CN114849423A - 一种旋转式气体分配阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转式气体分配阀，包括上分配阀、下分配阀、吸气阀板、排气阀板，上分配阀、吸气阀板、排气阀板、下分配阀之间形成有压缩空气气路、氧气气路、氮气气路，上分配阀设有压缩空气通道和氮气通道，上分配阀和下分配阀用中心轴相连，吸气阀板设有压缩空气孔和氮气孔，吸气阀板、排气阀板与分子筛相连，排气阀板和下分配阀分别设有通气孔、氧气通道，分子筛设有进气口、氮气出口、氧气出口，上分配阀和下分配阀转动后压缩空气通道与压缩空气孔、氮气通道和氮气孔、通气孔与氧气通道之间相互接通或断开实现间歇性循环供气或出氧或解吸状态切换。本发明具有阀体体积小，故障率低，适用于微正压吸附负压解吸式氧气浓缩器等优点。

Description

一种旋转式气体分配阀
技术领域
本发明属于气体分配阀的技术领域，尤其涉及一种旋转式气体分配阀。
背景技术
氧气浓缩器是一种常用的氧气收集装置，其工作原理是以沸石分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理将空气中氮气吸附和释放，从而完成氧气收集和浓度提高。常见的沸石分子筛的氧气浓缩器一般采用电磁阀作为气体切换执行元件，电磁阀存在体积大、响应时间长和气流脉动大的问题。而现有的旋转阀缺少负压通道，无法满足微正压吸附负压解吸氧气浓缩器对气体分配阀的功能要求。
发明内容
本发明的目的就是解决背景技术中的问题，提出一种旋转式气体分配阀，能够使得阀体体积小，故障率低，通过分配阀转动实现压缩气体吸入、负压氮气排出及氧气收集，适用于微正压吸附负压解吸式氧气浓缩器。
为实现上述目的，本发明提出了一种旋转式气体分配阀，包括上分配阀、下分配阀、吸气阀板、排气阀板，所述上分配阀、吸气阀板、排气阀板、下分配阀自上而下设置，上分配阀上设有压缩空气通道和氮气通道，上分配阀和下分配阀之间用中心轴相连，中心轴穿过吸气阀板和排气阀板的中部，所述吸气阀板上设有压缩空气孔和氮气孔，吸气阀板和排气阀板分别与分子筛的上、下端相连，所述排气阀板上设有通气孔，所述下分配阀上设有氧气通道，所述分子筛上设有与压缩空气孔相连通的进气口、与氮气孔相连通的氮气出口、与通气孔相连通的氧气出口，所述上分配阀、下分配阀、吸气阀板、排气阀板、分子筛内部形成有压缩空气气路、氧气气路、氮气气路，驱动上分配阀和下分配阀绕中心轴转动后压缩空气通道与压缩空气孔之间、氮气通道和氮气孔之间、通气孔与氧气通道之间相互接通或断开实现间歇性循环供气或出氧或解吸状态的切换。
作为优选，所述上分配阀的上端通过传动机构与驱动装置相连，通过驱动装置自动化控制上分配阀的旋转情况，实现气体切换智能化精准控制。
作为优选，所述驱动装置包括步进电机，所述传动机构包括齿轮组，所述上分配阀的上端外侧设有渐开线齿轮，所述步进电机的输出端连接有主动齿轮，主动齿轮通过齿轮组与所述渐开线齿轮相连，通过步进电机控制上分配阀转动角速度，步进电机转动速度根据氧气流量和压力变化情况进行调节。
作为优选，所述下分配阀上设有均压孔和反吹冲洗孔，能够有效减少输出气体压力波动，有利于提高氧气浓度。
作为优选，所述中心轴和上分配阀之间、中心轴和下分配阀之间安装有轴套。
作为优选，所述分子筛包括筒体、安装在筒体上、下端的上端盖、下端盖，所述上端盖设有进气口、氮气出口，所述下端盖设有氧气出口，所述吸气阀板安装在上端盖的上端，所述排气阀板安装在下端盖的下端。
作为优选，所述中心轴穿过分子筛中部，中心轴和下端盖之间、中心轴和上端盖之间均设有轴套和轴封，使得中心轴转动过程中不易发生偏移。
作为优选，所述上端盖和筒体的上端之间安装有密封垫，所述筒体的上、下端与上端盖、下端盖插接，使得分子筛的安装密封性好，拆装方便。
