CN111811859A - 分子筛制氧系统综合检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的分子筛制氧系统综合检测装置，包括用于对制氧主机装置进行检测的综合检测装置，综合检测装置包括检测装置、分析控制装置，检测装置至少连接到制氧主机装置用于获取检测信息，检测信息包括氧浓度信息或者压力信息；分析控制装置连接交互检测装置的检测信息，并将检测信息与预设的校准信息执行比对，获得比对结论信息。本发明方案使用简单，可靠性高，人机交互能力强，具有良好的可靠性。

Description

分子筛制氧系统综合检测装置

技术领域

本发明属于制氧设备检测技术领域，具体涉及一种分子筛制氧系统综合检测装置。

背景技术

在常温下，采用变压吸附工艺，利用分子筛将空气中的氧气与氮气分离，从而提取氧气的系统。原理是：利用分子筛物理吸附和解吸技术.制氧机内装填分子筛，在加压时可将空气中氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。分子筛在减压时将所吸附的氮气排放回环境空气中，在下一次加压时又可以吸附氮气并制取氧气，整个过程为周期性地动态循环过程，分子筛并不消耗。

因为分子筛制氧系统较液氧、瓶装氧具有安全、节能、使用方便等特点，已经逐步普及，特别是医用、养老等领域已经在大范围的使用。

分子筛制氧系统是通过分子筛吸收压缩空气中的氮气，再将氧气送到管道中应用的方式来制取氧气，分子筛是整个系统中的关键材料，分子筛填装在吸附塔内，因分子筛具有对水分子、油分子、灰尘非常敏感，会造成分子筛的不可再生的损坏，所以吸附塔的密封性起着至关重要的作用。

常规的制氧系统(一般产氧量>3m³/h)采用的空气压机是螺杆微油空压机，因为含油需要后期去除，增加了系统的运营成本，也造成了油分子进入系统的隐患。新一代的分子筛制氧系统采用低压无油吸附工艺，即采用高效锂型分子筛，在低吸附压力(≤0.05MPa)的压力下实现氮气与氧气的分离，在解吸过程中，为了可以更好的去除分子筛中的氮气，需要采用负压系统抽取吸附塔，使其内部压力为负压，在此情况下吸附塔需要承受正压、负压的双向密封，在组装工艺存在漏气时就会损坏分子筛，而导致设备故障，所以需要在组装过程中对吸附塔及主机设备进行系统的检测。

分子筛制氧系统中的吸附塔需要有严格的密封，当其密封不严时会导致系统工作异常或损坏分子筛，如在正压密封不严时吸附塔内部达不到分子筛的吸附压力会导致氮气与氧气分离不彻底，氧浓度低，并浪费了压缩空气。当负压漏气时，会吸入未经过滤、除湿的空气，导致分子筛失效。所以吸附塔的密封性检测是非常关键的工作之一。

现有的吸附塔等压力容器在测试密封性时，通常采用的是水压、气压的保持试验，通过测试一段时间压力的衰减来评估密封容器的泄露性，或者在密封部位涂肥皂水等。在组装工艺中，考虑到吸附塔内部分子筛对水的敏感性，在进行负压测试时如果使用肥皂水测漏，则存在水进入吸附塔而污染分子筛的隐患，所以无法使用。在进行保压测试时，因吸附塔存在至少两个管道，即空气孔与氧气孔，检测过程中需要分别密封其中一个管道，再通过另一个管道进行正压与负压的检测，检测工作繁杂，人为操作计算复杂，容易出现人为操作产生的测量误差。现有的保压测试方式进行正压负压保压测试时需要两次接管，人工记录数据，对存在对管路接口的磨损。在保压过程中人为记录、调试对最终的结果影响较大。而且在对填装分子筛后的吸附塔的性能无法进行预检测，无法在整机组装前对单个吸附塔的性能进行组装前检测，因分子筛填装不当导致氧浓度氧产量达不到要求时，只能在整机调试时确认，返修成本过高。

发明内容

本发明的分子筛制氧系统综合检测装置，有效地克服了现有技术的人工作业波动大的问题，提供自动化的监控装备，从而有效实现了制氧设备的稳定连续生产。

本发明公开的分子筛制氧系统综合检测装置，包括用于对制氧主机装置(制氧主机装置可以包括吸附塔等用于用于将空气进行分离的装置，如制氧吸附塔等)进行检测的综合检测装置，综合检测装置包括检测装置、分析控制装置，检测装置至少连接到制氧主机装置用于获取检测信息，检测信息包括氧浓度信息或者压力信息；

