CN208900240U - 一种富氧供气气路结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种富氧供气气路结构，包括第一供气气路、第二供气气路、第一排气气路以及第二排气气路；所述第一供气气路包括依次连接的空压机、冷却装置、油水分离器、换向阀以及第一吸附分离单元；所述第二供气气路包括依次连接的空压机、冷却装置、油水分离器、换向阀以及第二吸附分离单元；所述第一排气气路包括第一吸附分离单元、换向阀以及排气管；所述第二排气气路包括第二吸附分离单元、换向阀以及排气管。本实用新型为独立的运行系统，无需外界能源或者管路的加入即可完成富氧空气的制备，而且设有两条供气气路提高供气能力的同时方便吸附分离单元还原以实现无间断供气。
Description
技术领域
本实用新型涉及富氧供气技术领域，尤其涉及一种富氧供气气路结构。
背景技术
在现代社会，发动机的燃烧不充分给大气环境造成了严重污染，造成有限的石油资源的过快消耗，使人类面临严重的能源危机，为此，如何节约能源、提高发动机的燃烧性能和保护环境是汽车行业面临的重大问题。但是，现有的发动机都是采用吸入空气来助燃，而空气中仅含有21%的氧气是能提供助燃效果，剩余的气体绝大部分都不助燃，使得发动机的燃烧效率低，排放污染大。因此，专利号为201620765684.9的专利公开了一种车用发动机可控富氧进气系统，包括进气管路、变压吸附制氧装置、电控单元及各型传感器和阀。变压吸附制氧装置 制备出纯氧后，由氧气罐进行存储，然后通过与氧气罐相连的氧气旁通管路输入到发动机进气总管中，与自然进气进入的空气混合后实现供气。上述方法通过配备一个氧气罐的方式来确保输入到发动机的气体的氧气含量高，但是上述可控富氧进气系统是要与发动机搭配使用，专门配备一个氧气罐容易引起爆炸发生，存在巨大安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种富氧供气气路结构，在确保供气的含氧量高且稳定的同时，避免氧气大量聚集，留下安全隐患。
一种富氧供气气路结构，包括第一供气气路、第二供气气路、第一排气气路以及第二排气气路；
所述第一供气气路包括依次连接的空压机、冷却装置、油水分离器、换向阀以及第一吸附分离单元；
所述第二供气气路包括依次连接的空压机、冷却装置、油水分离器、换向阀以及第二吸附分离单元；
所述第一排气气路包括第一吸附分离单元、换向阀以及排气管；
所述第二排气气路包括第二吸附分离单元、换向阀以及排气管；
所述换向阀为两位四通阀，当处于第一工作位时，第一供气气路导通，第二供气气路关闭，第一排气气路关闭，第二排气气路导通；当处于第二工作位时，第二供气气路导通，第一供气气路关闭，第一排气气路导通，第二排气气路关闭。
本实用新型中首先通过空压机收集外界大量的空气并将其泵送到冷却装置进行冷却，降低气体的温度，接着气体进入到油水分离器中进行油水分离，避免杂质进入到吸附分离单元中对装置造成损坏，然后气体在换向阀的作用下每隔一段时间进入到不同的吸附分离单元，当气体泵入到吸附分离单元时，气体发生分离，氮气被吸附，氧气从吸附分离单元的出气口输送出去。相应地，换向阀也会让不工作的吸附分离单元的进气口与排气口连接，由于吸附分离单元内部压力高而外界压力低，所以在压力作用下，氮气从吸附分离单元的进气口向外排出。本实用新型通过不止一个吸附分离单元轮流交替使用，使得吸附分离单元可以不间断地供应富氧空气。
优选地，所述第一吸附分离单元包括第一进气口与第一出气口，所述第二吸附分离单元包括第二进气口与第二出气口，所述换向阀还包括第一排气口、第二排气口、第一入气口以及第二入气口，所述第一进气口与换向阀的第一排气口连接，所述第二进气口与换向阀的第二排气口连接，所述油水分离器与换向阀的第一入气口连接，所述排气管与换向阀的第二入气口连接。
