CN113582137A - 分子筛装置及制氧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分子筛装置及制氧机，包括分子筛单元、进气单元以及出气单元，分子筛单元内形成有用于容纳分子筛的容纳腔，围成容纳腔的周壁内设有多个特斯拉阀结构的气流通道，气流经气流通道得到加速，从气流通道流出的气流经多个位置点进入容纳腔，进气单元设于分子筛单元的第一端，向气流通道输送进气气流，出气单元设于分子筛单元的第二端，容纳腔内的气体经出气单元流出。本发明利用特斯拉阀结构对气体进行加速，提高制氧能力，避免进气直接冲击分子筛，增大进气与分子筛的接触面积，提高分子筛的使用效率及寿命。

Description

分子筛装置及制氧机

技术领域

本发明涉及制氧机技术领域，尤其涉及一种分子筛装置及制氧机。

背景技术

制氧机通过分子筛实现对氮气等气体的吸附，实现制氧目的。现有分子筛结构采用单向进气口，高压气体对进气口位置的分子筛进行长期冲击，将导致此位置分子筛加速粉化，粉化粉末会进而污染其他分子筛，导致其他位置分子筛对气体的附着力下降，降低了分子筛的利用效率，经济型差。每种制氧机需要根据流量及氧气浓度不同，设计不同尺寸的分子筛，导致分子筛不具备通用性，不利于标准化、自动化生产。加工、制造、生产及设备后续维护成本提升。

制氧机为了确保氧气的浓度及大流量，满足消费者对氧气的需求，制氧机需要使用大功率的空气压缩设备，以便短时间内有效的供应大流量压缩空气，对应的分子筛筒的尺寸也要对应增大才能实现单位时间内氧气的高效提纯。压缩机功率提高带来的不仅仅是设备功耗的提升，同时带来了设备噪音的提升，直接影响到用户的使用感受。此外，压缩机体积增大，分子筛筒体积增大，将必然带来设备体积、重量的增加，直接影响到设备的便携性。

制氧机中分子筛结构尺寸各异，分子筛灌装设备差异巨大，灌装质量层次不齐，难以实现高效标准化生产。根据使用环境不同，分子筛在更换过程中，筛筒拆装困难、售后水平参差不齐，很难采用自动化设备灌装，导致分子筛模块质量无法保证。一方面导致粉化后的分子筛无法有效回收造成环境污染加剧，另一方面灌装后的分子筛密度及含量可能存在5%左右的差异，导致后续设备制氧能力下降，影响使用效果。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

针对背景技术中指出的问题，本发明提出一种分子筛装置及制氧机，利用特斯拉阀结构对气体进行加速，提高制氧能力，避免进气直接冲击分子筛，增大进气与分子筛的接触面积，提高分子筛的使用效率及寿命，同时该分子筛装置采用模块化设计，体积小，便捷易更换。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

本发明提供一种分子筛装置，包括：

分子筛单元，其内形成有用于容纳分子筛的容纳腔，围成所述容纳腔的周壁内设有多个特斯拉阀结构的气流通道，气流经所述气流通道得到加速，从所述气流通道流出的气流经多个位置点进入所述容纳腔；

进气单元，其设于所述分子筛单元的第一端，向所述气流通道输送进气气流；

出气单元，其设于所述分子筛单元的第二端，所述容纳腔内的气体经所述出气单元流出。

本申请一些实施例中，从所述气流通道流出的气流沿所述容纳腔的周向切向进入所述容纳腔。

本申请一些实施例中，多个所述气流通道包括多个第一气流通道和多个第二气流通道，所述第一气流通道的出气口位于所述容纳腔的下部，所述第二气流通道的出气口位于所述容纳腔的上部。

本申请一些实施例中，所述进气单元的出气口与所述第一气流通道的进气口直接连通，所述第一气流通道内的气流由所述分子筛单元的第一端流向第二端；

围成所述容纳腔的周壁内沿其长度方向设有导气通道，所述导气通道将所述进气单元的出气口的气流导流至所述第二气流通道的进气口，所述第二气流通道内的气流由所述分子筛单元的第二端流向第一端。

