CN113896174A - 一种液氧制备系统及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液氧制备系统及其制备方法，该制备系统包括底板，所述底板上端一侧固定设置有安装座，所述安装座上端固定设置有鼓风机，所述鼓风机表面一侧固定设置有进气管，所述进气管外侧表面设置有过滤机构，所述过滤机构包括滤芯、固定环、连接环、密封槽、密封环，所述进气管外侧表面上端套设有滤芯，所述进气管外侧表面在滤芯下端固定设置有固定环，所述滤芯下端外侧表面固定设置有连接环，所述固定环上端表面四周开设有密封槽。本发明使用效果好通过预提纯机构可以方便对空气进行预处理，从而可以分离氮气和氧气，从而将含量最多的氮气剔除一部分，从而可以方便后续进行氧气的挤压冷却制成液氧。

Description

一种液氧制备系统及其制备方法

技术领域

本发明涉及液氧制备领域，具体为一种液氧制备系统及其制备方法。

背景技术

液态氧是氧气在液态状态时的形态。它在航天，潜艇和气体工业上有重要应用。液氧为浅蓝色液体，并具有强顺磁性。

液态氧具有广泛的工业和医学用途。工业上制造液氧的方法是对液态空气进行分馏。液氧的总膨胀比高达860:1，因为这个优点它在现代被广泛应用于工业生产和军事方面。

而在进行液态氧气的制备时（这里指的是工业液氧的制备）一般步骤为空气过滤除尘、空气压缩加压提高沸点然后进行空气的冷却，通过空气中各种气体的沸点不同进行空气中除氧气气体之外的其他气体的分离，随后再对制备后的液氧进行进一步精馏来得到需要的液氧。

而目前使用的此类液氧制备系统在使用时具有以下不足之处；目前的液氧制备系统在使用时缺少初步的氮气与氧气分离结构，要知道空气中大部分为氮气，而在后续的加压冷却过程中这部分氮气都会参与其中，如此不仅仅需要消耗大量的加压能量还需要消耗大量的冷却冷量，如此使用起来较为浪费能源；同时目前的液氧制备系统在使用时往往会加入干燥步骤，对需要进行加工的空气内部进行水气的去除以排除部分杂质，而在干燥时目前的设备不能利用制液氧设备中的冷媒进行干燥，如此容易浪费一部分能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液氧制备系统及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液氧制备系统，该制备系统包括底板，所述底板上端一侧固定设置有安装座，所述安装座上端固定设置有鼓风机，所述鼓风机表面一侧固定设置有进气管，所述进气管外侧表面设置有过滤机构，所述过滤机构包括滤芯、固定环、连接环、密封槽、密封环，所述进气管外侧表面上端套设有滤芯，所述进气管外侧表面在滤芯下端固定设置有固定环，所述滤芯下端外侧表面固定设置有连接环，所述固定环上端表面四周开设有密封槽，所述连接环下端外侧表面固定设置有密封环，所述密封环活动卡合设置在密封槽内部，所述鼓风机表面一侧固定设置有排气管，所述排气管远离鼓风机的一端固定设置有旋风除油器，所述旋风除油器下端固定设置有第一连接管，所述第一连接管远离旋风除油器的一端固定设置有干燥仓，所述干燥仓内部设置有冷式干燥机构，所述干燥仓上端固定设置有第二连接管，所述第二连接管一端固定设置有分流管，所述分流管下端固定设置有固定仓，所述固定仓内部设置有预提纯机构，所述固定仓下端设置有集流管，所述集流管下端固定设置有第三连接管，所述第三连接管一端固定设置有空气预存仓，所述空气预存仓一侧设置有空气压缩机，所述空气压缩机一侧固定设置有吸气管，所述空气压缩机远离吸气管的一侧固定设置有出气管，所述底板上端在空气压缩机一侧设置有高压储存仓，所述高压储存仓表面一侧固定设置有第四连接管，所述第一连接管一端设置有冷却塔，所述冷却塔内部设置有冷却机构。

优选的，所述冷式干燥机构包括中空板、传输管、冷空气进入管、冷空气排出管，所述干燥仓内部上端与下端均固定设置有中空板，所述中空板之间均匀固定设置有若干传输管，所述中空板内部与传输管之间相互导通，下端所述中空板表面一侧固定设置有冷空气进入管，上端所述中空板表面一侧固定设置有冷空气排出管，通过冷式干燥机构可以方便利用装置制造液氧的附加产物对空气进行预冷以及剔除内部的水汽。

