600和所述排气组合阀700均电性连接。

上述组合变压吸附设备进行制造时，可首先对第一吸附塔组100、第二吸附塔组200、第一连接管组300、产气均压组合阀400、第二连接管组500、进气均压组合阀600及排气组合阀700按照标准件制造；当客户提出产品需求时，可将产气均压组合阀400通过第一连接管组300与第二端口210接通，将进气均压组合阀600通过第二连接管组500与第一端口110接通，之后将排气组合阀700与第二连接管组500的排气端口接通，最后将控制柜800与产气均压组合阀400、进气均压组合阀600和排气组合阀700电性连接，由此实现组合变压吸附设备的快速、标准化定制，降低生产难度，降低人力成本，缩短生产周期及交货期，提高生产效率。

在上述实施例中，第一吸附塔组100和第二吸附塔组200均包括2个或以上的吸附塔，该吸附塔可选地采用直径为159mm的无缝钢管(体积一般小于30L)制作，且该吸附塔可作为标准件，可实现氮气的定量库存，由此上述组合变压吸附设备可根据客户需求灵活安装多个吸附塔，从而提升变压吸附设备的存储容量，以满足客户需求量。

如图1至图4所示，在一个实施例中，所述产气均压组合阀400和所述进气均压组合阀600均包括第一阀座体410，所述第一阀座体410设有进气产气管道411、均与所述进气产气管道411连通的第一气流通道412和第二气流通道413、及第一连接管道414和第二连接管道415，所述第一气流通道412远离所述进气产气管道411的一端与所述第一连接管道414连通，所述第二气流通道413远离所述进气产气管道411的一端与所述第二连接管道415连通；

所述第一连接管组300包括两个第一管组件310，所述第一连接管道414通过其中一个所述第一管组件310与所述第一吸附塔组100的第二端口210接通，所述第二连接管道415通过另一个所述第一管组件310与所述第二吸附塔组200的第二端口210接通；所述第二连接管组500包括两个第二管组件510，所述第一连接管道414通过其中一个所述第二管组件510与所述第一吸附塔的第一端口110接通，所述第二连接管道415通过另一个所述第二管组件510与所述第二吸附塔组200的第一端口110接通。如此可实现进气均压组合阀600、产气均压组合阀400与第一吸附塔组100、第二吸附塔组200的可靠连接，确保变压吸附设备可靠工作，同时结构简单，组装难度低，便于制造及后续维保。其中，第一管组件310和第二管组件510由三通件和90度弯头活结组装而成，90度弯头活结用于管组件的两端部衔接，三通件则用于连接各个吸附塔和90度弯头活结，从而将所有吸附塔连接为一个整体(吸附塔组)。进一步地，第一连接管组300和第二连接管组500还均包括蝴蝶型连接板，通过螺钉或螺栓将相邻两个吸附塔进行连接固定，有利于提高组合变压吸附设备的整体结构强度。

请参照图2，在上述实施例的基础上，所述产气均压组合阀400还包括间隔设置于所述第一阀座体410上的第一产气阀420、第二产气阀430和上均压阀440，所述第一产气阀420、所述第二产气阀430、所述上均压阀440和所述第一阀座体410为一体成型结构；所述进气均压组合阀600还包括间隔设置于所述第一阀座体410上的第一进气阀610、第二进气阀620和下均压阀630，所述第一进气阀610、所述第二进气阀620、所述下均压阀630和所述第一阀座体410为一体成型结构。如此可大大减少组合变压吸附设备的部件数量，降低制造难度，同时，相较于传统采用阀门、联通件和管道进行焊接组装的加工方式，上述一体成型的组合阀可免于各部件的焊接连接，提高生产效率，降低成本支出。

进一步地，所述第一连接管道414和所述第二连接管道415均设有内螺纹或外螺纹。如此可大大提高产气均压组合阀400、进气均压组合阀600与第一吸附塔组100、第二吸附塔组200的组装便利性，有利于提高生产效率，同时该连接方式结构简单，装拆方便。

更进一步地，所述第一阀座体410还设有与所述第一气流通道412和所述第二气流通道413连通、并用于安装压力表的装配通孔416。如此便于在第一阀座体410上安装压力表实时监测气体压力，从而可提供参照以便调节设备工作压力，确保设备工作安全、可靠。

