CN112520711A - 一种生产效率高的变压吸附式制氮机 - Google Patents

一种生产效率高的变压吸附式制氮机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生产效率高的变压吸附式制氮机，包括空气压缩机、离心风机、端盖和隔板，所述空气压缩机左方连通设置有空气净化装置，且空气净化装置左方连通设置有空气储罐，所述空气储罐后方设置有第一中转气罐与第二中转气罐，且第一中转气罐设置在第二中转气罐前方。该生产效率高的变压吸附式制氮机，设置有混气罐和排风扇，脱附后的氧气经过第二连接管进入混气罐，该氧气通过透气孔进入混气罐内部上侧，而排风扇抽取混气罐下侧的空气向上移动，使得在外界空气在负压的作用下进入气腔，气腔内的空气经过导气管进入混气罐内部上侧，使得氧气与该空气均匀的混合，极大的降低了氧气的浓度，降低了爆燃事故发生的概率，使用起来更加安全。

Description

一种生产效率高的变压吸附式制氮机
技术领域
本发明涉及制氮机技术领域，具体为一种生产效率高的变压吸附式制氮机。
背景技术
氮气被广泛应用于医疗手术、电子产品制造以及化肥制造等行业，因此需要使用到制氮机，其中变压吸附式制氮机具有工艺流程简单和自动程度化高等优点，该制氮机产出的废气中氧气比例较高，但现有的制氮机通常未设置有稀释装置，直接将废气排放在空气中容易导致设备附近氧气富集，继而增大爆燃的风险，使用起来具有一定的安全隐患，并且现有的制氮机的吸附剂通常与待分离气体位于同一吸附罐内，而在排出该吸附罐内的氮气时不可避免的会导致气压下降，为了避免气压过低导致氧气脱附并混入氮气中，因此需要保留一部分氮气用于保持气压，该部分氮气与脱附后的氧气一起排出，使得该制氮机的生产效率降低，现有的制氮机的吸附剂通常统一存储在一个吸附罐内部，但在实际使用中，压缩空气中不可避免的会残留部分杂质，而先接触压缩空气的吸附剂容易受杂质污染，继而导致不同部位的吸附剂吸附效率下降速度不同，现有的制氮机的吸附剂难以针对性更换，极大的加大了维护难度，使用起来不够实用，针对上述问题，需要对现有设备进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产效率高的变压吸附式制氮机，以解决上述背景技术中提出的现有的制氮机通常未设置有稀释装置，直接将废气排放在空气中容易导致设备附近氧气富集，继而增大爆燃的风险，并且现有的制氮机的吸附剂通常与待分离气体位于同一吸附罐内，而在排出该吸附罐内的氮气时不可避免的会导致气压下降，为了避免气压过低导致氧气脱附并混入氮气中，因此需要保留一部分氮气用于保持气压，该部分氮气与脱附后的氧气一起排出，使得该制氮机的生产效率降低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生产效率高的变压吸附式制氮机，包括空气压缩机、离心风机、端盖和隔板，
空气压缩机，所述空气压缩机左方连通设置有空气净化装置，且空气净化装置左方连通设置有空气储罐，所述空气储罐后方设置有第一中转气罐与第二中转气罐，且第一中转气罐设置在第二中转气罐前方，所述第一中转气罐左方设置有第一吸附罐，且第一吸附罐左方设置有混气罐，所述第二中转气罐左方设置有第二吸附罐，且第二中转气罐右方设置有氮气储罐；
