CN201632182U - Psa吸附床自动补偿压紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PSA吸附床自动补偿压紧装置，包括筒体、设在筒体两端并分别与筒体两端端口焊接的进气封头和出气封头，筒体内设有吸附层，进气封头上设有进气管，进气管端口处设有气流扩散装置，出气封头上设有出气装置，出气装置包括夹套管和补偿压紧装置，补偿压紧装置包括压紧气缸、气缸顶杆和活塞，筒体上还设有卸料口，本实用新型通过出气端的补偿压紧装置使吸附塔工作时的吸附床密实且不容易摩擦粉化，吸附床的微量空隙能得到及时补充，同时，通过进口端的气体扩散管和百叶旋风片对气流的双重扩散降速，降低了气流的冲击能量，延长了吸附剂的使用寿命。

Description

PSA吸附床自动补偿压紧装置

技术领域

本实用新型涉及到一种空分设备装置，尤其涉及到一种PSA吸附床自动补偿压紧装置。

背景技术

现代工业中，为了得到高品质、低成本的氧气和氮气，变压吸附得到了广泛的应用，变压吸附系统采用两塔或两塔以上的吸附床轮流切换工作，吸附材料采用分子筛，一般的吸附系统中，进气管和出气管直接与分子筛接触，由于吸附床吸附和再生交替进行，使吸附床的压力不断变化，容易造成吸附床的松动引起分子筛颗粒的过度摩擦粉化形成微量空隙，同时，气流直接吹向分子筛，容易造成分子筛颗粒的破损，降低了分子筛的使用寿命，而且气流集中吹向一处，也容易造成分子筛的局部过载，使分子筛的利用率较低，为此，人们作了一些改进，如中国专利号为CN92236007.3的、名称为分体式吸附罐的实用新型专利，吸附罐由上封头、罐体和下封头组成，上、下封头与罐体采用法兰盘连接，在上、下封头颈处各放置一块双层分流板，在下封头与罐体交接处也安放一块以层分流板，实现三级分流，该实用新型的进气气流不直接吹向滤层，设有三级分流装置，过滤效果较好，但由于进气口无扩散装置，使气流仍不能分布均匀，滤料利用率较低，同时，吸附床无法得到及时补充和持续压紧，滤料更换麻烦，给设备正常运行带来一定的影响。

实用新型内容

本实用新型主要解决吸附床因吸附再生的交变力而产生的微量空隙无法及时得到补充和压紧而使吸附床无法工作的技术问题，同时解决因气流直接吹向分子筛而使分子筛容易粉化、局部过载、分子筛利用率较低和使用寿命较短的不足；提供了一种能及时补偿分子筛并压紧吸附床、防止分子筛破损粉化，使分子筛利用率较高且寿命较长的PSA吸附床自动补偿压紧装置。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型主要是采用下述技术方案：

本实用新型包括筒体、设在筒体两端并分别与筒体两端端口焊接的进气封头和出气封头，筒体内设有吸附床位，所述的进气封头上设有进气管，进气管端口处设有气流扩散装置，所述出气封头上设有出气装置，所述出气装置包括夹套管和补偿压紧装置，所述夹套管的一部分设在筒体内，所述补偿压紧装置与设在筒体外的夹套管连接，所述筒体上还设有卸料口，补偿压紧装置可补偿和压紧吸附床因吸附再生的交变压力而产生的微量空隙，保证设备的正常使用，进口处的气流扩散装置，降低了气流的冲击能量并均匀分配了气流量，提高了分子筛的使用寿命，提高了成品气的纯度。

作为优选，所述的进气封头和出气封头均为椭圆封头，所述夹套管设在出气封头的中央，所述夹套管包括同轴等高的外管和内管，所述外管与内管之间的间隙形成出气通道，设在筒体内的夹套管端口处设有封盖，外管和内管的端口设置在封盖上并与封盖固定，封盖的中央设有通孔，通孔小于内管的内径，封盖的通孔与内管的管壁之间形成一凸台，设在筒体外的夹套管端口设有法兰，外管与内管的端口之间设有环形封盖，法兰上连接有相应配套的法兰盖，法兰盖上设有顶杆孔，内管既作为气缸的活塞腔，又成为吸附床的加料口，凸台为活塞的极限挡块。

作为优选，设在筒体内的外管上设有多个排气孔，所述排气孔环形均匀分布，设在筒体外的外管上设有出气管，所述出气管垂直于外管的轴线并与外管焊接，所述出气管的端口设有法兰，多个排气孔的面积总和大于出气管的截面面积。