分析控制装置连接交互检测装置的检测信息，并将检测信息与预设的校准信息(校准信息可以为用户在检测前的设定值)执行比对，获得比对结论信息。检测装置在连接待检测的吸附塔后可自动完成吸附塔的正压、负压密封情况，及分析判断内部分子筛的性能。分析控制装置将检测信息与用户设定值进行比对，从而判断吸附塔和/或内部填装分子筛是否满足装机所需的参数要求。

本发明公开的分子筛制氧系统综合检测装置的一种改进，检测装置包括氧浓度分析仪或压力传感器。

本发明公开的分子筛制氧系统综合检测装置的一种改进，分析控制装置将检测信息与校准信息执行的比对包括，对制氧主机装置在达到设定压力后进行保压时的压力变化进行比对。

本发明公开的分子筛制氧系统综合检测装置的一种改进，分析控制装置对制氧主机装置在保压时的压力变化比对包括在压力超出校准信息限定时，反馈警告的结论信息。

本发明公开的分子筛制氧系统综合检测装置的一种改进，分析控制装置将检测信息与校准信息执行的比对包括，对制氧主机装置排出的氧气的氧浓度变化进行比对。

本发明公开的分子筛制氧系统综合检测装置的一种改进，分析控制装置对制氧主机装置排出的氧气(即产品气，可以称之为氧气产品)的氧浓度变化进行比对包括在氧气浓度低于校准信息限定时，反馈警告的结论信息。

本发明公开的分子筛制氧系统综合检测装置的一种改进，分子筛制氧系统综合检测装置还包括报警装置，报警装置通信连接到分析控制装置，并且对分析控制装置依据结论信息发送的报警信息实施反馈。

本发明公开的分子筛制氧系统综合检测装置的一种改进，报警装置包括用于依据报警信息实施反馈的显示器或者警告灯或者蜂鸣器。

本发明公开的分子筛制氧系统综合检测装置的一种改进，显示器为触屏液晶显示器。

本发明采用正压、负压系统同时接入，系统自动分别按设定时间对吸附塔进行正压与负压检测，对于填装分子筛后的吸附塔可同时进行出氧量的检测，可以确保经过检测的吸附塔不存在正压、负压的泄露，出氧量达到规定值，可直接接入到主机系统中使用。具有使用简单，可靠性高，不存在人为操作误差，检测结果可记录到产品信息系统中作为产品资料存储。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请分子筛制氧系统综合检测装置的一种实施方式的结构图；

图2是图1实施方式的工作流程图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本申请的分子筛制氧系统综合检测装置的一种实施方式，所针对的是制氧主机装置，以对其工作性能进行检测，制氧主机装置主要用于实现分子筛制氧这一功能，可以包括吸附塔等用于用于将空气进行分离的装置；在该设备中还可以包括用于提供压缩空气的空压机；用于过滤除杂的过滤器；用于滤出压缩空气中水分的干燥器如吸干机；用于存储压缩空气为原料的储气罐以及用于进行氧气分离的吸附塔；由空压机获得的压缩空气顺次经过过滤器、吸干机、储气罐再经过控制阀后进入吸附塔进行分离；

为了实现本方案的目的，在本方案中设置了综合检测装置，该综合检测装置包括用于针对制氧主机装置中工况或者信号状态进行检测的检测装置、至少用于对检测装置获得的检测信息进行分析或者比对的分析控制装置，如PLC等，检测装置至少连接到制氧主机装置用于获取检测信息，检测信息包括氧浓度信息或者压力信息；如图1所示的检测装置可以包括氧浓度分析仪或压力传感器，氧浓度分析仪可以连接到吸附塔的氧气排空阀，意在分离后对氧气产品中的氧含量进行监控，从而达到判断并监测氧气产品质量的目的。而压力传感器则可以设置到吸附塔，用于对塔内的空气压力进行监控，从而通过压力变化而判断塔内分离工作是否正常。此时为了满足这一判断过程，分析控制装置连接交互检测装置的检测信息，并将检测信息与预设的校准信息执行比对，获得比对结论信息。当然也可以为，分析控制装置将检测信息与校准信息执行的比对包括，对制氧主机装置在达到设定压力后进行保压时的压力变化进行比对。在此时，针对判断的结论，作出的反馈可以为，分析控制装置对制氧主机装置在保压时的压力变化比对包括在压力超出校准信息限定时，反馈警告的结论信息。该反馈也可以为，分析控制装置将检测信息与校准信息执行的比对包括，对制氧主机装置排出的氧气的氧浓度变化进行比对。具体地讲，可以是分析控制装置对制氧主机装置排出的氧气的氧浓度变化进行比对包括在氧气浓度低于校准信息限定时，反馈警告的结论信息。

