CN214456854U - 富氧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种富氧系统，包括气源模块，净化模块，分离模块、选配模块和监控模块：所述气源模块为所述富氧系统提供气源，所述气源为环境空气；所述净化模块用于去除所述环境空气中的杂质，所述杂质包括水、油、尘；所述分离模块用于将所述环境空气中的氮气和氧气分离，获得富氧气体；所述选配模块用于将所述富氧气体充入需氧设备中提供给用户；所述监控模块对所述富氧系统的各所述模块进行实时监控。本实用新型融入了分段式监控、模块化集成的概念，有效提高了所述富氧系统中设备的效率和可靠性，避免了富氧系统设备的高能耗低功耗现象，为用户迅速获得安全、稳定、连续的富氧气体提供了保障。

Description

富氧系统

技术领域

本实用新型涉及一种气体分离系统，尤其涉及一种压缩机应用的富氧系统。

背景技术

富氧气体在各行各业的用途是非常广泛的，随着富氧气体用途的拓展，可大规模生产富氧气体的富氧系统越来越受到欢迎，但富氧系统涉及的设备数量较多，在系统出现故障时，不易排查出故障设备的具体位置，同时，若富氧系统中的设备出现故障，也会带来一定的安全隐患。此外，外界环境的温度变化也会影响富氧系统所提供富氧气体的氧气浓度含量。

因此，有必要提供一种富氧系统以解决现有技术中存在的上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种富氧系统，克服了上述现有技术之不足，用以平衡变化温度对设备输出的影响，同时有效提高富氧系统中设备的可靠性和工作效率，为用户迅速获得安全、稳定、连续的富氧空气提供了保障。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现：

一种富氧系统，其特征在于，包括气源模块，净化模块，分离模块、选配模块和监控模块：

所述净化模块设置于所述气源模块与所述分离模块之间，所述分离模块设置于所述净化模块与选配模块之间，所述监控模块与所述气源模块、所述净化模块、所述分离模块相连接。

所述气源模块为所述富氧系统提供气源，所述气源为环境空气；

所述净化模块用于去除所述环境空气中的杂质，所述杂质包括水、油、尘中的一种或多种；

所述分离模块用于将所述环境空气中的氮气和氧气分离，获得富氧气体；

所述选配模块用于将所述富氧气体充入需氧设备中提供给用户；

所述监控模块对所述富氧系统的各所述模块进行实时监控。

本实用新型的所述富氧系统的有益效果在于，融入了分段式监控、模块化集成的概念，有效提高了所述富氧系统中设备的效率和可靠性，避免了富氧系统设备的高能耗低功耗现象，为用户迅速获得安全、稳定、连续的富氧气体提供了保障。

本实用新型的一些实施例中，所述气源模块包括总气体入口和压缩机，所述环境空气通过所述总气体入口进入所述富氧系统，所述压缩机与所述总气体入口通过气路相连。其有益效果在于：所述总气体入口使得环境空气可以进去到富氧系统中，所述压缩机压缩所述环境空气，用以调整所述富氧系统中的气体压力。

进一步，所述气源模块还包括气动控制阀，所述气动控制阀用以控制所述压缩机的加卸载过程来调节所述富氧系统中的气压和气体流量的大小，所述气动控制阀设置在所述压缩机的气体入口处。其有益效果在于：在所述压缩机工作时，由于压差原因，所述气动控制阀迅速打开，使所述环境空气进入所述压缩机，当所述压缩机停止工作时，所述气动控制阀关闭，确保所述压缩机不会出现停机吐油的现象，所述气动控制阀还可以调节压缩机的进气量。

进一步，所述气源模块还包括油气过滤分离装置、油冷却器和过滤器，所述油气过滤分离装置设置在所述压缩机的出口处，所述油气过滤分离装置与所述过滤器通过气路相连，所述油冷却器设置在所述油气过滤分离装置与所述过滤器之间的气体流通路径中，所述过滤器与所述压缩机通过气路相连接。其有益效果在于：所述油气过滤分离装置将经过所述压缩机后的所述环境空气中的液态和气态的油分离出来，分离出的液态油将回到压缩机的油池，分离出的气态油被导流进入所述油冷却器，经过所述过滤装置过滤杂质，进入到所述压缩机的喷油口，进入下一次的循环利用。

