CN109847534A - 一种纯净空气压缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种纯净空气压缩装置，在3柱塞斜盘活塞压缩机中加入2个可再生变压吸附装置，通过在气体压缩回路中加入三位四通阀、压力传感器和安全阀并对气路进行改进，2个气缸和2个可再生变压吸附装置形成2条可再生变压吸附回路，另外一个气缸形成气体压缩回路对外输出高压气体，其中1条可再生变压吸附回路处于吸附状态，除去空气中的水和二氧化碳，为气体压缩回路提供纯净空气气源，而另外1条可再生变压吸附回路则处于再生状态，通过压力传感器和三位四通阀来切换可再生变压吸附回路工作状态，从而可持续为气体压缩回路提供纯净空气气源，对外输出高压纯净空气。本发明装置能够有效的除去空气中水和二氧化碳，提供纯压缩空气，具有结构紧凑、装维护方便、工作效率高等诸多优点。

Description

一种纯净空气压缩装置

技术领域

本发明涉及一种纯净空气压缩装置，主要提供纯净压缩空气。

背景技术

压缩机作为一种清洁能源装置，能够将将低压气体提升为高压气体，被广泛应用机械冶金、石油化工、食品、交通等众多工业领域。当压缩机工作在寒冷野外环境下工作时，有时其工作温度低至-40℃。由于空气中的水和二氧化碳的露点温度较低，在低温环境中对其压缩容易形成冰晶颗粒，如果不将其及时去除，将会造成液击、水蚀、堵塞、卡死等机械故障，而且有时对高压气体的湿度也有一定的要求，也需要除去空气中的水分。因此，需要一种纯净空气压缩装置，能够有效除去空气中的水和二氧化碳，提供纯净压缩空气。可再生变压吸附作为一种新型气体吸附分离技术，是利用吸附剂在一定压力下对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开，再通过降压、抽真空、冲洗和置换的方式可将吸附剂中吸附的气体释放出来，从而使得吸附剂再生，实现重复循环利用，具有产品纯度高、设备简单、操作维护方便等诸多优点。因此，将压缩机与可再生变压吸附装置实现一体化设计，能够高效的提供纯净压缩空气。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种纯净空气压缩装置，在3柱塞斜盘活塞压缩机中加入2个可再生变压吸附装置，通过在气体压缩回路中加入三位四通阀、压力传感器和安全阀并对气路进行改进，能够有效除去空气中的水和二氧化碳，提供纯净压缩空气。该装置不但结构紧凑，安装维护方便，而且工作效率高。

为实现上述目的，本发明为一种可再生变压吸附装置，包括：空气过滤器、1号气缸进气单向阀、1号气缸排气单向阀、1号气缸、1号压力传感器、2号气缸进气单向阀、2号气缸排气单向阀、2号气缸、2号压力传感器、1号变压吸附筒、2号变压吸附筒、三位四通阀、3号气缸进气单向阀、3号气缸排气单向阀、3号气缸、安全阀、消音器、电机和斜盘。

压缩机为3柱塞斜盘活塞压缩机，1号气缸、2号气缸和3号气缸均匀分布在同一圆周上，相位角为90°，电机通过斜盘将旋转运动转化为活塞的往复直线运动，实现对3个气缸的吸气和压缩。在压缩机中形成两条可再生变压吸附回路：一条可再生变压吸附回路是由空气过滤器、1号气缸进气单向阀、1号气缸排气单向阀、1号气缸、1号压力传感器和1号变压吸附筒组成，形成1号可再生变压吸附回路；另一条可再生变压吸附回路是由空气过滤器、2号气缸进气单向阀、2号气缸排气单向阀、2号气缸、2号压力传感器和2号变压吸附筒组成，形成2号可再生变压吸附回路。三位四通阀用来决定两条可再生变压吸附回路的工作状态，当一条可再生变压吸附回路处于吸附状态时，可有效除去空气中的水和二氧化碳，为3号气缸压缩气体提供纯净空气气源，而另一条可再生变压吸附回路则处于再生状态，气缸将排出的气体对吸附剂实现冲洗再生。因此，通过切换三位四通阀通电状态，可以持续为3号气缸进行气体压缩提供纯净空气气源，确保压缩机高效工作。

