CN203501346U - 空气净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空气净化系统，其包括：过滤装置，用于过滤或吸附去除室内空气中的污染物；风机，用于提供室内空气的循环动力；压缩空气源，用于提供压缩空气；氮氧分离装置，用于对压缩空气进行氮氧分离操作，输出高浓度氧气；以及混合输出装置，用于将高浓度氧气与通过过滤装置的过滤后的室内空气混合后输出。本实用新型的空气净化系统通过氮氧分离装置提高空气净化系统输出的净化空气中的氧气含量；解决了现有的空气净化器的无法补充新鲜的氧气的技术问题。

Description

空气净化系统

技术领域

本实用新型涉及空气净化领域，更具体地说，涉及一种空气净化系统 

背景技术

空气净化器是指对室内空气中的固态污染物、气态污染物等具有一定去除能力的电气装置。其通过机器内的风机使室内空气循环流动，污染的空气通过机器内的空气过滤装置对各种污染物清除或吸附，再经过装在机器出风口的负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被风机送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。 

但是现有的空气净化器虽然可以清洁、净化空气，但是无法补充新鲜的氧气，如在封闭空间内工作，时间稍长，用户可能会有感觉头晕、胸闷、易犯困等缺氧症状。 

故，有必要提供一种空气净化系统，以解决现有技术所存在的问题。 

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种空气净化系统。该空气净化系统通过氮氧分离装置提高空气净化系统输出的净化空气中的氧气含量；以解决现有的空气净化器的无法补充新鲜的氧气的技术问题。 

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下： 

提供一种空气净化系统，其包括： 

过滤装置，用于过滤或吸附去除室内空气中的污染物； 

风机，用于提供所述室内空气的循环动力； 

压缩空气源，用于提供压缩空气； 

氮氧分离装置，用于对所述压缩空气进行氮氧分离操作，输出高浓度氧气；以及 

混合输出装置，用于将所述高浓度氧气与通过所述过滤装置的过滤后的室内空气混合后输出。 

在本实用新型所述的空气净化系统中，所述混合输出装置上设置有用于根据室内空气的氧含量，控制所述高浓度氧气输出的控制阀。 

在本实用新型所述的空气净化系统中，所述氮氧分离装置，包括： 

进气模块，包括： 

密封盖，其上设置有用于通入压缩空气的进气孔以及用于排出分离的氮气的排气孔，所述密封盖与分子筛前盖构成第一密闭空间； 

切换旋转滑块，设置在所述第一密闭空间内的所述分子筛前盖上，用于通过旋转来切换进行氮氧分离操作的分子筛组件；以及 

驱动马达，用于驱动所述切换旋转滑块进行旋转； 

分离模块，包括： 

至少两个分子筛组件，用于进行氮氧分离操作； 

所述分子筛前盖，设置在所述分子筛组件的前端，其上设置有与所述分子筛组件对应的第一气孔；以及 

分子筛后盖，设置在所述分子筛组件的后端，其上设置有与所述分子筛组件对应的第二气孔；以及 

氧气输出模块，包括： 

密封件，用于控制所述分子筛组件的出气；以及 

出气件，用于将分离出的高浓度氧气输出，所述出气件与所述分子筛后盖构成第二密闭空间。 

在本实用新型所述的空气净化系统中，所述切换旋转滑块上设置有一用于排气的连通空间，所述密封盖的排气孔连接到所述连通空间内；当所述分子筛组件处于排气状态时，所述连通空间将所述排气孔与所述分子筛组件的第一气孔连通；当所述分子筛组件处于进气状态时，所述第一密闭空间将所述进气孔与所述分子筛组件的第一气孔连通。 

在本实用新型所述的空气净化系统中，所述切换旋转滑块上还设置有一密封部；当所述分子筛组件处于保压状态时，所述密封部将所述分子筛组件的第一气孔密封进行保压。 

在本实用新型所述的空气净化系统中，所述分子筛组件的进气状态时间和排气状态时间的比值为2∶1至3∶1；所述分子筛组件的排气状态时间和保压状态时间的比值为3∶1至4∶1。 