作为优选，所述氧气通道的内壁由多段曲线连续形成，氧气通道的宽度与通气孔的直径相同，通气孔的孔口边缘与氧气通道上靠近通气孔一侧的曲线圆弧相切，氧气通道内壁采用连续圆弧曲线设计能够有效减少气体流通阻力，增大相邻气流隔离距离，避免出现窜气现象，有利于提高氧气浓度。
作为优选，所述氮气孔和压缩空气孔的数量分别为10和5，且十个氮气孔、五个压缩空气孔均围绕吸气阀板中心均匀设置，提高气体的流通效率。
本发明的有益效果：本发明通过将转动上分配阀和下分配阀使得压缩空气通道与压缩空气孔之间、氮气通道和氮气孔之间、通气孔与氧气通道之间相互接通或断开实现间歇性循环供气或出氧或解吸状态的切换，适用于微正压吸附负压解吸式氧气浓缩器，分配阀转动便可实现压缩气体吸入、负压氮气排出及氧气收集，使得气体分配阀的阀体体积小，故障率低。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1是本发明一种实施例的整体结构剖视图。
图2是本发明一种实施例的局部结构剖视图。
图3是本发明一种实施例的局部示意图。
图4是本发明一种实施例的上分配阀示意图。
图5是本发明一种实施例的吸气阀板示意图。
图6是本发明一种实施例的吸气阀板俯视图。
图7是本发明一种实施例的排气阀板示意图。
图8是本发明一种实施例的排气阀板俯视图。
图9是本发明一种实施例的下分配阀示意图。
图中：1-上分配阀、2-吸气阀板、3-排气阀板、4-下分配阀、5-分子筛、6-中心轴、11-氮气通道、12-压缩空气通道、21-压缩空气孔、22-氮气孔、31-通气孔、41-氧气通道、42-均压孔、43-反吹冲洗孔、51-上端盖、52-筒体、53-下端盖、54-氮气出口、55-进气口、56-氧气出口、61-轴套、62-轴封、511-步进电机、512-齿轮组。
具体实施方式
参阅图1至图9，本实施例提供了一种旋转式气体分配阀，包括上分配阀1、下分配阀4、吸气阀板2、排气阀板3，上分配阀1、吸气阀板2、排气阀板3、下分配阀4自上而下设置，上分配阀1上设有压缩空气通道12和氮气通道11，上分配阀1和下分配阀2之间用中心轴6相连，中心轴6穿过吸气阀板2和排气阀板3的中部，吸气阀板2上设有压缩空气孔21和氮气孔22，吸气阀板2和排气阀板3分别与分子筛5的上、下端相连，排气阀板3上设有通气孔31，下分配阀4上设有氧气通道41，分子筛5上设有与压缩空气孔21相连通的进气口55、与氮气孔22相连通的氮气出口54、与通气孔31相连通的氧气出口56，分子筛5的上端与压缩空气孔21或氮气孔22相连通，分子筛5的下端与通气孔31相连通，上分配阀1、下分配阀4、吸气阀板2、排气阀板3、分子筛5之间形成有压缩空气气路、氧气气路、氮气气路，驱动上分配阀1和下分配阀4绕中心轴6转动后压缩空气通道12与压缩空气孔21之间、氮气通道11和氮气孔22之间、通气孔31与氧气通道41之间相互接通或断开实现间歇性循环供气或出氧或解吸状态的切换。
上分配阀1的上端通过传动机构与驱动装置相连，驱动装置包括步进电机511，传动机构包括齿轮组512，上分配阀1的上端外侧设有渐开线齿轮，步进电机511的输出端连接有主动齿轮，主动齿轮通过齿轮组512与上分配阀1的上端外侧的渐开线齿轮相连。
下分配阀4上设有均压孔42和反吹冲洗孔43。
中心轴6和上分配阀1之间、中心轴6和下分配阀4之间安装有轴套。
分子筛5包括筒体52、安装在筒体52上、下端的上端盖51、下端盖53，上端盖51设有进气口55、氮气出口54，下端盖53设有氧气出口56，吸气阀板2安装在上端盖51的上端，排气阀板3安装在下端盖53的下端，步进电机511固定在上端盖51的侧面。
中心轴6穿过分子筛5中部，中心轴6和下端盖53之间、中心轴6和上端盖51之间均设有轴套61和轴封62。
上端盖51和筒体52的上端之间安装有密封垫，筒体52的上、下端与上端盖51、下端盖53插接。
氧气通道41的内壁由多段曲线连续形成，氧气通道41的宽度与通气孔31的直径相同，通气孔31的孔口边缘与氧气通道41上靠近通气孔31一侧的曲线圆弧相切。
