CN217613870U - 一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统，包括进气阀组、出氧阀组、排废阀组、分配器和两个内部填充分子筛的筛分塔，所述筛分塔设有进气口和出气口，所述进气口高于出气口，所述筛分塔进气口还设有缓冲机构，所述进气阀组与两筛分塔进气口管道连接，所述出氧阀组与两筛分塔出气口管道连，所述分配器管道连接在两筛分塔进气口之间，所述排废阀组与分配器管道连接。将气体流入筛分塔方向设置为上进下出，同时在进气端设置缓冲装置，减少筛分塔内部分子筛的振动、摩擦，减少细小颗粒浮尘的生成，延长分子筛的使用寿命，增强装置稳定性。

Description

一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统

技术领域

本实用新型涉及气体分离技术领域，尤其是涉及一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统。

背景技术

近年来，分子筛制氧系统发展迅速。其工作原理主要是依靠变压吸附，即先通过压缩机对空气进行压缩，然后将压缩空气引入装有分子筛的吸附塔。分子筛是一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐或天然沸石，具有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴，通过不同的孔径实现不同大小和形状分子的分离。在吸附塔中，空气中的其他气体与氧气实现分离后，即可实现氧气的循环周期制取。由于分子筛制氧系统具有占地面积小、操作简便、制氧成本低等优点，具备广泛的应用前景。

中国专利公开号“CN109613859A”公开了一种分子筛制氧机及其控制系统、方法。该分子筛制氧机包括依次连通的压缩机、分子筛吸附塔和储氧罐，所述压缩机与分子筛吸附塔之间的输气管路上安装有一电磁换向阀，所述分子筛吸附塔产品气输出端与储氧罐的输入端之间的输气管路上安装有第一气体检测传感器，所述分子筛制氧机还设置有一连通所述储氧罐出氧端与分子筛吸附塔产品气输出端的气体反馈通路，该气体反馈通路安装有第二气体检测传感器和电磁阀，将储气罐中混合了空气的富氧产品气经气体反馈通路引入气路系统，以提高氧产品气的回收率，进而缩短开机启动至产品气氧气浓度理化指标达到规定要求的时间间隔，减少了启动时间。

但是，现有的分子筛制氧系统一般均采用下进气的方式。由于吸附器内装填的分子筛并不是完全填满整个容器，容器顶部会存在部分空隙，当压力气体流出吸附器时，顶部分子筛因气流变化受到冲击，容易跳动并发生摩擦、撞击，导致吸附塔内分子筛松动变型，甚至破裂，进而导致制氧系统彻底失效或吸附塔内部高温引发危险。

发明内容

本实用新型是为了克服现有技术的进气方式影响分子筛使用寿命、易产生粉尘的问题，提供一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统。通过将进气方式固定为上进下出，有效消除在高压、高流速等条件下分子筛的惯性活动；在筛分塔顶部设置缓冲机构，减少气体流入波动对分子筛的影响，进一步提高分子筛使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统，包括进气阀组、出氧阀组、排废阀组、分配器和两个内部填充分子筛的筛分塔，所述筛分塔设有进气口和出气口，所述进气口高于出气口，所述筛分塔进气口还设有缓冲机构，所述进气阀组与两筛分塔进气口管道连接，所述出氧阀组与两筛分塔出气口管道连，所述分配器管道连接在两筛分塔进气口之间，所述排废阀组与分配器管道连接。

由于进气口位置高于出气口，可以使得在进行分子筛制氧过程中压缩空气的进气方向为上进下出，压力较大的空气自上而下与分子筛接触，即使上部分子筛颗粒与筛分塔存在一定缝隙，其跳动或摩擦现象也会大大减小，因此可以避免摩擦产生的分子筛损耗及细小粉尘对分子筛的处理效率产生影响，延长分子筛的使用寿命，增加装置安全性。同时，为了进一步避免分子筛的惯性活动，在筛分塔顶部进气口设置了缓冲机构，减少气体压力波动对分子筛的影响。

