CN111486076A - 一种富氧鼓风设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种富氧鼓风设备，属于鼓风设备领域。所述设备包括：外壳、设于外壳中的第一密闭腔体和第二密闭腔体、曲柄连杆、第一活塞、第二活塞、空气过滤装置、氧气分离膜；所述第一密闭腔体和第二密闭腔体相邻设置，所述曲柄连杆设于外壳底部，所述曲柄连杆上分别连接第一活塞、第二活塞，所述第一活塞、第二活塞分别设于第一密闭腔体和第二密闭腔体内；所述第一密闭腔体上部从上到下依次设有空气过滤装置、氧气分离膜。本发明只使用一套动力系统既可实现空气的吸入和压缩，既简化了膜分离法富氧设备的流程，又降低了制备富氧气体的能耗。

Description

一种富氧鼓风设备
技术领域
本发明涉及一种富氧鼓风设备，属于鼓风设备领域。
背景技术
富氧气体若应用于医疗、高原车辆、化工冶金、火力发电、新风系统、水处理曝气等领域，可显著提高生产品质和效率。目前常用的制氧技术主要包括深冷、变压吸附和膜分离三种方法。膜分离法是在一定压力差下，空气中的氧气透过富氧膜,而氮气被截留，从而获得富氧空气。
现有技术中，膜分离法富氧设备可分为高压流程设备和低压流程设备，高压流程设备一般是空气依次进入空气压缩机、空气预处理器、膜分离组件、增压机后得到富氧空气；低压流程设备一般是空气依次进入鼓风机、空气预处理器、膜分离组件、真空泵、增压机后得到富氧空气，可见，高压流程设备和低压流程设备中，需要空气压缩机、增压机、鼓风机组、真空泵等高耗能设备，这些设备被称为国民生产中的“电老虎”，且设备多而复杂、占地面积大、运行噪声大，高能耗导致高运行成本，因此限制了富氧气体的广泛应用。
发明内容
为解决现有的膜分离法富氧设备复杂、占地面积大、运行噪声大、成本高等问题，本发明提供一种富氧鼓风设备。
本发明的一种富氧鼓风设备，包括：外壳、设于外壳中的第一密闭腔体和第二密闭腔体、曲柄连杆、第一活塞、第二活塞、空气过滤装置、氧气分离膜；所述第一密闭腔体和第二密闭腔体相邻设置，所述曲柄连杆设于外壳底部，所述曲柄连杆上分别连接第一活塞、第二活塞，所述第一活塞、第二活塞分别设于第一密闭腔体和第二密闭腔体内；所述第一密闭腔体上部从上到下依次设有空气过滤装置、氧气分离膜，所述氧气分离膜上设有出气口，所述出气口与第二密闭腔体连通，所述第二密闭腔体上还设有富氧出口，所述富氧出口上设有单向阀。
在本发明的一种实施方式中，所述第一密闭腔体的垂直方向上设有多排对称设置的导轨，所述导轨固定在第一密闭腔体内壁上，所述导轨用于固定空气过滤装置与氧气分离膜。
在本发明的一种实施方式中，所述空气过滤装置包括：板框空气过滤网、空气过滤袋，所述板框空气过滤网设于空气过滤袋上方。
在本发明的一种实施方式中，所述氧气分离膜采用平板式氧气分离膜，所述平板式氧气分离膜有多排。
在本发明的一种实施方式中，所述平板式氧气分离膜与第二密闭腔体间设有集气管，所述集气管的管壁上设有多条气管支路，所述气管支路与平板式氧气分离膜的出气口数量相等，所述气管支路数量与平板式氧气分离膜的出气口连接，所述多条气管支路汇成总路后与第二密闭腔体连通。
在本发明的一种实施方式中，所述曲柄连杆的两端穿过固定于外壳上的两个磁悬浮轴承上，曲柄连杆的其中一端与同步永磁电机连接。
使用上述富氧鼓风设备的方法，包括：
打开同步永磁电机，在同步永磁电机的驱动下，与磁悬浮轴承相连的曲柄连杆转动；
当第一活塞、第二活塞向下运动时，第一密闭腔体和第二密闭腔体中形成负压，产生强吸力，使空气依次通过板框空气过滤网、空气过滤袋，除去空气中的油污、尘埃、水分等杂质后得到净化空气；