作为优选，所述补偿压紧装置包括压紧气缸、气缸顶杆和活塞，所述的压紧气缸设在法兰盖的中央，所述活塞设在内管中，活塞平面与内管轴线垂直，活塞外沿与内管管径相吻合，气缸顶杆穿过法兰盖上的顶杆孔与活塞连接，活塞上设有气压平衡孔，与吸附床相通的一段内管与活塞底面形成吸附剂补偿腔，所述压紧气缸上还设有预报警开关和极限报警开关，补偿压紧装置使吸附床的微量空隙能通过补偿腔内的分子筛而得到及时补充，使吸附床在工作中始终保持压紧状态，防止分子筛松动造成相互摩擦而快速粉化引起的设备故障，同时，预报警开关和极限报警开关的设置，使用户能及时了解补偿腔内的分子筛状况，提前作好添加工作和停机准备。

作为优选，所述吸附床的材料为分子筛，吸附床两端分别设有进气网格和出气网格，所述进气网格和出气网格分别包括孔板、金属网和椰垫，所述孔板上设有多个均匀分布的圆孔，所述金属网贴合在孔板的表面，金属网朝向吸附床的一侧，金属网的网孔小于分子筛的粒径，椰垫设在金属网的表面上，多层材料组成的网格，尤其是具有良好收缩性能的椰垫使用，在防止分子筛泻漏的同时又提升了吸附床抗冲击的能力。

作为优选，所述的进气网格为平面状网格，进气网格的外沿与进气封头的内壁焊接，

作为优选，所述的出气网格为圆形伞状网格，圆形伞状网格的顶端朝向外管一侧，出气网格的中央开有通孔，所述通孔的边沿与设在筒体内的外管端口焊接，出气网格的外沿与出气封头内壁焊接。

作为优选，所述的进气管设在进气封头的中央，进气管端口处焊接有法兰，百叶旋风片设在进气管靠近进气封头的端口处，百叶旋风片与进气管同轴并与进气管内壁焊接，气流从旋风板设定的方向向四周扩散流出，平稳均匀进入吸附床，避免了气流对吸附剂的直接冲击，延长了吸附剂的使用寿命，消除了吸附床的死角，提高了吸附剂的使用寿命。

作为优选，所述气流扩散装置包括气体缓冲腔和气体扩散管，所述气体缓冲腔与进气管法兰连接，气体缓冲腔的底部封闭，气体缓冲腔的侧壁上设有通孔，所述气体扩散管穿过通孔与气体缓冲腔的轴线垂直并固定连接，设在气体缓冲腔外的气体扩散管端口设有法兰，气体扩散管的另一端端口封闭，在气体缓冲腔内的气体扩散管管壁上设有多个均匀分布的小孔，进口气流通过小孔降速并经过气体缓冲腔的缓冲，减弱了气流的能量，降低了气流的冲击力。

作为优选，所述进气封头上靠近进气管一侧设有球面网筛，球面网筛的圆心朝向进气管，球面网筛与进气网格之间设有球形干燥剂，所述球面网筛包括孔板和金属网，所述孔板的外沿与进气封头的内壁焊接，孔板上设有多个均匀分布的圆孔，所述的金属网贴合在孔板的表面，金属网朝向所述球形干燥剂的一侧，金属网的网孔小于球形干燥剂的粒径，进气口设置干燥剂，减轻了分子筛的吸附负载，延长了分子筛的使用寿命，提高了成品气的纯度。

本实用新型的有益效果是：通过出气端的补偿压紧装置使吸附塔工作时的吸附床密实且不容易摩擦粉化，吸附床的微量空隙能得到及时补充，保证了设备长期正常运行，且方便吸附剂的加料和卸料，同时，通过进口端的气体扩散管和百叶旋风片对气流的双重扩散降速，降低了进口端气流的冲击能量并均匀分配了气流量，消除了吸附床的死角，防止吸附剂破损粉化，提高了吸附剂的利用率，在进气口设置了球形干燥剂，更减轻了吸附剂的负荷，延长了吸附剂的使用寿命，提高了成品气的纯度。

