CN213651864U - 便于更换干燥袋的低露点psa制氮机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及PSA制氮的领域，尤其是涉及一种便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机，其包括吸附塔、碳分子筛层、分子筛层，吸附塔的底部设有空气进气口，碳分子筛层固定连接在吸附塔内，分子筛层转动连接在吸附塔内,分子筛层内放置有若干干燥袋，分子筛填塞在干燥袋内，若干干燥袋关于分子筛层的中心旋转对称分布，吸附塔上设有用于驱动分子筛层转动的齿轮组件，吸附塔靠近分子筛层的塔身开有拆卸口，吸附塔上滑移设置有用于封堵拆卸口的弧形板，吸附塔的顶部设有氮气排出口，吸附塔的顶部连通有负压管，吸附塔的底部设有氧气排出口。本申请具有将制氮、脱氧、干燥利用一台吸附塔完成，从而降低生产成本的效果。

Description

便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机

技术领域

本申请涉及PSA制氮的领域，尤其是涉及一种便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机。

背景技术

变压吸附（Pressure Swing Adsorption.简称PSA），是一种新型气体吸附分离技术，来自空气压缩机的压缩空气，首先进入冷干机脱除水分，然后进入由两台吸附塔组成的PSA制氮装置，利用塔中装填的专用碳分子筛吸附剂选择性地吸附掉O₂、CO₂等杂质气体组分，而作为产品气N₂将以99%的纯度由塔顶排出。

目前，公告号为CN208382720U的中国专利公开了一种低露点PSA制氮系统，包括依次通过管道连接的空压机、空气缓冲罐、C级过滤器、冷干机、T级过滤器、A级过滤器、制氮装置、氮气缓冲罐和氮气储气罐；制氮装置包括第一吸附塔和第二吸附塔，A级过滤器上设置有三通管，A级过滤器通过三通管与第一吸附塔和第二吸附塔的进气口分别连接；还包括出气管道和排气管道，第一吸附塔的进气口和第二吸附塔的进气口均连接至排气管道；第一吸附塔的出气口和第二吸附塔的出气口均连接至出气管道；排气管道上设置有消声器；氮气缓冲罐和氮气储气罐之间还通过管道连接有无热吸附式干燥机。

上述PSA制氮系统在工作过程中，第一吸附塔制氮的同时，第二吸附塔中吸附的氧分子经过进气管道、排气管道以及消声器进行排空，完成第二吸附塔的脱氧。当第二吸附塔制氮的同时，第一吸附塔中吸附的氧分子经过进气管道、排气管道以及消声器进行排空，完成第一吸附塔的脱氧，无热吸附式干燥机包括第一干燥塔和第二干燥塔，能够吸收氮气中的水分，从而降低氮气的露点。

针对上述中的相关技术，发明人认为：上述PSA制氮系统在完成制氮、脱氧、干燥的一系列加工过程时利用了两个吸附塔和两个干燥塔，生产成本较高。

实用新型内容

为了将制氮、脱氧、干燥利用一台吸附塔完成，从而降低生产成本，本申请提供一种便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机。

本申请提供的一种便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机采用如下的技术方案：

一种便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机，包括吸附塔、碳分子筛层、分子筛层，吸附塔的底部设有空气进气口，空气进气口上设有第一阀门，碳分子筛层固定连接在吸附塔内，分子筛层转动连接在吸附塔内,分子筛层内放置有若干干燥袋，分子筛填塞在干燥袋内，若干干燥袋关于分子筛层的中心旋转对称分布，吸附塔内设有用于驱动分子筛层转动的齿轮组件，吸附塔靠近分子筛层的塔身开有拆卸口，吸附塔上滑移设置有用于封堵拆卸口的弧形板，吸附塔的顶部设有氮气排出口，氮气排出口上设有第二阀门，吸附塔的顶部连通有负压管，负压管背离吸附塔的一端用于与负压源连通，负压管上设有第三阀门，吸附塔的底部设有氧气排出口，氧气排出口上设有第四阀门。