优选的，所述预提纯机构包括第一电磁阀、沸石分子筛、单向阀、第二电磁阀、发散管，所述分流管与固定仓之间固定设置有第一电磁阀，所述固定仓内部固定设置有沸石分子筛，所述集流管与固定仓之间设置有单向阀，所述固定仓下端一侧固定设置有第二电磁阀，所述第二电磁阀下端固定设置有发散管，通过沸石分子筛可以对空气中的氧气和氮气进行初步的分离，沸石分子筛表面和内部布满微孔的球形颗粒状吸附材料，呈白色，其孔型特性使其能够实现氧气和氮气的动力学分离，沸石分子筛对氧气和氮气的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，氮气分子在沸石分子筛的微孔中有较快的扩散速率，使得氮气在通过沸石分子筛时会在内部的孔隙中蜿蜒残留，而氧气分子扩散速率较慢，不会被吸附在孔隙中，从而可以方便穿过沸石分子筛，如此最终从固定仓中富集出来的是氧气分子，从而将含量最多的氮气剔除一部分，从而可以方便后续进行氧气的挤压冷却制成液氧。

优选的，所述冷却机构包括第一折流板、隔温板、通气孔、第二折流板、排气阀，所述冷却塔内部下端均匀固定设置有若干第一折流板，所述冷却塔内侧中部固定设置有隔温板，所述隔温板内侧中部开设有通气孔，所述冷却塔内部上端均匀固定设置有若干第二折流板，所述冷却塔内部上端固定设置有排气阀，通过冷却机构在冷却塔的内部下端将温度降低至零下70度，从而可以将空气中除氧气和氮气的绝大部分空气冷凝成液体如二氧化碳，残留在冷却塔内部下端，而氧气和氮气可以穿过隔温板和通气孔进入到冷却塔内部上端，并且在第二折流板形成的流道中得到零下170度的冷却，从而可以将氧气冷凝成液体形成液氧，而氮气沸点更低，此时依旧可以为气体，从而可以漂浮进入到冷却塔的顶端，如此即可完成液氧的制备。

优选的，所述冷却塔下端固定设置有第三电磁阀，所述第三电磁阀下端固定设置有连通管，所述连通管下端固定设置有扩散仓，所述扩散仓下端与冷空气进入管之间固定连接，利用冷却塔制造液氧的残留在冷却塔下端附加产物也就是其他空气的液体，可以通过第三电磁阀进入到扩散仓内部降低其空气压力，并获得部分热能，此时这部分液体空气气化但是温度依旧很低，从而沿着冷空气进入管进入到干燥仓内部，如此对需要进行液氧制备的空气进行预冷以及剔除内部的水汽，此时利用冷却塔的附加产物进行冷却干燥工作较为环保。

优选的，所述冷却塔表面一侧固定设置有第四电磁阀，所述第四电磁阀一侧固定设置有第五连接管，所述第五连接管内侧中部固定设置有斜坡，所述第五连接管一端固定设置有液氧储存仓，所述液氧储存仓内部固定设置有电磁铁，所述第五连接管下端固定设置有第五电磁阀，所述第五电磁阀下端固定设置有排渣管，通过液氧的顺磁性，使得液氧可以被磁铁所吸附，如此即可使得在电磁铁的作用下液氧可以沿着斜坡上移，而其他气体的液体以及固体则不能，如此即可对液氧进行进一步提纯。

优选的，所述空气预存仓与高压储存仓之间固定设置有横杆，所述横杆中部固定设置有电动机，所述电动机的输出轴端通过联轴器与空气压缩机之间传动连接。

优选的，所述空气压缩机的进气端通过吸气管与空气预存仓内部之间相互导通，所述空气压缩机的出气端通过出气管与高压储存仓内部之间相互导通。

优选的，所述固定环外侧表面开设有螺纹，所述连接环内侧侧壁开设有螺纹，所述连接环通过螺纹活动套设在固定环外侧表面，所述旋风出油仓下端固定设置有第一底座，所述干燥仓下端固定设置有第二底座，所述空气预存仓下端固定设置有第三底座，所述高压储存仓下端固定设置有第四底座，通过螺纹可以方便将滤芯固定在连接管上端，从而可以方便拆卸滤芯进行更换或者清理。