作为优选，所述缓冲机构包括套设在进气口内的进气段和缓冲段，所述缓冲段的直径大于进气段，所述缓冲段设有若干排气口。

利用直径变化减小气体进入时的压力，避免高压气体直接吹动顶层分子筛颗粒，同时采用缓冲段的若干排气口向内部送气，使得吹气方向并不直接与分子筛颗粒相对，减少分子筛颗粒的惯性活动。

作为优选，所述进气段内设有过滤层。过滤层可以过滤压缩气体中可能夹带的一些固体颗粒杂质，进一步减少固体颗粒杂质与分子筛之间的摩擦或进入分子筛后造成的粉尘堆积等问题。

作为优选，所述进气阀组包括两个控制阀，所述出氧阀组包括两个控制阀，所述排废阀组包括两个控制阀。利用控制阀之间的组合实现两个筛分塔的组合工作，减少各部件之间的连接管路以及管路上的控制阀体的数量，简化系统结构，简化制氧流程。

作为优选，所述筛分塔出气口和出氧阀组之间还设有均压阀组，所述均压阀组一端与筛分塔出气口管道连接，一端与分配器管道连接。均压阀组可以用于平衡系统内部气压，减少由于气压波动造成的工作效率降低及分子筛使用寿命缩短

作为优选，所述分子筛制氧系统还包括反吹阀组，所述反吹阀组与两分子筛出气口管道连接。通过反吹阀组的设置可以实现气体的反吹，利用反吹减少细小颗粒随气体的吹出，并对筛分塔内的分子筛进行恢复，增强系统稳定性。

作为优选，所述进气阀组前还设有进气总阀，所述出氧阀组后还设有出氧总阀。可以实现对装置的总体控制。

因此，本实用新型具有如下有益效果：将气体流入筛分塔方向设置为上进下出，同时在进气端设置缓冲装置，减少筛分塔内部分子筛的振动、摩擦，减少细小颗粒浮尘的生成，延长分子筛的使用寿命，增强装置稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型进气口和缓冲机构的一种结构示意图。

图3是本实用新型第一工作状态时的一种结构示意图。

图4是本实用新型第二工作状态时的一种结构示意图。

图中：1进气阀组、11第一进气阀、12第二进气阀、2分配器、3排废阀组、31第一排废阀、32第二排废阀、4筛分塔、41进气口、42缓冲机构、421进气段、422过滤层、423缓冲段、43出气口、44第一筛分塔、45第二筛分塔、5均压阀组、51第一均压阀、52第二均压阀、6反吹阀组、61第一反吹阀、62第二反吹阀、7出氧阀组、71第一出氧阀、72第二出氧阀、8进气总阀、9出氧总阀。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统，包括进气阀组1、出氧阀组7、排废阀组3、分配器2和内部均填充分子筛的第一筛分塔44和第二筛分塔45，所述第一筛分塔、第二筛分塔均设有进气口41和出气口43，所述进气口设置在筛分塔顶部，所述出气口设置在筛分塔底部，所述进气阀组包括第一进气阀11和第二进气阀12，进气阀组与两筛分塔进气口管道连接，所述出氧阀组包括第一出氧阀71和第二出氧阀72，出氧阀组与两筛分塔出气口管道连，所述分配器管道连接在两筛分塔进气口之间，所述排废阀组包括第一排废阀31和第二排废阀32，排废阀组与分配器管道连接。所述筛分塔出气口和出氧阀组之间还设有均压阀组5，所述均压阀组包括第一均压阀51和第二均压阀52，所述均压阀组一端与筛分塔出气口管道连接，一端与分配器管道连接。所述分子筛制氧系统还包括反吹阀组6，所述反吹阀组包括第一反吹阀61和第二反吹阀62，所述反吹阀组一端与出氧阀组出气一侧管道连接，另一端与两分子筛出气口管道连接。所述进气阀组前还设有进气总阀8，所述出氧阀组后还设有出氧总阀9。