在本实用新型所述的空气净化系统中，所述驱动马达通过所述密封盖的排气孔对所述切换旋转滑块进行旋转驱动。 

在本实用新型所述的空气净化系统中，所述密封件包括与所述分子筛组件对应的密封弹片；当所述分子筛组件处于进气状态时，所述分子筛组件分离出的高浓度氧气依次通过所述分子筛组件的第二气孔以及所述出气件输出；所述密封弹片将其他分子筛组件的第二气孔密封。 

在本实用新型所述的空气净化系统中，所述分子筛前盖包括一与所述切换旋转滑块接触的防磨损件。 

在本实用新型所述的空气净化系统中，所述切换旋转滑块的材料为陶瓷，所述防磨损件的材料为聚四氟乙烯，所述密封件的材料为氟橡胶。 

实施本实用新型的空气净化系统，具有以下有益效果：通过氮氧分离装置提高空气净化系统输出的净化空气中的氧气含量；解决了现有的空气净化器的无法补充新鲜的氧气的技术问题。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中： 

图1为本实用新型的空气净化系统的优选实施例的结构示意图； 

图2为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的爆炸结构图； 

图3A为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的结构主视图； 

图3B为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的结构俯视图； 

图3C为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的结构仰视图； 

图3D为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的结构左视图； 

图3E为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的结构右视图； 

图3F为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的结构后视图； 

图3G为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的结构立体图； 

图4A为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之一； 

图4B为按图4A的A-A截面线得到的结构截面图； 

图5A为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之二； 

图5B为按图5A的A’-A’截面线得到的结构截面图； 

图6为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之三； 

图7为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的另一优选实施例的爆炸结构图。 

具体实施方式

下面结合图示，对本实用新型的优选实施例作详细介绍。 

请参照图1，图1为本实用新型的空气净化系统的优选实施例的结构示意图。该空气净化系统包括过滤装置101、风机102、压缩空气源103、氮氧分离装置104以及混合输出装置105。过滤装置101用于过滤或吸附去除室内空气中的污染物；风机102用于提供室内空气的循环动力；压缩空气源103用于提供压缩空气；氮氧分离装置104用于对压缩空气进行氮氧分离操作，输出高浓度氧气；混合输出装置105用于将高浓度氧气与通过过滤装置101的过滤后的室内空气混合后输出。其中混合输出装置105上设置有用于根据室内空气的氧含量，控制高浓度氧气输出的控制阀。 

本优选实施例的空气净化系统使用时，过滤前的室内空气在风机102的驱动下进入空气净化系统的进风口，然后通过进风口达到过滤装置，并通过过滤装置101过滤或吸附去除该室内空气中的污染物，此处可采用多种过滤方法，如网状滤尘网过滤、脱臭滤网过滤、甲醛去除滤网过滤、集尘滤网过滤以及加湿滤网过滤等。 

同时压缩空气源103提供压缩空气至氮氧分离装置104，氮氧分离装置104对压缩空气进行氮氧分离操作，输出高浓度氧气，该氮氧分离装置104的结构和工作原理请参见下面的具体描述。 

完成对室内空气的过滤以及高浓度氧气的生成之后，混合输出装置105将高浓度氧气与通过过滤装置101的过滤后的室内空气进行混合后，通过空气净化系统的出风口输出。同时根据室内空气的氧含量，通过控制阀控制氮氧分离装置输出的高浓度氧气的流量，使室内空气的氧气浓度达到最佳的28％至32％。 

下面对本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的结构进行详细的描述。 

请参照图2、图3A-图3G，图2为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的爆炸结构图，图3A-图3F为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的结构六视图(图中未示出驱动马达)，图3G为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的结构立体图(图中未示出驱动马达)。本优选实施例的氮氧分离装置包括进气模块1、分离模块2以及氧气输出模块3；进气模块1包括密封盖11、切换旋转滑块12以及驱动马达13，分离模块2包括至少两个分子筛组件21、分子筛前盖22以及分子筛后盖23，氧气输出模块3包括密封件31以及出气件32。 