通过采用上述技术方案，工作人员将空气从空气进气口输入，吸附塔内气压增高，碳分子筛层对空气中的氧气进行吸收，空气变为高浓度氮气，达到了制氮的效果，分子筛层对氮气中的水汽进行吸收，达到了降低氮气露点的效果。氮气从氮气排出口排出，工作人员对氮气进行收集；

制氮结束后，工作人员利用第一阀门对空气进气口进行封闭，利用第二阀门对氮气排出口进行封闭，然后利用负压管对吸附塔进行抽真空，降低吸附塔内的气压，碳分子筛层对氧气进行解吸，氧气由于密度小于空气从氧气排出口排出，以此实现碳分子筛层的循环利用；

分子筛层工作一段时间后需要更换干燥袋时，工作人员移动弧形板，使得拆卸口处于打开的状态，利用齿轮组件转动分子筛层对干燥袋进行依次更换，达到了便于更换干燥袋的效果。上述技术方案利用碳分子筛层、分子筛层、负压管之间的配合，达到了将制氮、脱氧、干燥利用一台吸附塔完成，从而降低生产成本的效果。

可选的，齿轮组件包括主动锥齿轮、从动锥齿轮、驱动轴，分子筛层上固定穿设有呈竖向设置转动轴，转动轴位于分子筛层的中心，转动轴的顶端穿出分子筛层且固定连接于从动锥齿轮，驱动轴转动连接于吸附塔且呈水平设置，主动锥齿轮固定套设在驱动轴上且与从动锥齿轮相啮合。

通过采用上述技术方案，当需要转动分子筛层时，工作人员转动驱动轴，驱动轴带动主动锥齿轮转动，利用主动锥齿轮和从动锥齿轮之间的联动作用，带动转动轴转动，转动轴带动分子筛层转动。

可选的，吸附塔内固定连接有防护罩，防护罩罩设在主动锥齿轮、从动锥齿轮的外侧，驱动轴转动连接于防护罩。

通过采用上述技术方案，防护罩用于对主动锥齿轮、从动锥齿轮进行防护，减小了主动锥齿轮和从动锥齿轮上的铁屑杂质对氮气进行污染的可能性。

可选的，分子筛层和吸附塔配合形成一个呈圆柱状的容纳腔，干燥袋沿竖向的投影呈扇形状，若干干燥袋组合呈圆柱状填塞在容纳腔内。

通过采用上述技术方案，干燥袋沿竖向的投影呈扇形状，且若干干燥袋组合呈圆柱状，达到了充分利用容纳腔的空间的效果。

可选的，拆卸口的一竖向内壁开有滑移槽，弧形板沿吸附塔的周向滑移在滑移槽内，弧形板远离滑移槽的一端设有用于锁紧弧形板的锁紧件。

通过采用上述技术方案，弧形板滑移在滑移槽内，提高了弧形板滑移时的稳定性，当弧形板对拆卸口进行封堵时，工作人员利用锁紧件对弧形板进行锁紧，达到了密封拆卸口的效果。

可选的，锁紧件包括锁紧块，弧形板远离滑移槽的侧面开有容纳口，容纳口内填塞有弹性件，锁紧块沿吸附塔的周向滑移在容纳口内，弹性件挤压在容纳口的竖向内壁和锁紧块之间，弧形板的外侧面开有滑移口，滑移口连通于容纳口，锁紧块上连接有滑移在滑移口内的推板，拆卸口的远离滑移槽的竖向内壁开有用于和锁紧块插接配合的插接口。

通过采用上述技术方案，当需要将弧形板进行锁紧时，利用弹性件将锁紧块抵紧在插接口内，实现对弧形板的锁紧，当需要解除弧形板的锁紧状态时，工作人员利用推板推动锁紧块朝向弹性件的方向移动，弹性件压缩，锁紧块脱离插接口，达到了解除弧形板锁紧的效果。

