CN113623186B - 含有磁悬浮或空气悬浮风机及真空泵的真空脱附制氧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含有磁悬浮或空气悬浮风机及真空泵的真空脱附制氧系统，包括磁悬浮风机、分子筛制氧单元、磁悬浮真空泵、空气缓冲罐、真空缓冲罐、气动切换阀、旁路手动阀，所述磁悬浮风机通过管路下连接入至分子筛制氧单元，所述分子筛制氧单元通过管路下连输出至磁悬浮真空泵，紧随所述磁悬浮风机的后级串联设置有空气缓冲罐。通过上述方式，本发明提供一种含有磁悬浮或空气悬浮风机及真空泵的真空脱附制氧系统，采用磁悬浮/空气悬浮风机、真空泵替代原始罗茨风机、罗茨真空泵，应用在真空脱附制氧系统中，从根本上解决了企业噪音污染问题的困扰，具有低功耗、低噪音、大风量、全无油、无需冷却水和极少的维护保养等优势。
Description
技术领域
本发明涉及真空脱附制氧系统领域，尤其涉及一种含有磁悬浮或空气悬浮风机及真空泵的真空脱附制氧系统。
背景技术
传统的真空脱附制氧系统采用罗茨风机实现增压，罗茨风机最大问题就是噪音及振动，设备越大则噪音越大，甚至达到150分贝以上；
若将系统内罗茨风机直接替换为磁悬浮/空气悬浮风机，则出现新的技术问题，即受限于真空脱附制氧系统的运行特点，压力发生周期性的快速变化，而且压力波动的范围大，磁悬浮/空气悬浮风机在运行过程中，压力波动易产生喘振而导致故障停机。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种含有磁悬浮或空气悬浮风机及真空泵的真空脱附制氧系统，采用磁悬浮/空气悬浮风机替代原始罗茨风机，以及磁悬浮/空气悬浮真空泵替代原始罗茨真空泵，应用在真空脱附制氧系统中，噪音可以控制在85分贝以内，从根本上解决了企业噪音污染问题的困扰，具有低功耗、低噪音、大风量、全无油、无需冷却水和极少的维护保养等优势。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种含有磁悬浮或空气悬浮风机及真空泵的真空脱附制氧系统，包括磁悬浮风机、分子筛制氧单元、磁悬浮真空泵、空气缓冲罐、真空缓冲罐、气动切换阀、旁路手动阀，所述磁悬浮风机通过管路下连接入至分子筛制氧单元，所述分子筛制氧单元通过管路下连输出至磁悬浮真空泵，紧随所述磁悬浮风机的后级串联设置有空气缓冲罐，紧随所述磁悬浮真空泵的前级串联设置有真空缓冲罐，所述分子筛制氧单元的前后两级分别串联设置有一组压力控制阀组件，所述压力控制阀组件由一气动切换阀和一旁路手动阀串联组成。
在本发明一个较佳实施例中，所述磁悬浮风机的后级串联有管道消音器，所述磁悬浮真空泵的前级串联有管道消音器。
在本发明一个较佳实施例中，所述空气缓冲罐的后级串联有水冷却器。
在本发明一个较佳实施例中，所述磁悬浮真空泵的后级串联有排气消音器。
在本发明一个较佳实施例中，所述分子筛制氧单元并联有旁路消音器。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种含有磁悬浮或空气悬浮风机及真空泵的真空脱附制氧系统，采用磁悬浮/空气悬浮风机替代原始罗茨风机，以及磁悬浮/空气悬浮真空泵替代原始罗茨真空泵，应用在真空脱附制氧系统中，噪音可以控制在85分贝以内，从根本上解决了企业噪音污染问题的困扰，具有低功耗、低噪音、大风量、全无油、无需冷却水和极少的维护保养等优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1 是本发明一种含有磁悬浮或空气悬浮风机及真空泵的真空脱附制氧系统的一较佳实施例的结构图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例包括：
一种含有磁悬浮或空气悬浮风机及真空泵的真空脱附制氧系统，包括磁悬浮风机1、分子筛制氧单元2、磁悬浮真空泵3、空气缓冲罐4、真空缓冲罐5、气动切换阀6、旁路手动阀7，所述磁悬浮风机1通过管路下连接入至分子筛制氧单元2，所述分子筛制氧单元2通过管路下连输出至磁悬浮真空泵3，紧随所述磁悬浮风机1的后级串联设置有空气缓冲罐4，紧随所述磁悬浮真空泵3的前级串联设置有真空缓冲罐5，所述分子筛制氧单元2的前后两级分别串联设置有一组压力控制阀组件，所述压力控制阀组件由一气动切换阀6和一旁路手动阀7串联组成。
其中，所述磁悬浮风机1的后级串联有管道消音器8，所述磁悬浮真空泵3的前级串联有管道消音器8。
进一步的，所述空气缓冲罐4的后级串联有水冷却器9。
进一步的，所述磁悬浮真空泵3的后级串联有排气消音器10。
进一步的，所述分子筛制氧单元2并联有旁路消音器11。
以实施制氧生产为例，原料空气经磁悬浮或空气悬浮风机增压至0.3-0.5barg而进入分子筛制氧单元2的其中一只吸附器内；
吸附器内装填吸附剂，其中水分、二氧化碳、及少量其它气体组分在吸附器入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附，随后氮气被装填于活性氧化铝上部的沸石分子筛所吸附。而氧气(包括氩气)为非吸附组分从吸附器顶部出口处作为产品气排出；
