CN213387785U - 一种小型制氮装置及茶饮机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种小型制氮装置及茶饮机，小型制氮装置包括：切换部件、第一吸附塔、第二吸附塔及氮气储存塔；切换部件包括常闭的第一二位二通电磁阀和常闭的第二二位二通电磁阀；第一吸附塔和第二吸附塔包括排气口；第一吸附塔的排气口与第一二位二通电磁阀的进气口连接，第二吸附塔的排气口与第二二位二通电磁阀的进气口连接；第一吸附塔的出气口通过单向阀与氮气储存塔的进气口连接；第二吸附塔的出气口通过单向阀与氮气储存塔的进气口连接。本申请的小型制氮装置，由于停机时吸附塔中都封存了合格的氮气，因此开机即可提供氮气。

Description

一种小型制氮装置及茶饮机

技术领域

本申请涉及食品科学技术领域，具体涉及一种小型制氮装置及茶饮机。

背景技术

在终端酒机上进行精酿啤酒等桶装啤酒的售卖时，为了防止啤酒腐败，不能使用含氧气的空气，需要使用二氧化碳气体接入酒机、酒桶或储酒罐，利用二氧化碳气体的压力将啤酒顶至酒机出酒龙头，进而装入直饮用的容器。但是，二氧化碳气体的消耗量比较大，每顶出一升酒大约需要0.5元的二氧化碳气体。

现有技术中，可以使用氮气代替二氧化碳气体，氮气含氧量极低，对啤酒起到保鲜作用，使用氮气机每顶出一升酒只需要不到0.01元的费用，同时也解决了二氧化碳气体购买、运输、更换二氧化碳钢瓶的麻烦，并且可以为制作氮气啤酒提供氮气源。

目前市场中的制氮设备开机时无法立即产出合格的氮气，需要A、B吸附塔交替工作10-30分钟后才能产出合格的氮气。

目前市场中的制氮设备需要配置冷干机降低压缩空气的含水量，以提供合格的压缩空气，否则吸附塔容易因湿化而无法分离氮气，降低吸附塔的寿命。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种小型制氮装置及茶饮机，用于解决现有的制氮设备开机时无法立即提供合格的氮气的技术问题。

本申请提供一种小型制氮装置，包括：切换部件、第一吸附塔、第二吸附塔及氮气储存塔；切换部件包括常闭的第一二位二通电磁阀和常闭的第二二位二通电磁阀；第一吸附塔和第二吸附塔包括排气口；第一吸附塔的排气口与第一二位二通电磁阀的进气口连接，第二吸附塔的排气口与第二二位二通电磁阀的进气口连接；第一吸附塔的出气口通过单向阀与氮气储存塔的进气口连接；第二吸附塔的出气口通过单向阀与氮气储存塔的进气口连接。

优选地，还包括冷凝管和油水分离器，冷凝管的进气口与压缩空气源连接，冷凝管的出气口与油水分离器的进气口连接。

优选地，第一吸附塔和第二吸附塔的排气口亦为进气口；切换部件还包括二位五通电磁阀，二位五通电磁阀的进气口连接压缩空气，二位五通电磁阀的第一出气口与第一二位二通电磁阀的出气口连接，二位五通电磁阀的第二出气口与第二二位二通电磁阀的出气口连接。

优选地，切换部件还包括第三二位二通电磁阀，第三二位二通电磁阀的进气口与压缩空气连接，第三二位二通电磁阀的出气口与二位五通电磁阀的进气口连接。

优选地，第一吸附塔和第二吸附塔还包括进气口；切换部件还包括第四二位二通电磁阀和第六二位二通电磁阀；第六二位二通电磁阀的进气口和第四二位二通电磁阀的进气口连接压缩空气，第六二位二通电磁阀的出气口与第一吸附塔的进气口连接，第四二位二通电磁阀的出气口与第二吸附塔的进气口连接；第一二位二通电磁阀的出气口和第二二位二通电磁阀的出气口与大气相通。

优选地，油水分离器的排水口与废水收集装置之间设有第五二位二通电磁阀。

优选地，氮气储存塔上安装有压力传感器，压力传感器与微控制器信号连接，微控制器与切换部件、第五二位二通电磁阀连接。

优选地，氮气储存塔的进气口设有流量阀。

优选地，氮气储存塔包括两个进气口，第一吸附塔的出气口和第二吸附塔的出气口分别与氮气储存塔的一个进气口连接。

本申请还提供一种茶饮机，包括茶饮罐、制冷组件以及如上所述的小型制氮装置；小型制氮装置的氮气储存塔的出气口与茶饮罐的进气口连接；制冷组件包括制冷管，冷凝管设置在制冷管形成的制冷空间内。