可选的，锁紧块朝向吸附塔内部的一侧为斜面，斜面位于锁紧块朝向插接口的端部，锁紧块的厚度沿靠近插接口的方向逐渐减小。

通过采用上述技术方案，锁紧块朝向吸附塔内部的一侧为斜面，工作人员将弧形板朝向插接口的方向移动时，锁紧块上的斜面抵触于插接口的边缘，使得锁紧块朝向弹性件的方向滑移，弹性件压缩，当容纳口正对于插接口时，弹性件弹性势能释放，将锁紧块抵紧在插接口内，达到了便于工作人员对弧形板进行锁紧的效果。

可选的，弧形板朝向插接口的侧面嵌设有第一磁性条，拆卸口远离滑移槽的竖向侧壁上嵌设有第二磁性条，第一磁性条和第二磁性条之间具有相互吸附力。

通过采用上述技术方案，工作人员对弧形板进行锁紧时，第一磁性条和第二磁性条相互吸附，提高了弧形板对拆卸口的密封效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过碳分子筛层、分子筛层、负压管相互配合，达到了将制氮、脱氧、干燥利用一台吸附塔完成，从而降低生产成本的效果。

2.通过齿轮组件和弧形板相互配合，达到了便于更换干燥袋的效果；

3.通过锁紧块、弹性件、推板之间的相互配合，达到了便于锁紧弧形板的效果。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是用于体现碳分子筛层的剖视图。

图3是用于体现滑移槽的结构示意图。

图4是用于体现锁紧件的结构示意图。

图5是用于体现插接口的结构示意图。

图6是用于体现齿轮组件的结构示意图。

附图标记说明：1、吸附塔；11、空气进气口；111、第一阀门；12、支撑环；13、氮气排出口；131、第二阀门；14、拆卸口；141、滑移槽；142、插接口；15、负压管；151、第三阀门；16、氧气排出口；161、第四阀门；2、碳分子筛层；21、容纳盒；22、盖板；23、通气口；3、分子筛层；31、底板；32、顶板；33、容纳腔；34、干燥袋；35、气流口；4、弧形板；41、容纳口；42、弹性件；43、滑移口；44、第一磁性条；45、第二磁性条；46、把手；5、锁紧件；51、锁紧块；52、推板；6、齿轮组件；61、主动锥齿轮；62、从动锥齿轮；63、驱动轴；64、手轮；7、转动轴；8、支撑架；81、固定板；82、定位板；9、防护罩；91、底盒；92、安装盖。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机。参照图1和图2，便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机包括吸附塔1、碳分子筛层2、分子筛层3，吸附塔1的底部连通有空气进气口11，空气进气口11上螺纹连接有第一阀门111，第一阀门111用于控制空气进气口11的通断。

参照图1和图2，碳分子筛层2固定在吸附塔1内，碳分子筛层2包括容纳盒21、盖板22，容纳盒21呈上侧开口的圆柱状箱体，碳分子筛填塞在容纳盒21内，盖板22固定连接在容纳盒21的上侧开口处，容纳盒21固定连接于吸附塔1的内壁，容纳盒21的底壁和盖板22上均开有多个通气口23。

参照图2，工作人员将空气从空气进气口11输入，吸附塔1内的气压增大，空气经容纳盒21底部的通气口23进入容纳盒21内，碳分子筛对空气中的氧气进行吸收，空气变为高浓度的氮气从盖板22上的通气口23穿出。

参照图2，分子筛层3转动设置在吸附塔1内，分子筛层3位于碳分子筛层2的上方。吸附塔1内固定连接有两个同轴设置的支撑环12，分子筛层3转动设置在两个支撑环12之间。