同时请参照图4A和图4B，其中密封盖11上设置有用于通入压缩空气的进气孔111以及用于排出分离的氮气的排气孔112，密封盖11与分子筛前盖22构成第一密闭空间113；切换旋转滑块12设置在第一密闭空间113内的分子筛前盖22上，用于通过旋转来切换进行氮氧分离操作的分子筛组件21；驱动马达13用于驱动切换旋转滑块12进行旋转；分子筛组件21用于进行氮氧分离操作；分子筛前盖22设置在每个分子筛组件21的前端，其上设置有与分子筛组件21对应的第一气孔221；分子筛后盖23设置在分子筛组件21的后端，其上设置有与分子筛组件21对应的第二气孔231；密封件31用于控制分子筛组件21的出气(同时防止氧气回流以及串气)；出气件32用于将分离出的高浓度氧气输出，出气件32与分子筛后盖23构成第二密闭空间321；具体的密封件31包括与分子筛组件21相对应的密封弹片(即密封件31的密封弹片可密封的所有分子筛后盖23的第二气孔231)。 

其中切换旋转滑块的具体结构如图4A、图4B、图5A、图5B以及图6所示。图4A为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之一；图4B为按图4A的A-A截面线得到的结构截面图；图5A为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之二；图5B为按图5A的A’-A’截面线得到的结构截面图；图6为本实用新型的空气净化系统的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之三。本优选实施例的氮氧分离装置的分子筛组件21具有三个工作状态，分别为排气状态、进气状态以及保压状态。切换旋转滑块12上设置有一用于排气的连通空间121以及一密封部122，密封盖11的排气孔112连接到该连通空间121内。当分子筛组件21处于排气状态时，该连通空间121将排气孔112与相应的分子筛前盖22的第一气孔221连通，使得分子筛组件21可通过排气孔112将 分离出的氮气排出；当分子筛组件21处于进气状态时，第一密闭空间113将进气孔111与相应的分子筛前盖22的第一气孔221连通，使得分子筛组件21可通过进气孔111通入压缩空气；当分子筛组件21处于保压状态时，密封部122将相应的分子筛前盖22的第一气孔221密封，对分子筛组件21内的压缩空气进行保压，使分子筛组件21中的压缩空气进行充分的氮氧分离。 

下面结合图4A、图4B、图5A、图5B以及图6具体说明本优选实施例的氮氧分离装置的具体工作原理。 

为了便于观看，图中并未示出驱动马达13。但驱动马达13通过密封盖11的排气孔112对切换旋转滑块12进行旋转驱动。本优选实施例的氮氧分离装置包括第一分子筛组件211以及第二分子筛组件212。本优选实施例的氮氧分离装置工作时，首先参见图3A和图3B，这时第一分子筛组件211处于进气状态，第二分子筛组件212处于排气状态，分离模块2上与第一分子筛组件211对应的第一气孔2211、第一密闭空间113以及密封盖11上的进气孔111依次连通，这样进气孔111通入的压缩空气可以直接进入到第一分子筛组件211中进行氮氧分离；同时分离模块2上与第二分子筛组件212对应的第一气孔2212、切换旋转滑块12的连通空间121以及密封盖11上的排气孔112依次连通这样第二分子筛组件212分离出的氮气可通过排气孔112排出；这时第一分子筛组件211分离出的高浓度氧气依次通过分子筛后盖23的第二气孔2311以及出气件32输出，同时密封弹片将与第二分子筛组件212对应的第二气孔2312密封。 

当切换旋转滑块12在驱动马达13的驱动下进行旋转时，切换旋转滑块12可旋转到如图4A和图4B的位置，这时第一分子筛组件211处于排气状态，第二分子筛组件212处于进气状态，分离模块2上与第一分子筛组件211 对应的第一气孔2211、切换旋转滑块12的连通空间121以及密封盖11上的排气孔112依次连通，这样第一分子筛组件211分离出的氮气可通过排气孔112排出；同时分离模块2上与第二分子筛组件212对应的第一气孔2212、第一密闭空间113以及密封盖11上的进气孔111依次连通，这样进气孔111通入的压缩空气可以直接进入到第二分子筛组件212中进行氮氧分离；这时第二分子筛组件212分离出的高浓度的氧气依次通过分子筛后盖23的第二气孔2312以及出气件32输出，同时密封弹片将与第一分子筛组件211对应的分子筛后盖23的第二气孔2311密封。 

