CN115608109A - 一种用于氮氧制作的分子筛除设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于氮氧制作的分子筛除设备，具体涉及氮氧制作技术领域，包括筛座，筛座底部连接进气口，筛座上连接筛筒，筛筒侧面连接循环管一端，循环管侧面连接清筛机构，循环管连接循环机构，循环管另一端连接至筛筒侧面的循环口，分子筛中筛除的材料材料为颗粒状的可流动的沸石，在筛筒侧面连接循环管，利用循环机构使其中的沸石在循环管中流动，并且循环管与清筛机构连接，对其中沸石所吸附的氮气进行清理，清理后的沸石重新进入到筛筒内，以保持分子筛除材料的吸附性能，从而使制得的氧气纯度更高，清筛机构与碳分子筛连接，由碳分子筛排出氮气，以高效制得氮气、氧气。

Description

一种用于氮氧制作的分子筛除设备

技术领域

本发明涉及氮氧制作领域，具体为一种用于氮氧制作的分子筛除设备。

背景技术

氮气作为保护气可用于食品保鲜、充气包装以及充氮灯泡加工，氧气可用于金属焊接、医疗、污水净化等，现有氮氧加工方式包括液态空气分离法、膜分离法、分子筛分离法等，其中分子筛法的制作步骤是将压缩空气经过冷干、净化后通入到分子筛设备中，制作氧气时，采用沸石分子筛吸附压缩空气中的氮气，制作氮气时，采用碳分子筛使压缩空气中氧气与碳分子筛反应。

如专利号为CN105645360B的申请文件公开了一种高效分子筛制氧机，其特征在于，包括：PLC控制器，纯度分析仪、与纯度分析仪相连的气体回收系统，纯度分析仪和气体回收系统还连接至出气口控制阀和氧气出气口，纯度分析仪与PLC控制器电连接，用于将氧气纯度信息发送给PLC控制器；PLC控制器与气体回收系统、所述出气口控制阀电连接，用于控制所述气体回收系统的工作状态，和所述出气口控制阀的开启和关闭。本发明提供的高效分子筛制氧机可以连续释放氧气，高效快速，并且能够及时检测到产生氧气的纯度，将纯度不够的氧气及时的进行回收，回塔重新提纯，保证了产生氧气纯度的达标，并且能够连续供气，节约资源的同时进一步提高了生产效率。

但是由于沸石分子筛吸附氮气量有限，分子筛在分离一定量压缩空气后吸附力度下降，导致分离效率降低，制得的氧气纯度也逐渐下降，现有技术采用更换分子筛并将更换下的分子筛经过真空泵抽气重新利用，更换过程影响氮氧制作进度，并且需要至少两套分子筛备用，导致制作效率低、成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于氮氧制作的分子筛除设备，以解决上述背景技术中提出氮氧制作效率低、成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于氮氧制作的分子筛除设备，包括筛座，筛座底部连接进气口，筛座上连接筛筒，筛筒侧面连接循环管一端，循环管侧面连接清筛机构，循环管连接循环机构，循环管另一端连接至筛筒侧面的循环口，分子筛中筛除的材料材料为颗粒状的可流动的沸石，在筛筒侧面连接循环管，利用循环机构使其中的沸石在循环管中流动，并且循环管与清筛机构连接，对其中沸石所吸附的氮气进行清理，清理后的沸石重新进入到筛筒内，以保持分子筛除材料的吸附性能，从而使制得的氧气纯度更高，清筛机构与碳分子筛连接，由碳分子筛排出氮气，以高效制得氮气、氧气。

优选的，所述循环管包括多个侧面依次连通的圆筒，循环机构包括每个圆筒内转动连接的循环扇轮，循环扇轮包括与圆筒转动连接的轮轴，轮轴上固定连接外端与圆筒内壁贴合的扇板，轮轴一端贯穿圆筒与气驱轮连接，气驱轮于气驱筒内，相邻气驱筒之间通过驱动气管连接，循环机构采用循环管内连接循环扇轮驱动沸石，实现沸石在循环管中移动，驱动方式采用气流驱动气驱轮转动，实现沸石连续转移。