氮气孔22和压缩空气孔21的数量分别为10和5，且十个氮气孔22、五个压缩空气孔21均围绕吸气阀板2中心均匀设置。
本发明工作过程：
本旋转式气体分配阀在工作过程中，将氮气出口54与真空泵相连，步进电机511启动后通过齿轮组512带动上分配阀1转动，上分配阀1转动后通过中心轴6带动下分配阀4同步转动，压缩空气自进气口55流入上端盖51内，当上分配阀1和下分配阀4转动一定角度后压缩空气通道12与压缩空气孔22、通气孔31和氧气通道41相连通，压缩空气进入分子筛5内，分子筛5先将压缩空气中的氮气吸附使得流出分子筛5底部的气体主要为氧气，氧气依次沿通气孔31、氧气通道41和通气孔31后自氧气出口56流出，当上分配阀1和下分配阀5继续转动一定角度后压缩空气通道12与压缩空气孔21、通气孔31和氧气通道41相断开，氮气孔21和氮气通道11相连通，在真空泵抽吸作用下，分子筛5内的吸附的氮气实现降压解吸，重新变为氮气并依次沿氮气孔22、氮气通道11和氮气孔22后自氮气出口54流出，继续转动上分配阀1和下分配阀4实现间歇性循环供氧和解吸状态切换，分子筛5内部压力稳定在40KPa，如分子筛5内部压力大于40KPa后，切断进气，当分子筛5内部压力小于40KPa，打开进气。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋转式气体分配阀，其特征在于：包括上分配阀、下分配阀、吸气阀板、排气阀板，所述上分配阀、吸气阀板、排气阀板、下分配阀自上而下设置，上分配阀上设有压缩空气通道和氮气通道，上分配阀和下分配阀之间用中心轴相连，中心轴穿过吸气阀板和排气阀板的中部，所述吸气阀板上设有压缩空气孔和氮气孔，吸气阀板和排气阀板分别与分子筛的上、下端相连，所述排气阀板上设有通气孔，所述下分配阀上设有氧气通道，所述分子筛上设有与压缩空气孔相连通的进气口、与氮气孔相连通的氮气出口、与通气孔相连通的氧气出口，所述上分配阀、下分配阀、吸气阀板、排气阀板、分子筛内部形成有压缩空气气路、氧气气路、氮气气路，驱动上分配阀和下分配阀绕中心轴转动后压缩空气通道与压缩空气孔之间、氮气通道和氮气孔之间、通气孔与氧气通道之间相互接通或断开实现间歇性循环供气或出氧或解吸状态的切换。
2.如权利要求1所述的一种旋转式气体分配阀，其特征在于：所述上分配阀的上端通过传动机构与驱动装置相连。
3.如权利要求2所述的一种旋转式气体分配阀，其特征在于：所述驱动装置包括步进电机，所述传动机构包括齿轮组，所述上分配阀的上端外侧设有渐开线齿轮，所述步进电机的输出端连接有主动齿轮，主动齿轮通过齿轮组与所述渐开线齿轮相连。
4.如权利要求1所述的一种旋转式气体分配阀，其特征在于：所述下分配阀上设有均压孔和阀孔。
5.如权利要求1所述的一种旋转式气体分配阀，其特征在于：所述中心轴和上分配阀之间、中心轴和下分配阀之间安装有轴套。
6.如权利要求1所述的一种旋转式气体分配阀，其特征在于：所述分子筛包括筒体、安装在筒体上、下端的上端盖、下端盖，所述上端盖设有进气口、氮气出口，所述下端盖设有氧气出口，所述吸气阀板安装在上端盖的上端，所述排气阀板安装在下端盖的下端。
7.如权利要求6所述的一种旋转式气体分配阀，其特征在于：所述中心轴穿过分子筛中部，中心轴和下端盖之间、中心轴和上端盖之间均设有轴套和轴封。
8.如权利要求6所述的一种旋转式气体分配阀，其特征在于：所述上端盖和筒体的上端之间安装有密封垫，所述筒体的上、下端与上端盖、下端盖插接。
9.如权利要求1所述的一种旋转式气体分配阀，其特征在于：所述氧气通道的内壁由多段曲线连续形成，氧气通道的宽度与通气孔的直径相同，通气孔的孔口边缘与氧气通道上靠近通气孔一侧的曲线圆弧相切。
10.如权利要求1至9中任一项所述的一种旋转式气体分配阀，其特征在于：所述氮气孔和压缩空气孔的数量分别为10和5，且十个氮气孔、五个压缩空气孔均围绕吸气阀板中心均匀设置。
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