本申请一些实施例中，所述分子筛单元包括外筒部和内筒部，所述内筒部设于所述外筒部内，所述内筒部形成所述容纳腔；

所述外筒部的内壁上设有多个内流道，所述内筒部的外壁上设有多个外流道，多个所述内流道与多个所述外流道一一对应形成多个所述气流通道。

本申请一些实施例中，所述内流道包括第一内流道和第二内流道，所述外流道包括第一外流道和第二外流道，所述第一内流道与所述第一外流道对接形成第一气流通道，所述第二内流道与所述第二外流道对接形成第二气流通道，所述第一气流通道内的气流方向与所述第二气流通道内的气流方向相反；

所述外筒部的壁内设有导气通道，所述导气通道将所述进气单元的出气口的气流导流至所述第二气流通道的进气口。

本申请一些实施例中，所述外筒部的内壁由多个沿其长度方向延伸的内平面围成，所述内平面上设有所述第一内流道和所述第二内流道；

所述内筒部的外壁有多个沿其长度方向延伸的外平面围成，所述外平面上设有多少第一外流道和所述第二外流道；

多个所述内平面和多个所述外平面一一对应贴合。

本申请一些实施例中，所述进气单元内设有多个特斯拉阀结构的进气通道，所述进气通道的出气口与所述气流通道的进气口连通。

本申请一些实施例中，所述容纳腔内的气体经出气通道流出，所述出气通道为特斯拉阀结构。

本发明还提供一种制氧机，包括如上所述的分子筛装置。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本申请所公开的分子筛装置中，由进气单元输送来的气体先流经气流通道，加速后再流入容纳腔。从气流通道流出的加速后的气流经多个位置点进入容纳腔，增加压缩空气与分子筛的接触点及接触面积，提高单位时间内压缩空气与分子筛的接触面积，从而提高分子筛的吸附效率。

气流通道采用特斯拉阀结构实现气流加速，利用特斯拉阀结构的气流通道的特定流向特征、及特斯拉阀独有的对逆流气体的抑制作用，有效的降低了气流通道的出气口位置的湍流冲击，降低了气体对分子筛颗粒的冲击，较少了粉末形成，有效抑制因冲击而导致的分子筛粉化及腔内分子筛污染。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据实施例的分子筛装置的结构示意图；

图2为根据实施例的分子筛装置的爆炸图；

图3为图2所示结构从Q1向观察到的结构示意图；

图4为根据实施例的进气分散部的结构示意图；

图5为根据实施例的进气分散部的剖视图；

图6为根据实施例的法兰部的结构示意图；

图7为图6所述结构从Q2向观察到的结构示意图；

图8为根据实施例的外筒部的结构示意图；

图9为图8所示结构从Q3向观察到的结构示意图；

图10为根据实施例的外筒部的剖视图；

图11为根据实施例的内筒部的结构示意图；

图12为图11所示结构从Q4向观察到的结构示意图；

图13为根据实施例的分子筛单元的剖视图；

图14为根据实施例的特斯拉阀结构的正向进气示意图；

图15为根据实施例的特斯拉阀结构的逆向进气示意图。

附图标记：

100-分子筛单元；

110-外筒部，111-第一内流道，112-第二内流道，113-内平面，114-插槽，1151-第二环形流道，1152-第三环形流道，1161-第一下流道，1162-第二上流道，1171-第二密封槽，1172-第三密封槽，1181-导气通道的进气口，1182-导气通道的出气口；

120-内筒部，121-第一外流道，122-第二外流道，123-外平面，124-插条，125-内筒本体，126-底盘，1261-第四环形流道，1262-第四密封槽，1263-第二下流道，127-第二通气口，128-出气流道，129-集气槽；

130-第一气流通道的出气口；

140-第二气流通道的出气口；

150-容纳腔；

160-延伸通道段；

170-颗粒度监测模块；

200-进气单元；

210-进气分散部，211-进气嘴，212-无线监测模块，213-进气通道，214-散气槽，215-第一环形集气通道；

220-法兰部，221-第一通气口，222-第一环形流道，223-第一上流道，224-第一密封槽；

300-出气单元，310-出气单元的出气口；

A-分子筛单元的第一端；

B-分子筛单元的第二端。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本实施例公开一种分子筛装置，参照图1至图3，其主要包括分子筛单元100、进气单元200以及出气单元300。