一方面，本申请的小型制氮装置在停机状态下，第一吸附塔和第二吸附塔内封存了合格的氮气，开机即可向氮气储存塔提供合格的氮气。

另一方面，本申请的小型制氮装置无需冷干机即可实现压缩空气中水分的冷凝。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的小型制氮装置的一个实施例的立体结构图 (去除壳体和连接管道)；

图2是图1所示的实施例的另一立体结构图(去除壳体和连接管道)；

图3是本申请实施例提供的小型制氮装置的第一侧面视图；

图4是本申请实施例提供的小型制氮装置的第二侧面视图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

实施例一

本申请提供一种小型制氮装置，开机即可提供氮气，给茶饮机提供实时保鲜。

本申请中，小型制氮装置包括壳体(图中未示出)，如图1和2所示，壳体内设有冷凝管1、油水分离器2、切换部件、第一吸附塔7、第二吸附塔8以及氮气储存塔15。

如图3所示，小型制氮装置上设有第一定位部件10，第一定位部件10 上设有氮气出口18、冷凝空气入口9、排水口14以及外界电源连接点23。

如图3所示，冷凝管1设置在壳体19的外部。冷凝管1的出气口与冷凝空气入口9连接，冷凝管1的进气口与压缩空气源连接，压缩空气在冷凝管中流动。在壳体内部，冷凝空气入口9与油水分离器2的进气口之间设有气体管道。

本实施例中，切换部件包括常闭的第一二位二通电磁阀5、常闭的第二二位二通电磁阀6、二位五通电磁阀4以及第三二位二通电磁阀3。第一吸附塔7和第二吸附塔8均具有进气口和出气口，并且进气口与排气口合二为一。

如图1所示，油水分离器2的出气口通过管道与第三二位二通电磁阀3 的进气口连接，第三二位二通电磁阀3的出气口与二位五通电磁阀4的进气口连接。油水分离器2的排水口排出的废水经第一定位部件10上的排水口 14流入废水收集装置进行收集。作为一个实施例，油水分离器2的排水口与排水口14之间由气管连接，排水口14的出水口端设有手动阀。作为另一个实施例，排水口与排水口14之间设有第五二位二通电磁阀21，如图1所示。工作预设时间后，第五二位二通电磁阀21开启，油水分离器2进行排水。第五二位二通电磁阀21与微控制器20(如图1所示)信号连接，第五二位二通电磁阀21在微控制器20的控制下开启和关闭。

经冷凝管1冷凝的压缩空气进入油水分离器3内，将水分、油分和更小的灰尘与压缩空气分离，更小的灰尘随水分和油分经排水口排出，被净化的压缩空气经油水分离器的出气口进入吸附塔。

二位五通电磁阀4的第一出气口和第二出气口分别与第一二位二通电磁阀5的出气口和第二二位二通电磁阀6的出气口连接。第一二位二通电磁阀5的进气口和第二二位二通电磁阀6的进气口分别与第一吸附塔7的进气口和第二吸附塔8的进气口连接。

第一吸附塔7和第二吸附塔8的工作均包括加压吸附和减压脱附两个过程。在加压过程中，由于空气动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮，氧被碳分子筛优先吸附，氮在气相中被富集起来，形成成品氮气。在减压过程中，经减压至常压，吸附剂脱附所吸附的氧气等杂质，实现再生。二位五通电磁阀4在微控制器20(如图1所示)的控制下在两个位置之间切换，从而控制第一吸附塔和第二吸附塔交替进行加压和减压，即其中一个吸附塔在吸附产氮的同时，另一个吸附塔脱附再生，实现连续生产氮气。