参照图2，分子筛层3包括底板31和顶板32，底板31和顶板32均位于两个支撑环12之间。底板31贴合于其下方的支撑环12，顶板32贴合于其上方的支撑环12，底板31和顶板32之间具有间距。底板31、顶板32和吸附塔1配合形成一个呈圆柱状的容纳腔33，底板31的上表面放置有若干干燥袋34，若干干燥袋34关于底板31的中心旋转对称分布。干燥袋34沿竖向的投影呈扇形状，若干干燥袋34组成呈圆柱状并填塞在容纳腔33内，充分利用了容纳腔33的空间，底板31和顶板32上均开有多个气流口35。

参照图2，吸附塔1的顶端连通有氮气排出口13，氮气排出口13上螺纹连接有第二阀门131，第二阀门131用于控制氮气排出口13的通断。

高浓度氮气从盖板22上的通气口23穿出后，接着从底板31上的气流口35进入分子筛层3内，分子筛对高浓度氮气的水汽进行吸收，达到了降低氮气露点的效果。然后氮气从顶板32上的气流口35穿出，最后从氮气排出口13排出，工作人员对氮气进行收集。

参照图3，工作长时间后，干燥袋34内的分子筛的干燥效果降低，需要对其进行更换。吸附塔1在靠近分子筛层3的塔身开有拆卸口14，拆卸口14的竖直高度大于干燥袋34的竖直高度，拆卸口14的水平宽度大于干燥袋34的水平宽度。

参照图3和图4，拆卸口14的一竖向内壁开有滑移槽141，弧形槽内滑移设置有弧形板4，弧形板4沿吸附塔1的周向滑移。为了便于工作人员推动弧形板4，弧形板4远离滑移槽141的端部固定连接有把手46，远离滑移槽141的端部设有用于锁止弧形板4的锁紧件5。

参照图3和图4，锁紧件5包括锁紧块51，弧形板4远离滑移槽141的端面开有容纳口41，容纳口41内填塞有弹性件42，弹性件42为压簧。锁紧块51沿吸附塔1的周向滑移在容纳口41内，弹性件42挤压在容纳口41的竖向内壁和锁紧块51之间。弧形板4的外侧面开有滑移口43，滑移口43连通于容纳口41，锁紧块51上固定连接有推板52，推板52滑移在滑移口43内。

参照图3和图5，拆卸口14远离滑移槽141的竖向内壁开有插接口142。

参照图4和图5，插接口142与锁紧块51插接配合。

当需要将弧形板4进行锁紧时，利用弹性件42将锁紧块51抵紧在插接口142内，实现对弧形板4的锁紧，当需要解除弧形板4的锁紧状态时，工作人员利用推板52推动锁紧块51朝向弹性件42的方向移动，弹性件42压缩，锁紧块51脱离插接口142，达到了解除弧形板4锁紧的效果。

参照图4和图5，锁紧块51朝向吸附塔1内部的一侧为斜面，斜面位于锁紧块51朝向插接口142的端部，锁紧块51的厚度沿靠近插接口142的方向逐渐减小。

工作人员将弧形板4朝向插接口142的方向移动时，锁紧块51上的斜面抵触于插接口142的边缘，使得锁紧块51朝向弹性件42的方向滑移，弹性件42压缩，当容纳口41正对于插接口142时，弹性件42弹性势能释放，将锁紧块51抵紧在插接口142内，达到了便于工作人员对弧形板4进行锁紧的效果。

参照图4和图5，为了提高弧形板4对拆卸口14的密封效果，弧形板4朝向插接口142的侧面嵌设有第一磁性条44，第一磁性条44设有两个，两个第一磁性条44关于锁紧块51相互对称。拆卸口14远离滑移槽141的竖向侧壁上嵌设有第二磁性条45，第二磁性条45设有两个，两个第二磁性条45关于插接口142相互对称。第一磁性条44和第二磁性条45之间具有相互吸附力。