附图说明

图1是本实用新型的一种剖面结构示意图。

图中1.筒体，2.进气封头，3.出气封头，4.吸附床，5.进气管，6.卸料口，7.外管，8.内管，9.出气通道，10.排气孔，11.出气管，12.压紧气缸，13.气缸顶杆，14.活塞，15.吸附剂补偿腔，16.预报警开关，17.极限报警开关，18.进气网格，19.出气网格，20.百叶旋风片，21.气体缓冲腔，22.气体扩散管，23.球面网筛，24.球形干燥剂。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的PSA吸附床自动补偿压紧装置，如图1所示，包括筒体1、分别与筒体两端端口焊接的进气封头2和出气封头3，进气封头和出气封头均为椭圆封头，进气封头上焊接有进气管5，进气管端口处设计有气流扩散装置，出气封头上安装有出气装置，包括夹套管和补偿压紧装置，夹套管设置在出气封头的中央，夹套管的一部分在筒体内，包括同轴等高的外管7和内管8，外管与内管之间的间隙形成出气通道9，设置在筒体内的夹套管端口处焊接有封盖，外管和内管的端口设置在封盖上并与封盖焊接，封盖的中央开有通孔，通孔小于内管的内径，通孔的孔壁与内管的管壁形成一凸台，设置在筒体外的夹套管端口处焊接有法兰，外管与内管的端口之间焊接有环形封盖，法兰上连接有相应配套的法兰盖，法兰盖上开有顶杆孔，设置在筒体内的外管管壁上开有四个排气孔10，排气孔环形均匀分布，设置在筒体外的外管上设计有出气管11，出气管垂直于外管的轴线并与外管焊接，出气管的端口处焊接有法兰，排气孔的面积总和大于出气管的截面面积。补偿压紧装置包括压紧气缸12、气缸顶杆13和活塞14，压紧气缸设置在法兰盖的中央，活塞放置在内管中，活塞平面与内管轴线垂直，活塞外沿与内管管径相吻合，气缸顶杆穿过法兰盖上的顶杆孔与活塞连接，活塞上开有气压平衡孔，与吸附床相通的一段内管与活塞底面形成吸附剂补偿腔15，补偿腔内充满分子筛，压紧气缸上还安装有预报警开关16和极限报警开关17。筒体上还设计有卸料口6，筒体内设置有分子筛吸附床4，分子筛吸附床的两端分别设计有进气网格18和出气网格19，进气网格和出气网格分别包括孔板、金属网和椰垫，孔板上开有多个均匀分布的圆孔，金属网贴合在孔板的表面，金属网朝向吸附层的一侧，金属网的网孔小于分子筛的粒径，椰垫铺设在金属网的表面上，进气网格为平面状网格，进气网格的外沿与进气封头的内壁焊接，出气网格为圆形伞状网格，圆形伞状网格的顶端朝向外管一侧，出气网格的中央开有通孔，通孔的边沿与外管端口焊接，出气网格的外沿与出气封头内壁焊接。进气管装在进气封头的中央，进气管端口处焊接有法兰，百叶旋风片20装在进气管靠近进气封头的端口处，百叶旋风片与进气管同轴并与进气管内壁焊接。气流扩散装置包括气体缓冲腔21和气体扩散管22，气体缓冲腔与进气管法兰连接，气体缓冲腔的底部封闭，气体缓冲腔的侧壁上开有通孔，气体扩散管穿过通孔与气体缓冲腔的轴线垂直并固定连接，在气体缓冲腔外的气体扩散管端口处焊接有法兰，气体扩散管的另一端端口封闭，在气体缓冲腔内的气体扩散管管壁上开有多个均匀分布的小孔，进气封头上靠近进气管一侧安装有球面网筛23，球面网筛的圆心朝向进气管，球面网筛与进气网格之间放置有球形干燥剂24，球面网筛包括孔板和金属网，孔板的外沿与进气封头的内壁焊接，孔板上开有多个均匀分布的圆孔，金属网贴合在孔板的表面，金属网朝向球形干燥剂的一侧，金属网的网孔小于球形干燥剂的粒径。在工作时，压缩空气通过气体扩散管上的小孔降速后流入气体缓冲腔内缓冲，使进气流速进一步下降，缓冲后的压缩空气通过进气管内的百叶旋风片向四周扩散,并沿切线方向均匀进入吸附塔底部，消除了吸附床的死角，并通过球面网筛与球形干燥剂除去残余的水份后均匀平稳进入分子筛吸附床进行吸附，并利用进气网格和出气网格的孔板和椰垫的二次缓冲后穿过外管上的排气孔从外管和内管之间的出气通道和出气管流出，完成整个吸附过程，压紧气缸通过气缸顶杆带动活塞在内管中运动，将补偿腔中的分子筛压紧，同时也压紧了筒体内的分子筛吸附床，当吸附床中的分子筛出现微量空隙时，补偿腔中的分子筛在压紧气缸的作用下，及时进入吸附床，填补了吸附床中的空隙，如补偿腔内的分子筛量低于要求，则预报警开关动作，提示用户提前作好添加工作和停机准备，如补偿腔内的分子筛量继续下降至极限位，则极限报警开关动作，提醒用户注意，此时如仍未及时补充分子筛，则约20天后设备将安全停机。

Claims (9)