如图2所示，此外，还包括反吹组件900，所述第一阀座体410上还开设有与所述第一气流通道412连通的第一通孔417、及与所述第二气流通道413连通的第二通孔418，所述反吹组件900包括反吹管道910，所述反吹管道910的一端嵌装于所述第一通孔417内、另一端嵌装于所述第二通孔418内；所述反吹组件900还包括第一流量调节件和第二流量调节件，所述第一流量调节件设置于所述第一通孔417内并与所述反吹管道910的一端启闭配合，所述第二流量调节件设置于所述第二通孔418内并与所述反吹管道910的另一端启闭配合。如此便于第一吸附塔组100和第二吸附塔组200轮换进行吸附和再生，从而排出吸附塔内氮气中掺杂的氧气，使组合变压吸附设备内产出的氮气浓度满足使用需求；此外，还可灵活调节进入反吹管道910内的气体流量，提高氧气与氮气的分离效能，确保设备工作性能。

在一个实施例中，所述第一阀座体410还设有用于减轻重量和减少制造耗材的凹口419。如此可降低组合变压吸附设备的整体重量，便于安装与运输，同时可一定程度减少制造使用的材料量，降低制造成本支出，提高经济性。此外，所述第一阀座体410还设有便于制造时脱模的顶出孔。

请参照图5和图6，所述排气端口(图中未示出)包括第一排气口和第二排气口，所述排气组合阀700包括第二阀座体710、一体设置于所述第二阀座体710上的第一排气阀720和第二排气阀730、与所述第一排气口接通的第三连接管道740、与所述第二排气口接通的第四连接管道750、用于排气的排气管道760、两端分别与所述第三连接管道740和所述排气管道760连通的第三气流通道770、及两端分别与所述第四连接管道750和所述排气管道760连通的第四气流通道780；

所述第二阀座体710还设有与所述第三连接管道740和所述第三气流通道770均连通的第一安装孔、及与所述第四连接通道和所述第四气流通道780均连通的第二安装孔，所述第一排气阀720包括第一开关体721，所述第一开关体721嵌设于所述第一安装孔内、并与所述第一气流通道412启闭配合；所述第二排气阀730包括第二开关体731，所述第二开关体731嵌设于所述第二安装孔内、并与所述第二气路通道启闭配合。如此可实现组合变压吸附设备的正常排气，且第一吸附塔组100和第二吸附塔组200的排气操作相互不会发生干扰，可避免设备产生振动和噪音，影响工作可靠性和使用体验感。

进一步地，所述排气管道760远离所述第二阀座体710的端部高于所述第一排气阀720和所述第二排气阀730。如此可确保在安装消音器时避免与第一排气阀720和/或第二排气阀730发生干涉碰撞。

在上述实施例的基础上，还包括第一密封件(图中未示出)，所述第一密封件压设于所述消音器与所述排气管道760之间。如此可避免消音器与排气管道760之间发生气体泄露，提高设备的密封性能，确保工作安全、可靠。进一步地，还包括用于提高与第一排气口的连接密封性的第二密封件，所述第三连接管道740的端部设有第一环形卡槽，所述第二密封件卡设于所述第一环形卡槽内。如此可提高第一排气口与排气组合阀700之间的连接密封性能，提升设备的运行安全性和可靠性。更进一步地，还包括用于提高与第二排气口的连接密封性的第三密封件，所述第四连接管道750的端部设有第二环形卡槽，所述第三密封件卡设于所述第二环形卡槽内。如此可提高第二排气口与排气组合阀700之间的连接密封性能，提升设备的运行安全性和可靠性。

本发明还提供一种变压吸附系统，其包括至少两台如上述权利要求1至9任一项所述的组合变压吸附设备，至少两台所述组合变压吸附设备并联连接。

上述变压吸附系统可根据客户的使用需求，通过将至少两台组合变压吸附设备进行并联连接实现快速地标准化定制，如此可大大降低设计及制造难度，降低人力成本，缩短生产周期及交货期，提高生产效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种组合变压吸附设备，应用于制氮，制氧，甲烷提纯，其特征在于，包括：