进气单元200设于分子筛单元100的第一端A，出气单元300设于分子筛单元100的第二端B。

该分子筛装置整体呈圆柱状结构，结构紧凑、体积小。

该分子筛装置不仅适用于制氧设备，同样也适用于其他气体分离富集设备。本实施例以应用于制氧设备为例。

进气单元200向分子筛单元100提供进气气流，分子筛单元100内的气体经出气单元300流出。

分子筛单元100内形成用于容纳分子筛的容纳腔150，分子筛置于其中。

空气经进气单元200流入容纳腔150内，空气流经分子筛时，氮气等气体被分子筛吸附，制备得到的氧气经出气单元300流出。

本申请对分子筛单元100、进气单元200以及出气单元300分别进行了结构优化，以期从氧气制备效率、分子筛使用效率及寿命等维度提升制氧机的性能。

该分子筛装置内供气体流通的主要通道均采用特斯拉阀结构。

图14为特斯拉阀结构内气体正向流动示意图，图15为特斯拉阀结构内气体逆向流动示意图。

参照图14，在相同的进气压力前提下，采用特斯拉阀流道结构，在气体正向通过特斯拉阀过程中，气体在阀门中扩张后压缩，压差的变化使得气体速度加快，可以提供更高的气体流速，当气体到达分子筛所在腔体时，因气体流速增加，压力增大，可以有效提高腔内压力，从而提高分子筛对氮气等气体的吸附效率。

参照图15，而当气体逆向通过特斯拉阀流道时，每通过一个分节点，气流被分为两股，其中进入环道的气流反向与直道气流冲撞从而使气体流速降低。当气体通过多个分节点时，气流流速下降，实现阻流的作用。逆向流阻力约为正向流的200倍左右，最终实现流体在特斯拉阀流道中的有效单向加速流动。这样可以有效避免气体在气体通道中出现湍流、回流，从而最大限度降低压缩空气能量损耗。

[分子筛单元]

本申请一些实施例中，围成容纳腔150的周壁上设有多个气流通道，气流通道为特斯拉阀结构，气流经气流通道得到加速。

由进气单元200输送来的气体先流经气流通道，加速后再流入容纳腔150。

从气流通道流出的加速后的气流经多个位置点进入容纳腔150，增加压缩空气与分子筛的接触点及接触面积，提高单位时间内压缩空气与分子筛的接触面积，从而提高分子筛的吸附效率。

利用特斯拉阀结构的气流通道的特定流向特征、及特斯拉阀独有的对逆流气体的抑制作用，有效的降低了气流通道的出气口位置的湍流冲击，降低了气体对分子筛颗粒的冲击，较少了粉末形成，有效抑制因冲击而导致的分子筛粉化及腔内分子筛污染。

本申请一些实施例中，参照图13，从气流通道流出的气流沿容纳腔150的周向切向进入容纳腔150，进一步增大压缩空气与分子筛的接触面积，进一步减小气流对分子筛的冲击。

气流通道的出气口通过延伸通道段160与容纳腔150连通，通过斜向设置延伸通道段160，实现经延伸通道段160流出的气体能够切向进入容纳腔150。

本申请一些实施例中，参照图8至图11，多个气流通道包括多个第一气流通道和多个第二气流通道，第一气流通道的出气口130位于容纳腔150的下部，第二气流通道的出气口140位于容纳腔150的上部。

容纳腔150的上部和下部都有气体流入，将气体流入点与分子筛的多个位置点接触，进一步提高气体与分子筛的接触面积，提高分子筛的吸附效率。

为了实现第一气流通道和第二气流通道的出气口位置的高度差设置，同时又需要使气体在第一气流通道和第二气流通道内流通一段距离以实现加速，而进气单元200的出气位置是位于分子筛单元100的单侧的，所以，本申请一些实施例中，通过设置导气通道来实现气体的换向，使第一气流通道和第二气流通道内的气体流向相反，以达到上述目的。

