CN220573090U - 一种制氮分离膜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氮气制备技术领域，公开了一种制氮分离膜组件，包括底座，所述底座上端面一侧固定设置有过滤箱，所述底座上端面另一侧固定设置有分离箱，所述底座上端面中点处固定设置有安装座，所述过滤箱一侧靠上端中点处固定设置有进气管，所述过滤箱两侧靠上端处均固定设置有固定块。本实用新型中，该制氮组件利用过滤组件进行空气的净化过滤，从而大大提高了后续制氮生产的氮气质量，同时引导净化后的空气注入分离箱内部的中空纤维分离膜内，而中空纤维分离膜呈圆周包围且上下端由密封垫进行密封，使得渗透分离后的富集氮气和富集空气隔绝，并将富集空气和富集氮气分离排放，减少两者的混合污染，从而大大提高分离后氮气的质量。

Description

一种制氮分离膜组件

技术领域

本实用新型涉及氮气制备技术领域，尤其涉及一种制氮分离膜组件。

背景技术

膜分离制氮技术是以空气为原料，根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下，在膜中的溶解度和扩散系数不同，导致渗透率较快的水蒸气、氧气等一些气体先透过膜，成为富氧气体，而渗透率较慢的氮气则滞留富集，成为干燥的富氮气体，达到氧氮分离的目的。

现有专利(公开号：CN217498687U)公开了“一种制备氮气的装置，包括壳体、空气进口、氮气出口、氧气出口，所述壳体靠上位置和靠下位置各设有一个固定盘，所述两个固定盘之间设有中空纤维分离膜，所述固定盘上设有与中空纤维分离膜相配合的通孔，所述壳体设有圆柱状的内壳体，所述内壳体同时与壳体顶部和底部固定连接，所述内壳体在上固定盘上方的位置设有密闭门，且所述内壳体在下固定盘下方的位置设有密闭门，所述密闭门的开启与关闭由设置在壳体外侧的扩容开关控制，所述内壳体与空气进口和氮气出口连通，且内壳体连通有内壳氧气出口，所述内壳氧气出口设置在氧气出口内部”，该制氮组件通过扩容开关可随时调整制氮产量，不需要手动增加或减少膜组件，减少工作人员负担，减少人为误操作的可能，节约了制氮场地空间。

但是，该实用新型中存在如下问题：1、由于采用展开膜，占用面积大，导致膜架体积大，设备占用空间大，而且密封时很不方便，易导致分离后的氮气与源气体产生反渗透；2、通过空气进口直接通入空气，由于未对空气进行净化处理，空气中富含的异味杂质会导致后续制氮生产的质量降低。因此，本领域技术人员提出了一种制氮分离膜组件以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种制氮分离膜组件，该制氮组件利用过滤组件进行空气的净化过滤，从而大大提高了后续制氮生产的氮气质量，同时引导净化后的空气注入分离箱内部的中空纤维分离膜内，而中空纤维分离膜呈圆周包围且上下端由密封垫进行密封，使得渗透分离后的富集氮气和富集空气隔绝，并将富集空气和富集氮气分离排放，减少两者的混合污染，从而大大提高分离后氮气的质量。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种制氮分离膜组件，包括底座，所述底座上端面一侧固定设置有过滤箱，所述底座上端面另一侧固定设置有分离箱，所述底座上端面中点处固定设置有安装座，所述过滤箱一侧靠上端中点处固定设置有进气管，所述过滤箱两侧靠上端处均固定设置有固定块，两个所述固定块相离一侧均嵌入设置有活动机构，所述过滤箱上端面卡接设置有顶盖，所述安装座上端面固定设置有空气压缩机；

所述分离箱一侧靠上端和靠下端中点处分别固定设置有排气管和出氮管，所述过滤箱内部底端面两侧均固定设置有安装块，两个所述安装块上端面中点处分别嵌入设置有一号过滤网和二号过滤网，所述分离箱内壁两侧靠上端处固定设置有固定板，所述固定板下端面和分离箱内部底端面处均固定设置有密封垫，两个所述密封垫相对一侧嵌入设置有中空纤维分离膜，所述顶盖两侧靠下端处均嵌入设置有卡接机构；

通过上述技术方案，由进气管输入空气进入过滤箱内，并由空气压缩机进行引导，空气在引导流向空气压缩机时经过多层过滤网进行异味净化，从而减少空气中所含异味，提高空气压缩后质量，并在压缩后注入分离箱内的中空纤维分离膜内侧，由于中空纤维分离膜呈圆周包围且上下端由密封垫进行密封，使得渗透分离后的富集氮气和富集空气隔绝，从而大大提高分离后氮气的质量。