优选的，多个所述圆筒中部的其中一个或多个连续的圆筒两侧的圆筒内贴合转动连接封闭筒，清筛机构包括位于两个封闭筒之间的圆筒端面的连接抽气管，抽气管外端连接真空泵，在圆筒内设置转动连接的封闭筒能够使抽气管所连接的圆筒封闭，进而对其中的沸石进行抽气处理，避免抽气中引入筛筒内未被分离或未被完全筛选的气体。

优选的，所述筛筒内设置多个以筛筒轴线为路径线性阵列的盘架，每个盘架上对应连接筛盘，筛筒侧面设置连接密封板的开口，筛盘侧面设置有与筛筒内插管插接的连通管，连通管与循环机构连接，筛盘顶部设置与循环口连接的连通管，连通管连接封闭件，筛筒内设置多个筛盘依次连接，可逐级筛分，每个筛盘连接循环管，使筛盘内的沸石在单个筛盘内部循环，可针对不同级筛盘的的吸附量确定循环速率。

优选的，所述封闭件包括封闭管，封闭管内转动连接多个呈环形阵列的封闭扇板，封闭件采用封闭管内设置与插管抵触的封闭扇板，在插接后封闭打开，在非插接状态下封闭，防止筛盘内沸石流失。

优选的，所述筛盘为圆锥台状，筛盘内部为用于容纳分子筛的中空腔，筛盘内转动连接收集筒，收集筒侧面设置收集槽，收集筒端部固定有与筛盘内壁贴合滑动的挡环，收集筒与转轴固定连接，筛盘设置为圆锥台状并在将沸石循环出口设置在侧面、进口设置在顶部，使循环进入到筛盘中的沸石由顶部进入并滚落均布于筛盘中，筛筒内转动连接带有收集槽的收集筒，收集筒转动中收集位于筛盘下方各处的沸石并将其送入到循环管中，实现筛盘中沸石上下翻动。

优选的，所述筛筒为内部中空的圆环状，筛筒内设置环形阵列的筛盘，筛筒转动连接于筛座上，筛筒包括与筛座固定的固定环且固定环与进气口连通，固定环与转环密封转动连接，筛筒设置为圆环状并将筛盘连接于筛筒内可转动的转环部分，在转环转动过程中，沸石通过循环管进入循环机构经清筛机构处理，筛盘之间相互循环。

优选的，所述循环管连接于转环侧面，循环机构包括连接于转环中部的循环筒，清筛机构包括循环筒端面连接的真空泵，循环管内连接阻流板，在循环管中连接阻流板，使其中堆积一定量的沸石，避免清筛机构运行中引入筛筒内的气体。

优选的，所述阻流板与循环管通过销轴转动连接，销轴上套接有扭转弹簧，阻流板通过扭转弹簧转动连接于循环管内，在扭转弹簧阻力作用下使阻流板在不受力情况下保持循环管封闭。

优选的，所述真空泵与循环管之间连接有筛板，筛板上密布通气孔，筛板放置抽气中将沸石颗粒抽出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、筛筒通过循环管连接循环机构与清筛机构，将筛筒中用于筛分分子的沸石颗粒送入到循环管中进行清理，使筛筒中的沸石保持良好的吸附性能，保证制氧的纯度；

2、筛筒内设置多个筛盘线性阵列，压缩空气经过筛盘逐级分筛，根据需求选择分筛等级，根据所需氧气纯度设置筛盘级数，筛盘设置为圆锥台状，侧面、顶部分别设置出口、进口，使循环进入到筛盘中的沸石颗粒均匀分散，以提高压缩空气与经处理后沸石的接触均匀程度；

3、收集筒侧面设置收集槽用于收集筛盘底部的沸石颗粒，即与压缩空气最先接触到的沸石颗粒，能够使吸收氮气量较大的沸石颗粒及时排出清理其中吸附的氮气；

4、将筛筒设置为圆环状并且为固定环与转环连接的方式，在转环内侧连接筛盘，筛盘转动过程在重力条件下沸石进入到循环管中，经清筛机构处理后循环进入到其他筛盘中，且筛盘转动中，其中的沸石不断翻动，能够改变筛盘中与压缩空气的沸石位置。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1中循环管的剖视图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例2筛筒的剖视图；