具体的，进气单元200的出气口与第一气流通道的进气口直接连通，第一气流通道内的气流由分子筛单元100的第一端A流向第二端B，而后流入容纳腔150内。

同时，围成容纳腔150的周壁内沿其长度方向设有导气通道，导气通道将进气单元100的出气口的气流导流至第二气流通道的进气口，第二气流通道内的气流由分子筛单元100的第二端B流向第一端A，而后流入容纳腔150。

第一气流通道和第二气流通道沿围成容纳腔150的周壁的长度方向倾斜延伸，延长气体流通加速路径，提高加速效果。

本申请一些实施例中，多个第一气流通道和多个第二气流通交替布置，将第一气流通道的出气口和第二气流通道的出气口投影至同一平面后，各出气口的投影位置间隔开，进一步提高气体与分子筛的接触面积，提高吸附效率。

对于分子筛单元100内具体如何形成气体流道，从便于加工、装配、以及与进气单元和出气单元的配合等角度出发，本申请一些实施例中，分子筛单元100包括外筒部110和内筒部120，内筒部120设于外筒部100内，内筒部120形成容纳腔150。

参照图8至图10，外筒部110的内壁上设有多个内流道，参照图11，内筒部120的外壁上设有多个外流道，内流道和外流道均构成特斯拉阀结构的半面结构，当将外筒部110与内筒部120套接后，多个内流道与多个外流道一一对应以形成多个气流通道。

对应两个方向的气流通道，本申请一些实施例中，内流道包括第一内流道111和第二内流道112，外流道包括第一外流道121和第二外流道122，第一内流道111与第一外流道121对接形成第一气流通道，第二内流道112与第二外流道122对接形成第二气流通道，第一气流通道内的气流方向与第二气流通道内的气流方向相反。

导气通道设于外筒部110的壁内，导气通道将进气单元100输送来的气流导流至第二气流通道的进气口。

本申请一些实施例中，外筒部110的内壁由多个沿其长度方向延伸的内平面113围成，内平面133上设有第一内流道111和第二内流道112。

内筒部120的外壁有多个沿其长度方向延伸的外平面123围成，外平面123上设有第一外流道121和第二外流道122。

当将外筒部110和内筒部120套接后，多个内平面113和多个外平面123一一对应贴合，以保证内流道与外流道的一一对应。

本实施例的图示中，第一气流通道和第二气流通道均分别设有三个，对应的，内平面113和外平面123分别具有六个，其中三个内平面113上设置第一内流道111，另外三个内平面113上设置第二内流道112，其中三个外平面123上设置第二内流道121，另外三个外平面123上设置第二外流道122。

外筒部110与内筒部120套接后，在特斯拉阀周圈均有密封间隙，装配后注入密封胶实现气密水密。

本申请一些实施例中，内平面113与外平面123之间可设置防呆结构，便于外筒部110与内筒部120之间的正确装配，使对应的内平面113与外平面123正对。

具体的，外筒部110的内壁沿其长度方向上设有插槽114，插槽114位于相邻两个内平面113的拐角处，对应的，内筒部120的外壁沿其长度方向上设有插条124，插条124位于相邻两个外平面123的拐角处，插槽114和插条124分别具有两个，对应插接，实现装配防呆目的。

[进气单元]

本申请一些实施例中，参照图4和图5，进气单元100内设有多个进气通道213，进气通道213也为特斯拉阀结构，空气进入进气单元200后，经进气通道213得到加速，加速后的气体经多个位置点进入容纳腔150。

从进气通道213流出的加速后的气流经多个位置点进入容纳腔150，增加压缩空气与分子筛的接触点及接触面积，提高单位时间内压缩空气与分子筛的接触面积，从而提高分子筛的吸附效率。

利用特斯拉阀结构的进气通道的特定流向特征、及特斯拉阀独有的对逆流气体的抑制作用，有效的降低了进气通道的出气口位置的湍流冲击，降低了气体对分子筛颗粒的冲击，较少了粉末形成，有效抑制因冲击而导致的分子筛粉化及腔内分子筛污染。

在一些实施例中，经多个进气通道213加速后的气体可直接流入容纳腔150内。

本实施例中，经多个进气通道213加速后的气体会先经过气流通道，得到二次加速后再流入容纳腔150，二次加速以得到更高的气体流速及压力。

本申请一些实施例中，参照图4和图5，进气单元200上设有进气嘴211，进气嘴211与空气压缩机通过管路连通，进气通道213与进气嘴211连通，多个进气通道213以进气嘴211为中心呈辐射状布置。

