CN205442643U - 变压吸附制氮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变压吸附制氮技术领域，尤其是涉及一种变压吸附制氮装置，包括：空气缓冲罐、吸附塔、消音器以及氮气缓冲罐；空气缓冲罐、吸附塔以及氮气缓冲罐依次连通；消音器与吸附塔连通，用于将吸附塔内的氧气排出，即完成吸附塔的放空，同时，在放空时阻挡空气进入吸附塔内。本实用新型提供的变压吸附制氮装置，通过空气缓冲罐、吸附塔、氮气缓冲罐以及消音器完成氮气的变压吸附方法制备，整体流程简单，减少了制备部件，从而缩小了变压吸附制氮装置占用的空间，进而使得变压吸附制氮装置适用于家庭电器设备等要求设备占用空间较小的场合。

Description

变压吸附制氮装置

技术领域

本实用新型涉及变压吸附制氮技术领域，尤其是涉及一种变压吸附制氮装置。

背景技术

氮气，通常状况下是一种无色无味的气体，而且一般氮气比空气密度小。氮气的化学性质不活泼，常温下很难跟其他物质发生反应。由于氮气的化学稳定性，其广泛应用于很多领域，例如，在汽车轮胎领域，氮气能起到提高轮胎行驶的稳定性和舒适性、防止爆胎和缺气碾行、延长轮胎使用寿命等作用。制氮方法有三类：即深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮。其中，变压吸附制氮是以空气为原料，用碳分子筛作吸附剂，利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性，运用变压吸附原理(加压吸附，减压解吸并使分子筛再生)而在常温下使氧和氮分离制取氮气。变压吸附制氮由于其便捷性而被广泛使用。

现有技术中采用变压吸附制备氮气的设备包括控制系统、空气缓冲罐、两个吸附塔、均压阀、反吹阀以及氮气缓冲罐。压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未吸附的氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入氮气缓冲罐，这个过程称之为左吸，持续时间为几十秒。左吸过程结束后，左吸附塔与右吸附塔通过上、下均压阀连通，使两塔压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为2～3秒。均压结束后，压缩空气经过空气进气阀、右吸进气阀进入右吸附塔，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，富集的氮气经过右吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为右吸，持续时间为几十秒。同时左吸附塔中碳分子筛吸附的氧气通过左排气阀降压释放回大气当中，此过程称之为解吸。制氮机反之左塔吸附时右塔同时也在解吸。为使分子筛中降压释放出的氧气完全排放到大气中，氮气通过一个常开的反吹阀吹扫正在解吸的吸附塔，把塔内的氧气吹出吸附塔。这个过程称之为反吹，它与解吸是同时进行的。右吸结束后，进入均压过程，再切换到左吸过程，一直循环进行下去。

但是，现有技术中的变压吸附制氮设备工艺流程复杂，从而使得设备占用空间较大，其体积一般为5000mm×1000mm×2000mm以上，不适用于家庭电器设备等要求设备占用空间较小的场合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供变压吸附制氮装置，以解决现有技术中存在的制氮设备不适用于空间较小场合的技术问题。

本实用新型提供的变压吸附制氮装置，包括：空气缓冲罐、吸附塔、消音器以及氮气缓冲罐；空气缓冲罐、吸附塔以及氮气缓冲罐依次连通；消音器与吸附塔连通，用于将吸附塔内的氧气排出。

进一步地，变压吸附制氮装置还包括两个吸附区；两个吸附区间隔设置；每个吸附区均并列设置有多个吸附塔；消音器、空气缓冲罐以及氮气缓冲罐依次设置在多个吸附塔之间。

进一步地，空气缓冲罐、吸附塔以及氮气缓冲罐上均设置有进口和出口；空气缓冲罐的出口与吸附塔的进口通过进气管连通；排气管的一端通过进气管与吸附塔连通，另一端与消音器连通；排气管上设置有电子阀。

进一步地，氮气缓冲罐的进口与吸附塔的出口通过氮气排出管连通；氮气排出管上设置有单向阀。

进一步地，氮气缓冲罐的出口处设置有减压阀。

进一步地，变压吸附制氮装置还包括外壳；外壳上设置有氮气出口和空气入口；氮气出口与氮气缓冲罐连通；空气入口与空气缓冲罐连通。

进一步地，外壳上还设置有散热口。

进一步地，外壳的材质为冷轧钢板。

进一步地，吸附塔包括塔壳体；塔壳体、空气缓冲罐与氮气缓冲罐均为无缝钢管。

进一步地，进气管、排气管以及氮气排出管的材质均为塑料。

本实用新型提供的变压吸附制氮装置，压缩空气通过空气缓冲罐进入至吸附塔内，空气中的氧气被吸附留存在吸附塔内，空气中的氮气进入至氮气缓冲罐以供使用者使用，吸附塔内的氧气通过消音器排出，即完成吸附塔的放空，同时，在放空时阻挡空气进入吸附塔内。

