CN109432951A - 一种吸附塔及使用其的氮氧分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸附塔及使用其的氮氧分离装置，所述吸附塔包括切换阀、进气压盖、消音器、多个分子筛筒、储气筒、调压阀和出气压盖，其中，出气压盖和进气压盖均设置成集成结构，相对装配在所述吸附塔的两端，二者与上述其他各部件相连通无需设置连接管，切换阀和消音器装配连通在进气压盖上，调压阀和储气筒装配连通在出气压盖上，分子筛筒设在出气压盖和进气压盖之间，分别与二者连通,分子筛筒内填装有分子筛。本发明的吸附塔结构简洁，装配简单、可大大提高装配效率，成本低，便于大批量生产。

Description

一种吸附塔及使用其的氮氧分离装置
技术领域
本发明涉及一种氮氧分离装置，具体涉及一种氮氧分离装置中的吸附塔。
背景技术
氧氮分离装置是一种分离空气中的氮气和氧气的装置，分制氮机和制氧机，其中制氧机是一种提供可以供人呼吸使用的高浓度氧气的设备。随着人们生活水平的提高和社会的进步，人们对制氧机有更多的认知，使用需求也在增加，已广泛用于医院和家庭，也用于养殖业等行业。制氧机供患有呼吸系统疾病、心血管系统疾病、脑血管疾病、高原反应及高原性疾病的人群进行氧疗，供中老年体弱者、用脑过度的学生和孕妇等人群，以及缺氧环境下工作生活的人群，因为多吸纯氧可以促进血液循环，使头脑清新，并可消除疲劳，有效增进工作效率，因此在日常生活或工作场所中，备有制氧机以方便随时使用，亦为良好的生活方式。
目前氧氮分离装置都是采用分子筛变压吸附的原理，分离空气中的氧气和氮气，提取所需要的高浓度氧气。制氧机最关键主要的部件是吸附塔，目前，市场上的吸附塔有分立的和集成的，其中分立的需要很多管路连接，这样很多接头和管路，比较容易漏气，寿命短，生产效率低；而集成的结构也比较复杂、生产装配复杂、效率低、成本高。专利US20060048644A1公布了一种变压吸附(PSA)系统，其所述的集成方案比较复杂，多孔型材生产的成本也比较高，加工麻烦，填装分子筛时也没有单个分子筛桶的可控和方便，整体生产装配比较麻烦。
因此非常有必要设计一款结构更简单，生产装配更简单，成本更低的吸附塔集成方案。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种吸附塔及使用其的氮氧分离装置，以提高产品的可靠性和装配效率；以减少结构零件，降低成本，便于大批量的生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种吸附塔，所述吸附塔包括切换阀、进气压盖、消音器、多个分子筛筒、储气筒、调压阀和出气压盖，其中，出气压盖和进气压盖均设置成集成结构，相对装配在所述吸附塔的两端，二者与上述其他部件连通无需另设连接管，切换阀和消音器装配连通在进气压盖上，调压阀和储气筒装配连通在出气压盖上，分子筛筒设在出气压盖和进气压盖之间，分别与二者连通。
进一步地，所述进气压盖的侧面设置有进气接头，进气压盖的一端面上设有多个进气端口，进气端口上分别装配有所述消音器和多个分子筛筒；进气压盖的相对另一端面上设有所述切换阀以及与所述进气端口内部连通的进气端孔，所述切换阀上的各切换阀孔分别和所述进气端孔相连通。
进一步地，其中一个所述进气端口上装配有所述储气筒，该进气端口不与所述进气端孔内部连通。
进一步地，所述进气端口不与所述进气端孔内部连通，该进气端口上方悬空设置有所述储气筒的一端，储气筒的该端单独设置堵头密封，储气筒的另一端装配在出气压盖上。
进一步地，所述进气压盖的相对另一端面上设有固定结构，用于安装所述切换阀。
进一步地，所述出气压盖相对所述吸附塔主体的一端面上设有多个出气端口，用于装配连通所述分子筛筒和储气筒，装配所述分子筛筒的出气端口均与装配所述储气筒的出气端口相连；出气压盖的侧面设有出气孔，出气孔的内部与装配所述储气筒的出气端口相连，所述调压阀密封装配在该出气孔中。
进一步地，装配所述储气筒的出气端口内设有多个出气孔，所述出气孔分别与装配所述分子筛筒的出气端口相连。
进一步地，所述进气压盖和出气压盖上设置多个贯穿的安装孔，通过所述安装孔将所述进气压盖和出气压盖以及多个分子筛筒和储气筒装配连接。
一种氮氧分离装置，所述氮氧分离装置的壳体上设有上述任意之一所述的一种吸附塔。
进一步地，所述氮氧分离装置的壳体内设有制氧组件的容置腔，容置腔内设有固定槽或固定筋，所述吸附塔通过所述固定槽或固定筋限位。
本发明的吸附塔结构新颖、设计简洁，装配简单、可大大提高装配效率，成本低，便于大批量生产，经济效益明显。