进一步，所述油冷却器设有温控阀，所述油冷却器具有温度控制功能。其有益效果在于：所述油冷却器根据润滑油温度的高低在所述温控阀的作用下将特定温度范围的油量导流进入所述油冷却器，提高了所述油冷却器的工作效率。

进一步，所述气源模块还包括压力维持阀，所述压力维持阀设置在所述油气过滤分离器的出口处。其有益效果在于：所述压力维持阀的设置保证了阀前的最小工作压力，使得进入净化模块的气压维持在正常工作范围内。

进一步，所述净化模块包括除水过滤器、除尘过滤器、除油过滤器，用于除去所述富氧系统中气体的水、油、尘，所述净化模块还包括冷干机，所述冷干机设置在除水过滤器与除尘过滤器之间的气体流通路径中。其有益效果在于：所述过除水过滤器除去所述压缩机排出的压缩气体中的大量冷凝水，降低了进入所述冷干机的气体的含水量，减少了所述冷干机的工作负荷，提高了所述冷干机的设备能效，所述冷干机用以将所述富氧系统中的气体冷却，使气体饱和蒸汽压降低，将所含水分析出冷凝至液态，使得气体中的含水量降低，提高了所述除尘过滤器和所述除油过滤器的过滤效果，并延长了所述除尘过滤器和所述除油过滤器的使用寿命。

进一步，所述净化模块还包括气量调节阀，所述气量调节阀设置在所述过滤器与所述分离模块之间的气体流通路径中。其有益效果在于：所述气量调节阀用以调整进入所述分离模块的气体流量，确保进入所述加热器和所述分离模块前的气量处于所述膜分离器的最佳范围内，使所述加热器的加热温度更易于保证在控制范围，同时所述净化模块中的气体均经过所述过滤器过滤后再进入所述气量调节阀排出至大气，使所述富氧系统符合环保要求。

进一步，所述分离模块包括加热器和膜分离器，所述膜分离器具有选择性透氧膜，所述加热器设置在所述过滤器与膜分离器之间，通过气路与过滤器和膜分离器连接。其有益效果在于：所述加热器加热进入所述膜分离器的气体，用以提高所述膜分离器的分离效果，并保证了所述膜分离器的可靠性，所述膜分离器用于分离气体中的氮气和氧气。

进一步，所述分离模块还包括调节器，所述调节器设置在膜分离器的气体出口处，所述调节器用以调节所述膜分离器分离出来的氧气和氮气含量的占比，用以调整富氧气体的氧气浓度。其有益效果在于：通过所述调节器的调节获得不同氧含量的富氧气体。

进一步，所述选配模块包括增压压缩机和多路充气盘，所述多路充气盘一端通过气路连接增压压缩机出口，另一端连接所述需氧设备。其有益效果在于：所述增压压缩机用以将所述富氧气体充装进需氧设备提供增压，所述多路充气盘用以对多个需氧设备同时充装所述富氧气体。

进一步，所述监控模块包括出口温度监控器和出口压力监控器，所述出口温度监控器设置在所述压缩机的出口处，所述压力监控器设置在所述压力维持阀的出口处。其有益效果在于：所述出口温度器和所述压力监控器用以监控所述气源模块的实时温度和实时压力，确保压缩系统的压力和温度在安全可靠的范围内。

进一步，所述监控模块包括至少一个温度传感器，所述温度传感器用于监测气体通过所述净化模块中的所述冷干机后的温度。其有益效果在于：所述温度传感器实时监控所述冷干机，通过所述温度传感器来判断所述冷干机的工作状态。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种富氧系统的结构框架图；

图2为本实用新型实施例的一种气源模块的框架图；

图3为本实用新型实施例的一种净化模块的框架图；

图4为本实用新型实施例的一种分离模块的框架图；

图5为本实用新型实施例的一种选配模块的框架图；

附图中的编码分别为：

1-富氧系统；

11-气源模块；111-压缩机；112-气动控制阀；113-油气过滤分离装置；114- 油气过滤分离装置；115-油冷却器；116-过滤器；117-压力维持阀；118-进气过滤装置；119-风冷冷却器；110-安全阀；