净化空气中的氧气渗透通过平板式氧气分离膜后得到富氧空气，富氧空气从出气口进入集气管，然后从集气管进入第二密闭腔体；
当第一活塞、第二活塞向上运动时，第一密闭腔体内从平板式氧气分离膜排出的非渗透气体通过板框空气过滤网被释放到大气中，第二密闭腔体内的富氧空气被压缩，通过富氧出口排出。
本发明的一种富氧鼓风设备或其使用方法在富氧鼓风领域的应用。
有益效果：
(1)将富氧膜分离系统与活塞式空压机耦合为一体，通过在曲柄连杆上设置两个活塞，在壳体内设置两个腔体，只使用一套动力系统既可实现空气的吸入、膜分离和压缩，简化了膜分离法富氧设备的流程，大幅度降低了制备富氧气体的能耗；本发明的活塞式空压机主体结构简单、紧凑。
(2)本发明动力系统采用磁悬浮轴承，进一步降低了能耗，同时降低了噪音，由于磁悬浮轴承不需要机油，避免了膜被机油污染。
附图说明
图1为实施例1的富氧鼓风设备结构示意图；
图中：1-外壳、2-第一密闭腔体、3-第二密闭腔体、4-曲柄连杆、5-第一活塞、6-第二活塞、7-富氧出口、8-板框空气过滤网、9-空气过滤袋、10-平板式氧气分离膜、11-集气管、12-气管支路、13-出气口、14-磁悬浮轴承、15-同步永磁电机、16-导轨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种富氧鼓风设备，包括：外壳1、设于外壳1中的第一密闭腔体2和第二密闭腔体3、曲柄连杆4、第一活塞5、第二活塞6、空气过滤装置、氧气分离膜；
所述第一密闭腔体2和第二密闭腔体3相邻设置，所述曲柄连杆4设于外壳底部，所述曲柄连杆4上分别连接第一活塞5、第二活塞6，所述第一活塞5、第二活塞6分别设于第一密闭腔体2和第二密闭腔体3内；所述第一密闭腔体2上部从上到下依次设有空气过滤装置、氧气分离膜，所述氧气分离膜上设有出气口13，所述出气口13与第二密闭腔体3连通，所述第二密闭腔体上还设有富氧出口7，所述富氧出口7上设有单向阀。
进一步地，所述第一密闭腔体2的垂直方向上设有多排对称设置的导轨16，所述导轨16固定在第一密闭腔体2内壁上，所述导轨16用于固定空气过滤装置与氧气分离膜。
进一步地，所述空气过滤装置包括：板框空气过滤网8、空气过滤袋9，所述板框空气8过滤网设于空气过滤袋9上方。
进一步地，所述氧气分离膜采用平板式氧气分离膜10，所述平板式氧气分离膜10有多排，依次固定于导轨7上。
进一步地，所述平板式氧气分离膜10与第二密闭腔体间3设有集气管11，所述集气管11的管壁上设有多条气管支路12，所述气管支路数量与平板式氧气分离膜的出气口13数量相等，所述气管支路12与平板式氧气分离膜的出气口13连接，所述多条气管支路12汇成总路后与第二密闭腔体3连通。
进一步地，所述曲柄连杆4的两端穿过固定于外壳1上的两个磁悬浮轴承14上，曲柄连杆4的其中一端与同步永磁电机15连接。
工作原理：在同步永磁电机15的驱动下，与磁悬浮轴承14相连的曲柄连杆4转动，带动第一活塞5、第二活塞6在第一密闭腔体2和第二密闭腔体3内作往复运动；当第一活塞5、第二活塞6向下运动时，第一密闭腔体2和第二密闭腔体3中形成负压，产生强吸力，使空气依次通过板框空气过滤网8、空气过滤袋9，除去空气中的油污、尘埃、水分等杂质，净化空气继续以压力差为驱动力，氧气优先渗透通过平板式氧气分离膜10，富氧空气从出气口13进入集气管11，然后从集气管11进入第二密闭腔体3；当第一活塞5、第二活塞6向上运动时，第一密闭腔体2内从氧气分离膜分离组件排出的非渗透气体(即贫氧空气)通过板框空气过滤网8被释放到大气中，第二密闭腔体3内的富氧空气被压缩，通过富氧出口7排出。