为了实现警报过程，分子筛制氧系统综合检测装置还可以设置有报警装置，报警装置通信连接到分析控制装置，并且对分析控制装置依据结论信息发送的报警信息实施反馈。报警装置包括用于依据报警信息实施反馈的显示器或者警告灯或者蜂鸣器。显示器为触屏液晶显示器。

在应用中，综合检测装置包括用于针对分子筛吸附塔检测中工况或者信号状态进行检测的检测装置、至少用于对检测装置获得的检测信息进行分析或者比对的分析控制装置，如PLC等，检测装置与待测吸附塔相连接用于获取检测信息，检测信息包括氧浓度信息及压力信息；如图1所示的检测装置可以包括氧浓度分析仪及压力传感器，氧浓度分析仪可以连接到本检测装置的氧气排空阀，意在对泄压过程中的氧含量进行监控，从而达到监测判断吸附塔中的分子筛填充工艺及品质是否合格的目的。而压力传感器连接到待测吸附塔，用于对待测吸附塔内的空气压力进行监控，从而通过压力变化而判断吸附塔是否存在正压漏气。此时为了满足这一判断过程，分析控制装置连接交互检测装置的检测信息，并将检测信息与预设的校准信息执行比对，获得比对结论信息。当然也可以为，分析控制装置将检测信息与校准信息执行的比对包括，对在测吸附塔在达到设定压力后进行保压时的压力变化进行比对。在此时，针对判断的结论，作出的反馈可以为，分析控制装置对在测吸附塔在保压时的压力变化比对包括在压力超出校准信息限定时，反馈警告的结论信息。该反馈也可以为，分析控制装置将检测信息与校准信息执行的比对包括，对在测吸附塔排出的氧气的氧浓度变化进行比对。具体地讲，可以是分析控制装置对在测吸附塔排出的氧气的氧浓度变化进行比对包括在氧气浓度低于校准信息限定时，反馈警告的结论信息。

如图1和图2所示的。通过建立检测设备内部的正压、负压系统，并内置检测系统(氧浓度分析仪、压力传感器)、数据分析系统(中心处理器)、报警系统(人机界面)。对待测试的已经装有分子筛的吸附塔连接进气口与出氧口，先进行正压加压，并监测时间，达到设定压力后可生成加压时间数据，此时关闭空压机(压缩机)，进入保压状态，在设定的时间内监测压力变化，超出保压要求时立即报警，达到预定时间压力符合要求时，打开排空阀，氧浓度分析仪从排空阀三通处取气体数据，监测排出气体中的氧浓度-时间关系数据，如果氧浓度未能达到设定值而产生衰减，则认定为分子筛异常或填充量过少，如无异常时进入下一步。

当压力传感器监测吸附塔内压力降为0后，即完成排空阀对吸附塔泄压。此时关闭排空阀，打开控制阀B,启动真空泵开始进行负压测试。到达设定压力后真空泵停机，在保压时间内出现压力泄露时会立即报警，达到保压时间后，压力合格后显示检测通过。

为便于理解，简单举例如下：

在进行检测前，用户根据检测吸附塔的规格进行保压时间、压力的设定，或调出已有配方。连接吸附塔上下管到本发明设备的上下管道上。启动设备开始检测。第一项是高压检测，控制阀A打开，控制阀B、排空阀关闭，启动空压机及配套空气处理系统，经过过滤器、吸干机、储气罐、控制阀A、三通、进气口向吸附塔充入压缩空气。压力传感器从三通A处检测系统压力数据，传送到中心处理器，充压过程中速度过慢可判断为系统漏气，速度过快可判断吸附塔内部存在阻塞，会立即发出报警，在人机界面上发出报警信息。当达到预定压力后，空压机关闭，控制阀A关闭，系统进入保压状态。在保压过程中压力传感器持续检测吸附塔内压力变化情况，超出设定值后立即报警。在达到设定时间后，保持压力符合设定值的显示正压测试通过。此时打开排空阀，向吸附塔中的压缩气体向空气中排放，同时取一定量气体到氧浓度分析仪中取得排气中的氧浓度数据，在正常情况下，氧浓度随着排气时间的延长，吸附塔内压力的降低而下降，对于同一规格的吸附塔应有同样类似的氧浓度-排空时间曲线，经过中心处理器如PLC比对后输出到人机界面中，如果氧浓度下降严重，在人机界面显示吸附塔分子筛工作异常，中止检测。如无异常，在压力传感器检测到系统压力泄放完全后，关闭排空阀。打开控制阀B,真空泵进行负压的保压检测，同样的，中心处理器会通过记录减压时间与压力传感器读取的数据进行对比，当负压下降慢于正常值，会立即中止检测，并提示系统存在负压泄露。在压力传感器监测到负压压力达到负压保压压力设定值时，关闭控制阀B与真空泵，进入负压保压测试阶段。在负压保压阶段监测到压力衰减超出设定值时，系统会立即在人机界面报警，并中止检测。如到达保压时间后无异常，人机界面会提示检测通过信息，此时系统会维持吸附塔负压状态，以保护分子筛。当需要拆下检测吸附塔时，系统会打开控制阀A，平衡吸附塔内压力到达大气压后，人机界提示可拆下吸附塔后，再拆下进气口与出氧口的管路。完成全部的测试步骤。