本实用新型提供的的变压吸附制氮装置，通过空气缓冲罐、吸附塔、氮气缓冲罐以及消音器完成氮气的变压吸附方法制备，整体流程简单，减少了制备部件，从而缩小了变压吸附制氮装置占用的空间，进而使得变压吸附制氮装置适用于家庭电器设备等要求设备占用空间较小的场合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的变压吸附制氮装置内部工作流程图；

图2为本实用新型实施例提供的变压吸附制氮装置的结构示意图；

图3本实用新型另一实施例提供的变压吸附制氮装置中外壳的结构示意图；

图4本实用新型又一实施例提供的变压吸附制氮装置种外壳的结构示意图。

附图标记：

1-空气缓冲罐；2-吸附塔；3-氮气缓冲罐；

4-消音器；5-电子阀；6-外壳；

7-空气入口；8-氮气出口；9-散热口；

10-氧气排放口；11-电源线接入口；12-减压阀；

13-单向阀；14-过滤器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供的变压吸附制氮装置，包括：空气缓冲罐1、吸附塔2、消音器4以及氮气缓冲罐3；空气缓冲罐1、吸附塔2以及氮气缓冲罐3依次连通；消音器4与吸附塔2连通，用于将吸附塔2内的氧气排出。

其中，还可包括过滤器14。压缩空气通过过滤器14与空气缓冲罐1连通。过滤器14可清除掉压缩空气中的杂质，从而保证进入空气缓冲罐1以及吸附塔2内的空气干净，避免空气缓冲罐1和吸附塔2内留存杂质，从而影响使用效果，延长了变压吸附制氮装置的使用寿命。

本实施例提供的变压吸附制氮装置，压缩空气通过空气缓冲罐1进入至吸附塔2内，空气中的氧气被吸附留存在吸附塔2内，空气中的氮气进入至氮气缓冲罐3以供使用者使用，吸附塔2内的氧气通过消音器4排出，即完成吸附塔2的放空，同时，在放空时阻挡空气进入吸附塔2内。

本实施例提供的的变压吸附制氮装置，通过空气缓冲罐1、吸附塔2、氮气缓冲罐3以及消音器4完成氮气的变压吸附方法制备，整体流程简单，减少了制备部件，从而缩小了变压吸附制氮装置占用的空间，进而使得变压吸附制氮装置适用于家庭电器设备等要求设备占用空间较小的场合。另外，本实施例提供的变压吸附制氮装置工艺流程简单，结构简单，在制备氮气纯度高达95％～99％的同时，方便使用者加工和制造。

在上述实施例的基础上，进一步地，变压吸附制氮装置还包括两个吸附区；两个吸附区间隔设置；每个吸附区均并列设置有多个吸附塔2；消音器4、空气缓冲罐1以及氮气缓冲罐3依次设置在多个吸附塔2之间。

其中，吸附可以为多个以上的任一个，例如：四个或者六个等等。较佳地，吸附塔2的数量为四个，每个吸附塔2呈圆柱形，其直径为45mm，每个吸附区均设置两个吸附塔2，每两个吸附塔2均并列设置。这样的尺寸可以保证在满足使用者需求的情形下，使得吸附塔2占用空间最小，从而缩小变压吸附制氮装置整体的体积。

本实施例中，将两个吸附区间隔设置，消音器4、空气缓冲罐1以及氮气缓冲罐3设置在两个吸附区之间，这样的设置可充分利用空间，从而减小装置整体体积。

在上述实施例的基础上，进一步地，空气缓冲罐1、吸附塔2以及氮气缓冲罐3上均设置有进口和出口；空气缓冲罐1的出口与吸附塔2的进口通过进气管连通；排气管的一端通过进气管与吸附塔2连通，另一端与消音器4连通；排气管上设置有电子阀5。

其中，吸附塔2通过补芯和快插接头与进气管连通，结构简单，方便使用，占用空间小。另外，还可在补芯和快插接头连接处设置钢丝网或者尼龙网，这样的设置可阻止吸附内的分子筛外漏，保证了装置使用过程中的正常运作。

本实施例中，压缩空气进入至空气缓冲罐1内，当电子阀5闭合时，空气缓冲罐1内的空气通过进气管进入至吸附塔2内，空气内的氧气被吸附，氮气排出至氮气缓冲罐3内。当电子阀5开启时，空气缓冲内的空气与吸附塔2内的氧气一起通过排气管被排出，即完成吸附塔2的放空。

本实施例中，通过电子阀5将消音器4与吸附塔2连通，通过控制电子阀5定时开启和闭合来控制吸附塔2的吸附和放空，实现了整体过程的自动性，方便使用者使用。

在上述实施例的基础上，进一步地，氮气缓冲罐3的进口与吸附塔2的出口通过氮气排出管连通；氮气排出管上设置有单向阀13。

其中，单向阀13的种类可以为多种，例如：直通式单项阀或者直角式单项阀。

本实施例中，吸附塔2内的氧气被吸附后，氮气通过氮气排出管，并经单向阀13调节，排出至氮气缓冲罐3内。

本实施例中，在氮气排出管上设置单向阀13，从而保证吸附塔2内的氮气进入至氮气缓冲罐3内，不会从氮气缓冲罐3内回流至吸附塔2内，从而使得氮气持续不断地从吸附塔2内输出进氮气缓冲罐3内，进而保证了氮气的输出效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，氮气缓冲罐3的出口处设置有减压阀12。

