CN213141403U - 一种用于制氧机的分子筛罐结构及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于制氧机的分子筛罐结构及装置，包括：罐体、下端盖、上端盖、进气口、出气口、密封垫、筛板以及滤棉；罐体纵向隔离为两个腔室；分子筛填充于腔室内；罐体的顶部设有上端盖；进气口和出气口设置在上端盖的顶面上；进气口和出气口与相邻的两个腔室相连通；罐体的底端设有下端盖；两个腔室的底部相连通；上端盖与腔室的顶部之间依次设有筛板和滤棉。本实用新型在满足原有功能和性能要求的基础上，结构更加紧凑，装配工艺更加简化，能够实现方便地安装和更换分子筛罐，同时有利于制氧机内部结构的集成，从而实现制氧机的模块化设计。

Description

一种用于制氧机的分子筛罐结构及装置

技术领域

本实用新型涉及以变压吸附(PSA)技术为基础的制氧机技术领域，尤其涉及一种用于制氧机的分子筛罐结构及装置。

背景技术

分子筛式制氧机是指以变压吸附(PSA)技术为基础，从空气中提取氧气的设备。其利用分子筛物理吸附和解吸技术在制氧机分子筛罐内装填分子筛，在加压时可将空气中氮气吸附，未被吸附的氧气被收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。具体工作过程为外界空气经过过滤后进入空气压缩机，然后通过切换阀进入分子筛罐。在分子筛罐内，氮气被分子筛吸附，氧气在吸附塔顶部被聚积后进入储氧罐，然后成品气再经过稳压阀、除尘除菌过滤器过滤即获得合格的医用氧气。一般制氧机配有两个分子筛罐，通过切换阀使其交替加压与排气，使两个分子筛罐循环工作，从而实现制氧机的连续供氧。分子筛罐是制氧机内部核心部件之一，目前绝大多数制氧机产品所采用的传统分子筛罐结构相对简单，其结构组成主要包括罐体、上下筛板、弹簧及上下端盖，分子筛填充于上下筛板之间，在上下端盖装分别装有进气口和出气口。

随着技术进步和市场需求的变化，制氧机越来越趋向于小型化，便携制氧机的市场需求越来越大，但小型制氧机相对于大型制氧机分子筛工作寿命远低于传统大型制氧机的分子筛工作寿命，这就要求分子筛达到工作寿命后对整套分子筛罐进行更换。由于传统分子筛罐结构的局限性，更换分子筛罐的工艺流程相对比较繁琐，需要打开机壳，拔下管路对其更换，只有专业的售后维修人员才可以操作。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于制氧机的分子筛罐结构及装置，以克服上述技术问题。

本实用新型一种用于制氧机的分子筛罐结构，包括：罐体、下端盖、上端盖、进气口、出气口、密封垫、筛板以及滤棉；所述罐体纵向隔离为两个腔室；分子筛填充于所述腔室内；所述罐体的顶部设有所述上端盖；所述进气口和出气口设置在所述上端盖的顶面上；所述进气口和出气口分别与两个所述腔室相连通；所述罐体的底端设有所述下端盖；两个所述腔室的底部相连通；所述上端盖与所述腔室的顶部之间依次设有所述筛板和滤棉。

基于权利要求1所述的一种用于制氧机的分子筛罐装置，包括多个权利要求1所述的用于制氧机的分子筛罐结构；多个所述用于制氧机的分子筛罐结构对称或直线排布。

进一步地，一种用于制氧机的分子筛罐结构，还包括：弹簧；所述筛板与所述上端盖之间设有所述弹簧；所述弹簧处于压缩状态，所述上端盖开启后所述弹簧复位。

进一步地，还包括：密封垫；所述下端盖和上端盖与所述罐体之间分别设有所述密封垫；所述密封垫用螺钉与所述罐体固定连接。

进一步地，所述进气口和出气口位于所述腔室的一端设有挡板。

进一步地，所述罐体为长方体/圆柱体结构；两个所述腔室的横截面积相等；罐体的高度是与所述罐体(1)截面积相等的圆形直径的1至4倍。

进一步地，所述筛板上布设有多个通孔，所述通孔的直径不大于4mm；所述滤棉的过滤孔径小于0.2mm。

进一步地，所述进气口和出气口的结构和规格相同。

本实用新型采用一种上进上出式分子筛罐进出气口的结构设计，通过底部连通进、出气的腔体，气流在底部折返，能够在填装相同的分子筛量的前提下降低罐体的整体高度。而且，本实用新型结构布局紧凑，空间利用率高，易于实现制氧机气道集成化结构设计。分子筛装填效率高,拆装工艺简单，能够方便地实现分子筛罐的安装和更换,改善了装配工艺及后期可维护性。