进一步地，所述顶盖上端面中点处固定设置有顶块，所述一号过滤网和二号过滤网上端均嵌入设置于顶盖下端面；

通过上述技术方案，利用上端的顶块为拿放时提供握持点，且将过滤网嵌入顶盖内，方便跟随顶盖同步拆卸使用。

进一步地，所述一号过滤网和二号过滤网均为活性炭过滤板且一号过滤网的孔径大于二号过滤网孔径；

通过上述技术方案，能够有效吸附空气中的异味，以提高空气质量，同时由大到小的孔径进行分步过滤，以提高过滤效果。

进一步地，所述空气压缩机通过导管连通过滤箱和分离箱；

通过上述技术方案，完成两个箱体之间的气体流动使用，且对过滤后的空气进行压缩使用。

进一步地，所述排气管贯穿分离箱且位于分离箱内壁和中空纤维分离膜之间，所述出氮管贯穿分离箱和中空纤维分离膜且位于中空纤维分离膜内侧；

通过上述技术方案，有利于分步完成富集空气和富集氮气的单独引导排放收集，减少混合污染。

进一步地，所述活动机构包括活动杆，所述活动杆一端贯穿固定块且另一端固定连接有联动杆，所述联动杆另一端固定设置于有活动块；

通过上述技术方案，当三者之间任意一端受力，三者同步运动位移，完成联动结构的使用。

进一步地，所述卡接机构包括卡接块，所述卡接块一侧固定连接有连接杆，所述连接杆另一端固定设置有伸缩弹簧且伸缩弹簧与顶盖固定连接；

通过上述技术方案，当卡接块受力挤压时，后端的伸缩弹簧收缩，促使卡接块向内收缩，当不受力时伸缩弹簧推动卡接块弹出，无需手动复位使用，结构简单，操作方便。

进一步地，所述卡接块呈直角三角状，且远离连接杆的一侧呈向下倾斜面；

通过上述技术方案，利用一侧由下往上的宽度增长，使其下移过程中收缩更顺畅。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型提出的一种制氮分离膜组件，通过先将空气导入过滤箱内，空气在受牵引下向过滤网运动，经过过滤网进行空气过滤以提高空气质量，而过滤网采用活性炭过滤网且分为多个，同时多个过滤网的孔径大小不一，从而提高对空气的净化过滤效果，减少空气中携带的异味等杂物，从而大大提高了后续氮气生产的质量。

2、本实用新型提出的一种制氮分离膜组件，通过利用过滤箱对空气进行过滤并由空气压缩机进行加压引导至分离箱内，加压引导的空气注入分离箱内部的中空纤维分离膜内，而中空纤维分离膜呈圆周包围且上下端由密封垫进行密封，使得渗透分离后的富集氮气和富集空气隔绝，从而大大提高分离后氮气的质量。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种制氮分离膜组件的轴侧示意图；

图2为本实用新型提出的一种制氮分离膜组件的正剖示意图；

图3为本实用新型提出的图2的A处放大图；

图4为本实用新型提出的图2的B处放大图。

图例说明：

1、顶块；2、顶盖；3、固定块；4、活动机构；401、活动杆；402、联动杆；403、活动块；5、进气管；6、过滤箱；7、底座；8、空气压缩机；9、安装座；10、分离箱；11、出氮管；12、排气管；13、密封垫；14、导管；15、一号过滤网；16、二号过滤网；17、固定板；18、中空纤维分离膜；19、安装块；20、卡接机构；2001、卡接块；2002、伸缩弹簧；2003、连接杆。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参照图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种制氮分离膜组件，包括底座7，底座7上端面一侧固定设置有过滤箱6，过滤箱6对注入的空气进行净化过滤，以减少空气中的异味杂质，提高后续制氮的生产质量，底座7上端面另一侧固定设置有分离箱10，分离箱10用于空气中氮气的分离提取，底座7上端面中点处固定设置有安装座9，过滤箱6一侧靠上端中点处固定设置有进气管5，进气管5用于连通空气注入使用，过滤箱6两侧靠上端处均固定设置有固定块3，两个固定块3相离一侧均嵌入设置有活动机构4，过滤箱6上端面卡接设置有顶盖2，安装座9上端面固定设置有空气压缩机8；

分离箱10一侧靠上端和靠下端中点处分别固定设置有排气管12和出氮管11，其中排气管12和出氮管11分别将分离后的富集空气和富集氮气进行分步排放收集，减少混合污染。过滤箱6内部底端面两侧均固定设置有安装块19，两个安装块19上端面中点处分别嵌入设置有一号过滤网15和二号过滤网16，分离箱10内壁两侧靠上端处固定设置有固定板17，固定板17下端面和分离箱10内部底端面处均固定设置有密封垫13，两个密封垫13相对一侧嵌入设置有中空纤维分离膜18，顶盖2两侧靠下端处均嵌入设置有卡接机构20。

顶盖2上端面中点处固定设置有顶块1，一号过滤网15和二号过滤网16上端均嵌入设置于顶盖2下端面，一号过滤网15和二号过滤网16均为活性炭过滤板且一号过滤网15的孔径大于二号过滤网16孔径。空气压缩机8通过导管14连通过滤箱6和分离箱10。当空气由进气管5注入，而注入的空气在受到空气压缩机8的引导吸引下向另一侧移动，并在移动过程中经过多个过滤网进行异味净化处理，从而提高空气的质量。