现有技术采用的正压、负压分别进行保压检测，检测时需要分别封堵另外一个吸附塔气口，安装复杂。并且在正压、负压加压过程中无法预判吸附塔是否存在漏气，需要保压一段时间后再确认压力，存在检测时间长、需要人工判断的问题。在进行正压测试完成后，无法监测分子筛的工作状态是否正常，只进行了吸附塔密封性的检测。

同时，在进行正压、负压保压测试时，完成一项工作后需要安装人员再次对设备管路进行拆除与安装，浪费人力。

本技术的特点在测试设备与待检测吸附塔一次性安装完成，安装完成后只需要一键操作即可自动完成吸附塔的正压、负压密封性、分子筛性能的综合检测。并且在检测过程中数据采用实时监测状态，数据异常系统立即报警。现有检测方案需要人工现场确认，出现异常不能及时发现。本发明可以提升大幅提升检测效率，可以利用非工作时间对吸附塔进行检测。

更进一步的，本发明可以通过声音报警方式进行报警，也可以将中心处理器与远程通讯单元等连接，通过短信等方式报警，或远程监测设备检测情况。

1.本技术是一种综合性检测方法及装置，可完成吸附塔正压、负压密封性、分子筛性能的检测，可以通过一次连接完成吸附塔的综合检测。

2.本发明检测过程中通过同规格的设定数据进行比对，发生异常时立即报警，不需要等待到规定时间再确认，节约检测时间，提高效率。

3.本发明可对吸附塔内的分子筛进行初步性能检测，检测后可直接整机测试，防止分子筛异常未能及时发现需出现的返工，正负压的重新检测。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.分子筛制氧系统综合检测装置，其特征在于，包括用于对制氧主机装置进行检测的综合检测装置，所述综合检测装置包括检测装置、分析控制装置，

所述检测装置至少连接到制氧主机装置用于获取检测信息，所述检测信息包括氧浓度信息或者压力信息；

所述分析控制装置连接交互检测装置的检测信息，并将检测信息与预设的校准信息执行比对，获得比对结论信息。

2.根据权利要求1所述的分子筛制氧系统综合检测装置，其特征在于，所述检测装置包括氧浓度分析仪或压力传感器。

3.根据权利要求1所述的分子筛制氧系统综合检测装置，其特征在于，所述分析控制装置将检测信息与校准信息执行的比对包括，对制氧主机装置在达到设定压力后进行保压时的压力变化进行比对。

4.根据权利要求3所述的分子筛制氧系统综合检测装置，其特征在于，所述分析控制装置对制氧主机装置在保压时的压力变化比对包括在压力超出校准信息限定时，反馈警告的结论信息。

5.根据权利要求1所述的分子筛制氧系统综合检测装置，其特征在于，所述分析控制装置将检测信息与校准信息执行的比对包括，对制氧主机装置排出的氧气的氧浓度变化进行比对。

6.根据权利要求5所述的分子筛制氧系统综合检测装置，其特征在于，所述分析控制装置对制氧主机装置排出的氧气的氧浓度变化进行比对包括在氧气浓度低于校准信息限定时，反馈警告的结论信息。

7.根据权利要求1-6任一所述的分子筛制氧系统综合检测装置，其特征在于，所述分子筛制氧系统综合检测装置还包括报警装置，所述报警装置通信连接到分析控制装置，并且对分析控制装置依据结论信息发送的报警信息实施反馈。

8.根据权利要求7所述的分子筛制氧系统综合检测装置，其特征在于，所述报警装置包括用于依据报警信息实施反馈的显示器或者警告灯或者蜂鸣器。

9.根据权利要求8所述的分子筛制氧系统综合检测装置，其特征在于，所述显示器为触屏液晶显示器。

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