如图2所示，所述筛分塔进气口还设有缓冲机构42，所述缓冲机构包括套设在进气口内的进气段421和缓冲段423，所述缓冲段的直径大于进气段，所述缓冲段设有若干排气口，所述进气段内设有过滤层422。

本实用新型工作过程中，如图3所示，在第一工作状态时，打开进气总阀、第一进气阀、第一均压阀、第二均压阀，使得系统内压力平衡后关闭第一均压阀、第二均压阀，打开第二排废阀、第二反吹阀，此时第一筛分塔自上而下进气。在进气过程中通过缓冲机构过滤层对高压气体进行过滤，再通过缓冲机构缓冲段向塔内分子筛送气，使得气体平缓进入筛分塔。完成制氧后沿出气口出气，并从第二筛分塔流出后沿第二排废阀排出废气，进行第二筛分塔的反吹。反吹完成后关闭第二排废阀、第二反吹阀，继续向系统内送气，进行制氧过程，达到压力要求后关闭第一进气阀和进气总阀，对系统进行保压。之后打开第一出氧阀和出氧总阀，向外输送氧气。完成制氧后关闭第一出氧阀和出氧总阀。

此后，如图4所示，在第二工作状态时，打开进气总阀、第二进气阀、第一均压阀、第二均压阀，使得系统内压力平衡后关闭第一均压阀、第二均压阀，打开第一排废阀、第一反吹阀，使得第二筛分塔自上而下进气。在进气过程中通过缓冲机构过滤层对高压气体进行过滤，再通过缓冲机构缓冲段向塔内分子筛送气，使得气体平缓进入筛分塔。完成筛分后沿出气口出气，并从第一排废阀排出废气，进行第一筛分塔的反吹。反吹完成后关闭第一排废阀、第一反吹阀，继续向系统内送气，进行制氧过程，达到压力要求后关闭第二进气阀和进气总阀，对系统进行保压。之后打开第二出氧阀和出氧总阀，向外输送氧气。完成制氧后关闭第二出氧阀和出氧总阀。此后，重复第一工作状态设和第二工作状态，实现连续制氧。

由于在制氧过程中，高压气体流入方向始终是自上而下，因此对筛分塔内部分子筛小颗粒影响较小，使得分子筛的使用寿命大大延长。此外，通过缓冲机构的设置，使得气体可以平缓进入筛分塔，进一步减小气体流入对分子筛颗粒的影响。

Claims (7)

1.一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统，其特征是，包括进气阀组（1）、出氧阀组（7）、排废阀组（3）、分配器（2）和两个内部填充分子筛的筛分塔（4），所述筛分塔设有进气口（41）和出气口（43），所述进气口高于出气口，所述筛分塔进气口还设有缓冲机构（42），所述进气阀组与两筛分塔进气口管道连接，所述出氧阀组与两筛分塔出气口管道连，所述分配器管道连接在两筛分塔进气口之间，所述排废阀组与分配器管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统，其特征是，所述缓冲机构包括套设在进气口内的进气段（421）和缓冲段（423），所述缓冲段的直径大于进气段，所述缓冲段设有若干排气口。

3.根据权利要求2所述的一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统，其特征是，所述进气段内设有过滤层（422）。

4.根据权利要求1所述的一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统，其特征是，所述进气阀组包括两个控制阀，所述出氧阀组包括两个控制阀，所述排废阀组包括两个控制阀。

5.根据权利要求1所述的一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统，其特征是，所述筛分塔出气口和出氧阀组之间还设有均压阀组（5），所述均压阀组一端与筛分塔出气口管道连接，一端与分配器管道连接。

6.根据权利要求1所述的一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统，其特征是，所述分子筛制氧系统还包括反吹阀组（6），所述反吹阀组一端与出氧阀组出气一侧管道连接，另一端与两分子筛出气口管道连接。

7.根据权利要求1所述的一种延长分子筛使用寿命的分子筛制氧系统，其特征是，所述进气阀组前还设有进气总阀（8），所述出氧阀组后还设有出氧总阀（9）。

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