当换向阀处于第一工作位时，换向阀的第一入气口与第一排气口连接，第二入气口与第二排气口连接；当换向阀处于第二工作位时，换向阀的第一入气口与第二排气口连接，第二入气口与第一排气口连接。具体的阀门切换方式为：当换向阀处于第一工作位时，第一入气口与第一排气口导通，与第二排气口不导通，第二排气口与第二入气口导通；此时，油水分离器的出气口与第一吸附分离单元的进气口连接，使得空气泵入到第一吸附分离单元，第二吸附分离单元内的高压氮气通过第二吸附分离单元的进气口逆向排出.当换向阀处于第二工作位时，第一入气口与第二排气口导通，与第一排气口不导通，第一排气口与第二入气口导通。此时，油水分离器的出气口与第二吸附分离单元的进气口连接，使得空气泵入到第二吸附分离单元，第一吸附分离单元内的高压氮气通过第一吸附分离单元的进气口逆向排出。
本实用新型通过两位四通阀从而实现富氧供气气路结构在第一工作状态与第二工作状态之间的无缝切换，使得吸附分离装置能有效分离气体的同时及时排放氮气，而且只需占用一条排放管道，而且第一供气气路与第二供气气路可以共用空压机、冷却装置、油水分离器以及换向阀，节约成本以及空间。
优选地，所述富氧供气气路结构还包括鼓风机，所述鼓风机用于向空压机提供空气。由于本实用新型设置在外壳内，空气不易流通，容易出现空气补充不足的情况，而且鼓风机吸进来的新鲜空气可以缓和由于空气被压缩而引起的温度上升。
优选地，所述富氧供气气路结构还包括电池，所述电池用于给空压机、冷却装置、油水分离器、换向阀以及吸附分离装置供电。通过内置电池使得富氧供气气路结构能脱离汽车单独使用，方便其随意拆卸与组装。
优选地，所述电池的电压在36V以下。
由于富氧供气气路结构是安装在汽车中，所以其能占用的空间不大，因此其内部装置如电池以及空压机的体积小，实际能提供的电压与排气量在一定范围内。
优选地，所述空压机的排气量为45L/min-101L/min。
优选地，所述吸附分离装置为分子筛吸附分离装置，采用的分子筛为13X分子筛。
优选地，所述富氧供气气路结构的体积为2.5*10^4~4.5*10^4cm3。
所述富氧供气气路结构还包括控制电路板，所述空压机、冷却装置、油水分离器、换向阀、第一吸附分离单元以及第二吸附分离单元与控制电路板信号连接。
所述控制电路板可以为CPU、PLD、PLC等可编程控制器。
一种包括上述富氧供气气路结构的发动机，所述富氧供气气路结构可拆卸安装在发动机上并将得到的富氧空气输送到发动机中。
相比起现有技术，本实用新型的优势在于：
（1）本实用新型通过不止一个吸附分离单元轮流交替使用，使得吸附分离单元可以不间断地供应富氧空气。
（2）本实用新型为独立的运行系统，无需外界能源或者管路的加入即可完成富氧空气的制备，而且体积小的同时性能高，十分方便地拆装在汽车上为发动机提供富氧空气。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为处于第一工作状态时的第一吸附分离单元与第二吸附分离单元的气体流向图。
图3为处于第一工作状态时的气体流向图。
图中标识：1、空压机；2、冷却装置；3、油水分离器；4、换向阀；5、第一吸附分离单元；6、第二吸附分离单元；7、排气管。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一种富氧供气气路结构，包括第一供气气路、第二供气气路、第一排气气路以及第二排气气路；
如图1所示，所述第一供气气路包括依次连接的空压机1、冷却装置2、油水分离器3、换向阀4以及第一吸附分离单元5；
所述第二供气气路包括依次连接的空压机1、冷却装置2、油水分离器3、换向阀4以及第二吸附分离单元6；
所述第一排气气路包括第一吸附分离单元5、换向阀4以及排气管7；
所述第二排气气路包括第二吸附分离单元6、换向阀4以及排气管7；
所述换向阀4为两位四通阀，当处于第一工作位时，第一供气气路导通，第二供气气路关闭，第一排气气路关闭，第二排气气路导通；当处于第二工作位时，第二供气气路导通，第一供气气路关闭，第一排气气路导通，第二排气气路关闭。