1.一种PSA吸附床自动补偿压紧装置，包括筒体（1）、设在筒体两端并分别与筒体两端端口焊接的进气封头（2）和出气封头（3），筒体内设有吸附床（4），其特征在于：所述的进气封头上设有进气管（5），进气管端口处设有气流扩散装置，所述出气封头上设有出气装置，所述出气装置包括夹套管和补偿压紧装置，所述夹套管的一部分设在筒体内，所述补偿压紧装置与设在筒体外的夹套管连接，所述筒体上还设有卸料口（6）。

2.根据权利要求1所述的PSA吸附床自动补偿压紧装置，其特征在于：所述的进气封头（2）和出气封头（3）均为椭圆封头，所述夹套管设在出气封头的中央，所述夹套管包括同轴等高的外管（7）和内管（8），所述外管与内管之间的间隙形成出气通道（9），设在筒体（1）内的夹套管端口处设有封盖，外管和内管的端口设置在封盖上并与封盖固定，封盖的中央设有通孔，通孔小于内管的内径，封盖的通孔与内管的管壁之间形成一凸台，内管与吸附床相通，设在筒体外的夹套管端口处设有法兰，外管与内管的端口之间设有环形封盖，法兰上连接有相应配套的法兰盖，法兰盖上设有顶杆孔。

3.根据权利要求2所述的PSA吸附床自动补偿压紧装置，其特征在于：设在筒体（1）内的外管（7）上设有多个排气孔（10），所述排气孔环形均匀分布，设在筒体外的外管上设有出气管（11），所述出气管垂直于外管的轴线并与外管焊接，所述出气管的端口设有法兰，多个排气孔的面积总和大于出气管的截面面积。

4.根据权利要求1所述的PSA吸附床自动补偿压紧装置，其特征在于：所述补偿压紧装置包括压紧气缸（12）、气缸顶杆（13）和活塞（14），所述的压紧气缸设在法兰盖的中央，所述活塞设在内管（8）中，活塞平面与内管轴线垂直，活塞外沿与内管管径相吻合，所述气缸顶杆穿过法兰盖上的顶杆孔与活塞连接，活塞上设有气压平衡孔，与吸附床相通的一段内管与活塞底面形成吸附剂补偿腔（15），所述压紧气缸上还设有预报警开关（16）和极限报警开关（17）。

5.根据权利要求1所述的PSA吸附床自动补偿压紧装置，其特征在于：所述吸附床（4）的材料为分子筛，吸附床两端分别设有进气网格（18）和出气网格（19），所述进气网格和出气网格分别包括孔板、金属网和椰垫，所述孔板上设有多个均匀分布的圆孔，所述的金属网贴合在孔板的表面，金属网朝向吸附床的一侧，金属网的网孔小于分子筛的粒径，椰垫设在金属网的表面上。

6.根据权利要求5所述的PSA吸附床自动补偿压紧装置，其特征在于：所述的进气网格（18）为平面状网格，进气网格的外沿与进气封头（2）的内壁焊接，

根据权利要求5所述的PSA吸附床自动补偿压紧装置，其特征在于：所述的出气网格（19）为圆形伞状网格，圆形伞状网格的顶端朝向外管（7）一侧，出气网格的中央开有通孔，所述通孔的边沿与设在筒体（1）内的外管端口焊接，出气网格的外沿与出气封头（3）内壁焊接。

7.根据权利要求1所述的PSA吸附床自动补偿压紧装置，其特征在于：所述的进气管（5）设在进气封头（2）的中央，进气管端口处焊接有法兰，百叶旋风片（20）设在进气管靠近进气封头的端口处，百叶旋风片与进气管同轴并与进气管内壁焊接。

8.根据权利要求1所述的PSA吸附床自动补偿压紧装置，其特征在于：所述气流扩散装置包括气体缓冲腔（21）和气体扩散管（22），所述气体缓冲腔与进气管（5）法兰连接，气体缓冲腔的底部封闭，气体缓冲腔的侧壁上设有通孔，所述气体扩散管穿过通孔与气体缓冲腔的轴线垂直并固定连接，设在气体缓冲腔外的气体扩散管端口设有法兰，气体扩散管的另一端端口封闭，在气体缓冲腔内的气体扩散管管壁上设有多个均匀分布的小孔。

9.根据权利要求1或2所述的PSA吸附床自动补偿压紧装置，其特征在于：所述进气封头（2）上靠近进气管（5）一侧设有球面网筛（23），球面网筛的圆心朝向进气管，球面网筛与进气网格（17）之间设有球形干燥剂（24），所述球面网筛包括孔板和金属网，所述孔板的外沿与进气封头的内壁焊接，孔板上设有多个均匀分布的圆孔，所述的金属网贴合在孔板的表面，金属网朝向所述球形干燥剂的一侧，金属网的网孔小于球形干燥剂的粒径。

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