附图说明
图1是吸附塔外形图；
图2是另一视角下的吸附塔外形图；
图3是吸附塔结构爆炸图；
图4是进气压盖示意图：(a)进气压盖反面示意图；(b)进气压盖正面示意图；
图5是出气压盖示意图：(a)出气压盖正面示意图；(b)出气压盖反面示意图；
图6是吸附塔气路原理示意图；
图7是吸附塔在氮氧分离装置内装配图；
其中，11-第一分壳体；20-压缩机；30-吸附塔；1100-第一脚轮；1101-雾化接头；1102-出氧接头；1107-第一出气口；1108-第一进气口；1109-隔板1；1110-第一压缩机支架固定槽；1111-隔板2；1112-隔板3；1113-第一风扇固定槽；1118-隔板4；201-脚垫，202-弹簧；203-支架；206-风扇；209-管路3；210-压缩机进气接头；400-控制板；401-检测板；402-显示板；403-按键板；
301-切换阀；302-进气压盖；303-消音器；304-分子筛筒A；305-分子筛筒B；306-储气筒；307-调压阀；308-出气压盖；3011-切换阀孔B；3012-切换阀孔R；3013-切换阀孔A；3014-切换阀孔P；3021-进气接头；3022-进气安装孔；3023-进气B端口；3024-进气A端口；3025-C端口；3026-进气D端口；3027-进气B1端口；3028-进气C1端口；3029-进气D1端口；3030-进气A1端口；3031-切换阀固定孔；3071-储气接头；3081-出气安装孔；3082-出气孔；3083-出气A端口；3084-出气B端口；3085-出气C端口；3086-出气B1孔；3087-出气A1孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
参照图1至图6所示，本实施例的吸附塔30包括切换阀301、进气压盖302、消音器303、分子筛筒A304、分子筛筒B305、储气筒306、调压阀307和出气压盖308。
其中，出气压盖308和进气压盖302分别设置成集成板状结构，相对装配在吸附塔30的两端，二者与上述其他各部件相连通无需设置连接管，切换阀301和消音器303装配在进气压盖302上，调压阀307和储气筒306装配在出气压盖308上；分子筛筒A304和分子筛筒B305装配在出气压盖308和进气压盖302之间，分子筛筒A304和分子筛筒B305里面灌装有分子筛。
进气压盖302设置在吸附塔30的下端，板状结构的正面朝上，其中正面设置有四个端口：进气A端口3024、进气B端口3023、C端口3025和进气D端口3026，消音器303装配固定在进气D端口3026上。
进气压盖302的侧面设置有进气接头3021。
进气压盖302的反面设有进气A1端口3030、进气B1端口3027、进气C1端口3028和进气D1端口3029以及切换阀固定孔3031。
进气A端口3024和进气A1端口3030内部相连，进气B端口3023和进气B1端口3027相连，进气D端口3026和进气D1端口3029相连，C端口3025和其他端口不相连。
优选的用螺丝通过切换阀固定孔3031把切换阀301密封固定在进气压盖302的反面上。
切换阀301上的切换阀孔B3011、切换阀孔R3012、切换阀孔A3013、切换阀孔P3014分别和进气B1端口3027、进气D1端口3029、进气A1端口3030、进气C1端口3028相连。
出气压盖308设置在吸附塔30的上端，板块结构正面朝上，反面朝下，其反面设有出气A端口3083、出气B端口3084和出气C端口3085，在出气C端口3085内设有出气A1孔3087和出气B1孔3086，出气A端口3083与出气A1孔3087相连，出气B端口3084和出气B1孔3086相连。
出气压盖308的侧面设有出气孔3082，出气孔3082与出气C端口3085相连，调压阀307密封装配在出气孔3082中。储气筒306的一端密封装配在出气C端口3085上，储气筒306的另一端密封装配在C端口3025上，C端口3025为储气筒306设置在进气压盖302上的堵头。优选地，储气筒306的一端密封装配在出气C端口3085上，储气筒306的另一端悬空单独设置堵头用于密封。
分子筛筒A304和分子筛筒B305的两端分别密封装在出气压盖308的出气A端口3083、出气B端口3084以及进气压盖302的进气A端口3024、进气B端口3023上。