变压吸附筒中装满吸附水和二氧化碳能力较强分子筛，其最佳吸附压力为0.5MPa，因此3号气缸进气单向阀的开启压力设置为0.5MPa，同时在可再生变压吸附回路中安装安全阀，安全压力设定为0.6MPa，确保变压吸附筒中吸附剂的最佳工作压力。

在可再生变压吸附回路中安装压力传感器，用来检测变压吸附筒中气体的压力，可根据气体压力判断变压吸附筒的工作状态，从而为其切换工作状态提供信息来源。

纯净空气压缩装置工作流程：当三位四通阀通电处于右位时，1号可再生变压吸附回路处于吸附状态，除去空气中的水和二氧化碳，1号气缸将压缩空气输送到1号变压吸附筒中，气体压力逐渐升高，当3号气缸进气单向阀两侧的压差高于0.5Mpa时，1号变压吸附筒中为3号气缸提供纯净空气气源，而2号可再生变压吸附回路则处于再生状态，2号气缸将压缩后的气体经2号变压吸附筒和消音器排入大气，对2号变压吸附筒中的吸附剂进行冲洗再生，当1号压力传感器压力检测值为0.5Mpa左右时，采用控制器开始计时，当其工作时间达到设定值时，这表明1号变压吸附筒中的吸附剂达到吸附饱和。此时切换三位四通阀通电使其处于左位，2号可再生变压吸附回路处于吸附状态，除去空气中的水和二氧化碳，2号气缸将压缩空气输送到2号变压吸附筒中，气体压力逐渐升高，当3号气缸进气单向阀两侧的压差高于0.5Mpa时，为3号气缸提供纯净空气气源，而1号可再生变压吸附回路处于再生状态，1号气缸将压缩后的气体经1号变压吸附筒和消音器排入大气，对1号变压吸附筒中的吸附剂进行冲洗再生，当2号压力传感器压力检测值为0.5Mpa左右时，采用控制器开始计时，当其工作时间达到设定值时，这表明2号变压吸附筒中的吸附剂达到吸附饱和，此时切换三位四通阀通电使其处于右位。因此，通过切换三位四通阀的通电状态确保为3号气缸提供持续纯净空气气源，然后通过3号气缸压缩，对外输出高压纯净空气。当压缩机输出的压缩气体满足要求时，可将三位四通阀断电，此时1号可再生变压吸附回路和2号可再生变压吸附回路全部处于再生状态。当1号压力传感器压力或2号压力传感器压力检测值大于0.6Mpa时，标明压缩机处于故障状态，应当进行停机检查故障。

本发明为一种一种纯净空气压缩装置，通过在3柱塞斜盘活塞压缩机中加入2套可再生变压吸附装置，对气体压缩回路进行改进形成2条可再生变压吸附回路，使得吸附与再生同时进行，从而为气体压缩持续提供纯净空气气源，从而确保压缩机在寒冷地区稳定高效工作。

附图说明

下面结合附图对本发明进行说明。其中：

图1是根据本发明一个实施方式的纯净空气压缩装置气动回路图；

图2是根据本发明一个实施方式的纯净空气压缩装置工作原理图。

具体实施方式

下文将结合附图详细说明本发明的具体实施方式。应当理解，下面的说明的实施方式仅仅是示例性的，而非限制性。

如图1、2所示，纯净空气压缩装置包括：气源1、空气过滤器2、1号气缸进气单向阀3、1号气缸排气单向阀4、1号气缸5、1号压力传感器6、2号气缸进气单向阀7、2号气缸排气单向阀8、2号气缸9、2号压力传感器10、1号变压吸附筒11、2号变压吸附筒12、三位四通阀13、3号气缸进气单向阀14、3号气缸排气单向阀15、3号气缸16、安全阀17、消音器18、电机19、斜盘20。

