CN114288791B - 一种机载氧气浓缩器用气源处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机载制氧技术领域，涉及一种机载氧气浓缩器用气源处理装置。本发明将入口过滤、电磁阀控制的排水机构和减压器组成的气源处理装置设置在氧气浓缩器前端。入口过滤器过滤引气中的油污及杂质颗粒；通过电磁阀控制的排水机构将来自引气中的液体在进入减压器前排出；减压器将过滤、排水后的高压引气减压到氧气浓缩器正常工作的压力，可进一步阻挡随气体裹挟进入的液体和减压后的冷凝水，并可排出到产品外部，达到氧气浓缩器正常工作所需要的气源目的，结构紧凑，性能可靠。

Description

一种机载氧气浓缩器用气源处理装置

技术领域

本发明属于机载制氧技术领域，涉及一种机载氧气浓缩器用气源处理装置。

背景技术

现有氧气浓缩器前端未设置气源处理装置，当来自氧气浓缩器前端的引气中有液态水等液体时，该液体随着高压气体进入氧气浓缩器内部，并进入制氧单元导致分子筛快速失效，产氧性能迅速下降，并导致氧气浓缩器产品寿命不达标。需要提供一种机载氧气浓缩器用气源处理装置。

发明内容

本发明的目的是：提供一种机载氧气浓缩器用气源处理装置。

本发明的技术方案是：

一种机载氧气浓缩器用气源处理装置，包括入口过滤器1、排水机构2、电磁阀3、减压器4，其中，所述的入口过滤器1包括接嘴1-1和过滤块1-2，过滤块1-2压合在接嘴1-1上，所述排水机构2包括旋风叶轮2-1、壳体2-2、第一排水孔2-4，壳体2-2内设置有a腔和d腔，其中，入口过滤器1连接至a腔入口，a腔出口与d腔入口连接，并且在a腔出口与d腔入口处设置有旋风叶轮2-1，d腔下方设置第一排水孔2-4，所述电磁阀3的活门体3-2与第一排水孔2-4接触控制第一排水孔2-4的开闭，减压器4包括顶杆4-1、波纹管组件4-2、平衡活门4-3、滤芯4-4、第二活门座4-5,第二活门座4-5为上下开口的筒状结构并且包括上段、中段和下段，其中上段内侧为e腔，d腔出口与e腔入口连通，第二活门座4-5外侧为f腔，平衡活门4-3设置在e腔上方，上段底部设置有环形向上的突起用于与平衡活门4-3配合控制e腔与f腔是否连通，f腔外侧设置有滤芯4-4，滤芯4-4外侧为g腔，波纹管组件4-2设置在第二活门座4-5下段内侧，第二活门座4-5下段设置有通气孔用于使波纹管组件4-2感受f腔压力，顶杆4-1一端与平衡活门4-3接触，顶杆4-1另一端与波纹管组件4-2接触，所述气源处理装置将来自环控系统的引气，经入口过滤器1粗过滤，再经过由电磁阀3控制的排水机构2除水后，进入减压器4，将高压气体减压至氧气浓缩器工作压力范围内。