离心风机，两个所述离心风机分别固定安装在第一吸附罐顶部与第二吸附罐顶部，且第一吸附罐与对应离心风机连通处以及第二吸附罐与对应离心风机连通处均安装有第一电控阀，所述空气储罐上侧与第一中转气罐上侧之间、空气储罐上侧与第二中转气罐上侧之间、第一中转气罐上侧与氮气储罐上侧之间、第二中转气罐上侧与氮气储罐上侧之间、第一中转气罐上侧与对应的离心风机之间以及第二中转气罐上侧与对应的离心风机之间均通过第一连接管相连通，且空气储罐与第一中转气罐连通处、空气储罐与第二中转气罐连通处、第一中转气罐与氮气储罐连通处、第二中转气罐与氮气储罐连通处、第一中转气罐与对应的离心风机连通处以及第二中转气罐与对应的离心风机连通处均安装有第二电控阀，所述第一中转气罐下侧与第一吸附罐下侧之间、第二中转气罐下侧与第二吸附罐下侧之间、第一吸附罐下侧与第二吸附罐下侧之间、第一吸附罐下侧与混气罐之间以及第二吸附罐下侧与混气罐之间均通过第二连接管相连通，且第一吸附罐与第二吸附罐连通处安装有均压阀，同时第一中转气罐与第一吸附罐连通处、第二中转气罐与第二吸附罐连通处、第一吸附罐与混气罐连通处以及第二吸附罐与混气罐连通处均安装有第三电控阀；
端盖，所述端盖固定安装在第一吸附罐上下两侧或第二吸附罐上下两侧，且第一吸附罐内部或第二吸附罐内部均安装有多个料盒，所述料盒顶部固定安装有盒盖，且盒盖和料盒底部均固定有透气板，所述料盒内部装填有吸附剂；
隔板，所述隔板固定安装在混气罐内部下侧，且隔板表面贯穿有透气孔与通孔，所述混气罐底部开设有气腔，且气腔底部贯穿混气罐下侧，同时气腔下侧安装有单向阀，所述气腔顶部固定连通有导气管，且导气管上侧贯穿通孔。
优选的，所述第一中转气罐的形状尺寸与第二中转气罐的形状尺寸相同。
优选的，所述第一吸附罐的形状尺寸与第二吸附罐的形状尺寸相同。
优选的，所述混气罐内部上侧固定安装有排风扇，且混气罐顶部开设有排气管。
优选的，所述第二连接管与混气罐连通处位于隔板下方。
优选的，所述料盒外端贴合第一吸附罐内壁或第二吸附罐内壁，且最下侧的料盒底部贴合下侧的端盖设置，同时最上侧的盒盖顶部贴合上侧的端盖设置。
优选的，所述透气孔与通孔交错设置，且通孔内壁贴合导气管外端设置，同时透气孔最上端与导气管最上端位于同一水平面上。
优选的，所述气腔与所有导气管下端相连通。
优选的，所述排风扇外端贴合混气罐内壁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该生产效率高的变压吸附式制氮机，
(1)设置有第一中转气罐和离心风机，压缩空气通过第一连接管进入第一中转气罐内部，通过调整第一电控阀、第二电控阀、第三电控阀以及均压阀，使得第一中转气罐与离心风机以及第一吸附罐形成循环通道，离心风机带动压缩空气流动，使得第一中转气罐内的压缩空气均匀的经过第一吸附罐，并通过第一吸附罐内的吸附剂吸附压缩空气中的氧气，随后关闭第一电控阀，并调整第二电控阀，使得第一中转气罐与氮气储存相连通，并排出第一中转气罐内的氮气，利用第一中转气罐尽可能的在保持第一吸附罐内气压的调节下排出氮气，减少需要氮气的损耗，提高氮气的生产效率；
(2)设置有料盒和盒盖，吸附剂防止在料盒内部，随后料盒与盒盖配合固定吸附剂，随后将多个料盒放入第一吸附罐或第二吸附罐内部，相比传统的吸附剂固定方式更加整洁，简化了维护难度，便于维护人员对特定位置的吸附剂的更换，使用起来更具有实用性；
(3)设置有混气罐和排风扇，脱附后的氧气经过第二连接管进入混气罐，该氧气通过透气孔进入混气罐内部上侧，而排风扇抽取混气罐下侧的空气向上移动，使得在外界空气在负压的作用下进入气腔，气腔内的空气经过导气管进入混气罐内部上侧，使得氧气与该空气均匀的混合，极大的降低了氧气的浓度，降低了爆燃事故发生的概率，使用起来更加安全。
附图说明
图1为本发明主视剖面结构示意图；
图2为本发明第二吸附罐主视剖面结构示意图；
图3为本发明左侧视剖面结构示意图；
图4为本发明俯视结构示意图；
图5为本发明第一吸附罐俯视剖面结构示意图；
图6为本发明混气罐俯视剖面结构示意图；
图7为本发明图2中A处放大结构示意图。