本实用新型中首先通过空压机1收集外界大量的空气并将其泵送到冷却装置2进行冷却，降低气体的温度，接着气体进入到油水分离器3中进行油水分离，避免杂质进入到吸附分离单元中对装置造成损坏，然后气体在换向阀4的作用下每隔一段时间进入到不同的吸附分离单元，当气体泵入到吸附分离单元时，气体发生分离，氮气被吸附，氧气从吸附分离单元的出气口输送到发动机中，为发动机提供富氧空气。相应地，换向阀4也会让不工作的吸附分离单元的进气口与排气口连接，由于吸附分离单元内部压力高而外界压力低，所以在压力作用下，氮气从吸附分离单元的进气口向外排出。本实用新型通过不止一个吸附分离单元轮流交替使用，使得吸附分离单元可以不间断地供应富氧空气。
优选地，所述第一吸附分离单元5包括第一进气口与第一出气口，所述第二吸附分离单元6包括第二进气口与第二出气口，所述换向阀还包括第一排气口、第二排气口、第一入气口以及第二入气口，所述第一进气口与换向阀4的第一排气口连接，所述第二进气口与换向阀4的第二排气口连接，所述油水分离器3与换向阀4的第一入气口连接，所述排气管7与换向阀4的第二入气口连接。
当换向阀4处于第一工作位时，如图2和图3所示，换向阀4的第一入气口与第一排气口连接，第二入气口与第二排气口连接，使得油水分离器3通过换向阀与第一吸附分离单元5连接，第一供气气路导通，同时第二吸附分离单元6与排气管7导通，第二排气气路导通；当换向阀4处于第二工作位时，换向阀4的第一入气口与第二排气口连接，第二入气口与第一排气口连接，使得油水分离器3通过换向阀与第二吸附分离单元6连接，第二供气气路导通，同时第一吸附分离单元5与排气管7导通，第一排气气路导通。
本实用新型通过两位四通阀从而实现富氧供气气路结构在第一工作状态与第二工作状态之间的无缝切换，使得吸附分离装置能有效分离气体的同时及时排放氮气，而且第一供气气路与第二供气气路同时共用空压机1、冷却装置2、油水分离器3、排气管7以及换向阀4等设备，节约成本以及空间。应理解虽然本实施例中第一供气气路与第二供气气路是共用空压机1、冷却装置2、油水分离器3以及换向阀4，但是第一供气气路与第二供气气路是可以不共用空压机1、冷却装置2、油水分离器3以及换向阀4等设备，上述设计可以避免空压机1长时间工作导致损坏。
优选地，所述富氧供气气路结构还包括鼓风机，所述鼓风机用于向空压机1提供空气。由于本实用新型设置在外壳内，空气不易流通，容易出现空气补充不足的情况，而且鼓风机吸进来的新鲜空气可以缓和由于空气被压缩而引起的温度上升。
优选地，所述富氧供气气路结构还包括电池，所述电池用于给空压机1、冷却装置2、油水分离器3、换向阀4以及吸附分离装置供电。通过内置电池使得富氧供气气路结构能脱离汽车单独使用，方便其随意拆卸与组装。
优选地，所述电池的电压在36V以下。
由于富氧供气气路结构是安装在汽车中，所以其能占用的空间不大，因此其内部装置如电池以及空压机1的体积小，实际能提供的电压与排气量在一定范围内。
优选地，所述空压机的排气量为45L/min-101L/min。
优选地，所述吸附分离装置为分子筛吸附分离装置，采用的分子筛为13X分子筛。
优选地，所述富氧供气气路结构的体积为2.5*10^4~4.5*10^4cm3。
所述富氧供气气路结构还包括控制电路板，所述空压机1、冷却装置2、油水分离器3、换向阀4、第一吸附分离单元5以及第二吸附分离单元6与控制电路板信号连接。
所述控制电路板可以为CPU、PLD、PLC等可编程控制器。
一种包括上述富氧供气气路结构的发动机，所述富氧供气气路结构可拆卸安装在发动机上并将得到的富氧空气输送到发动机中。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种富氧供气气路结构，其特征在于，包括第一供气气路、第二供气气路、第一排气气路以及第二排气气路；
所述第一供气气路包括依次连接的空压机、冷却装置、油水分离器、换向阀以及第一吸附分离单元；