进一步地，排水机构2还包括挡水板2-3，挡水板2-3为环状板且下方设置有向外的喇叭口，挡水板2-3设置在旋风叶轮2-1下方。

进一步地，减压器4还包括设置在第二活门座4-5中段的导套4-6，顶杆4-1穿过导套4-6进行限位。

进一步地，减压器4下方还设置有第二排水孔4-7。

进一步地，所述过滤块1-2为粉末冶金烧结过滤块或不锈钢过滤网，过滤精度为245微米～350微米。

进一步地，所述第一排水孔2-4直径为2mm～5mm。

进一步地，所述波纹管组件4-2为绝压调压波纹管组件，内有弹簧，标准状况下波纹管内保持压力为0.1MPa。

进一步地，所述顶杆4-1上端为平端面，下端为球端面，在导套4-6内往复移动。

进一步地，所述滤芯4-4的滤材由具有疏水性的两层聚四氟乙烯膜和内外各一层PP膜组成。

本发明的优点是：在氧气浓缩器前端设置气源处理装置，本发明将入口过滤、电磁阀控制的排水机构和减压器组成的气源处理装置设置在氧气浓缩器前端。入口过滤器过滤引气中的油污及杂质颗粒；通过电磁阀控制的排水机构将来自引气中的液体在进入减压器前排出；减压器将过滤、排水后的高压引气减压到氧气浓缩正常工作的压力，并可进一步阻挡随气体裹挟进入的液体和减压后的冷凝水，并可排出到产品外部，达到氧气浓缩器正常工作所需要的气源目的，结构紧凑，性能可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中，1：入口过滤器、1-1：接嘴、1-2：过滤块、2：排水机构、2-1：旋风叶轮、2-2：壳体、2-3：挡水板、2-4：第一排水孔、3：电磁阀、3-1：电磁铁、3-2：活门体、3-3：第一活门座、4：减压器、4-1：顶杆、4-2：波纹管组件、4-3：平衡活门、4-4：滤芯、4-5：第二活门座、4-6：导套、4-7：第二排水孔。

具体实施方式

本发明提出了一种带过滤、排水和减压机构的气源处理装置，可解决机载氧气浓缩器由于液体进入制氧单元导致分子筛快速失效，产氧性能迅速下降，寿命不达标的问题，消除了液体对氧气浓缩器的工作性能影响，保证了氧气浓缩器的产氧性能，提高了氧气浓缩器的工作寿命。

下面对本发明做进一步详细说明。

参见图1，一种机载氧气浓缩器用气源处理装置，包括入口过滤器1、排水机构2、电磁阀3、减压器4，其中，所述的入口过滤器1包括接嘴1-1和过滤块1-2，过滤块1-2压合在接嘴1-1上，所述排水机构包括旋风叶轮2-1、壳体2-2、第一排水孔2-4，壳体2-2内设置有a腔和d腔，其中，入口过滤器1连接至a腔入口，a腔出口与d腔入口连接，并且在a腔出口与d腔入口处设置有旋风叶轮2-1，d腔下方设置第一排水孔2-4，所述电磁阀3的活门体3-2与第一排水孔2-4接触控制第一排水孔2-4的开闭，减压器4包括顶杆4-1、波纹管组件4-2、平衡活门4-3、滤芯4-4、第二活门座4-5，第二活门座4-5为上下开口的筒状结构并且包括上段、中段和下段，其中上段内侧为e腔，d腔出口与e腔入口连通，第二活门座4-5外侧为f腔，平衡活门4-3设置在e腔上方，上段底部设置有环形向上的突起用于与平衡活门4-3配合控制e腔与f腔是否连通，f腔外侧设置有滤芯4-4，滤芯4-4外侧为g腔，波纹管组件4-2设置在第二活门座4-5下段内侧，第二活门座4-5下段设置有通气孔用于使波纹管组件4-2感受f腔压力，顶杆4-1一端与平衡活门4-3接触，顶杆4-1另一端与波纹管组件4-2接触，所述气源处理装置将来自环控系统的引气，经入口过滤器1粗过滤，再经过由电磁阀3控制的排水机构2除水后，进入减压器4，将高压气体减压至氧气浓缩器工作压力范围内。

所述气源处理装置将来自环控系统的引气，经入口过滤器1粗过滤，过滤掉引气中的颗粒杂质和污染物，再经过由电磁阀3控制的排水机构2在规定的时间内将前端来的液体除去后，进入减压器4，将高压气体减压至设定的压力，并经过二次过滤和除水后，经输出接口h输出给氧气浓缩器后端产品。

所述过滤块1-2过滤精度为245微米～350微米，为粉末冶金烧结过滤块或不锈钢过滤网，通过压合安装在接嘴1-1的端面上。

所述旋风叶轮2-1由多个沿径向均匀分布，且与中心轴成30度～45度斜切角度的叶片组成，叶片数量14片～18片，叶片长度8毫米～12毫米。

所述壳体2-2底部结构为5度～8度的倒锥形，利于收集液体。

所述第一排水孔2-4直径为2mm～5mm。

所述波纹管组件4-2为绝压调压波纹管组件，标准状况下波纹管内保持压力为0.1MPa。波纹管内设有弹簧和限位结构，波纹管外设有调节螺钉，通过调节螺钉的向上拧入或向下拧出，使波纹管压缩或伸长到一定位置，从而调节减压器的减压压力。