12-净化模块；121-除水过滤器；122-除尘过滤器；123-除油过滤器；124- 冷干机；125-气量调节阀；126-消音器；127-冷凝水排污桶；

13-分离模块；131-加热器；132-膜分离器；133-调节器；134-消音器；135- 调音器；

14-选配模块；141-增压压缩机；142-多路充气盘；143-排污桶；

15-监控模块；151-出口温度监控器；152-压力监控器；153-温度传感器；154- 温度传感器；155-压力传感器；156-氧浓度传感器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图，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的一部分实施例，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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本实用新型的实施例提供了一种富氧系统。

如图1所示，富氧系统1包括气源模块11、净化模块12、分离模块13、选配模块14和监控模块15。

所述气源模块11为所述富氧系统提供气源，所述气源为环境空气；

所述净化模块12用于去除所述环境空气中的杂质，所述杂质包括水、油、尘；

所述分离模块13用于将所述环境空气中的氮气和氧气分离，获得富氧气体；

所述选配模块14用于将所述富氧气体充入需氧设备中提供给用户；

所述监控模块15对所述富氧系统的各所述模块进行实时监控。

在某些可能的实施方式中，如图2所示，所述气源模块11包括总气体入口 A和压缩机111，所述环境空气通过所述总气体入口A进入所述富氧系统1，所述压缩机111压缩所述环境空气至5-10bar，用以调整所述富氧系统1中的气体压力，所述压缩机111与所述总气体入口A通过气路相连。

在本实施例中，所述总气体入口A和所述压缩机之间的气体流通路径中还可以设置至少1个进气过滤装置118，所述进气过滤装置用以过滤所述环境空气中的粉尘。

在某些可能的实施方式中，所述气源模块11还包括气动控制阀112，所述气动控制阀112用以控制所述压缩机111的加卸载过程来调节所述富氧系统1 中的气压和气体流量的大小，所述气动控制阀112设置在所述压缩机111的气体入口处，在所述压缩机111工作时，由于压差原因，所述气动控制阀112迅速打开，使所述环境空气进入所述压缩机111，当所述压缩机111停止工作时，所述气动控制阀112关闭，确保所述压缩机111不会出现停机吐油的现象，所述气动控制阀112还可以调节所述压缩机111的进气量。

在某些可能的实施方式中，所述气源模块11还包括油气过滤分离装置113、油气过滤分离装置114、油冷却器115和过滤器116，所述油气过滤分离装置113 和油气过滤分离装置114设置在所述压缩机111的出口处，所述油气过滤分离装置113与所述过滤器116通过气路相连，所述油冷却器115设置在所述油气过滤分离装置113与所述过滤器116之间的气体流通路径中，所述过滤器116与所述压缩机111通过气路相连接。

本实施例中，所述油气过滤分离装置113将经过所述压缩机111后的所述环境空气中的液态油分离出来，分离出的液态油将回到所述压缩机111的油池，所述油气过滤分离装置114将经过所述压缩机111后的所述环境空气中的气态油分离出来，分离出的气态油被导流进入所述油冷却器115，经过所述过滤装置 116过滤杂质，进入到所述压缩机111的喷油口，进入下一次的循环利用。

在一种优选的实施例中，所述压缩机111和油气过滤分离装置113之间的气体流通路径中还包括安全阀110，所述安全阀110保证了所述富氧系统1的安全性，当系统压力超过预设值时，所述安全阀110的阀门打开，释放所述富氧系统1里的压力，确保设备安全运行。

在某些可能的实施方式中，所述油冷却器115设有温控阀，所述油冷却器 115具有温度控制功能，所述油冷却器115根据润滑油温度的高低在所述温控阀的作用下将特定温度范围的油量导流进入所述油冷却器115，提高了所述油冷却器115的工作效率。

在某些可能的实施方式中，如图2-图3所示，所述气源模块11还包括压力维持阀117，所述压力维持阀117设置在所述油气过滤分离器114的出口处，所述压力维持阀117的设置保证了阀前的最小工作压力，使得进入净化模块12的气压维持在正常工作范围内。