所述第二供气气路包括依次连接的空压机、冷却装置、油水分离器、换向阀以及第二吸附分离单元；
所述第一排气气路包括第一吸附分离单元、换向阀以及排气管；
所述第二排气气路包括第二吸附分离单元、换向阀以及排气管；
所述换向阀为两位四通阀，
当处于第一工作位时，第一供气气路导通，第二供气气路关闭，第一排气气路关闭，第二排气气路导通；
当处于第二工作位时，第二供气气路导通，第一供气气路关闭，第一排气气路导通，第二排气气路关闭。
2.根据权利要求1所述的一种富氧供气气路结构，其特征在于，所述第一吸附分离单元包括第一进气口与第一出气口，所述第二吸附分离单元包括第二进气口与第二出气口；
所述换向阀还包括第一排气口、第二排气口、第一入气口以及第二入气口；
所述第一进气口与换向阀的第一排气口连接，所述第二进气口与换向阀的第二排气口连接，所述油水分离器与换向阀的第一入气口连接，所述排气管与换向阀的第二入气口连接。
3.根据权利要求2所述的一种富氧供气气路结构，其特征在于，当换向阀处于第一工作位时，换向阀的第一入气口与第一排气口连接，第二入气口与第二排气口连接；当换向阀处于第二工作位时，换向阀的第一入气口与第二排气口连接，第二入气口与第一排气口连接。
4.根据权利要求1所述的一种富氧供气气路结构，其特征在于，还包括鼓风机，所述鼓风机用于向空压机提供空气。
5.根据权利要求1所述的一种富氧供气气路结构，其特征在于，还包括电池，所述电池用于给空压机、冷却装置、油水分离器、换向阀以及吸附分离装置供电。
6.根据权利要求5所述的一种富氧供气气路结构，其特征在于，所述电池的电压在36V以下，所述空压机的排气量为45L/min-101L/min。
7.根据权利要求5所述的一种富氧供气气路结构，其特征在于，所述吸附分离装置为分子筛吸附分离装置，采用的分子筛为13X分子筛。
8.根据权利要求1所述的一种富氧供气气路结构，其特征在于，所述富氧供气气路结构的体积为2.5*10^4~4.5*10^4cm3。
9.根据权利要求1所述的一种富氧供气气路结构，其特征在于，还包括控制电路板，所述空压机、冷却装置、油水分离器、换向阀、第一吸附分离单元以及第二吸附分离单元与控制电路板信号连接。
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| CN201821422730.0U CN208900240U (zh) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 一种富氧供气气路结构 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114167027A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-11 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 矿用气体传感器自动调校装置及调校方法 |
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2018
- 2018-08-31 CN CN201821422730.0U patent/CN208900240U/zh active Active
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| CN114167027A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-11 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 矿用气体传感器自动调校装置及调校方法 |
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