此外，本优选实施例的氮氧分离装置的分子筛组件21还具有保压状态。切换旋转滑块12可旋转到如图6的位置(这里默认为顺时间旋转)。这时第一分子筛组件211处于保压状态，第二分子筛组件212处于进气状态，分离模块2上与第一分子筛组件211对应的第一气孔2211被切换旋转滑块12的密封部122密封，使得第一分子筛组件211中的压缩空气可进行充分的氮氧分离；同时分离模块2上与第二分子筛组件212对应的第一气孔2212、第一密闭空间113以及密封盖11上的进气孔111依次连通，这样进气孔111通入的压缩空气可以直接进入到第二分子筛组件212中进行氮氧分离；这时第二分子筛组件212分离出的高浓度氧气依次通过与第二分子筛组件212对应的第二气孔2312以及出气件32输出，同时密封弹片将与第一分子筛组件211对应的第二气孔2311密封。 

综上所述，通过切换旋转滑块12的旋转，第一分子筛组件211和第二分子筛组件212依次切换进气状态、保压状态以及排气状态(针对第一分子筛组件211，切换旋转滑块12对应的位置依次如图4A、图6以及图5A所示)，这样可大大提高分子筛组件21的氮氧分离效率。同时第一分子筛组件211 和第二分子筛组件212依次切换进气状态和排气状态，使得氮氧分离装置可不间断的输出高浓度氧气。如切换旋转滑块12逆时针旋转，则切换旋转滑块12的密封部122应设置在切换旋转滑块12的另一侧，使得分子筛组件21排气状态之后尽快切换到进气状态。 

优选的，为了达到最佳的氮氧分离效率，这里通过设置切换旋转滑块12的连通空间121、切换旋转滑块12的密封部122以及密封盖11的第一密闭空间113的大小使得分子筛组件21的进气状态时间和排气状态时间的比值为2∶1至3∶1，即第一密闭空间113的截面面积约为切换旋转滑块12的连通空间121的截面面积的2至3倍(这里设定切换旋转滑块12在驱动马达13的带动下匀速旋转)；同时使得分子筛组件21的排气状态时间和保压状态时间的比值为3∶1至4∶1，即切换旋转滑块12的连通空间121的截面面积约为切换旋转滑块12的密封部122的截面面积的3至4倍。经测试，分子筛组件21的进气状态时间、排气状态时间以及保压状态时间的比值为30∶12∶3.5时，氮氧分离装置在5L/min的氧气流量下可保持90％以上的氧气浓度；而现有的氮氧分离装置在5L/min的氧气流量下一般只可达到30％-50％的氧气浓度。 

同时本优选实施例的氧气输出模块3的密封件31采用密封弹片的形式，处于进气状态的分子筛组件21内的压强大于氧气输出模块3的第二密闭空间321的压强，因此分子筛组件21内的高浓度氧气可依次通过分子筛组件21的第二气孔231、密封弹片(密封件31)以及出气件32输出；同时处于排气状态的分子筛组件21内的压强小于氧气输出模块3的第二密闭空间321的压强，密封弹片则将该分子筛组件21的第二气孔231密封(如第二气孔2311输出，则第二气孔2312密封)。这种密封结构简单，且不容易被高浓度氧气中的颗粒卡住而影响密封弹片的密封性(即使卡住也较易被输出的氧气吹 走)。这里密封弹片的材料优选为氟橡胶。 

本优选实施例的氮氧分离装置通过进气模块的设置使得该氮氧分离装置的结构简单、体积小、制作成本低；同时进气模块的设置使得该氮氧分离装置的气密性好以及制氧效率高。 

请参照图7，图7为本实用新型的氮氧分离装置的另一优选实施例的爆炸结构图。在上述优选实施例的基础上，本优选实施例的氮氧分离装置的分子筛前盖22包括一与切换旋转滑块12接触的防磨损件222。由于切换旋转滑块12需要不断在分子筛前盖22表面旋转，因长期的使用会对分子筛前盖22造成一定的磨损，因此在分子筛前盖22上设置一防磨损件222，同时分子筛前盖22的第一气孔221可直接设置在防磨损件222上，通过对防磨损件222的加固，可以大大延长氮氧分离装置的使用寿命，同时也方便对防磨损件222进行更换。这里切换旋转滑块12的材料优选为陶瓷，防磨损件222的材料优选为聚四氟乙烯。 