一种液氧制备系统的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步：使用时可以通过鼓风机将外界空气吸入到装置内部，并且在吸入时通过滤芯可以起到除尘作用，并且滤芯可以用于除尘的表面积较大不易堵塞，并且通过螺纹可以方便将滤芯固定在连接管上端，从而可以方便拆卸滤芯进行更换或者清理，随后经过滤芯过滤的空气可以进入到鼓风机内部，并通过鼓风机进入到旋风除油器内部，经由旋风除油器除油后进入到干燥仓内部，

第二步：经过干燥仓干燥后的空气可以进入到固定仓内部，此时可以先打开一个第一电磁阀，也就是先启用一个固定仓内部的沸石分子筛，而经过过滤、干燥、除油的空气在经过沸石分子筛时，通过沸石分子筛可以对空气中的氧气和氮气进行初步的分离，沸石分子筛表面和内部布满微孔的球形颗粒状吸附材料，呈白色，其孔型特性使其能够实现氧气和氮气的动力学分离，沸石分子筛对氧气和氮气的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，氮气分子在沸石分子筛的微孔中有较快的扩散速率，使得氮气在通过沸石分子筛时会在内部的孔隙中蜿蜒残留，而氧气分子扩散速率较慢，不会被吸附在孔隙中，从而可以方便穿过沸石分子筛，如此最终从固定仓中富集出来的是氧气分子，从而将含量最多的氮气剔除一部分，从而可以方便后续进行氧气的挤压冷却制成液氧，以减少不必要的能量消耗，

第三步：在通过沸石分子筛进行氮气和氧气的分离时，应当将两个固定仓内部的沸石分子筛交替进行使用，在一侧沸石分子筛长时间使用后内部氮气还没有及时发散出来并且分子筛内部分离间歇已经趋于饱和时，可以关闭这个固定仓的第一电磁阀并打开这个固定仓的第二电磁阀，此时通过第二电磁阀和发散管可以将此固定仓内部的氮气慢慢进行发散以起到重置此分子筛的作用，然后打开另一个固定仓的第一电磁阀，如此使得两个沸石分子筛可以交替进行使用，装置工作时可以不停机，从而可以提高装置的制备效果，

第四步：经由初步提纯的空气可以进入到空气预存仓中，再由空气压缩机压入高压储存仓内部，然后通过高压储存仓进入到冷却塔内部，通过冷却塔的内部下端将温度降低至零下70度，从而可以将空气中除氧气和氮气的绝大部分空气冷凝成液体如二氧化碳，残留在冷却塔内部下端，而氧气和氮气可以穿过隔温板和通气孔进入到冷却塔内部上端，并且在第二折流板形成的流道中得到零下170度的冷却，从而可以将氧气冷凝成液体形成液氧，而氮气沸点更低，此时依旧可以为气体，从而可以漂浮进入到冷却塔的顶端，如此即可完成液氧的制备，并且利用冷却塔制造液氧的残留在冷却塔下端附加产物也就是其他空气的液体，可以通过第三电磁阀进入到扩散仓内部降低其空气压力，并获得部分热能，此时这部分液体空气气化但是温度依旧很低，从而沿着冷空气进入管进入到干燥仓内部，如此对需要进行液氧制备的空气进行预冷以及剔除内部的水汽，此时利用冷却塔的附加产物进行冷却干燥工作较为环保。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过沸石分子筛可以对空气中的氧气和氮气进行初步的分离，沸石分子筛表面和内部布满微孔的球形颗粒状吸附材料，呈白色，其孔型特性使其能够实现氧气和氮气的动力学分离，沸石分子筛对氧气和氮气的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，氮气分子在沸石分子筛的微孔中有较快的扩散速率，使得氮气在通过沸石分子筛时会在内部的孔隙中蜿蜒残留，而氧气分子扩散速率较慢，不会被吸附在孔隙中，从而可以方便穿过沸石分子筛，如此最终从固定仓中富集出来的是氧气分子，从而将含量最多的氮气剔除一部分，从而可以方便后续进行氧气的挤压冷却制成液氧，以减少不必要的能量消耗；

2、本发明利用冷却塔制造液氧的残留在冷却塔下端附加产物也就是其他空气的液体，可以通过第三电磁阀进入到扩散仓内部降低其空气压力，并获得部分热能，此时这部分液体空气气化但是温度依旧很低，从而沿着冷空气进入管进入到干燥仓内部，如此对需要进行液氧制备的空气进行预冷以及冷冻使得水汽冷凝的方式剔除内部的水汽，此时利用冷却塔的附加产物进行冷却干燥工作较为环保；