二位五通电磁阀4包括一个进气口、两个出气口和两个排气口。二位五通电磁阀4的第一出气口通过第一二位二通电磁阀5与第一吸附塔7的进气口连接，二位五通电磁阀4的第二出气口通过第二二位二通电磁阀6与第二吸附塔8的进气口连接。二位五通电磁阀4处于第一位置时，其进气口和第一出气口连通，第二出气口与第二排气口连通。压缩空气经二位五通电磁阀 4的进气口、第一出气口和第一吸附塔7的进气口进气，第一吸附塔7加压吸附，同时，第二吸附塔8的废气经其进气口进入二位五通电磁阀4的第二出气口，废气经二位五通电磁阀4的第二排气口排出，实现第二吸附塔8的减压脱附。二位五通电磁阀4处于第二位置时，其进气口和第二出气口连通，第一出气口与第一排气口连通。压缩空气经二位五通电磁阀4的进气口、第二出气口和第二吸附塔8的进气口进气，第二吸附塔8加压吸附，同时，第一吸附塔7的废气经其进气口进入二位五通电磁阀4的第一出气口，废气经二位五通电磁阀4的第一排气口排出，实现第一吸附塔7的减压脱附。

停机时，微控制器控制关闭第三二位二通电磁阀，阻止压缩空气进入。第一吸附塔7或第二吸附塔8处于减压脱附状态，微控制器控制该吸附塔完成减压脱附，使该吸附塔内外的压力相等，然后微控制器控制二位五通电磁阀切换位置，使另一吸附塔减压脱附，使该吸附塔内外的压力相等，然后关闭第一二位二通电磁阀和第二二位二通电磁阀，因此，停机时第一吸附塔和第二吸附塔中只有合格的氮气。

二位二通电磁阀在关闭的情况下，出气口至进气口方向是可以通气的，因此，为了避免停机时不合格空气通过第一二位二通电磁阀5和第二二位二通电磁阀6进入第一吸附塔7和第二吸附塔8，第一二位二通电磁阀5和第二二位二通电磁阀6进行了反向接驳，即第一二位二通电磁阀5的进气口和第二二位二通电磁阀6的进气口分别与第一吸附塔7的进气口和第二吸附塔 8的进气口连接。因此，小型制氮装置停机后，第一吸附塔7和第二吸附塔8内的氮气在进气口被封闭。因此，停机状态下，第一吸附塔7和第二吸附塔 8内封存了合格氮气，下次开机时第一吸附塔7和第二吸附塔8可以直接向氮气储存塔15输出合格的氮气，无需现有技术中第一吸附塔和第二吸附塔交替工作多次后产生合格氮气所需的纯化时间。

第一吸附塔7的出气口和第二吸附塔8的出气口分别通过单向阀(图中未示出)与氮气储存塔15的进气口连接。

作为一个实施例，第一吸附塔7的出气口和第二吸附塔8的出气口分别通过单向阀与三通接头的两个进气口连接，三通接头的出气口与氮气储存塔 15的进气口连接。停机状态下，两个单向阀关闭，避免氮气储存塔15内的氮气回流。三通接头的出气口与氮气储存塔15的进气口之间设有流量阀，用于调整进入氮气储存塔15的氮气浓度。

作为另一个实施例，氮气储存塔15有两个进气口，第一吸附塔7和第二吸附塔8的出气口分别与其中一个氮气储存塔15的进气口连接。第一吸附塔7和第二吸附塔8的出气口与氮气储存塔15的相应进气口之间均设有流量阀，用于调整进入氮气储存塔15的氮气浓度。

氮气储存塔15的出气口输出的氮气经减压阀16后通过第一定位部件10 上的氮气出口18连接至茶饮罐的进气口。氮气储存塔15的出气口与氮气出口18之间设有压力表17。用户根据压力表17显示的压力操作减压阀16的调节旋钮，使进入茶饮罐的压力调节到需要压力。也可根据需要关闭减压阀 16。如图4所示，减压阀16和压力表17固定在第二定位部件上。

氮气储存塔15上设有压力传感器，并且压力传感器与微控制器20信号连接。具体地，作为一个实施例，氮气存储塔15出气口通过气管与减压阀连接，压力传感器安装在该气管上。作为另一个实施例，氮气存储塔15上设有气孔，压力传感器安装在该气孔上。

微控制器20接收压力传感器的压力信号，当压力信号等于或大于预设压力值时，控制切换部件使切换部件关闭，停止生产氮气。当压力信号小于预设压力值时，微控制器20控制切换部件开启，开始生产氮气。

在小型制氮装置工作状态下，微控制器20还每隔预定时间控制切换部件切换一次状态，从而控制第一吸附塔和第二吸附塔的工作状态进行变换。并且，微控制器20还每隔预定时间开启一次第五二位二通电磁阀，使油水分离器进行排水。