本优选实施例的氮氧分离装置在上述优选实施例的基础上，通过防磨损件222的设置，延长了氮氧分离装置的使用寿命，且使得本优选实施例的氮氧分离装置便于维修。 

本实用新型的空气净化系统通过氮氧分离装置提高空气净化系统输出的净化空气中的氧气含量，同时通过混合输出装置中的控制阀精确控制该氧气含量在较佳的范围内，很好地解决了现有的空气净化器的无法补充新鲜的氧气的技术问题。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种空气净化系统，其特征在于，包括： 

过滤装置，用于过滤或吸附去除室内空气中的污染物； 

风机，用于提供所述室内空气的循环动力； 

压缩空气源，用于提供压缩空气； 

氮氧分离装置，用于对所述压缩空气进行氮氧分离操作，输出高浓度氧气；以及 

混合输出装置，用于将所述高浓度氧气与通过所述过滤装置的过滤后的室内空气混合后输出 

其中所述过滤装置与所述混合输出装置连接，所述压缩空气源与所述氮氧分离装置连接，所述氮氧分离装置与所述混合输出装置连接。 

2.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，所述混合输出装置上设置有用于根据室内空气的氧含量，控制所述高浓度氧气输出的控制阀。 

3.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，所述氮氧分离装置，包括： 

进气模块，包括： 

密封盖，其上设置有用于通入压缩空气的进气孔以及用于排出分离的氮气的排气孔，所述密封盖与分子筛前盖构成第一密闭空间； 

切换旋转滑块，设置在所述第一密闭空间内的所述分子筛前盖上，用于通过旋转来切换进行氮氧分离操作的分子筛组件；以及 

驱动马达，用于驱动所述切换旋转滑块进行旋转； 

分离模块，包括： 

至少两个分子筛组件，用于进行氮氧分离操作； 

所述分子筛前盖，设置在所述分子筛组件的前端，其上设置有与所述分子筛组件对应的第一气孔；以及 

分子筛后盖，设置在所述分子筛组件的后端，其上设置有与所述分子筛组件对应的第二气孔；以及 

氧气输出模块，包括： 

密封件，用于控制所述分子筛组件的出气；以及 

出气件，用于将分离出的高浓度氧气输出，所述出气件与所述分子筛后盖构成第二密闭空间。 

4.根据权利要求3所述的空气净化系统，其特征在于，所述切换旋转滑块上设置有一用于排气的连通空间，所述密封盖的排气孔连接到所述连通空间内；当所述分子筛组件处于排气状态时，所述连通空间将所述排气孔与所述分子筛组件的第一气孔连通；当所述分子筛组件处于进气状态时，所述第一密闭空间将所述进气孔与所述分子筛组件的第一气孔连通。 

5.根据权利要求4所述空气净化系统，其特征在于，所述切换旋转滑块上还设置有一密封部；当所述分子筛组件处于保压状态时，所述密封部将所述分子筛组件的第一气孔密封进行保压。 

6.根据权利要求5所述的空气净化系统，其特征在于，所述分子筛组件的进气状态时间和排气状态时间的比值为2∶1至3∶1；所述分子筛组件的排气状态时间和保压状态时间的比值为3∶1至4∶1。 

7.根据权利要求3所述的空气净化系统，其特征在于，所述驱动马达通过所述密封盖的排气孔对所述切换旋转滑块进行旋转驱动。 

8.根据权利要求3所述的空气净化系统，其特征在于，所述密封件包括与所述分子筛组件对应的密封弹片；当所述分子筛组件处于进气状态时，所 述分子筛组件分离出的高浓度氧气依次通过所述分子筛组件的第二气孔以及所述出气件输出；所述密封弹片将其他分子筛组件的第二气孔密封。 

9.根据权利要求3所述的空气净化系统，其特征在于，所述分子筛前盖包括一与所述切换旋转滑块接触的防磨损件。 

10.根据权利要求9所述的空气净化系统，其特征在于，所述切换旋转滑块的材料为陶瓷，所述防磨损件的材料为聚四氟乙烯，所述密封件的材料为氟橡胶。 

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