多个进气通道213的进气端汇集于散气槽214，进气嘴211正对散气槽214，从进气嘴211进入的气体先直接冲击到散气槽214内，再经多个进气通道213流向气流通道，实现均匀分流。

本实施例对应六个气流通道，进气通道213也设有六个，六个进气通道213以散气槽214为中心间隔60°夹角布置。

本申请一些实施例中，进气嘴211处设有无线监测模块212，对进气气体的氧含量、水汽含量以及气体流速进行实时监测，并将监测数据反馈给主控单元，用以设备识别外界氧浓度及水汽含量，从而控制空气压缩机实际输出功率。

若监测数据满足制氧要求，则压缩空气继续通过进气通道213进行第一次加速，提高压缩空气的速度。

对于进气单元200的具体设置，本申请一些实施例中，参照图2和图3，进气单元200包括进气分散部210和法兰部220，进气分散部210与法兰部220密封连接，法兰部220与分子筛单元100密封连接，进气分散部210上设有进气嘴211和进气通道213。

参照图5，进气分散部213为圆盘状结构，其靠近外缘处设有第一环形集气通道215，多个进气通道213的出气口与第一环形集气通道215连通。

参照图6，法兰部220朝向进气分散部210的侧面上设有凹槽，进气分散部210通过弹性密封胶粘接固定至凹槽内，进气分散部210的外表面与法兰部220的外表面平齐。

凹槽内设有通气口（记为第一通气口221），参照图7，法兰部220背向进气分散部210的一侧设有第一环形流道222，分子筛单元100的端面（具体为外筒部110的端面）上设有第二环形流道1151。

将法兰部220装配至外筒部110上后，第一环形流道222和第二环形流道1151对接形成第二环形集气通道，第一环形集气通道215通过第一通气口221与第二环形集气通道连通，多个气流通道的进气口与第二环形集气通道连通。

经多个进气通道213加速后的气体经第一通气口221先流入第二环形集气通道内，再流入气流通道内进行二次加速。

对应六个进气通道213，第一通气口221也设置六个，进气通道213的出气口正对第一通气口221，减少气体阻力，第一环形集气通道215对从多个进气通道213流出的气体起到汇集及缓冲作用，未及时经第一通气口221流入第二环形集气通道内的气体，可以先缓冲至第一环形集气通道215内。

经多个第一通气口221将气体由法兰部220的一侧导流至另一侧的第二环形集气通道内，对气体起到汇集及再次分配的作用。

第一通气口221处设有疏水透气膜（未图示），实现水汽过滤，实现IPX7防水，且可正常通过氧气、氮气等气体，有助于延长分子筛使用寿命。

法兰部220通过螺钉与外筒部110固定连接。

为了提高法兰部220与外筒部110之间的密封性，本申请一些实施例中，参照图7，法兰部220上设有第一密封槽224，参照图10，外筒部110的端面上对应设有第二密封槽1171，第一密封槽224与第二密封槽1171所构成的密封腔内填充硅胶密封圈，实现水密气密要求。

本申请一些实施例中，参照图8，第一气流通道的进气口通过流道与第二环形集气通道连通。

导气通道的进气口1181与第二环形集气通道连通，以实现气体导流换向。

对于第二环形集气通道与第一气流通道之间的连通结构，本申请一些实施例中，参照图7，法兰部220朝向外筒部110的端面上设有第一上流道223，参照图8，外筒部110朝向法兰部220的端面上设有第一下流道1161，第一上流道223与第一下流道1161对接形成用于将第二环形进气通道与第一气流通道连通的气流通道，实现气流导通。

本申请一些实施例中，参照图11，内筒部120包括一体结构的底盘126和内筒本体125，第一外流道121和第二外流道122设于内筒本体125的外壁上。

参照图9，外筒部110朝向底盘126的端面上设有第三环形流道1152和第二上流道1162，参照图11，底盘126上设有第四环形流道1261和第二下流道1263。

第三环形流道1152和第四环形流道1261对接形成第三环形集气通道，导气通道的出气口1182与第三环形集气通道连通。

第二上流道1162和第二下流道1263对接形成用于将第三环形集气通道与第二气流通道流通的气流通道，实现气流导通。

第三环形集气通道对从多个导气通道流入的气体起到汇集及缓冲作用，未能够及时流入第二气流通道的气体，可以先缓冲至第三环形集气通道内。

[出气单元]