第一吸附塔组，

第二吸附塔组，所述第一吸附塔组和所述第二吸附塔组均设有用于进气或排气的第一端口、及用于产气的第二端口；

第一连接管组；

产气均压组合阀，所述产气均压组合阀通过所述第一连接管组与所述第一吸附塔组和所述第二吸附塔组的第二端口均接通；

第二连接管组；

进气均压组合阀，所述进气均压组合阀通过所述第二连接管组与所述第一吸附塔组和所述第二吸附塔组的第一端口均接通，且所述第二连接管组设有排气端口；

排气组合阀，所述排气组合阀与所述排气端口接通；及

控制柜，所述控制柜与所述产气均压组合阀、所述进气均压组合阀和所述排气组合阀均电性连接；所述产气均压组合阀和所述进气均压组合阀均包括第一阀座体，所述第一阀座体还设有用于减轻重量和减少制造耗材的凹口；

所述第一阀座体设有进气产气管道、均与所述进气产气管道连通的第一气流通道和第二气流通道，所述组合变压吸附设备还包括反吹组件，所述第一阀座体上还开设有与所述第一气流通道连通的第一通孔、及与所述第二气流通道连通的第二通孔，所述反吹组件包括反吹管道，所述反吹管道的一端嵌装于所述第一通孔内、另一端嵌装于所述第二通孔内。

2.根据权利要求1所述的组合变压吸附设备，其特征在于，所述第一阀座体设有第一连接管道和第二连接管道，所述第一气流通道远离所述进气产气管道的一端与所述第一连接管道连通，所述第二气流通道远离所述进气产气管道的一端与所述第二连接管道连通；

所述第一连接管组包括两个第一管组件，所述第一连接管道通过其中一个所述第一管组件与所述第一吸附塔组的第二端口接通，所述第二连接管道通过另一个所述第一管组件与所述第二吸附塔组的第二端口接通；所述第二连接管组包括两个第二管组件，所述第一连接管道通过其中一个所述第二管组件与所述第一吸附塔的第一端口接通，所述第二连接管道通过另一个所述第二管组件与所述第二吸附塔组的第一端口接通。

3.根据权利要求2所述的组合变压吸附设备，其特征在于，所述产气均压组合阀还包括间隔设置于所述第一阀座体上的第一产气阀、第二产气阀和上均压阀，所述第一产气阀、所述第二产气阀、所述上均压阀和所述第一阀座体为一体成型结构。

4.根据权利要求2所述的组合变压吸附设备，其特征在于，所述进气均压组合阀还包括间隔设置于所述第一阀座体上的第一进气阀、第二进气阀和下均压阀，所述第一进气阀、所述第二进气阀、所述下均压阀和所述第一阀座体为一体成型结构。

5.根据权利要求2所述的组合变压吸附设备，其特征在于，所述第一连接管道和所述第二连接管道均设有内螺纹或外螺纹。

6.根据权利要求2所述的组合变压吸附设备，其特征在于，所述第一阀座体还设有与所述第一气流通道和所述第二气流通道连通、并用于安装压力表的装配通孔。

7.根据权利要求1所述的组合变压吸附设备，其特征在于，所述反吹组件还包括第一流量调节件和第二流量调节件，所述第一流量调节件设置于所述第一通孔内并与所述反吹管道的一端启闭配合，所述第二流量调节件设置于所述第二通孔内并与所述反吹管道的另一端启闭配合。

8.根据权利要求1所述的组合变压吸附设备，其特征在于，所述排气端口包括第一排气口和第二排气口，所述排气组合阀包括第二阀座体、一体设置于所述第二阀座体上的第一排气阀和第二排气阀、与所述第一排气口接通的第三连接管道、与所述第二排气口接通的第四连接管道、用于排气的排气管道、两端分别与所述第三连接管道和所述排气管道连通的第三气流通道、及两端分别与所述第四连接管道和所述排气管道连通的第四气流通道；

所述第二阀座体还设有与所述第三连接管道和所述第三气流通道均连通的第一安装孔、及与所述第四连接通道和所述第四气流通道均连通的第二安装孔，所述第一排气阀包括第一开关体，所述第一开关体嵌设于所述第一安装孔内、并与所述第一气流通道启闭配合；所述第二排气阀包括第二开关体，所述第二开关体嵌设于所述第二安装孔内、并与所述第二气路通道启闭配合。

9.根据权利要求8所述的组合变压吸附设备，其特征在于，所述排气管道远离所述第二阀座体的端部高于所述第一排气阀和所述第二排气阀。

10.一种变压吸附系统，其特征在于，包括至少两台如上述权利要求1至9任一项所述的组合变压吸附设备，至少两台所述组合变压吸附设备并联连接。