图5为本发明实施例2中台状筛盘的剖视图；

图6为本发明实施例2中封闭件的剖视图；

图7为本发明实施例2中收集筒、转环的连接图；

图8为本发明实施例2中清筛机构的剖视图；

图9为本发明实施例3中环形筛的结构示意图；

图10为本发明实施例3中环形筛的剖视图；

图11为本发明实施例3中清筛机构的结构示意图。

图中：1、底座；11、圆盘座；12、方形座；2、筛筒；21、圆筒筛；211、插管；22、环形筛；221、固定环；222、转环；223、回料方管；2231、阻流板；224、清筛棱筒；23、封闭板；3、循环管；31、圆筒；311、封闭筒；312、循环扇轮；313、气驱筒；314、气驱轮；315、封闭电机；32、输料管；321、输料电机；322、螺旋输料轴；4、清筛机构；41、抽气管；42、集气管A；421、集气管B；43、真空泵；44、筛板；5、台状筛盘；51、收集电机；52、连通管；521、封闭管；522、封闭扇板；53、收集筒；531、收集槽；54、挡环；55、截断环筛盘；6、回料筒；61、回料管；62、转轴；7、进气口。

具体实施方式

实施例1

如图1-2所示，一种用于氮氧制作的分子筛除设备，底座1为圆盘座11，筛筒2为圆筒筛21，圆筒筛21侧面底部的出料口连接循环管3，循环管3为依次连接的圆筒31构成，循环管3另一端与圆筒筛21侧面顶部的回料口连接，圆筒筛21底部连接压缩空气进口、顶部连接分离气体出口，多个依次连接的圆筒31中由下到上第二阶圆筒31内连接封闭筒311，封闭筒311为外壁与圆筒31内壁贴合的筒状结构，封闭筒311侧面设置通孔，封闭筒311与圆筒31外端固定的封闭电机315输出轴同轴固定连接，由上到下第二阶圆筒31内连接另一封闭筒311，其余圆筒31内分别连接循环扇轮312，循环扇轮312的轮轴贯穿圆筒31外端与气驱轮314同轴固定连接，气驱轮314于气驱筒313内转动，气驱筒313之间通过驱动气管连通，位于两个封闭筒311之间的圆筒31外端通过抽气管41、集气管A42连接真空泵43，清筛机构4包括抽气管41、集气管A42、真空泵43。

制氧中，经冷干、净化后的压缩气体由圆筒筛21底端的压缩空气进口进入到圆筒筛21内部，圆筒筛21内堆积沸石，压缩气流经过沸石，由于氮分子小于氧分子，沸石的空隙吸附氮气，氧气经过沸石层由顶部的分离气体出口排出，此过程中，圆筒筛21底部的沸石在重力作用下流入到循环管3中，由于压缩气体首先与底部沸石接触，因此底部沸石吸附氮气量较多，驱动气管一端通气，使气驱筒313内的气驱轮314转动，气驱轮314带动循环扇轮312转动，将沸石逐级提升，在提升一定量的沸石后，通过封闭电机315驱动封闭筒311转动至封闭筒311侧面的通孔与圆筒31内壁相贴合，使多个连续的圆筒31两端封闭，此时抽气泵运行，将圆筒31中的沸石所吸附的氮气经抽气管41、集气管A42抽出以达到清筛的目的，再打开封闭筒311，使被清理后的沸石由圆筒筛21顶部落于圆筒筛21内部，使圆筒筛21内部的沸石循环流动以保持吸附性能，在不停机的条件下可连续处理压缩空气以制氧，保证制氧效率，并且沸石保持高吸附性能，保证制氧的纯度，经真空泵43抽出的氮气再通过碳分子筛，以制得纯度较高的氮气。