优选的是，分子筛筒A304和分子筛筒B305各自的两个端面上设置螺纹孔，在进气压盖302以及出气压盖308上设置多个对应分子筛筒A304和分子筛筒B305端面上螺纹孔的安装孔(进气安装孔3022和出气安装孔3081)，进气安装孔3022和出气安装孔3081贯穿板状结构，用多个螺丝通过进气安装孔3022和出气安装孔3081把进气压盖302和出气压盖308以及分子筛筒A304、分子筛筒B305和储气筒306(可如上同理设置)装配在一起，如图所示的进气安装孔3022和出气安装孔3081有若干个，并没有一一标出。
如上所述的密封装配，优选的采用密封圈、密封条、密封片或密封胶。
如图6所示，持续给进气接头3021加一定流量和压力的压缩空气，按一定时序控制切换阀301的通电状态，交替给分子筛筒A304、分子筛筒B305供气；分子筛筒A304、分子筛筒B305交替和消音器303接通排出氮气，分子筛筒A304的另一端口和分子筛筒B305的另一端口交替相互反吹，同时交替向储气筒306输出氧气，储气接头3071即可持续输出高浓度的氧气。
氮氧分离装置中的制氧机壳体包括第一分壳体11和第二分壳体，第一分壳体11和第二分壳体分别位于壳体的前后两侧，二者的形状对称设置，两个分壳体拼装形成一个完整的壳体，第一分壳体11和第二分壳体拼装后内部形成制氧组件容置腔，所有的制氧组件均放置在壳体内部的容置腔内。
第一分壳体11和第二分壳体内部对应匹配设置风扇固定槽、压缩机支架固定槽、吸附塔固定筋，由于第一分壳体11和第二分壳体的拼装，二者内部的风扇固定槽、压缩机支架固定槽、吸附塔固定筋之间各自形成限位结构，用于限位固定风扇206、压缩机支架203和吸附塔30，这样可以节省安装零部件，十分方便，且限位效果好。
第一分壳体11和第二分壳体装配后，第一分壳体11上的隔板1 1109、隔板2 1111、隔板3 1112和第二分壳体上的各自对应匹配的隔板形成一个上下有开口的腔室(即上下均有开口的半封闭腔室)，隔板4 1118与其对应隔板竖直设置在容置腔内形成气流挡板，吸附塔30被装配在半封闭腔室和隔板4 1118之间，以及通过上述吸附塔固定筋对吸附塔30形成限位。
以上所述仅为本发明的优选例实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吸附塔，其特征在于，所述吸附塔包括切换阀、进气压盖、消音器、多个分子筛筒、储气筒、调压阀和出气压盖，其中，出气压盖和进气压盖均设置成集成结构，相对装配在所述吸附塔的两端，二者与上述其他部件连通无需另设连接管，切换阀和消音器装配连通在进气压盖上，调压阀和储气筒装配连通在出气压盖上，分子筛筒设在出气压盖和进气压盖之间，分别与二者连通，分子筛筒内填装有分子筛。
2.如权利要求1所述的一种吸附塔，其特征在于，所述进气压盖的侧面设置有进气接头，进气压盖的一端面上设有多个进气端口，进气端口上分别装配有所述消音器和多个分子筛筒；进气压盖的相对另一端面上设有所述切换阀以及与所述进气端口内部连通的进气端孔，所述切换阀上的各切换阀孔分别和所述进气端孔相连通。
3.如权利要求2所述的一种吸附塔，其特征在于，其中一个所述进气端口上装配有所述储气筒，该进气端口不与所述进气端孔内部连通。
4.如权利要求3所述的一种吸附塔，其特征在于，所述进气端口不与所述进气端孔内部连通，该进气端口上方悬空设置有所述储气筒的一端，储气筒的该端单独设置堵头密封，储气筒的另一端装配在出气压盖上。
5.如权利要求1-4任意之一所述的一种吸附塔，其特征在于，所述进气压盖的相对另一端面上设有固定结构，用于安装所述切换阀。
6.如权利要求1-4任意之一所述的一种吸附塔，其特征在于，所述出气压盖相对所述吸附塔主体的一端面上设有多个出气端口，用于装配连通所述分子筛筒和储气筒，装配所述分子筛筒的出气端口均与装配所述储气筒的出气端口相连；出气压盖的侧面设有出气孔，出气孔的内部与装配所述储气筒的出气端口相连，所述调压阀密封装配在该出气孔中。
7.如权利要求6所述的一种吸附塔，其特征在于，装配所述储气筒的出气端口内设有多个出气孔，所述出气孔分别与装配所述分子筛筒的出气端口相连。
8.如权利要求1-4任意之一所述的一种吸附塔，其特征在于，所述进气压盖和出气压盖上设置多个贯穿的安装孔，通过所述安装孔将所述进气压盖和出气压盖以及多个分子筛筒和储气筒装配连接。
9.一种氮氧分离装置，其特征在于，所述氮氧分离装置的壳体上设有权利要求1-8任意之一所述的一种吸附塔。
10.如权利要求9所述的一种氮氧分离装置，其特征在于，所述氮氧分离装置的壳体内设有制氧组件的容置腔，容置腔内设有固定槽或固定筋，所述吸附塔通过所述固定槽或固定筋限位。
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