所述波纹管组件4-2的波纹管材料为铍青铜或不锈钢。

所述平衡活门4-3为耐寒橡胶料硫化在活门体的锲形槽内，活门体材料为不锈钢或黄铜，耐寒橡胶料为3180T；平衡活门上感压孔i直径为0.8mm～1.2mm，数量1～2。

所述顶杆4-1上端为平端面，平端面与平衡活门4-3平面中心接触；下端为球端面，与波纹管组件4-2导向球形槽接触，工作中顶杆4-1自动找正中心轴在导套4-6内往复移动。

所述导套4-6材料为聚四氟乙烯或聚三氟乙烯，对顶杆4-1具有自润滑，使工作中的顶杆4-1不卡滞。

所述滤芯4-4由滤材和支撑骨架组成，其中滤材为具有疏水性的两层聚四氟乙烯膜和内外各一层PP膜组成；支撑骨架为聚四氟乙烯或其他塑料材料的镂空框架；滤材被内外支撑骨架固定在中间。工作时，将液体隔离在减压器4的f腔里，并通过第二排水孔4-7排出。

所述减压器4内腔水容积为0.5升～1.2升。

本发明的工作原理是：如图1，来自气源处理装置前端的高压气体经入口过滤器1过滤后进入通道a，到达排水机构2的旋风叶轮2-1上端，若高压气体中有液体，则通过旋风叶轮的离心作用，将液体抛摔在壳体2-2的内侧壁上，附着在内侧壁上的液体在重心作用下聚集在排水机构的锥形底部，通过第一排水孔2-4进入通道b；当电磁阀3通电时，活门体3-2在电磁铁3-1的作用下离开第一活门座3-3，使通道b内的液体通过排水口c排出；经过除水后的高压气体进入d腔。来自d腔的高压气体进入减压器4的e腔；通过顶杆4-1克服波纹管组件4-2的预压力在导套4-6内向上移动，使平衡活门4-3向上移动离开第二活门座4-5的座口，活门打开，允许气体进入f腔；经滤芯4-4的过滤，由减压器4输出口h输出；随着高压气体不断进入减压器4的e腔，减压压力(f腔压力)逐渐升高，此压力作用在波纹管组件4-2上，使波纹管组件4-2的波纹管逐渐被压缩，平衡活门4-3向下移动靠近第二活门座4-5，活门开启高度减小，当减压压力达到设定阈值时，平衡活门4-3与第二活门座4-5的座口气密接触，隔断e腔与f腔，气体不能进入f腔，减压器4无气体输出；当减压器4的输出通道h后端有气体消耗时，f腔压力随之降低，当该压力降低到小于波纹管组件4-2的设计弹力时，波纹管伸长，推动顶杆4-1克服波纹管组件4-2的预压力在导套4-6中向上移动，平衡活门4-3再次开启，e腔气体重新进入f腔，并维持腔内的压力为设计阈值，使通过滤芯4-4减压后的气体经通道h继续输出。若高压气体中裹挟了液体，由于滤芯4-4具有疏水功能，可将液体阻挡在f腔内，通过第二排水孔4-7将液体排出；若高压气体经减压后有冷凝水生成，也可通过第二排水孔4-7排出。

Claims (4)