当该吸附器吸附到一定程度，其中的吸附剂将达到饱和状态，此时通过压力控制阀组件利用磁悬浮或空气悬浮真空泵对之进行抽真空(与吸附方向相反)，真空度为0.5-0.6barg。已吸附的水分、二氧化碳、氮气及少量其它气体组分被抽出并排至大气，吸附剂得到再生。
真空脱附制氧系统的每个吸附器都交替执行以下步骤:吸附→解吸→冲压；此三个基本的工艺步骤由PLC和压力控制阀来实现自动控制。
其中，考虑到真空脱附制氧系统的运行特点，即压力是周期性的快速变化，而且压力波动的范围大，磁悬浮/空气悬浮风机在运行过程中，压力波动易产生喘振而导致故障停机。因此，在磁悬浮/空气悬浮风机的后端管网串联增加一只空气缓冲罐4、一只真空缓冲罐5，吸收部分压力波动，从而抑制磁悬浮风机1、磁悬浮真空泵3的喘振问题，从而在显著降低系统声噪的同时，使系统的运行稳定性保持在最佳状态。
具体地，系统采用了两组压力控制阀组件的设计方案，组件包括一只可控制开启速度的气动切换阀6和串联连接的一只旁路手动阀7，能实现对分子筛制氧单元2的进入空气、排出空气的速度和流量的控制，从而避免瞬间大流量空气流动而导致压力大幅波动。
在系统运行时，旁路手动阀7分别是通过使富余气量排空或补充来调节磁悬浮/空气悬浮风机压力平衡以及调节磁悬浮/空气悬浮真空泵压力平衡；分子筛制氧单元2在运行过程中有一个均压过程是不需要空气进入和排出的，这时可控制开启速度的气动切换阀6需要快速关闭，单独对旁路手动阀7进行手动调节放空量和补气量，调节过程须保证空气缓冲罐4、真空缓冲罐5的压力不会出现大幅波动。
本实施例介绍了风机增压部分和真空泵部分同时应用在制氧系统中的一种方案，另外也可以单独将磁悬浮/空气悬浮风机、真空泵应用在真空脱附制氧系统工艺中。
综上所述，本发明提供了一种含有磁悬浮或空气悬浮风机及真空泵的真空脱附制氧系统，采用磁悬浮/空气悬浮风机替代原始罗茨风机，以及磁悬浮/空气悬浮真空泵替代原始罗茨真空泵，应用在真空脱附制氧系统中，噪音可以控制在85分贝以内，从根本上解决了企业噪音污染问题的困扰，具有低功耗、低噪音、大风量、全无油、无需冷却水和极少的维护保养等优势。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (1)
1.一种含有磁悬浮风机和磁悬浮真空泵的真空脱附制氧系统，其特征在于，包括磁悬浮风机、分子筛制氧单元、磁悬浮真空泵、空气缓冲罐、真空缓冲罐、气动切换阀、旁路手动阀，所述磁悬浮风机通过管路下连接入至分子筛制氧单元，所述分子筛制氧单元通过管路下连输出至磁悬浮真空泵，紧随所述磁悬浮风机的后级串联设置有空气缓冲罐，紧随所述磁悬浮真空泵的前级串联设置有真空缓冲罐 ，所述分子筛制氧单元的前后两级分别串联设置有一组压力控制阀组件，所述压力控制阀组件由一气动切换阀和一旁路手动阀串联组成；
所述磁悬浮风机的后级串联有管道消音器，所述磁悬浮真空泵的前级串联有管道消音器；所述空气缓冲罐的后级串联有水冷却器；所述磁悬浮真空泵的后级串联有排气消音器；所述分子筛制氧单元并联有旁路消音器；
水冷却器的一端分三两路，第一路依次通过一个气动切换阀以及一个旁路手动阀与所述分子筛制氧单元连接，第二路依次通过一个气动切换阀以及一个旁路手动阀与所述旁路消音器连接，第三路经一个旁路手动阀与所述旁路消音器连接；
真空缓冲罐的一端分三两路，第一路依次通过一个气动切换阀以及一个与所述分子筛制氧单元连接，第二路依次通过一个气动切换阀以及一个旁路手动阀与所述旁路消音器连接，第三路经一个旁路手动阀与所述旁路消音器连接；
原料空气经磁悬浮风机增压至0.3-0.5barg而进入分子筛制氧单元的其中一只吸附器内；吸附器内装填吸附剂，其中水分、二氧化碳及少量其它气体组分在吸附器入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附，随后氮气被装填于活性氧化铝上部的沸石分子筛所吸附,而氧气为非吸附组分从吸附器顶部出口处作为产品气排出；
当该吸附器吸附到一定程度，其中的吸附剂将达到饱和状态，此时通过压力控制阀组件利用磁悬浮真空泵对之进行抽真空,与吸附方向相反，真空度为0.5-0.6barg；已吸附的水分、二氧化碳、氮气及少量其它气体组分被抽出并排至大气，吸附剂得到再生；真空脱附制氧系统的每个吸附器都交替执行以下步骤:吸附→解吸→冲压，此三个基本的工艺步骤由PLC和压力控制阀来实现自动控制；
在系统运行时，旁路手动阀分别是通过使富余气量排空或补充来调节磁悬浮风机压力平衡以及调节磁悬浮真空泵压力平衡；分子筛制氧单元在运行过程中有一个均压过程是不需要空气进入和排出的，这时可控制开启速度的气动切换阀需要快速关闭，单独对旁路手动阀进行手动调节放空量和补气量，调节过程须保证空气缓冲罐、真空缓冲罐的压力不会出现大幅波动。
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