3、本发明在通过沸石分子筛进行氮气和氧气的分离时，应当将两个固定仓内部的沸石分子筛交替进行使用，在一侧沸石分子筛长时间使用后内部氮气还没有及时发散出来并且分子筛内部分离间歇已经趋于饱和时，可以关闭这个固定仓的第一电磁阀并打开这个固定仓的第二电磁阀，此时通过第二电磁阀和发散管可以将此固定仓内部的氮气慢慢进行发散以起到重置此分子筛的作用，然后打开另一个固定仓的第一电磁阀，如此使得两个沸石分子筛可以交替进行使用，装置工作时可以不停机，从而可以提高装置的制备效果。

附图说明

图1为本发明一种液氧制备系统整体结构示意图；

图2为本发明一种液氧制备系统中过滤机构的整体结构视图；

图3为本发明一种液氧制备系统中冷式干燥机构的整合结构视图；

图4为本发明一种液氧制备系统中预提纯机构的整体结构视图；

图5为本发明一种液氧制备系统中图1中A处的放大视图。

图中：1、底板；2、安装座；3、鼓风机；4、进气管；5、滤芯；6、固定环；7、连接环；8、密封槽；9、密封环；10、排气管；11、旋风除油器；12、第一连接管；13、干燥仓；14、中空板；15、传输管；16、冷空气进入管；17、冷空气排出管；18、第二连接管；19、分流管；20、第一电磁阀；21、固定仓；22、沸石分子筛；23、集流管；24、单向阀；25、第三连接管；26、空气预存仓；27、空气压缩机；28、横杆；29、电动机；30、第二电磁阀；31、发散管；32、高压储存仓；33、第四连接管；34、冷却塔；35、第一折流板；36、隔温板；37、通气孔；38、第二折流板；39、排气阀；40、第三电磁阀；41、连通管；42、扩散仓；43、第四电磁阀；44、第五连接管；45、斜坡；46、电磁铁；47、第五电磁阀；48、排渣管；49、吸气管；50、出气管；51、第一底座；52、第二底座；53、第三底座；54、第四底座；55、液氧储存仓。

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1-5，本发明提供一种技术方案：一种液氧制备系统，该制备系统包括底板1，所述底板1上端一侧固定设置有安装座2，所述安装座2上端固定设置有鼓风机3，所述鼓风机3表面一侧固定设置有进气管4，所述进气管4外侧表面设置有过滤机构，所述过滤机构包括滤芯5、固定环6、连接环7、密封槽8、密封环9，所述进气管4外侧表面上端套设有滤芯5，所述进气管4外侧表面在滤芯5下端固定设置有固定环6，所述滤芯5下端外侧表面固定设置有连接环7，所述固定环6上端表面四周开设有密封槽8，所述连接环7下端外侧表面固定设置有密封环9，所述密封环9活动卡合设置在密封槽8内部，所述鼓风机3表面一侧固定设置有排气管10，所述排气管10远离鼓风机3的一端固定设置有旋风除油器11，所述旋风除油器11下端固定设置有第一连接管12，所述第一连接管12远离旋风除油器11的一端固定设置有干燥仓13，所述干燥仓13内部设置有冷式干燥机构，所述干燥仓13上端固定设置有第二连接管18，所述第二连接管18一端固定设置有分流管19，所述分流管19下端固定设置有固定仓21，所述固定仓21内部设置有预提纯机构，所述固定仓21下端设置有集流管23，所述集流管23下端固定设置有第三连接管25，所述第三连接管25一端固定设置有空气预存仓26，所述空气预存仓26一侧设置有空气压缩机27，所述空气压缩机27一侧固定设置有吸气管49，所述空气压缩机27远离吸气管49的一侧固定设置有出气管50，所述底板1上端在空气压缩机27一侧设置有高压储存仓32，所述高压储存仓32表面一侧固定设置有第四连接管33，所述第一连接管12一端设置有冷却塔34，所述冷却塔34内部设置有冷却机构。

所述冷式干燥机构包括中空板14、传输管15、冷空气进入管16、冷空气排出管17，所述干燥仓13内部上端与下端均固定设置有中空板14，所述中空板14之间均匀固定设置有若干传输管15，所述中空板14内部与传输管15之间相互导通，下端所述中空板14表面一侧固定设置有冷空气进入管16，上端所述中空板14表面一侧固定设置有冷空气排出管17，通过冷式干燥机构可以方便利用装置制造液氧的附加产物对空气进行预冷以及剔除内部的水汽。