图中：1、空气压缩机，2、空气净化装置，3、空气储罐，4、第一中转气罐，5、第二中转气罐，6、第一吸附罐，7、混气罐，8、第二吸附罐，9、氮气储罐，10、离心风机，11、第一电控阀，12、第一连接管，13、第二电控阀，14、第二连接管，15、均压阀，16、第三电控阀，17、端盖，18、料盒，19、盒盖，20、透气板，21、吸附剂，22、隔板，23、透气孔，24、通孔，25、气腔，26、单向阀，27、导气管，28、排风扇，29、排气管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种生产效率高的变压吸附式制氮机，如图1和图4所示，空气压缩机1左方连通设置有空气净化装置2，且空气净化装置2左方连通设置有空气储罐3，空气储罐3后方设置有第一中转气罐4与第二中转气罐5，且第一中转气罐4设置在第二中转气罐5前方，第一中转气罐4的形状尺寸与第二中转气罐5的形状尺寸相同，第一吸附罐6的形状尺寸与第二吸附罐8的形状尺寸相同，空气储罐3交错循环与第一中转气罐4以及第二中转气罐5相连通，便于第一吸附罐6与第二吸附罐8交错循环产出氮气，第一中转气罐4左方设置有第一吸附罐6，且第一吸附罐6左方设置有混气罐7，混气罐7内部上侧固定安装有排风扇28，且混气罐7顶部开设有排气管29，排风扇28外端贴合混气罐7内壁，启动排风扇28，便于排风扇28抽取混气罐7下侧的空气并推动该空气经过排气管29排出，第二中转气罐5左方设置有第二吸附罐8，且第二中转气罐5右方设置有氮气储罐9。
如图1、图3和图4所示，两个离心风机10分别固定安装在第一吸附罐6顶部与第二吸附罐8顶部，且第一吸附罐6与对应离心风机10连通处以及第二吸附罐8与对应离心风机10连通处均安装有第一电控阀11，空气储罐3上侧与第一中转气罐4上侧之间、空气储罐3上侧与第二中转气罐5上侧之间、第一中转气罐4上侧与氮气储罐9上侧之间、第二中转气罐5上侧与氮气储罐9上侧之间、第一中转气罐4上侧与对应的离心风机10之间以及第二中转气罐5上侧与对应的离心风机10之间均通过第一连接管12相连通，且空气储罐3与第一中转气罐4连通处、空气储罐3与第二中转气罐5连通处、第一中转气罐4与氮气储罐9连通处、第二中转气罐5与氮气储罐9连通处、第一中转气罐4与对应的离心风机10连通处以及第二中转气罐5与对应的离心风机10连通处均安装有第二电控阀13，第一中转气罐4下侧与第一吸附罐6下侧之间、第二中转气罐5下侧与第二吸附罐8下侧之间、第一吸附罐6下侧与第二吸附罐8下侧之间、第一吸附罐6下侧与混气罐7之间以及第二吸附罐8下侧与混气罐7之间均通过第二连接管14相连通，且第一吸附罐6与第二吸附罐8连通处安装有均压阀15，同时第一中转气罐4与第一吸附罐6连通处、第二中转气罐5与第二吸附罐8连通处、第一吸附罐6与混气罐7连通处以及第二吸附罐8与混气罐7连通处均安装有第三电控阀16，第二连接管14与混气罐7连通处位于隔板22下方，第一吸附罐6或第二吸附罐8排出的废气经过第二连接管14进入混气罐7下侧，随后该废气经过透气孔23均匀的进入混气罐7上侧。
如图2、图3、图5和图6所示，端盖17固定安装在第一吸附罐6上下两侧或第二吸附罐8上下两侧，且第一吸附罐6内部或第二吸附罐8内部均安装有多个料盒18，料盒18外端贴合第一吸附罐6内壁或第二吸附罐8内壁，且最下侧的料盒18底部贴合下侧的端盖17设置，同时最上侧的盒盖19顶部贴合上侧的端盖17设置，两个端盖17配合挤压料盒18，使用多个料盒18在第一吸附罐6或第二吸附罐8内固定稳固，料盒18顶部固定安装有盒盖19，且盒盖19和料盒18底部均固定有透气板20，料盒18内部装填有吸附剂21。