排气管12贯穿分离箱10且位于分离箱10内壁和中空纤维分离膜18之间，出氮管11贯穿分离箱10和中空纤维分离膜18且位于中空纤维分离膜18内侧；当经过净化和空气压缩机8加压注入后，空气进入中空纤维分离膜18内侧，由于空气中的氮气在中空纤维分离膜18中渗透速率最慢且空气中富含大量氮气，使得氮气留存于中空纤维分离膜18内侧形成富集氮气，而外侧渗透的空气形成富集空气，并分别有排气管12和出氮管11进行分步排放收集，从而大大减少混合干扰和污染。

活动机构4包括活动杆401，活动杆401一端贯穿固定块3且另一端固定连接有联动杆402，联动杆402另一端固定设置于有活动块403，卡接机构20包括卡接块2001，卡接块2001一侧固定连接有连接杆2003，连接杆2003另一端固定设置有伸缩弹簧2002且伸缩弹簧2002与顶盖2固定连接，卡接块2001呈直角三角状，且远离连接杆2003的一侧呈向下倾斜面；当将顶盖2盖在过滤箱6上端时，卡接块2001跟随下移并受到固定块3内壁的挤压，此时伸缩弹簧2002带动卡接块2001收缩，并在达到活动块403位置时，伸缩弹簧2002复位推动卡接块2001挤压活动块403，从而将整个活动机构4推出，卡接块2001卡入凹槽内完成卡接，反之推动活动杆401将卡接块2001挤出完成顶盖2的分离。

工作原理：使用时，将顶盖2固定在过滤箱6上端，顶盖2下端两侧的卡接块2001卡入固定块3内部并将活动机构4顶出，此时完成顶盖2的卡接固定，而多个过滤网嵌入顶盖2下端，从而将过滤网嵌入过滤箱6内部完成固定，由进气管5通入空气后在空气压缩机8的吸引引导下，空气经过多个活性炭过滤网完成异味杂质的净化处理，并在空气压缩机8的作用下和导管14的配合下通入分离箱10内的中空纤维分离膜18内侧，此时空气中的渗透率慢的氮气存留于中空纤维分离膜18内侧形成富集氮气后由出氮管11集中排放收集，而渗透率快的处于中空纤维分离膜18外侧形成富集空气并由排气管12集中排出。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制氮分离膜组件，包括底座(7)，其特征在于：所述底座(7)上端面一侧固定设置有过滤箱(6)，所述底座(7)上端面另一侧固定设置有分离箱(10)，所述底座(7)上端面中点处固定设置有安装座(9)，所述过滤箱(6)一侧靠上端中点处固定设置有进气管(5)，所述过滤箱(6)两侧靠上端处均固定设置有固定块(3)，两个所述固定块(3)相离一侧均嵌入设置有活动机构(4)，所述过滤箱(6)上端面卡接设置有顶盖(2)，所述安装座(9)上端面固定设置有空气压缩机(8)；

所述分离箱(10)一侧靠上端和靠下端中点处分别固定设置有排气管(12)和出氮管(11)，所述过滤箱(6)内部底端面两侧均固定设置有安装块(19)，两个所述安装块(19)上端面中点处分别嵌入设置有一号过滤网(15)和二号过滤网(16)，所述分离箱(10)内壁两侧靠上端处固定设置有固定板(17)，所述固定板(17)下端面和分离箱(10)内部底端面处均固定设置有密封垫(13)，两个所述密封垫(13)相对一侧嵌入设置有中空纤维分离膜(18)，所述顶盖(2)两侧靠下端处均嵌入设置有卡接机构(20)。

2.根据权利要求1所述的一种制氮分离膜组件，其特征在于：所述顶盖(2)上端面中点处固定设置有顶块(1)，所述一号过滤网(15)和二号过滤网(16)上端均嵌入设置于顶盖(2)下端面。

3.根据权利要求1所述的一种制氮分离膜组件，其特征在于：所述一号过滤网(15)和二号过滤网(16)均为活性炭过滤板且一号过滤网(15)的孔径大于二号过滤网(16)孔径。

4.根据权利要求1所述的一种制氮分离膜组件，其特征在于：所述空气压缩机(8)通过导管(14)连通过滤箱(6)和分离箱(10)。

5.根据权利要求1所述的一种制氮分离膜组件，其特征在于：所述排气管(12)贯穿分离箱(10)且位于分离箱(10)内壁和中空纤维分离膜(18)之间，所述出氮管(11)贯穿分离箱(10)和中空纤维分离膜(18)且位于中空纤维分离膜(18)内侧。

6.根据权利要求1所述的一种制氮分离膜组件，其特征在于：所述活动机构(4)包括活动杆(401)，所述活动杆(401)一端贯穿固定块(3)且另一端固定连接有联动杆(402)，所述联动杆(402)另一端固定设置于有活动块(403)。

7.根据权利要求1所述的一种制氮分离膜组件，其特征在于：所述卡接机构(20)包括卡接块(2001)，所述卡接块(2001)一侧固定连接有连接杆(2003)，所述连接杆(2003)另一端固定设置有伸缩弹簧(2002)且伸缩弹簧(2002)与顶盖(2)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种制氮分离膜组件，其特征在于：所述卡接块(2001)呈直角三角状，且远离连接杆(2003)的一侧呈向下倾斜面。