附图说明

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

图1为采用对称排布的用于制氧机的分子筛罐装置的剖面结构图；

图2为采用对称排布的用于制氧机的分子筛罐装置的顶部结构图；

图3为采用对称排布的用于制氧机的分子筛罐装置的气体循环流向示意图；

图4为采用对称排布的用于制氧机的分子筛罐装置的横截面图；

图5为采用对称排布的用于制氧机的分子筛罐装置的分解爆炸结构图；

图6为采用对称排布的用于制氧机的分子筛罐装置的横截面图；

图7为采用对称排布的用于制氧机的分子筛罐装置的圆柱体结构罐体的结构示意图；

图8为采用直线排布的用于制氧机的分子筛罐装置的横截面图；

图9为采用直线排布的用于制氧机的分子筛罐装置的结构示意图；

图10为用于制氧机的分子筛罐结构的进、出气口的剖面结构图。

附图标号说明：

1、罐体；2、下端盖；3、上端盖；4、进气口；5、出气口；6、密封垫； 7、筛板；8、滤棉；9、弹簧；10、挡板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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作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。

本实施例提供了一种用于制氧机的分子筛罐结构，包括：罐体1、下端盖2、上端盖3、进气口4、出气口5、密封垫6、筛板7以及滤棉8；罐体1 纵向隔离为两个腔室；分子筛填充于腔室内；罐体1的顶部设有上端盖3；进气口4和出气口5设置在上端盖3的顶面上；进气口4和出气口5分别与两个腔室相连通；罐体1的底端设有下端盖2；两个腔室的底部相连通；上端盖3与腔室的顶部之间依次设有筛板7和滤棉8。

具体而言，如图1所示，分子筛罐结构组成由下到上依次包括下端盖2，罐体1，滤棉8，筛板7，上端盖3，如图2所示，进气口4和出气口5同位于上端盖3上，并通过上端盖3分别与罐体1的腔室相连通。分子筛填充于腔室内，进气口4和出气口的腔室之间设有连通口，分子筛通过连通口连续充满多个腔体。腔室之间设有连通口，可以保证每组腔体内的分子筛连续填装，中间不能有断开的空间间隙，每组罐体1由经过气流折返的两个腔室组成，相当于将传统的分子筛罐从中间断开然后180度折弯，此种设计有效地解决了在保证径高比在一定范围内，填装相同的分子筛量的前提下，降低罐体的整体高度的技术问题。连通口的截面积要大于比进气口4和出气口5的口部截面积，至少是其两倍以上，一方面为了保证整个气道有足够的气流流通能力，另一方面出于生产工艺的考虑，过小的孔径容易造成分子筛填充不满，同时为了保证结构强度，连通口不宜设置过大，应综合考虑以上因素进行设计，其他实施例与此技术特征要求相同。

如图3所示，制氧机的具体工作过程为：外界空气经过过滤后进入空气压缩机，再通过切换阀进入分子筛罐的进气口4，过滤后的空气通过筛板7 和滤棉8进行二次过滤，再经过进气口4的腔室，继而通过腔室间的连通口进入出气口5的腔室，经分子筛吸附氮气后，氧气从出气口5排入氧气收集容器内。

本实施例中，一种用于制氧机的分子筛罐装置，包括多个用于制氧机的分子筛罐结构；多个用于制氧机的分子筛罐结构对称或直线排布。

具体而言，如图3和图9所示，多个用于制氧机的分子筛罐结构可采用对称或直线排布的方式组合在一起，共用分子筛罐罐壁，组成了一种用于制氧机的分子筛罐装置。不仅有效地减小了整个分子筛罐的体积和重量，而且可以很好的保证分子筛罐的结构强度与刚度，从而保证工作过程中整个系统的稳定性，而且可以实现模块化、集成化和继承性设计。

本实施例中，一种用于制氧机的分子筛罐结构，还包括：弹簧9；筛板7 与上端盖3之间设有弹簧9；弹簧9处于压缩状态，上端盖3开启后弹簧9 复位。

具体而言，如图1所示，为了方便打开上端盖3，筛板7与上端盖3之间设有弹簧9，弹簧9不需要特别固定，弹簧9在径向位置由筛板限位，轴向靠上端盖3压紧即可。在上端盖3盖紧密封状态下，弹簧9处于压缩状态，当打开上端盖3时，弹簧9弹性复位，带动上端盖3和进气口4、出气口5 一并受弹力弹起，这样可以使上端盖3开启更加方便，提高装置拆卸和安装的便捷性。

在以上实施例的基础上，还可以在下端盖2和上端盖3与罐体1之间分别设有密封垫6；密封垫6用螺钉与罐体1固定连接。

具体而言，如图5所示，密封垫6根据腔室的数量及排布结构制作，密封垫6主要是起到密封上端盖3、下端盖2与罐体1之间缝隙的作用，可以有效防止在进气和出气的过程中气体泄漏。密封垫6在腔室之间的连接处设置有螺钉通孔，罐体1的相应位置处设有螺钉固定槽，密封垫6用螺钉固定在罐体1上可以确保稳固不脱落。