所述预提纯机构包括第一电磁阀20、沸石分子筛22、单向阀24、第二电磁阀30、发散管31，所述分流管19与固定仓21之间固定设置有第一电磁阀20，所述固定仓21内部固定设置有沸石分子筛22，所述集流管23与固定仓21之间设置有单向阀24，所述固定仓21下端一侧固定设置有第二电磁阀30，所述第二电磁阀30下端固定设置有发散管31，通过沸石分子筛22可以对空气中的氧气和氮气进行初步的分离，沸石分子筛22表面和内部布满微孔的球形颗粒状吸附材料，呈白色，其孔型特性使其能够实现氧气和氮气的动力学分离，沸石分子筛22对氧气和氮气的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，氮气分子在沸石分子筛22的微孔中有较快的扩散速率，使得氮气在通过沸石分子筛22时会在内部的孔隙中蜿蜒残留，而氧气分子扩散速率较慢，不会被吸附在孔隙中，从而可以方便穿过沸石分子筛22，如此最终从固定仓21中富集出来的是氧气分子，从而将含量最多的氮气剔除一部分，从而可以方便后续进行氧气的挤压冷却制成液氧。

所述冷却机构包括第一折流板35、隔温板36、通气孔37、第二折流板38、排气阀39，所述冷却塔34内部下端均匀固定设置有若干第一折流板35，所述冷却塔34内侧中部固定设置有隔温板36，所述隔温板36内侧中部开设有通气孔37，所述冷却塔34内部上端均匀固定设置有若干第二折流板38，所述冷却塔34内部上端固定设置有排气阀39，通过冷却机构在冷却塔34的内部下端将温度降低至零下70度，从而可以将空气中除氧气和氮气的绝大部分空气冷凝成液体，如二氧化碳，残留在冷却塔34内部下端，而氧气和氮气可以穿过隔温板36和通气孔37进入到冷却塔34内部上端，并且在第二折流板38形成的流道中得到零下170度的冷却，从而可以将氧气冷凝成液体形成液氧，而氮气沸点更低，此时依旧可以为气体，从而可以漂浮进入到冷却塔34的顶端，如此即可完成液氧的制备。

所述冷却塔34下端固定设置有第三电磁阀40，所述第三电磁阀40下端固定设置有连通管41，所述连通管41下端固定设置有扩散仓42，所述扩散仓42下端与冷空气进入管16之间固定连接，利用冷却塔34制造液氧的残留在冷却塔34下端附加产物也就是其他空气的液体，可以通过第三电磁阀40进入到扩散仓42内部降低其空气压力，并获得部分热能，此时这部分液体空气气化但是温度依旧很低，从而沿着冷空气进入管16进入到干燥仓13内部，如此对需要进行液氧制备的空气进行预冷以及剔除内部的水汽，此时利用冷却塔34的附加产物进行冷却干燥工作较为环保。

所述冷却塔34表面一侧固定设置有第四电磁阀43，所述第四电磁阀43一侧固定设置有第五连接管44，所述第五连接管44内侧中部固定设置有斜坡45，所述第五连接管44一端固定设置有液氧储存仓55，所述液氧储存仓55内部固定设置有电磁铁46，所述第五连接管44下端固定设置有第五电磁阀47，所述第五电磁阀47下端固定设置有排渣管48，通过液氧的顺磁性，使得液氧可以被磁铁所吸附，如此即可使得在电磁铁46的作用下液氧可以沿着斜坡45上移，而其他气体的液体以及固体则不能，如此即可对液氧进行进一步提纯。

所述空气预存仓26与高压储存仓32之间固定设置有横杆28，所述横杆28中部固定设置有电动机29，所述电动机29的输出轴端通过联轴器与空气压缩机27之间传动连接。

所述空气压缩机27的进气端通过吸气管49与空气预存仓26内部之间相互导通，所述空气压缩机27的出气端通过出气管50与高压储存仓32内部之间相互导通。

所述固定环6外侧表面开设有螺纹，所述连接环7内侧侧壁开设有螺纹，所述连接环7通过螺纹活动套设在固定环6外侧表面，所述旋风出油仓下端固定设置有第一底座51，所述干燥仓13下端固定设置有第二底座52，所述空气预存仓26下端固定设置有第三底座53，所述高压储存仓32下端固定设置有第四底座54，通过螺纹可以方便将滤芯5固定在连接管4上端，从而可以方便拆卸滤芯5进行更换或者清理。