其中，减压阀12的种类可以为多种，例如：直接作用式减压阀、活塞式减压阀或者薄膜式减压阀等等。

本实施例中，氮气从吸附塔2内进入至氮气缓冲罐3，并经减压阀12调节使得氮气在输出供使用者使用时保持稳定的压力。

本实施例中，在氮气缓冲罐3的出口处设置减压阀12，从而使得氮气在输出供使用者使用时保持使用者预设的压力数值，方便了使用者使用。

在上述实施例的基础上，进一步地，变压吸附制氮装置还包括外壳6；外壳6上设置有氮气出口8和空气入口7；氮气出口8与氮气缓冲罐3连通；空气入口7与空气缓冲罐1连通。

其中，外壳6的形状可以为多种，例如：长方体或者正方体等等。较佳地，外壳6为长方体，其长度为350mm，宽度300mm，深度为45mm。这样的尺寸设计即可满足使用者需求，同时使得装置整体占用体积最小。

还可在外壳6上设置氧气排放口10和电源线接入口11，氧气排放口10将吸附塔2内的氧气排放至外部，电源接线口可将外壳6内的线路与外部电源接通，方便使用。

还可包括空气压缩机，空气压缩机将外部空气压缩后通过空气入口7输入至空气缓冲罐1内。

本实施例中，在各个部件外罩设有外壳6，从而避免空气缓冲罐1、吸附塔2、氮气缓冲罐3等部件裸漏在外，避免各个部件落入灰尘等杂质，同时也可避免各个部件受外力影响摩擦受损，延长了整个装置的使用寿命。

在上述实施例的基础上，进一步地，外壳6上还设置有散热口9。

其中，散热口9的数量可以一个，还可以为两个以上的多个。多个散热口9并列设置在外壳6上。较佳地，散热口9为两个以上的多个，从而保证外壳6内和外部的空气流通，进而维持了外壳6内的温度，避免外壳6内温度过高，使得各个部件作用受损。

散热口9的形状可以为多种，例如：方形、圆形或者不规则形状等等。

本实施例中，在外壳6上设置散热口9，使得外壳6内与外部空气流通，从而降低外壳6内的温度，避免外壳6内温度过高，使得各个部件作用受损，延长装置的使用寿命。

在上述实施例的基础上，进一步地，外壳6的材质为冷轧钢板。

本实施例中，将外壳6的材质设置为冷轧钢板，方便加工制造。

在上述实施例的基础上，进一步地，吸附塔2包括塔壳体；塔壳体、空气缓冲罐1与氮气缓冲罐3均为无缝钢管。

本实施例中，将塔壳体、空气缓冲罐1与氮气缓冲罐3均设置为无缝钢管，方便加工制造。

在上述实施例的基础上，进一步地，进气管、排气管以及氮气排出管的材质均为塑料。

其中，进气管、排气管以及氮气排出管可均为气动软管。

本实施例中，将进气管、排气管以及氮气排出管的材质均为塑料，其在保证功能实现的前提下，减轻了装置的重量，从而方便使用者移动或者携带。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种变压吸附制氮装置，其特征在于，包括：空气缓冲罐、吸附塔、消音器以及氮气缓冲罐；

所述空气缓冲罐、所述吸附塔以及所述氮气缓冲罐依次连通；所述消音器与所述吸附塔连通，用于将所述吸附塔内的氧气排出。

2.根据权利要求1所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，还包括两个吸附区；

两个所述吸附区间隔设置；每个所述吸附区均并列设置有多个所述吸附塔；所述消音器、所述空气缓冲罐以及所述氮气缓冲罐依次设置在多个所述吸附塔之间。

3.根据权利要求2所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述空气缓冲罐、所述吸附塔以及所述氮气缓冲罐上均设置有进口和出口；所述空气缓冲罐的出口与所述吸附塔的进口通过进气管连通；排气管的一端通过所述进气管与所述吸附塔连通，另一端与所述消音器连通；所述排气管上设置有电子阀。

4.根据权利要求3所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述氮气缓冲罐的进口与所述吸附塔的出口通过氮气排出管连通；所述氮气排出管上设置有单向阀。

5.根据权利要求4所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述氮气缓冲罐的出口处设置有减压阀。

6.根据权利要求5所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，还包括外壳；

所述外壳上设置有氮气出口和空气入口；所述氮气出口与所述氮气缓冲罐连通；所述空气入口与所述空气缓冲罐连通。

7.根据权利要求6所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述外壳上还设置有散热口。

8.根据权利要求6所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述外壳的材质为冷轧钢板。

9.根据权利要求1所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述吸附塔包括塔壳体；所述塔壳体、所述空气缓冲罐与所述氮气缓冲罐均为无缝钢管。

10.根据权利要求4所述的变压吸附制氮装置，其特征在于，所述进气管、所述排气管以及所述氮气排出管的材质均为塑料。