作为一个实施例，如图3所示，外界电源连接点23与外部电源线连接，在壳体19内部，电源线与变压器24连接，变压器与微控制器20连接，外部电源用于给微控制器20供电。作为另一个实施例，变压器也可以集成到微控制器上。

如图4所示，小型制氮装置还设有壳体19，第一定位部件10和第二定位部件与壳体19固定连接，使得减压阀16的调节旋钮和压力表17的观察窗暴露于壳体外(如图4所示)。氮气出口18、冷凝空气入口9、排水口14 以及外界电源连接点23也暴露于壳体外(如图3所示)。

壳体上还设有保养指示灯22(如图4所示)，小型制氮装置工作预设时间后，保养指示灯22闪烁以提示用户对小型制氮装置进行保养。优选地，保养指示灯22由微控制器20控制。

在如图1-4所示的实施例中，第一吸附塔7和第二吸附塔8并列排列，氮气储存塔15位于第一吸附塔7和第二吸附塔8的第一侧(例如图1所示的右侧)，油水分离器2位于氮气储存塔15的第一侧(例如图1所示的前侧)，第一二位二通电磁阀5、第二二位二通电磁阀6、第三二位二通电磁阀3、以及第五二位二通电磁阀21沿水平方向排列成一条直线，并支撑在与小型制氮装置的底部具有一定距离的高度上。变压器24安装在小型制氮装置的底板上。

小型制氮装置的工作原理如下：压缩空气经由冷凝管2冷凝后进入油水分离器3内，脱掉水分、油分和更小的灰尘，压缩空气经切换部件进入第一吸附塔7或第二吸附塔8产生氮气，氮气经单向阀进入氮气储存塔15内，氮气存储塔15内的氮气经减压阀16后通过管道上的专用接头进入茶饮罐。

具体地，茶饮罐可以是啤酒罐、扎啤罐、咖啡罐等盛装茶饮的容器。

本申请的小型制氮装置，由于停机时吸附塔中都封存了合格的氮气，因此开机时即可提供氮气，无需等待第一吸附塔和第二吸附塔交替工作多次的纯化时间。

实施例二

本申请还提供小型制氮装置的另一个实施例。与实施例一不同的是，本实施例的切换部件除了包括第一二位二通电磁阀和第二二位二通电磁阀外，还包括第四二位二通电磁阀和第六二位二通电磁阀。本实施例中，第一吸附塔和第二吸附塔包括进气口、出气口和排气口，也就是说，进气口和排气口分开设置。

具体地，第一吸附塔的排气口与第一二位二通电磁阀的进气口连接，第一二位二通电磁阀的出气口与大气相通。第二吸附塔的排气口与第二二位二通电磁阀的进气口连接，第二二位二通电磁阀的出气口与大气相通。

第六二位二通电磁阀的进气口和第四二位二通电磁阀的进气口通过三通接头与油水分离器的出气口连接，第六二位二通电磁阀的出气口与第一吸附塔7的进气口连接，第四二位二通电磁阀的出气口与第二吸附塔的进气口连接。

本实施例的原理如下：第一状态下，第六二位二通电磁阀和第二二位二通电磁阀开启，第一二位二通电磁阀和第四二位二通电磁阀关闭，第一吸附塔7加压吸附，第二吸附塔8减压脱附。第二状态下，第六二位二通电磁阀和第二二位二通电磁阀关闭，第一二位二通电磁阀和第四二位二通电磁阀开启，第一吸附塔7减压脱附，第二吸附塔8加压吸附。

本实施例中，由于第一吸附塔和第二吸附塔的排气口都与二位二通电磁阀的进气口连接，停机状态下，二位二通电磁阀关闭，进气口至出气口方向封闭，因此，停机状态下，第一吸附塔和第二吸附塔内封存了合格的氮气，开机即可向氮气储存塔提供合格的氮气。

实施例三

本申请还提供一种茶饮机，包括茶饮罐、制冷组件以及实施例一或实施例二的小型制氮装置。

小型制氮装置的氮气储存塔的出气口与茶饮罐的进气口(进气口设有专用接头)连接，为茶饮罐提供氮气，在茶饮罐内部形成压力，使得茶饮罐内的茶饮经由管道传送至龙头，再经由龙头排出。