参照图11和图12，容纳腔150内的气体经多个出气通道流向出气单元的出气口310，出气通道的进气口布置在容纳腔150的多个位置点，出气通道为特斯拉阀结构，气流经出气通道得到加速。

容纳腔150内制备得到的氧气可以经多个位置点处的出气口经出气通道加速流出，提高气体排出速度。

在氧气制备完全、分子筛吸附气体达到饱和后，容纳腔150与大气导通以排出氮气等气体，利用多个位置点处的出气口以及特斯拉阀的单向通过特性，可以使容纳腔内氮气等气体快速排出，同时能够有效阻止外界未净化空气逆流进入分子筛腔内，提高分子筛的使用效率及寿命，提高制氧切换效率。

本申请一些实施例中，参照图11，容纳腔150的底部设有多个通气口（记为第二通气口127），参照图12，分子筛单元100（具体为底盘126）朝向出气单元300的端面上设有多个出气流道128，多个第二通气口127与多个出气流道128的一端对应连通，多个出气流道128的另一端汇集于集气槽129。

出气单元300紧贴于分子筛单元100的第二端，出气流道128与出气单元300的侧面形成出气通道，出气单元的出气口310与集气槽129正对连通。

容纳腔150内的气体经多个第二通气口127进入出气通道内得到加速，然后汇集于集气槽129内，再经出气单元的出气口310流出。

本申请一些实施例中，多个出气流道128以集气槽129为中心呈辐射状布置，延长出气气流在在出气流道128内的流动路径，提高加速效果。

本申请一些实施例中，分子筛单元100朝向出气单元300的端面上设有凹槽，具体为底盘126上设有凹槽，出气单元300为一圆盘状结构，出气单元300紧贴设于凹槽内，出气单元300的外表面与底盘126的外表面平齐，出气流道128和集气槽129均设于凹槽内。

本申请一些实施例中，集气槽129处设有颗粒度监测模块170，对制备的氧气进行颗粒物监测，判定内部分子筛健康状态数据。

若监测合格，制备好的氧气将通过出气单元的出气口310送入氧气出气筒中进行贮存，最终实现高浓度氧气的高效制备。

本申请一些实施例中，出气单元300内置氧浓度监测模块和蜂鸣器，分别进行氧浓度监测和分子筛更换提醒。

本申请一些实施例中，底盘126通过螺栓与外筒部110固定连接。

为了提高底盘126与外筒部110之间的密封性，本申请一些实施例中，参照图9，外筒部110上设有第三密封槽1172，参照图11，底盘126上对应设有第四密封槽1262，第三密封槽1172与第四密封槽1262所构成的密封腔内填充硅胶密封圈，实现水密气密要求。

出气单元300外置活动快接，用于与制氧设备的出气阀连接。

本发明中的分子筛装置通过模块化、标准化设计理念，实现分子筛串并联，用以应对不同气体流量需求设备。

同时，引入特斯拉阀对气体流道进行优化设计，在进气、出气以及分子筛内部流通的气体分别进行了加速，能够实现三级加速，实现气体的单向高效流动，从而防止水汽等其他气体逆向流动，降低分子筛对气体的吸附效率。

同时，通过采用特斯拉阀结构的气流通道，有效弥补了气体在通过电子阀体、进气、出气口、分子筛时出现的速度损失，同时避免了传统结构中压缩气体在管内回流造成的能耗增高问题。在相同的功率的压缩机工况下，采用特斯拉阀的分子筛模组能够显著提高氧气的制备效率。同时出气口特斯拉阀可以有效避免外界空气回流，加速氧气快速进入氧气贮存罐。

分子筛腔内分布式的进气结构，在提高单位时间内分子筛与空气接触面积的同时，有效使分子筛的利用率更加均衡，受到气体冲击更加均匀，能够大大提高分子筛的有效利用比率，避免传统进气道设计导致的进气口位置分子筛粉化严重而污染其他分子筛的情况，相同外部环境下分子筛的使用寿命得到大幅延长。