如图1所示，气源1为空气，空气过滤器2主要用来除去气源1中的浮沉颗粒。1号气缸5和2号气缸9在吸气过程中，空气经空气过滤器2和1号气缸进气单向阀3、2号气缸进气单向阀7分别进入1号气缸5和2号气缸9。1号气缸5在对气体压缩过程中，经1号气缸排气单向阀4进入1号变压吸附筒11，当三位四通阀13处于左位时，1号变压吸附筒11中气体经消音器18排入大气，当三位四通阀13处于右位且3号气缸16吸气时，1号变压吸附筒11中气体经3号气缸进气单向阀14进入3号气缸16。2号气缸9在对气体压缩过程中，经2号气缸排气单向阀8进入2号变压吸附筒12，当三位四通阀13处于左位时，2号变压吸附筒12中气体经消音器18排入大气，当三位四通阀13处于右位且3号气缸16吸气时，2号变压吸附筒12中气体经3号气缸进气单向阀14进入3号气缸16。3号气缸16在对气体压缩过程中，压缩气体经3号气缸排气单向阀15进入储气瓶或者为下一级压缩提供气源。1号变压吸附筒11和2号变压吸附筒12中装满吸附水和二氧化碳能力较强的13X型分子筛，在对空气加压后，分子筛能够吸附空气中的水和二氧化碳，从而为空气继续压缩提供纯净空气，将1号变压吸附筒11和2号变压吸附筒12中的空气进行降压冲洗后，分子筛能够实现再生，从而可将分子筛实现循环利用。1号压力传感器6和2号压力传感器10分别用来检测1号变压吸附筒11和2号变压吸附筒12中气体的压力。安全阀17主要用来保证1号变压吸附筒11和2号变压吸附筒12中气体最高压力。消音器18主要用来对1号变压吸附筒11和2号变压吸附筒12排出的气体消除噪音。

如图2所示，1号气缸5、2号气缸9和3号气缸16在同一圆周上均匀分布，相位角为120°，电机19通过斜盘20实现对1号气缸5、2号气缸9和3号气缸16完成吸收和压缩空气。

基于该公开，在图示和说明特征的配置和操作序列中的许多变形例对于本领域技术人员而言是明显的。因而，应当领略的是，在不偏离权利要求主题的精神和范畴的情况下，可以对本专利做出各种改变。

Claims (4)

1.一种纯净空气压缩装置，其特征在于包括1号气缸进气单向阀3、1号气缸排气单向阀4、1号气缸5、1号压力传感器6、2号气缸进气单向阀7、2号气缸排气单向阀8、2号气缸9、2号压力传感器10、1号变压吸附筒11、2号变压吸附筒12、三位四通阀13、3号气缸进气单向阀14、3号气缸排气单向阀15、3号气缸16、安全阀17、消音器18、电机19、斜盘20。

2.根据权利要求1所述的一种纯净空气压缩装置，其特征在于，在同一圆周上均匀布置3个气缸，相位较为120°，通过电机和斜盘将3个气缸中的活塞实现往复直线运动，完成吸收和压缩空气，其中1号气缸排气单向阀4、1号气缸5、1号压力传感器6和1号变压吸附筒11形成1条变压吸附回路，2号气缸进气单向阀7、2号气缸排气单向阀8、2号气缸9、2号压力传感器10、2号变压吸附筒12形成1条变压吸附回路，3号气缸进气单向阀14、3号气缸排气单向阀15和3号气缸16形成气体压缩回路，空气经变压吸附回路后进入气体压缩回路对外输出压缩气体。

3.根据权利要求2所述的一种纯净空气压缩装置，其特征在于，通过控制三位四通阀13，使得1条变压吸附回路处于吸附状态，而另1条变压吸附回路处于再生状态。

4.根据权利要求3所述的一种纯净空气压缩装置，其特征在于，通过采集1号压力传感器6和2号压力传感器10压力信息，控制切换三位四通阀13的通电状态，从而切换变压吸附回路中吸附和再生的工作状态。