如图1和图7所示，隔板22固定安装在混气罐7内部下侧，且隔板22表面贯穿有透气孔23与通孔24，透气孔23与通孔24交错设置，且通孔24内壁贴合导气管27外端设置，同时透气孔23最上端与导气管27最上端位于同一水平面上，该制氮机产生的废气经过透气孔23进入混气罐7上侧，同时外界的空气经过导气管27进入混气罐7上侧，交错设置的导气管27与透气孔23使废气与外界空气更容易混合均匀，混气罐7底部开设有气腔25，且气腔25底部贯穿混气罐7下侧，同时气腔25下侧安装有单向阀26，气腔25与所有导气管27下端相连通，便于气腔25内的空气均匀的进入所有导气管27内，气腔25顶部固定连通有导气管27，且导气管27上侧贯穿通孔24。
工作原理：在使用该生产效率高的变压吸附式制氮机时，首先接通外部电源，启动空气压缩机1，空气压缩机1抽取外界的空气并压缩，随后压缩后的压缩空气进入空气净化装置2，启动空气净化装置2，空气净化装置2净化压缩空气中的水汽和粉尘等杂质，净化后的压缩空气进入空气储罐3，通过调整第一电控阀11、第二电控阀13、均压阀15以及第三电控阀16，使空气储罐3与第一中转气罐4相连通，空气储罐3通过第一连接管12向第一中转气罐4内注入压缩空气，同理，调整阀门，使第一中转气罐4、对应的离心风机10以及第一吸附罐6相连通并形成循环通道，启动该离心风机10，离心风机10推动第一中转气罐4内的压缩空气在该循环通道内流动，第一吸附罐6内的吸附剂21吸附压缩空气中的氧气，氧气完全被吸附剂21吸附后，关闭对应的第一电控阀11，阻断第一中转气罐4与第一吸附罐6之间的连通，同理调整阀门，使第一中转气罐4内的氮气经过第一连接管12进入氮气储罐9，同时，打开均压阀15，第一吸附罐6与第二吸附罐8相连通，第一吸附罐6内部气体进入第二吸附罐8并取得气压平衡，通过上述操作，提高了对吸附剂21的利用效率，降低了因保压而放弃的氮气占比，提高了该制氮机的制氮效率，使用起来更具有实用性，关闭均压阀15，调整阀门，使第一吸附罐6与混气罐7相连通，残余的气体经过第二连接管14进入混气罐7下侧，并经过透气孔23均匀的进入混气罐7上侧，启动排风扇28，排风扇28推动混气罐7内的空气进入排气管29，在负压的作用下，外界的空气进入气腔25，随后气腔25内的空气经过导气管27均匀的进入混气罐7上侧，交错设置的导气管27与透气孔23便于使残余气体与外界气体混合，起到降低残余气体中氧气含量的作用，使用起来更加安全，单向阀26避免了混气罐7内气体的逆流溢出，同理，空气储罐3通过第一连接管12向第二中转气罐5内注入压缩空气，第二吸附罐8内的吸附剂21对第二中转气罐5中的压缩空气进行吸附，使第一吸附罐6与第二吸附罐8配合形成交错循环制氮，需要更换吸附剂21时，取下端盖17，取出对应位置的料盒18，打开盒盖19，更换新的吸附剂21，相比传统的吸附剂21的安装更加简单，便于快速对特定位置的吸附剂21进行更换，极大的降低了维护成本，第一吸附罐6或第二吸附罐8内的空气经过透气板20进入料盒18内部，方便料盒18内的吸附剂21对空气进行吸附，这就完成了全部工作，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生产效率高的变压吸附式制氮机，包括空气压缩机(1)、离心风机(10)、端盖(17)和隔板(22)，其特征在于：
空气压缩机(1)，所述空气压缩机(1)左方连通设置有空气净化装置(2)，且空气净化装置(2)左方连通设置有空气储罐(3)，所述空气储罐(3)后方设置有第一中转气罐(4)与第二中转气罐(5)，且第一中转气罐(4)设置在第二中转气罐(5)前方，所述第一中转气罐(4)左方设置有第一吸附罐(6)，且第一吸附罐(6)左方设置有混气罐(7)，所述第二中转气罐(5)左方设置有第二吸附罐(8)，且第二中转气罐(5)右方设置有氮气储罐(9)；