特斯拉阀式分子筛模组采用模块化设计，单模块制氧能力为500ml。单模块尺寸小巧，在内部空间有限且分散的设备内，例如便携式制氧设备，可进行多点位分布式柔性布置，尽可能利用设备内部空间。而在大型工程弥散设备内，可以采用串联方式迅速将单一小模组扩展为1-10L模组单元，进行同点位集中堆叠布置。

此外，本发明采用密封式快接设计，用户可以自行进行分子筛模块的快速更换。当无线监测模块，颗粒度监测模块及出气单元内的氧浓度传感器的数据经过主控单元分析后，确认氧气浓度下降且颗粒度增高，分子筛模组会自动报警以提醒用户更换。对于使用后的分子筛模组，将采用厂家回收的方式对其进行自动化拆解，灌装，实现分子筛筒体的循环利用，降低环境污染。在用户操作端仅需购买新的模组进行更换即可。有效避免了使用后粉化分子筛对环境的污染及售后人员灌装分子筛不到位导致的设备制氧效率下降的情况。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种分子筛装置，其特征在于，包括：

分子筛单元，其内形成有用于容纳分子筛的容纳腔，围成所述容纳腔的周壁内设有多个特斯拉阀结构的气流通道，气流经所述气流通道得到加速，从所述气流通道流出的气流经多个位置点进入所述容纳腔；

进气单元，其设于所述分子筛单元的第一端，向所述气流通道输送进气气流；

出气单元，其设于所述分子筛单元的第二端，所述容纳腔内的气体经所述出气单元流出。

2.根据权利要求1所述的分子筛装置，其特征在于，

从所述气流通道流出的气流沿所述容纳腔的周向切向进入所述容纳腔。

3.根据权利要求1所述的分子筛装置，其特征在于，

多个所述气流通道包括多个第一气流通道和多个第二气流通道，所述第一气流通道的出气口位于所述容纳腔的下部，所述第二气流通道的出气口位于所述容纳腔的上部。

4.根据权利要求3所述的分子筛装置，其特征在于，

所述进气单元的出气口与所述第一气流通道的进气口直接连通，所述第一气流通道内的气流由所述分子筛单元的第一端流向第二端；

围成所述容纳腔的周壁内沿其长度方向设有导气通道，所述导气通道将所述进气单元的出气口的气流导流至所述第二气流通道的进气口，所述第二气流通道内的气流由所述分子筛单元的第二端流向第一端。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的分子筛装置，其特征在于，

所述分子筛单元包括外筒部和内筒部，所述内筒部设于所述外筒部内，所述内筒部形成所述容纳腔；

所述外筒部的内壁上设有多个内流道，所述内筒部的外壁上设有多个外流道，多个所述内流道与多个所述外流道一一对应形成多个所述气流通道。

6.根据权利要求5所述的分子筛装置，其特征在于，

所述内流道包括第一内流道和第二内流道，所述外流道包括第一外流道和第二外流道，所述第一内流道与所述第一外流道对接形成第一气流通道，所述第二内流道与所述第二外流道对接形成第二气流通道，所述第一气流通道内的气流方向与所述第二气流通道内的气流方向相反；

所述外筒部的壁内设有导气通道，所述导气通道将所述进气单元的出气口的气流导流至所述第二气流通道的进气口。

7.根据权利要求6所述的分子筛装置，其特征在于，

所述外筒部的内壁由多个沿其长度方向延伸的内平面围成，所述内平面上设有所述第一内流道和所述第二内流道；

所述内筒部的外壁有多个沿其长度方向延伸的外平面围成，所述外平面上设有多少第一外流道和所述第二外流道；

多个所述内平面和多个所述外平面一一对应贴合。

8.根据权利要求5所述的分子筛装置，其特征在于，

所述进气单元内设有多个特斯拉阀结构的进气通道，所述进气通道的出气口与所述气流通道的进气口连通。

9.根据权利要求5所述的分子筛装置，其特征在于，

所述容纳腔内的气体经出气通道流出，所述出气通道为特斯拉阀结构。

10.一种制氧机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的分子筛装置。

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