实施例2
本实施例提供一种富氧鼓风设备的方法，所述富氧鼓风设备为实施例1中所述设备，所述方法包括：
打开同步永磁电机，在同步永磁电机的驱动下，与磁悬浮轴承相连的曲柄连杆转动；
当第一活塞5、第二活塞6向下运动时，第一密闭腔体2和第二密闭腔体3中形成负压，产生强吸力，使空气依次通过板框空气过滤网8、空气过滤袋9，除去空气中的油污、尘埃、水分等杂质后得到净化空气；
净化空气中的氧气渗透通过平板式氧气分离膜10后得到富氧空气，富氧空气从出气口13进入集气管11，然后从集气管11进入第二密闭腔体3；
当第一活塞5、第二活塞6向上运动时，第一密闭腔体2内从氧气分离膜分离组件排出的非渗透气体通过板框空气过滤网被释放到大气中，第二密闭腔体3内的富氧空气被压缩，通过富氧出口7排出。
本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种富氧鼓风设备，其特征在于，包括：外壳、设于外壳中的第一密闭腔体和第二密闭腔体、曲柄连杆、第一活塞、第二活塞、空气过滤装置、氧气分离膜；
所述第一密闭腔体和第二密闭腔体相邻设置，所述曲柄连杆设于外壳底部，所述曲柄连杆上分别连接第一活塞、第二活塞，所述第一活塞、第二活塞分别设于第一密闭腔体和第二密闭腔体内；
所述第一密闭腔体上部从上到下依次设有空气过滤装置、氧气分离膜，所述氧气分离膜上设有出气口，所述出气口与第二密闭腔体连通，所述第二密闭腔体上还设有富氧出口，所述富氧出口上设有单向阀。
2.如权利要求1所述的一种富氧鼓风设备，其特征在于，所述第一密闭腔体的垂直方向上设有多排对称设置的导轨，所述导轨固定在第一密闭腔体内壁上，所述导轨用于固定空气过滤装置与氧气分离膜。
3.如权利要求1所述的一种富氧鼓风设备，其特征在于，所述空气过滤装置包括：板框空气过滤网、空气过滤袋，所述板框空气过滤网设于空气过滤袋上方。
4.如权利要求1所述的一种富氧鼓风设备，其特征在于，所述氧气分离膜采用平板式氧气分离膜，所述平板式氧气分离膜有多排。
5.如权利要求1所述的一种富氧鼓风设备，其特征在于，所述平板式氧气分离膜与第二密闭腔体间设有集气管，所述集气管的管壁上设有多条气管支路，所述气管支路数量与平板式氧气分离膜的出气口数量相等，所述气管支路与平板式氧气分离膜的出气口连接，所述多条气管支路汇成总路后与第二密闭腔体连通。
6.如权利要求1所述的一种富氧鼓风设备，其特征在于，所述曲柄连杆的两端穿过固定于外壳上的两个磁悬浮轴承上，曲柄连杆的其中一端与同步永磁电机连接。
7.使用权利要求1-6任一所述的一种富氧鼓风设备的方法，其特征在于，包括：
打开同步永磁电机，在同步永磁电机的驱动下，与磁悬浮轴承相连的曲柄连杆转动；
当第一活塞、第二活塞向下运动时，第一密闭腔体和第二密闭腔体中形成负压，产生强吸力，使空气依次通过板框空气过滤网、空气过滤袋，除去空气中的油污、尘埃、水分等杂质后得到净化空气；
净化空气中的氧气渗透通过平板式氧气分离膜后得到富氧空气，富氧空气从出气口进入集气管，然后从集气管进入第二密闭腔体；
当第一活塞、第二活塞向上运动时，第一密闭腔体内从平板式氧气分离膜排出的非渗透气体通过板框空气过滤网被释放到大气中，第二密闭腔体内的富氧空气被压缩，通过富氧出口排出。
8.权利要求1-6任一所述的一种富氧鼓风设备或权利要求7的方法在富氧鼓风领域的应用。
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