实施例2

如图3-8所示，一种用于氮氧制作的分子筛除设备，筛筒2采用圆筒筛21，圆筒筛21内分为由下到上的多层，每层连接一个台状筛盘5，放置筛盘位置的圆筒筛21侧面设置开口，开口处连接封闭板23，圆筒筛21内位于两个台状筛盘5之间的位置设置回料筒6，台状筛盘5侧面连接连通管52，连通管52内插接插管211，插管211与圆筒筛21外部的输料管32连通，输料管32内转动螺旋输料轴322，螺旋输料轴322通过回料管61连接回料筒6，回料筒6位于台状筛盘5上方，位于筛筒2内有多级台状筛盘5，每个台状筛盘5对应连接回料管61的一段，台状筛盘5中部转动连接转轴62，转轴62固定连接位于台状筛盘5内的收集筒53，收集筒53侧面设置收集槽531，转轴62与圆筒筛21顶部的收集电机51输出轴连接，收集筒53外端与挡环54连接，挡环54与筛盘侧面连接的连通管52等高，连通管52与封闭件连接，封闭件包括封闭管521，封闭管521内转动连接多个呈棱锥状贴合的封闭扇板522，封闭扇板522与封闭管521之间连接弹簧施加压力以保持其贴合，在插管211未插入状态下，多个扇板呈锥状贴合，在插管211插入到连通管52内部后，封闭扇板522侧面受压力作用张开使插管211通过，进而使插管211与连通管52连通，输料管32侧面连接集气管B421。

装配时，根据所需制氧纯度增加合适的台状筛盘5级数，将台状筛盘5放置于圆筒筛21内对应的盘架上，之后以台状筛盘5轴线为中心转动台状筛盘5使连通管52与插管211插接，台状筛盘5内的转盘与回料筒6内的转轴62通过销板连接，销板转动连接于台状筛盘5内转动连接的转轴62上，销板沿转轴62直径方向转动并且连接弹簧，在台状销盘插入圆筒筛21过程中，销板收回料筒6底部抵触力作用下相对于转轴62转动，在转轴62位于回料筒6下方后复位并与回料筒6内转轴62端部的销槽卡接，使台状筛盘5与回流筒内的转轴62能够径向传动，之后闭合对应的封闭板23，重复安装多组台状筛盘5。

制氧时，冷干、净化后的压缩空气经过圆筒筛21底端的进气口7进入，经台状筛盘5逐级分筛后，氮气分子被台状筛盘5内的沸石吸附，氧气由顶部排气口排出，在制氧过程中，收集电机51运行带动转轴62固定连接的收集筒53转动，收集筒53扫掠过台状筛筒2底部区域使沸石进入到收集筒53内部，在收集筒53与筛盘侧面与连通管52连接处对齐时，收集筒53内的沸石进入到连通管52中，连通管52设置为稍倾斜的状态，使沸石在重力作用下沿连通管52、插管211进入到输料管32中，收集筒53持续转动使挡环54挡住连通管52与台状筛盘5连接处，收集筒53继续收集沸石，输料管32内的螺旋输料轴322在输料电机321带动下转动，使沸石分布于输料管32内不同高度，输料管32侧面与集气管B421连通，在真空泵43抽气的情况下能够将沸石中吸附的氮气抽出，经清理的沸石由回料管61、回料筒6重新进入到筛盘内，由于筛盘为圆台状，进入到台状筛盘5内的沸石滚动散落均匀，覆盖于筛盘内沸石的上方，实现单个台状筛盘5内沸石循环，每个台状筛盘5均做相同循环。

实施例3

如图9-11所示，一种用于氮氧制作的分子筛除设备，底座1为方形座12，筛筒2为环形筛22，环形筛22包括固定连接在方形座12上的固定环221，固定环221内侧转动连接转环222，固定环221、转环222构成内部具有空腔的圆环，空腔内设置与转环222固定连接的截断环筛盘55，相邻截断环筛盘55之间留有间距，截断环筛盘55通过回料方管223连通清筛棱筒224，清筛棱筒224端部转动连接抽气管41，抽气管41与方形座12上固定的真空泵43连接，清筛机构4包括筛板44、抽气管41、真空泵43。