在某些可能的实施方式中，在所述压力维持阀117与所述净化模块12之间的气体流通路径中还可以设置风冷冷却器119，所述风冷冷却器119冷却压缩后的所述环境空气，使所述环境空气压缩后的温度降至50℃以内，以满足所述净化模块12的工作条件，同时避免温度过高会损坏所述净化模块12的设备。

在某些可能的实施方式中，所述净化模块12包括除水过滤器121、除尘过滤器122、除油过滤器123，用于除去所述富氧系统1中气体的水、油、尘，所述净化模块12还包括冷干机124，所述冷干机124设置在除水过滤器121与除尘过滤器122之间的气体流通路径中，所述过除水过滤器121除去所述压缩机 111排出的压缩气体中的大量冷凝水，降低了进入所述冷干机124的气体的含水量，减少了所述冷干机124的工作负荷，提高了所述冷干机124的设备能效，所述冷干机124将气体温度降到足够低，用以将所述富氧系统中1的气体冷却，使气体饱和蒸汽压降低，将所含水分析出冷凝至液态，使得气体中的含水量降低，提高了所述除尘过滤器122和所述除油过滤器123的过滤效果，并延长了所述除尘过滤器122和所述除油过滤器123的使用寿命。

在某些可能的实施方式中，如图3-图4所示，所述净化模块12还包括气量调节阀125，所述气量调节阀125设置在所述除油过滤器123与所述分离模块 13之间的气体流通路径中，所述气量调节阀125用以调整进入所述分离模块13 的气体流量，确保进入所述分离模块13前的气量处于所述分离模块13的最佳工作范围内。使所述加热器131的加热温度更易于保证在控制范围，同时所述净化模块12中的气体均经过所述过滤器121-123过滤后再进入所述气量调节阀 125排出至大气，使所述富氧系统1符合环保要求。

在一种优选的实施例中，所述调节阀上还包括消音器126，所述消音器126 用以降低排气噪声,并使高温废气能安全有效地排出。

进一步，所述分离模块13包括加热器131和膜分离器132，所述膜分离器 132具有选择性透氧膜，所述加热器131设置在所述除油过滤器123与膜分离器 132之间，通过气路与所述除油过滤器123和所述膜分离器132连接，所述加热器131加热进入所述膜分离器132的气体，用以提高所述膜分离器132的分离效果，并保证了所述膜分离器132的可靠性，所述膜分离器132用于分离气体中的氮气和氧气。

在某些可能的实施方式中，如图4所示，所述分离模块13还包括调节器133，所述调节器133设置在膜分离器132的气体出口处，所述调节器133用以调节所述膜分离器132分离出来的氧气和氮气含量的占比，用以调整富氧气体的氧气浓度。

在一种优选的实施例中，所述调节器上133还设有消音器134，所述消音器 134用以降低所述调节器133排气的噪声,并使高温废气能安全有效地排出。

在一种优选的实施例中，如图4-图5所示，所述膜分离器132与所述选配模块14之间的气体流通路径中还设有消音器135，所述消音器135用以防止富氧系统1中的气压超过安全阈值，同时当用户需要空气时，环境大气通过所述消音器135进入所述富氧系统1中，通过14选配模块将环境大气充入供气设备中提供给用户。

在某些可能的实施方式中，如图5所示，所述选配模块14包括增压压缩机 141和多路充气盘142，所述多路充气盘142一端通过气路连接增压压缩机141 出口，另一端连接所述需氧设备，所述增压压缩机141给所述富氧气体提供增压，使所述富氧气体充装进需氧设备，所述多路充气盘142用以对多个需氧设备同时充装所述富氧气体。

本实施例中，所述增压压缩机141的出口处还设置有排污桶143，当所述增压压缩机141对所述选配模块14中的气体进行增压后，由于所述气体压力升高，所述气体中的水蒸气的露点降低，当温度降低时所述水蒸气从气态转变为液态，流入所述排污桶143中。

在某些可能的实施方式中，如图2所示，所述监控模块15包括出口温度监控器151和出口压力监控器152，所述出口温度监控器151设置在所述压缩机的出口处，所述压力监控器152设置在所述压力维持阀的出口处，所述出口温度监控器151和所述压力监控器152用以监控所述气源模块11的实时温度和实时压力，确保所述气源模块11的压力和温度在安全可靠的范围内。