一种液氧制备系统的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步：使用时可以通过鼓风机3将外界空气吸入到装置内部，并且在吸入时通过滤芯5可以起到除尘作用，并且滤芯5可以用于除尘的表面积较大不易堵塞，并且通过螺纹可以方便将滤芯5固定在连接管4上端，从而可以方便拆卸滤芯5进行更换或者清理，随后经过滤芯5过滤的空气可以进入到鼓风机3内部，并通过鼓风机3进入到旋风除油器11内部，经由旋风除油器11除油后进入到干燥仓13内部，

第二步：经过干燥仓13干燥后的空气可以进入到固定仓21内部，此时可以先打开一个第一电磁阀20，也就是先启用一个固定仓21内部的沸石分子筛22，而经过过滤、干燥、除油的空气在经过沸石分子筛22时，通过沸石分子筛22可以对空气中的氧气和氮气进行初步的分离，沸石分子筛22表面和内部布满微孔的球形颗粒状吸附材料，呈白色，其孔型特性使其能够实现氧气和氮气的动力学分离，沸石分子筛22对氧气和氮气的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，氮气分子在沸石分子筛22的微孔中有较快的扩散速率，使得氮气在通过沸石分子筛22时会在内部的孔隙中蜿蜒残留，而氧气分子扩散速率较慢，不会被吸附在孔隙中，从而可以方便穿过沸石分子筛22，如此最终从固定仓21中富集出来的是氧气分子，从而将含量最多的氮气剔除一部分，从而可以方便后续进行氧气的挤压冷却制成液氧，以减少不必要的能量消耗，

第三步：在通过沸石分子筛22进行氮气和氧气的分离时，应当将两个固定仓21内部的沸石分子筛22交替进行使用，在一侧沸石分子筛22长时间使用后内部氮气还没有及时发散出来并且分子筛内部分离间歇已经趋于饱和时，可以关闭这个固定仓21的第一电磁阀20并打开这个固定仓21的第二电磁阀30，此时通过第二电磁阀30和发散管31可以将此固定仓21内部的氮气慢慢进行发散以起到重置此分子筛的作用，然后打开另一个固定仓21的第一电磁阀20，如此使得两个沸石分子筛22可以交替进行使用，装置工作时可以不停机，从而可以提高装置的制备效果，

第四步：经由初步提纯的空气可以进入到空气预存仓26中，再由空气压缩机27压入高压储存仓32内部，然后通过高压储存仓32进入到冷却塔34内部，通过冷却塔34的内部下端将温度降低至零下70度，从而可以将空气中除氧气和氮气的绝大部分空气冷凝成液体如二氧化碳，残留在冷却塔34内部下端，而氧气和氮气可以穿过隔温板36和通气孔37进入到冷却塔34内部上端，并且在第二折流板38形成的流道中得到零下170度的冷却，从而可以将氧气冷凝成液体形成液氧，而氮气沸点更低，此时依旧可以为气体，从而可以漂浮进入到冷却塔34的顶端，如此即可完成液氧的制备，并且利用冷却塔34制造液氧的残留在冷却塔34下端附加产物也就是其他空气的液体，可以通过第三电磁阀40进入到扩散仓42内部降低其空气压力，并获得部分热能，此时这部分液体空气气化但是温度依旧很低，从而沿着冷空气进入管16进入到干燥仓13内部，如此对需要进行液氧制备的空气进行预冷以及剔除内部的水汽，此时利用冷却塔34的附加产物进行冷却干燥工作较为环保。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种液氧制备系统，包括底板（1），其特征在于：所述底板（1）上端一侧固定设置有安装座（2），所述安装座（2）上端固定设置有鼓风机（3），所述鼓风机（3）表面一侧固定设置有进气管（4），所述进气管（4）外侧表面设置有过滤机构，所述过滤机构包括滤芯（5）、固定环（6）、连接环（7）、密封槽（8）、密封环（9），所述进气管（4）外侧表面上端套设有滤芯（5），所述进气管（4）外侧表面在滤芯（5）下端固定设置有固定环（6），所述滤芯（5）下端外侧表面固定设置有连接环（7），所述固定环（6）上端表面四周开设有密封槽（8），所述连接环（7）下端外侧表面固定设置有密封环（9），所述密封环（9）活动卡合设置在密封槽（8）内部，所述鼓风机（3）表面一侧固定设置有排气管（10），所述排气管（10）远离鼓风机（3）的一端固定设置有旋风除油器（11），所述旋风除油器（11）下端固定设置有第一连接管（12），所述第一连接管（12）远离旋风除油器（11）的一端固定设置有干燥仓（13），所述干燥仓（13）内部设置有冷式干燥机构，所述干燥仓（13）上端固定设置有第二连接管（18），所述第二连接管（18）一端固定设置有分流管（19），所述分流管（19）下端固定设置有固定仓（21），所述固定仓（21）内部设置有预提纯机构，所述固定仓（21）下端设置有集流管（23），所述集流管（23）下端固定设置有第三连接管（25），所述第三连接管（25）一端固定设置有空气预存仓（26），所述空气预存仓（26）一侧设置有空气压缩机（27），所述空气压缩机（27）一侧固定设置有吸气管（49），所述空气压缩机（27）远离吸气管（49）的一侧固定设置有出气管（50），所述底板（1）上端在空气压缩机（27）一侧设置有高压储存仓（32），所述高压储存仓（32）表面一侧固定设置有第四连接管（33），所述第一连接管（12）一端设置有冷却塔（34），所述冷却塔（34）内部设置有冷却机构。