在制氧时，冷干、净化后的压缩空气由进气口7进入到环形筛22内，在固定环221外侧连接进气口7正对位置连接排气口，压缩空气经过转环222内固定的截断环筛盘55其中氮气由截断环筛盘55中的沸石吸附，气体经分筛后，氧气有排气口排出，转环222在外置驱动设备驱动下转动带动其固定的截断环筛盘55转动，截断环筛盘55转动至上方时，其中的沸石由回料方管223进入到清筛棱筒224中，此过程中，由于回料方管223中通过扭转弹簧连接阻流板2231，因此会在阻流板2231上方堆积一定量的沸石，在沸石重力大于扭转弹簧阻力时，沸石下落并且将回料方管223封闭，此时真空泵43将清筛棱筒224内沸石中吸附的氮气抽出，并且沸石随清筛棱筒224转动而翻动，同时位于清筛棱筒224下方的回料方管223内，清筛棱筒224内的沸石落下进入到对应的截断环筛盘55中，能够实现沸石循环中清理其中吸附的氮气，同时也能够使截断环筛盘55中沸石翻滚，避免压缩空气与沸石接触面始终保持一致导致先行吸附的效果不佳，即不断有新的部分沸石首先与压缩空气接触，使压缩空气在通过截断环筛盘55过程中保持相对较为一致的吸附速率，筛板44用于防止真空泵43抽气中将沸石颗粒。

Claims (10)

1.一种用于氮氧制作的分子筛除设备，其特征在于：包括筛座，筛座底部连接进气口，筛座上连接筛筒，筛筒侧面连接循环管一端，循环管侧面连接清筛机构，循环管连接循环机构，循环管另一端连接至筛筒侧面的循环口。

2.根据权利要求1所述的一种用于氮氧制作的分子筛除设备，其特征在于：所述循环管包括多个侧面依次连通的圆筒，循环机构包括每个圆筒内转动连接的循环扇轮，循环扇轮包括与圆筒转动连接的轮轴，轮轴上固定连接外端与圆筒内壁贴合的扇板，轮轴一端贯穿圆筒与气驱轮连接，气驱轮于气驱筒内，相邻气驱筒之间通过驱动气管连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于氮氧制作的分子筛除设备，其特征在于：多个所述圆筒中部的其中一个或多个连续的圆筒两侧的圆筒内贴合转动连接封闭筒，清筛机构包括位于两个封闭筒之间的圆筒端面的连接抽气管，抽气管外端连接真空泵。

4.根据权利要求1所述的一种用于氮氧制作的分子筛除设备，其特征在于：所述筛筒内设置多个以筛筒轴线为路径线性阵列的盘架，每个盘架上对应连接筛盘，筛筒侧面设置连接密封板的开口，筛盘侧面设置有与筛筒内插管插接的连通管，连通管与循环机构连接，筛盘顶部设置与循环口连接的连通管，连通管连接封闭件。

5.根据权利权利要求4所述的一种用于氮氧制作的分子筛除设备，其特征在于：所述封闭件包括封闭管，封闭管内转动连接多个呈环形阵列的封闭扇板。

6.根据权利要求5所述的一种用于氮氧制作的分子筛除设备，其特征在于：所述筛盘为圆锥台状，筛盘内部为用于容纳分子筛的中空腔，筛盘内转动连接收集筒，收集筒侧面设置收集槽，收集筒端部固定有与筛盘内壁贴合滑动的挡环，收集筒与转轴固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于氮氧制作的分子筛除设备，其特征在于：所述筛筒为内部中空的圆环状，筛筒内设置环形阵列的筛盘，筛筒转动连接于筛座上，筛筒包括与筛座固定的固定环且固定环与进气口连通，固定环与转环密封转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于氮氧制作的分子筛除设备，其特征在于：所述循环管连接于转环侧面，循环机构包括连接于转环中部的循环筒，清筛机构包括循环筒端面连接的真空泵，循环管内连接阻流板。

9.根据权利要求8所述的一种用于氮氧制作的分子筛除设备，其特征在于：所述阻流板与循环管通过销轴转动连接，销轴上套接有扭转弹簧。

10.根据权利要求3或9所述的一种用于氮氧制作的分子筛除设备，其特征在于：所述真空泵与循环管之间连接有筛板，筛板上密布通气孔。

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