制冷组件用于为茶饮罐提供制冷功能。具体地，制冷组件包括制冷管，冷凝管设置在制冷管形成的制冷空间内，借助制冷空间对冷凝管内的压缩空气进行冷凝。

作为一个实施例，制冷组件与茶饮罐构成现有技术中不具有制氮装置的茶饮机，制冷组件的结构及其与茶饮罐的位置和连接关系为现有技术，请参考现有的啤酒机、扎啤机或咖啡机等。该实施例中，本申请的茶饮机是本申请的小型制氮装置与现有的茶饮机的结合，小型制氮装置为现有的茶饮机提供氮气，同时，现有的茶饮机中的制冷管为本申请的小型制氮装置提供冷凝条件，因此，本申请的小型制氮装置无需冷干机即可实现压缩空气中水分的冷凝。

具体地，本申请的茶饮机可以将带壳体或不带壳体的小型制氮装置与现有的不具有制氮装置的茶饮机结合。结合后可以将现有的茶饮机和本申请的小型制氮装置整体安装在一个壳体中，也可以是其中一部分结构暴露于壳体外，均不影响本申请的茶饮机的功能。

作为另一个实施例，制冷组件与茶饮罐为相互独立的部件，茶饮罐、制冷组件以及小型制氮装置组装形成本申请的茶饮机。小型制氮装置为茶饮罐提供氮气，同时，制冷组件的制冷管为小型制氮装置提供冷凝条件，因此，本申请的小型制氮装置无需冷干机即可实现压缩空气中水分的冷凝。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种小型制氮装置，其特征在于，包括：切换部件、第一吸附塔、第二吸附塔及氮气储存塔；

所述切换部件包括常闭的第一二位二通电磁阀和常闭的第二二位二通电磁阀；所述第一吸附塔和所述第二吸附塔包括排气口；

所述第一吸附塔的排气口与所述第一二位二通电磁阀的进气口连接，所述第二吸附塔的排气口与所述第二二位二通电磁阀的进气口连接；

所述第一吸附塔的出气口与所述氮气储存塔的进气口连接；所述第二吸附塔的出气口与所述氮气储存塔的进气口连接。

2.如权利要求1所述的小型制氮装置，其特征在于，还包括冷凝管和油水分离器，所述冷凝管的进气口与压缩空气源连接，所述冷凝管的出气口与所述油水分离器的进气口连接。

3.如权利要求2所述的小型制氮装置，其特征在于，所述第一吸附塔和所述第二吸附塔的排气口亦为进气口；

所述切换部件还包括二位五通电磁阀，所述二位五通电磁阀的进气口连接压缩空气，所述二位五通电磁阀的第一出气口与所述第一二位二通电磁阀的出气口连接，所述二位五通电磁阀的第二出气口与所述第二二位二通电磁阀的出气口连接。

4.如权利要求3所述的小型制氮装置，其特征在于，所述切换部件还包括第三二位二通电磁阀，所述第三二位二通电磁阀的进气口与压缩空气连接，所述第三二位二通电磁阀的出气口与所述二位五通电磁阀的进气口连接。

5.如权利要求2所述的小型制氮装置，其特征在于，所述第一吸附塔和所述第二吸附塔还包括进气口；

所述切换部件还包括第四二位二通电磁阀和第六二位二通电磁阀；

第六二位二通电磁阀的进气口和第四二位二通电磁阀的进气口连接压缩空气，第六二位二通电磁阀的出气口与第一吸附塔的进气口连接，第四二位二通电磁阀的出气口与第二吸附塔的进气口连接；

第一二位二通电磁阀的出气口和第二二位二通电磁阀的出气口与大气相通。

6.如权利要求2所述的小型制氮装置，其特征在于，所述油水分离器的排水口与废水收集装置之间设有第五二位二通电磁阀。

7.如权利要求6中所述的小型制氮装置，其特征在于，所述氮气储存塔上安装有压力传感器，所述压力传感器与微控制器信号连接；

所述微控制器与所述切换部件、所述第五二位二通电磁阀信号连接。

8.如权利要求1所述的小型制氮装置，其特征在于，所述氮气储存塔的进气口设有流量阀。

9.如权利要求1所述的小型制氮装置，其特征在于，所述氮气储存塔包括两个进气口，所述第一吸附塔的出气口和所述第二吸附塔的出气口分别与所述氮气储存塔的一个进气口连接。

10.一种茶饮机，其特征在于，包括茶饮罐、制冷组件以及如权利要求2-7中任一项所述的小型制氮装置；

所述小型制氮装置的氮气储存塔的出气口与所述茶饮罐的进气口连接；

所述制冷组件包括制冷管，所述冷凝管设置在所述制冷管形成的制冷空间内。

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