2.根据权利要求1所述的一种液氧制备系统，其特征在于：所述冷式干燥机构包括中空板（14）、传输管（15）、冷空气进入管（16）、冷空气排出管（17），所述干燥仓（13）内部上端与下端均固定设置有中空板（14），所述中空板（14）之间均匀固定设置有若干传输管（15），所述中空板（14）内部与传输管（15）之间相互导通，下端所述中空板（14）表面一侧固定设置有冷空气进入管（16），上端所述中空板（14）表面一侧固定设置有冷空气排出管（17）。

3.根据权利要求1所述的一种液氧制备系统，其特征在于：所述预提纯机构包括第一电磁阀（20）、沸石分子筛（22）、单向阀（24）、第二电磁阀（30）、发散管（31），所述分流管（19）与固定仓（21）之间固定设置有第一电磁阀（20），所述固定仓（21）内部固定设置有沸石分子筛（22），所述集流管（23）与固定仓（21）之间设置有单向阀（24），所述固定仓（21）下端一侧固定设置有第二电磁阀（30），所述第二电磁阀（30）下端固定设置有发散管（31）。

4.根据权利要求1所述的一种液氧制备系统，其特征在于：所述冷却机构包括第一折流板（35）、隔温板（36）、通气孔（37）、第二折流板（38）、排气阀（39），所述冷却塔（34）内部下端均匀固定设置有若干第一折流板（35），所述冷却塔（34）内侧中部固定设置有隔温板（36），所述隔温板（36）内侧中部开设有通气孔（37），所述冷却塔（34）内部上端均匀固定设置有若干第二折流板（38），所述冷却塔（34）内部上端固定设置有排气阀（39）。

5.根据权利要求2所述的一种液氧制备系统，其特征在于：所述冷却塔（34）下端固定设置有第三电磁阀（40），所述第三电磁阀（40）下端固定设置有连通管（41），所述连通管（41）下端固定设置有扩散仓（42），所述扩散仓（42）下端与冷空气进入管（16）之间固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种液氧制备系统，其特征在于：所述冷却塔（34）表面一侧固定设置有第四电磁阀（43），所述第四电磁阀（43）一侧固定设置有第五连接管（44），所述第五连接管（44）内侧中部固定设置有斜坡（45），所述第五连接管（44）一端固定设置有液氧储存仓（55），所述液氧储存仓（55）内部固定设置有电磁铁（46），所述第五连接管（44）下端固定设置有第五电磁阀（47），所述第五电磁阀（47）下端固定设置有排渣管（48）。

7.根据权利要求1所述的一种液氧制备系统，其特征在于：所述空气预存仓（26）与高压储存仓（32）之间固定设置有横杆（28），所述横杆（28）中部固定设置有电动机（29），所述电动机（29）的输出轴端通过联轴器与空气压缩机（27）之间传动连接。

8.根据权利要求1所述的一种液氧制备系统，其特征在于：所述空气压缩机（27）的进气端通过吸气管（49）与空气预存仓（26）内部之间相互导通，所述空气压缩机（27）的出气端通过出气管（50）与高压储存仓（32）内部之间相互导通。