在以上实施例的基础上，本实施例中的进气口4和出气口5位于腔室的一端设有挡板10。

具体而言，如图10所示，进气口4和出气口5朝向腔室的一端口部处设有挡板10，挡板10可以是金属，也可以是塑料的片状结构，可以与上端盖设在一起，也可以与接头设在一起，通过周圈侧筋与进气口4或出气口5的主体固定连接。进气口4和出气口5的下端口的内壁上设有气流通口，用于安装挡板10后，气流方向由轴向转为径向，从该气流通口进入腔室中。设置挡板10可以有效地将直接冲向分子筛的气流减缓，避免了频繁的高速气流冲击造成分子筛寿命的缩短，从而提高了分子筛的使用寿命。

本实施例中，罐体1为长方体/圆柱体结构；不同腔室的横截面积相等。

具体而言，如图3、图7所示，长方体或圆柱体的罐体1容积最大，可以填装更多的分子筛。如图4、图6所示，长方体结构的罐体1的腔室的截面为矩形，圆柱体结构的罐体1的腔室的截面为扇形，各个腔室的截面积相等，从而各个腔室的容积相等。罐体1的高度通常为截面的长边/直径的1～ 4倍，为了保证分子筛更高的吸附效率，空气流过分子筛的路径长度和分子筛截面积之比需要保证在一定范围内，使分子筛可以达到充分吸附氮气的效果。

本实施例中，筛板7上布设有多个通孔，通孔的直径不大于4mm；滤棉8 的过滤孔径小于0.2mm。

具体而言，如图5所示，筛板7上布置有多个通孔，每个通孔的直径不大于4mm。过大的孔径会造成筛板7对滤棉8在通孔部分的支撑力不足，长期工作容易造成滤棉8的损坏，使整个系统失效。滤棉8位于筛板7和分子筛之间，滤棉8过滤孔径小于0.2mm，使其能够有效地阻挡分子筛漏出，同时又能保证足够的通气量，使气流顺畅通过。

上述任一实施例中的进气口4和出气口5的结构和规格相同。

具体而言，如图2所示，进气口4和出气口5可以用接头连接在上端盖 3上；可以在进气口4和出气口5的上端口与制氧系统气道的连接处，以及与上端盖3的连接处，设置密封圈进行密封。进气口4和出气口5可以互换，随之进出气方向互相调换。对称的设计使整体结构变得更简单易操作，方便实现分子筛罐的快换，同时降低生产装配及售后维修时的出错率。

整体有益效果：

1、本实用新型结构布局紧凑，整体高度小，空间利用率高，在填装相同的分子筛量的前提下降低了罐体的整体高度。

2、分子筛装填效率高,拆装工艺简单，能够方便地实现分子筛罐的安装和更换,改善了装配工艺及后期可维护性，同时可以提高分子筛的工作寿命。

3、分子筛罐结构具有一定的可扩展性，可以根据实际的应用环境和具体产品气道接口结构对该分子筛罐接口及固定方式进行自由调节，容易实现模块化、集成化和继承性设计。

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 (8)

1.一种用于制氧机的分子筛罐结构，其特征在于，包括：罐体(1)、下端盖(2)、上端盖(3)、进气口(4)、出气口(5)、筛板(7)以及滤棉(8)；

所述罐体(1)纵向隔离为两个腔室；分子筛填充于所述腔室内；所述罐体(1)的顶部设有所述上端盖(3)；所述进气口(4)和出气口(5)设置在所述上端盖(3)的顶面上；所述进气口(4)和出气口(5)分别与两个所述腔室相连通；所述罐体(1)的底端设有所述下端盖(2)；两个所述腔室的底部相连通；

所述上端盖(3)与所述腔室的顶部之间依次设有所述筛板(7)和滤棉(8)。

2.根据权利要求1所述的一种用于制氧机的分子筛罐结构，其特征在于，还包括：弹簧(9)；

所述筛板(7)与所述上端盖(3)之间设有所述弹簧(9)；所述弹簧(9)处于压缩状态，所述上端盖(3)开启后所述弹簧(9)复位。

3.根据权利要求2所述的一种用于制氧机的分子筛罐结构，其特征在于，还包括：密封垫(6)；

所述下端盖(2)和上端盖(3)与所述罐体(1)之间分别设有所述密封垫(6)；所述密封垫(6)用螺钉与所述罐体(1)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于制氧机的分子筛罐结构，其特征在于，所述进气口(4)和出气口(5)位于所述腔室的一端设有挡板(10)。

5.根据权利要求1所述的一种用于制氧机的分子筛罐结构，其特征在于，所述罐体(1)为长方体/圆柱体结构；两个所述腔室的横截面积相等；所述罐体(1)的高度是与所述罐体(1)截面积相等的圆形直径的1至4倍。

6.根据权利要求5所述的一种用于制氧机的分子筛罐结构，其特征在于，所述筛板(7)上布设有多个通孔，所述通孔的直径不大于4mm；所述滤棉(8)的过滤孔径小于0.2mm。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种用于制氧机的分子筛罐结构，其特征在于，所述进气口(4)和出气口(5)的结构和规格相同。

8.一种用于制氧机的分子筛罐装置，其特征在于，包括多个权利要求1所述的用于制氧机的分子筛罐结构；多个所述用于制氧机的分子筛罐结构对称或直线排布。

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