参照图6，吸附塔1内设有用于驱动分子筛层3转动的齿轮组件6，分子筛层3的中心穿设有呈竖向设置转动轴7，转动轴7分别与顶板32和底板31固定连接。齿轮组件6包括主动锥齿轮61、从动锥齿轮62、驱动轴63，驱动轴63的顶端穿出顶板32且与从动锥齿轮62固定连接。

参照图6，驱动轴63呈水平设置且转动连接于吸附塔1，主动锥齿轮61固定套设在驱动轴63上且与从动锥齿轮62相啮合。

参照图1，驱动轴63的两端分别穿出吸附塔1，吸附塔1上设有用于支撑驱动轴63转动的支撑架8，支撑架8在驱动轴63的两端分别设有一个。

参照图1，支撑架8包括固定板81和定位板82，固定板81固定连接于吸附塔1的外侧壁且呈水平设置，定位板82固定连接在固定板81上且呈竖向设置，驱动轴63转动连接于定位板82。驱动轴63的一端固定连接有手轮64，手轮64位于吸附塔1的外侧。

参照图2和图6，吸附塔1内固定连接有防护罩9，防护罩9包括底盒91、安装盖92，底盒91呈上侧开口的箱体，主动锥齿轮61、从动锥齿轮62均位于底盒91内，转动轴7转动连接于底盒91，安装盖92固定连接在底盒91的上侧开口处。驱动轴63转动连接于底盒91，底盒91固定连接于吸附塔1的内壁。

当需要转动分子筛层3时，工作人员转动手轮64，手轮64带动驱动轴63转动，驱动轴63带动主动锥齿轮61转动，利用主动锥齿轮61和从动锥齿轮62的联动作用，带动转动轴7转动，转动轴7带动底板31和顶板32转动，从而带动干燥袋34转动。

当需要更换干燥袋34时，工作人员利用把手46移动弧形板4，将拆卸口14打开，将靠近拆卸口14干燥袋34取出，然后驱动分子筛层3转动，使得若干干燥袋34依次靠近拆卸口14，同时工作人员依次将干燥袋34取出，然后对干燥袋34进行更换。

参照图2，吸附塔1的顶部连通有负压管15，负压管15背离吸附塔1的一端用于与负压源连通，负压源为抽真空设备。负压管15上螺纹连接有第三阀门151，第三阀门151用于控制负压管15的通断。吸附塔1的底部连通有氧气排出口16，氧气排出口16上螺纹连接有第四阀门161，第四阀门161用于控制氧气排出口16的通断。

氮气制造完毕后，工作人员利用第一阀门111将空气排出口封闭，利用第二阀门131将氮气排出口13封闭，接着利用负压管15对吸附塔1进行抽真空，吸附塔1内的气压降低，碳分子筛对氧气进行解吸，氧气从氧气排出口16排出，实现了碳分子筛的循环利用。

本申请实施例一种便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机的实施原理为：工作人员将空气从空气进气口11输入，吸附塔1内的气压增大，空气经容纳盒21底部的通气口23进入容纳盒21内，碳分子筛对空气中的氧气进行吸收，空气变为高浓度的氮气从盖板22上的通气口23穿出。接着从底板31上的气流口35进入分子筛层3内，分子筛对高浓度氮气的水汽进行吸收，达到了降低氮气露点的效果。然后氮气从顶板32上的气流口35穿出，最后从氮气排出口13排出，工作人员对氮气进行收集。