离心风机(10)，两个所述离心风机(10)分别固定安装在第一吸附罐(6)顶部与第二吸附罐(8)顶部，且第一吸附罐(6)与对应离心风机(10)连通处以及第二吸附罐(8)与对应离心风机(10)连通处均安装有第一电控阀(11)，所述空气储罐(3)上侧与第一中转气罐(4)上侧之间、空气储罐(3)上侧与第二中转气罐(5)上侧之间、第一中转气罐(4)上侧与氮气储罐(9)上侧之间、第二中转气罐(5)上侧与氮气储罐(9)上侧之间、第一中转气罐(4)上侧与对应的离心风机(10)之间以及第二中转气罐(5)上侧与对应的离心风机(10)之间均通过第一连接管(12)相连通，且空气储罐(3)与第一中转气罐(4)连通处、空气储罐(3)与第二中转气罐(5)连通处、第一中转气罐(4)与氮气储罐(9)连通处、第二中转气罐(5)与氮气储罐(9)连通处、第一中转气罐(4)与对应的离心风机(10)连通处以及第二中转气罐(5)与对应的离心风机(10)连通处均安装有第二电控阀(13)，所述第一中转气罐(4)下侧与第一吸附罐(6)下侧之间、第二中转气罐(5)下侧与第二吸附罐(8)下侧之间、第一吸附罐(6)下侧与第二吸附罐(8)下侧之间、第一吸附罐(6)下侧与混气罐(7)之间以及第二吸附罐(8)下侧与混气罐(7)之间均通过第二连接管(14)相连通，且第一吸附罐(6)与第二吸附罐(8)连通处安装有均压阀(15)，同时第一中转气罐(4)与第一吸附罐(6)连通处、第二中转气罐(5)与第二吸附罐(8)连通处、第一吸附罐(6)与混气罐(7)连通处以及第二吸附罐(8)与混气罐(7)连通处均安装有第三电控阀(16)；
端盖(17)，所述端盖(17)固定安装在第一吸附罐(6)上下两侧或第二吸附罐(8)上下两侧，且第一吸附罐(6)内部或第二吸附罐(8)内部均安装有多个料盒(18)，所述料盒(18)顶部固定安装有盒盖(19)，且盒盖(19)和料盒(18)底部均固定有透气板(20)，所述料盒(18)内部装填有吸附剂(21)；
隔板(22)，所述隔板(22)固定安装在混气罐(7)内部下侧，且隔板(22)表面贯穿有透气孔(23)与通孔(24)，所述混气罐(7)底部开设有气腔(25)，且气腔(25)底部贯穿混气罐(7)下侧，同时气腔(25)下侧安装有单向阀(26)，所述气腔(25)顶部固定连通有导气管(27)，且导气管(27)上侧贯穿通孔(24)。
2.根据权利要求1所述的一种生产效率高的变压吸附式制氮机，其特征在于：所述第一中转气罐(4)的形状尺寸与第二中转气罐(5)的形状尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的一种生产效率高的变压吸附式制氮机，其特征在于：所述第一吸附罐(6)的形状尺寸与第二吸附罐(8)的形状尺寸相同。
4.根据权利要求1所述的一种生产效率高的变压吸附式制氮机，其特征在于：所述混气罐(7)内部上侧固定安装有排风扇(28)，且混气罐(7)顶部开设有排气管(29)。
5.根据权利要求1所述的一种生产效率高的变压吸附式制氮机，其特征在于：所述第二连接管(14)与混气罐(7)连通处位于隔板(22)下方。
6.根据权利要求1所述的一种生产效率高的变压吸附式制氮机，其特征在于：所述料盒(18)外端贴合第一吸附罐(6)内壁或第二吸附罐(8)内壁，且最下侧的料盒(18)底部贴合下侧的端盖(17)设置，同时最上侧的盒盖(19)顶部贴合上侧的端盖(17)设置。
7.根据权利要求1所述的一种生产效率高的变压吸附式制氮机，其特征在于：所述透气孔(23)与通孔(24)交错设置，且通孔(24)内壁贴合导气管(27)外端设置，同时透气孔(23)最上端与导气管(27)最上端位于同一水平面上。
8.根据权利要求1所述的一种生产效率高的变压吸附式制氮机，其特征在于：所述气腔(25)与所有导气管(27)下端相连通。
9.根据权利要求1所述的一种生产效率高的变压吸附式制氮机，其特征在于：所述排风扇(28)外端贴合混气罐(7)内壁。
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