9.根据权利要求1所述的一种液氧制备系统，其特征在于：所述固定环（6）外侧表面开设有螺纹，所述连接环（7）内侧侧壁开设有螺纹，所述连接环（7）通过螺纹活动套设在固定环（6）外侧表面，所述旋风出油仓下端固定设置有第一底座（51），所述干燥仓（13）下端固定设置有第二底座（52），所述空气预存仓（26）下端固定设置有第三底座（53），所述高压储存仓（32）下端固定设置有第四底座（54）。

10.根据权利要求1-9所述的一种液氧制备系统的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

第一步：使用时可以通过鼓风机（3）将外界空气吸入到装置内部，并且在吸入时通过滤芯（5）可以起到除尘作用，并且滤芯（5）可以用于除尘的表面积较大不易堵塞，并且通过螺纹可以方便将滤芯（5）固定在连接管（4）上端，从而可以方便拆卸滤芯（5）进行更换或者清理，随后经过滤芯（5）过滤的空气可以进入到鼓风机（3）内部，并通过鼓风机（3）进入到旋风除油器（11）内部，经由旋风除油器（11）除油后进入到干燥仓（13）内部，

第二步：经过干燥仓（13）干燥后的空气可以进入到固定仓（21）内部，此时可以先打开一个第一电磁阀（20），也就是先启用一个固定仓（21）内部的沸石分子筛（22），而经过过滤、干燥、除油的空气在经过沸石分子筛（22）时，通过沸石分子筛（22）可以对空气中的氧气和氮气进行初步的分离，沸石分子筛（22）表面和内部布满微孔的球形颗粒状吸附材料，呈白色，其孔型特性使其能够实现氧气和氮气的动力学分离，沸石分子筛（22）对氧气和氮气的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，氮气分子在沸石分子筛（22）的微孔中有较快的扩散速率，使得氮气在通过沸石分子筛（22）时会在内部的孔隙中蜿蜒残留，而氧气分子扩散速率较慢，不会被吸附在孔隙中，从而可以方便穿过沸石分子筛（22），如此最终从固定仓（21）中富集出来的是氧气分子，从而将含量最多的氮气剔除一部分，从而可以方便后续进行氧气的挤压冷却制成液氧，以减少不必要的能量消耗，

第三步：在通过沸石分子筛（22）进行氮气和氧气的分离时，应当将两个固定仓（21）内部的沸石分子筛（22）交替进行使用，在一侧沸石分子筛（22）长时间使用后内部氮气还没有及时发散出来并且分子筛内部分离间歇已经趋于饱和时，可以关闭这个固定仓（21）的第一电磁阀（20）并打开这个固定仓（21）的第二电磁阀（30），此时通过第二电磁阀（30）和发散管（31）可以将此固定仓（21）内部的氮气慢慢进行发散以起到重置此分子筛的作用，然后打开另一个固定仓（21）的第一电磁阀（20），如此使得两个沸石分子筛（22）可以交替进行使用，装置工作时可以不停机，从而可以提高装置的制备效果，

第四步：经由初步提纯的空气可以进入到空气预存仓（26）中，再由空气压缩机（27）压入高压储存仓（32）内部，然后通过高压储存仓（32）进入到冷却塔（34）内部，通过冷却塔（34）的内部下端将温度降低至零下70度，从而可以将空气中除氧气和氮气的绝大部分空气冷凝成液体如二氧化碳，残留在冷却塔（34）内部下端，而氧气和氮气可以穿过隔温板（36）和通气孔（37）进入到冷却塔（34）内部上端，并且在第二折流板（38）形成的流道中得到零下170度的冷却，从而可以将氧气冷凝成液体形成液氧，而氮气沸点更低，此时依旧可以为气体，从而可以漂浮进入到冷却塔（34）的顶端，如此即可完成液氧的制备，并且利用冷却塔（34）制造液氧的残留在冷却塔（34）下端附加产物也就是其他空气的液体，可以通过第三电磁阀（40）进入到扩散仓（42）内部降低其空气压力，并获得部分热能，此时这部分液体空气气化但是温度依旧很低，从而沿着冷空气进入管（16）进入到干燥仓（13）内部，如此对需要进行液氧制备的空气进行预冷以及剔除内部的水汽，此时利用冷却塔（34）的附加产物进行冷却干燥工作较为环保。

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