在某些可能的实施方式中，如图3所示，所述监控模块15包括至少一个温度传感器153，所述温度传感器153用于监测气体通过所述净化模块12中的所述冷干机124后的温度，所述温度传感器153用以显示和监控所述冷干机124 的工作情况，确保所述净化模块12的可靠性。

在一种优选的实施例中，如图4所示，所述监控模块15还包括温度传感器 154、压力传感器155和氧浓度传感器156，所述温度传感器154用以监控所述分离模块13中经过所述加热器131加热后的气体温度，保证进入所述膜分离器 132的气体温度在设定的范围内，所述压力传感器155用以调试检测所述膜分离器132的分离效果，所述氧浓度传感器156安装在所述膜分离器132的下游，所述氧浓度传感器156用以监控所述分离模块13的氧气浓度处于用户设定的需求氧含量的范围内，避免过氧和缺氧事故的隐患。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (13)

1.一种富氧系统，其特征在于，包括气源模块，净化模块，分离模块、选配模块和监控模块，所述净化模块设置于所述气源模块与所述分离模块之间，所述分离模块设置于所述净化模块与选配模块之间，所述监控模块与所述气源模块、所述净化模块、所述分离模块相连接。

2.如权利要求1所述的富氧系统，其特征在于，所述气源模块包括总气体入口和压缩机，所述压缩机与所述总气体入口通过气路相连。

3.如权利要求2所述的富氧系统，其特征在于，所述气源模块还包括气动控制阀，所述气动控制阀设置在所述压缩机的气体入口处。

4.如权利要求2所述的富氧系统，其特征在于，所述气源模块还包括油气过滤分离装置、油冷却器和过滤器，所述油气过滤分离装置设置在所述压缩机的出口处，所述油气过滤分离装置与所述过滤器通过气路相连，所述油冷却器设置在所述油气过滤分离装置与所述过滤器之间的气体流通路径中，所述过滤器与所述压缩机通过气路相连接。

5.如权利要求4所述的富氧系统，其特征在于，所述油冷却器设有温控阀，所述温控阀设置在所述油冷却器的气路入口处。

6.如权利要求4所述的富氧系统，其特征在于，所述气源模块还包括压力维持阀，所述压力维持阀设置在所述油气过滤分离器的出口处。

7.如权利要求1所述的富氧系统，其特征在于，所述净化模块包括除水过滤器、除尘过滤器、除油过滤器和冷干机，所述冷干机设置在所述除水过滤器与所述除尘过滤器之间的气体流通路径中，所述除尘过滤器设置在所述除水过滤器与所述除油过滤器之间，所述净化模块还包括冷干机，所述冷干机设置在除水过滤器与除尘过滤器之间的气体流通路径中。

8.如权利要求7所述的富氧系统，其特征在于，所述净化模块还包括气量调节阀，所述气量调节阀设置在所述除油过滤器与所述分离模块之间的气体流通路径中。

9.如权利要求8所述的富氧系统，其特征在于，所述分离模块包括加热器和膜分离器，所述膜分离器具有选择性透氧膜，所述加热器设置在所述气量调节阀与膜分离器之间，通过气路与过滤器和膜分离器连接。

10.如权利要求9所述的富氧系统，其特征在于，所述分离模块还包括调节器，所述调节器设置在膜分离器的气体出口处。

11.如权利要求1所述的富氧系统，其特征在于，所述选配模块包括增压压缩机和多路充气盘，所述多路充气盘的一端通过气路连接增压压缩机出口，另一端连接需氧设备。

12.如权利要求6所述的富氧系统，其特征在于，所述监控模块包括出口温度监控器和出口压力监控器，所述出口温度监控器设置在所述气源模块的所述压缩机的出口处，所述压力监控器设置在所述压力维持阀的出口处。

13.如权利要求7所述的富氧系统，其特征在于，所述监控模块包括至少一个温度传感器，所述温度传感器用于监测气体通过所述净化模块中的所述冷干机后的温度。

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