当需要更换干燥袋34时，工作人员移动弧形板4将拆卸口14打开，将靠近拆卸口14干燥袋34取出，然后转动手轮64，手轮64带动驱动轴63转动，驱动轴63带动主动锥齿轮61转动，利用主动锥齿轮61和从动锥齿轮62的联动作用，带动转动轴7转动，转动轴7带动底板31和顶板32转动，从而带动干燥袋34转动，使得若干干燥袋34依次靠近拆卸口14，同时工作人员依次将干燥袋34取出，然后对干燥袋34进行更换。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机，其特征在于：包括吸附塔(1)、碳分子筛层(2)、分子筛层(3)，吸附塔(1)的底部设有空气进气口(11)，空气进气口(11)上设有第一阀门(111)，碳分子筛层(2)固定连接在吸附塔(1)内，分子筛层(3)转动连接在吸附塔(1)内,分子筛层(3)内放置有若干干燥袋(34)，分子筛填塞在干燥袋(34)内，若干干燥袋(34)关于分子筛层(3)的中心旋转对称分布，吸附塔(1)内设有用于驱动分子筛层(3)转动的齿轮组件(6)，吸附塔(1)靠近分子筛层(3)的塔身开有拆卸口(14)，吸附塔(1)上滑移设置有用于封堵拆卸口(14)的弧形板(4)，吸附塔(1)的顶部设有氮气排出口(13)，氮气排出口(13)上设有第二阀门(131)，吸附塔(1)的顶部连通有负压管(15)，负压管(15)背离吸附塔(1)的一端用于与负压源连通，负压管(15)上设有第三阀门(151)，吸附塔(1)的底部设有氧气排出口(16)，氧气排出口(16)上设有第四阀门(161)。

2.根据权利要求1所述的便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机，其特征在于：齿轮组件(6)包括主动锥齿轮(61)、从动锥齿轮(62)、驱动轴(63)，分子筛层(3)上固定穿设有呈竖向设置转动轴(7)，转动轴(7)位于分子筛层(3)的中心，转动轴(7)的顶端穿出分子筛层(3)且固定连接于从动锥齿轮(62)，驱动轴(63)转动连接于吸附塔(1)且呈水平设置，主动锥齿轮(61)固定套设在驱动轴(63)上且与从动锥齿轮(62)相啮合。

3.根据权利要求2所述的便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机，其特征在于：吸附塔(1)内固定连接有防护罩(9)，防护罩(9)罩设在主动锥齿轮(61)、从动锥齿轮(62)的外侧，驱动轴(63)转动连接于防护罩(9)。

4.根据权利要求1所述的便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机，其特征在于：分子筛层(3)和吸附塔(1)配合形成一个呈圆柱状的容纳腔(33)，干燥袋(34)沿竖向的投影呈扇形状，若干干燥袋(34)组合呈圆柱状填塞在容纳腔(33)内。

5.根据权利要求1所述的便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机，其特征在于：拆卸口(14)的一竖向内壁开有滑移槽(141)，弧形板(4)沿吸附塔(1)的周向滑移在滑移槽(141)内，弧形板(4)远离滑移槽(141)的一端设有用于锁紧弧形板(4)的锁紧件(5)。

6.根据权利要求5所述的便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机，其特征在于：锁紧件(5)包括锁紧块(51)，弧形板(4)远离滑移槽(141)的侧面开有容纳口(41)，容纳口(41)内填塞有弹性件(42)，锁紧块(51)沿吸附塔(1)的周向滑移在容纳口(41)内，弹性件(42)挤压在容纳口(41)的竖向内壁和锁紧块(51)之间，弧形板(4)的外侧面开有滑移口(43)，滑移口(43)连通于容纳口(41)，锁紧块(51)上连接有滑移在滑移口(43)内的推板(52)，拆卸口(14)的远离滑移槽(141)的竖向内壁开有用于和锁紧块(51)插接配合的插接口(142)。

7.根据权利要求6所述的便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机，其特征在于：锁紧块(51)朝向吸附塔(1)内部的一侧为斜面，斜面位于锁紧块(51)朝向插接口(142)的端部，锁紧块(51)的厚度沿靠近插接口(142)的方向逐渐减小。

8.根据权利要求6所述的便于更换干燥袋的低露点PSA制氮机，其特征在于：弧形板(4)朝向插接口(142)的侧面嵌设有第一磁性条(44)，拆卸口(14)远离滑移槽(141)的竖向侧壁上嵌设有第二磁性条(45)，第一磁性条(44)和第二磁性条(45)之间具有相互吸附力。

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