1.一种机载氧气浓缩器用气源处理装置，其特征在于，包括入口过滤器(1)、排水机构(2)、电磁阀(3)、减压器(4)，其中，所述的入口过滤器(1)包括接嘴(1-1)和过滤块(1-2)，过滤块(1-2)压合在接嘴(1-1)上，所述排水机构(2)包括旋风叶轮(2-1)、壳体(2-2)、第一排水孔(2-4)，壳体(2-2)内设置有a腔和d腔，其中，入口过滤器(1)连接至a腔入口，a腔出口与d腔入口连接，并且在a腔出口与d腔入口处设置有旋风叶轮(2-1)，d腔下方设置第一排水孔(2-4)，所述电磁阀(3)的活门体(3-2)与第一排水孔(2-4)接触控制第一排水孔(2-4)的开闭，减压器(4)包括顶杆(4-1)、波纹管组件(4-2)、平衡活门(4-3)、滤芯(4-4)、第二活门座(4-5),第二活门座(4-5)为上下开口的筒状结构并且包括上段、中段和下段，其中上段内侧为e腔，d腔出口与e腔入口连通，第二活门座(4-5)外侧为f腔，平衡活门(4-3)设置在e腔上方，上段底部设置有环形向上的突起用于与平衡活门(4-3)配合控制e腔与f腔是否连通，f腔外侧设置有滤芯(4-4)，滤芯(4-4)外侧为g腔，波纹管组件(4-2)设置在第二活门座(4-5)下段内侧，第二活门座(4-5)下段设置有通气孔用于使波纹管组件(4-2)感受f腔压力，顶杆(4-1)一端与平衡活门(4-3)接触，顶杆(4-1)另一端与波纹管组件(4-2)接触，所述气源处理装置将来自环控系统的引气，经入口过滤器(1)粗过滤，再经过由电磁阀(3)控制的排水机构(2)除水后，进入减压器(4)，将高压气体减压至氧气浓缩器工作压力范围内，排水机构(2)还包括挡水板(2-3)，挡水板(2-3)为环状板且下方设置有向外的喇叭口，挡水板(2-3)设置在旋风叶轮(2-1)下方，减压器(4)还包括设置在第二活门座(4-5)中段的导套(4-6)，顶杆(4-1)穿过导套(4-6)进行限位，减压器(4)下方还设置有第二排水孔(4-7)，所述波纹管组件(4-2)为绝压调压波纹管组件，内有弹簧，标准状况下波纹管内保持压力为0.1MPa，所述顶杆(4-1)上端为平端面，下端为球端面，在导套(4-6)内往复移动，

来自气源处理装置前端的高压气体经入口过滤器(1)过滤后进入a腔，到达排水机构(2)的旋风叶轮(2-1)上端，若高压气体中有液体，则通过旋风叶轮的离心作用，将液体抛摔在壳体(2-2)的内侧壁上，附着在内侧壁上的液体在重心作用下聚集在排水机构的锥形底部，通过第一排水孔(2-4)进入b通道；当电磁阀(3)通电时，活门体(3-2)在电磁铁(3-1)的作用下离开第一活门座(3-3)，使通道b内的液体通过排水口c排出；经过除水后的高压气体进入d腔，来自d腔的高压气体进入减压器(4)的e腔；通过顶杆(4-1)克服波纹管组件(4-2)的预压力在导套(4-6)内向上移动，使平衡活门(4-3)向上移动离开第二活门座(4-5)的座口，活门打开，允许气体进入f腔；经滤芯(4-4)的过滤，由减压器(4)输出口输出；随着高压气体不断进入减压器(4)的e腔，f腔压力逐渐升高，此压力作用在波纹管组件(4-2)上，使波纹管组件(4-2)的波纹管逐渐被压缩，平衡活门(4-3)向下移动靠近第二活门座(4-5)，活门开启高度减小，当减压压力达到设定阈值时，平衡活门(4-3)与第二活门座(4-5)的座口气密接触，隔断e腔与f腔，气体不能进入f腔，减压器(4)无气体输出；当减压器(4)的输出通道后端有气体消耗时，f腔压力随之降低，当该压力降低到小于波纹管组件(4-2)的设计弹力时，波纹管伸长，推动顶杆(4-1)克服波纹管组件(4-2)的预压力在导套(4-6)中向上移动，平衡活门(4-3)再次开启，e腔气体重新进入f腔，并维持腔内的压力为设计阈值，使通过滤芯(4-4)减压后的气体继续输出，若高压气体中裹挟了液体，滤芯(4-4)将液体阻挡在f腔内，通过第二排水孔(4-7)将液体排出；若高压气体经减压后有冷凝水生成，也通过第二排水孔(4-7)排出。

2.根据权利要求1所述的机载氧气浓缩器用气源处理装置，其特征在于，所述过滤块(1-2)为粉末冶金烧结过滤块或不锈钢过滤网，过滤精度为245微米～350微米。

3.根据权利要求1所述的机载氧气浓缩器用气源处理装置，其特征在于，所述第一排水孔(2-4)直径为2mm～5mm。

4.根据权利要求1所述的机载氧气浓缩器用气源处理装置，其特征在于，所述滤芯(4-4)的滤材由具有疏水性的两层聚四氟乙烯膜和内外各一层PP膜组成。

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