[發(fā)明專利]真空變壓吸附制氧裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510000054.2
• 申請日: 2015-01-01
• 公開（公告）號: CN104477851A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏伯卿
• 申請（專利權(quán)）人: 魏伯卿
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.真空變壓吸附制氧裝置，包括一套空氣過濾系統(tǒng)、一套空氣壓縮鼓風(fēng)系統(tǒng)、一套壓縮空氣冷卻系統(tǒng)、四套空氣進(jìn)氣切換閥門、一套真空泵系統(tǒng)、兩套吸附塔、四套富氧氣出氣切換閥門、兩套串聯(lián)富氧氣緩沖罐；其特征在于：空氣被壓縮鼓風(fēng)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)（2）抽吸進(jìn)入空氣過濾器（1），并經(jīng)空氣過濾器（1）過濾后變成較為清潔的空氣，清潔的空氣經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)（2）加壓后再經(jīng)由打開的四套空氣進(jìn)氣切換閥門中的二號閥（5）進(jìn)入到左吸附塔（10），此時，四套空氣進(jìn)氣切換閥門中的一號閥（3）、三號閥（6）、四號閥（7）都處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)入到左吸附塔（10）的清潔空氣經(jīng)塔底下部的多個塔底下大錐管（22）、塔底下大直管（23）、多個錐桶，將清潔的空氣按設(shè)計要求分配并從塔底的錐桶進(jìn)氣孔進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的分子篩區(qū)，塔內(nèi)靠近塔底的分子篩將清潔空氣中的水分等氣體吸附，然后進(jìn)入吸附分離分子篩，經(jīng)過吸附分離分子篩的空氣中的氮氣被吸附分離分子篩吸附，而使未被吸附的含氧量高的富氧氣體經(jīng)塔頂集氣區(qū)（29）進(jìn)入至塔頂出氣管（30），然后再經(jīng)打開的四套富氧氣出氣切換閥門中的七號閥（14）進(jìn)入到兩套串聯(lián)富氧氣緩沖罐中的前氣罐（17），此時，四套富氧氣出氣切換閥門中的五號閥（12）、六號閥（13）和八號閥（15）關(guān)閉，進(jìn)入到前氣罐（17）的富氧氣體經(jīng)兩根前后氣罐連接管（19）進(jìn)入到后氣罐（20），并經(jīng)前氣罐（17）和后氣罐（20）平衡穩(wěn)壓后最后進(jìn)入到富氧供氣總管（18），由富氧供氣總管（18）將富氧氣體送到使用點；在左吸附塔（10）內(nèi)的吸附分離分子篩吸附氮氣達(dá)到飽和后，二號閥（5）關(guān)閉、三號閥（6）仍處于關(guān)閉，同時一號閥（3）和四號閥（7）打開，一號閥（3）打開的目的是使真空泵（9）經(jīng)一號閥（3）將左吸附塔（10）內(nèi)分子篩吸附的氣體抽出，使左吸附塔（10）內(nèi)分子篩再生以備接下來的切換使用，四號閥（7）打開后，使清潔的空氣進(jìn)入到右吸附塔（11）進(jìn)行吸附分離，從右吸附塔（11）頂部的塔頂集氣區(qū)（29）和塔頂出氣管（30）出來的富氧氣體，經(jīng)在打開四號閥（7）的同時打開的八號閥（15）進(jìn)入到前氣罐（17），此時，六號閥（13）和七號閥（14）處于關(guān)閉，但五號閥（12）為打開狀態(tài)，五號閥（12）打開的目的是使前氣罐（17）的富氧氣體小部分地被真空泵（9）抽吸返回到左吸附塔（10）將左吸附塔（10）內(nèi)的分子篩反沖洗再生，從而使左吸附塔（10）內(nèi)的分子篩恢復(fù)到吸附氮氣前的最佳狀態(tài)；在右吸附塔（11）內(nèi)吸附分離分子篩吸附氮氣達(dá)到飽和后，又被切換到左吸附塔（10）吸附分離出高氧含量的富氧氣體，如此循環(huán)往復(fù)不斷地分離出高氧含量的富氧氣體進(jìn)入到前氣罐（17）和后氣罐（20），并在前氣罐（17）和后氣罐（20）穩(wěn)壓平衡后送入到使用端；吸附塔包括塔底下部與清潔空氣進(jìn)入管相連的塔底下大錐管（22）、和與塔底下大錐管（22）上端口相連接的塔底下大直管（23），塔底下大錐管（22）的小錐口朝下并與清潔空氣進(jìn)入管相連，塔底下大直管（23）的上端口與最外層即第N+1層錐桶（32）的下小錐口相連接，最外層即第N+1層錐桶（32）的上大錐口與吸附塔底部的吸附塔壁（31）相連接，吸附塔底部有一塊圓形的吸附塔底（26），附塔底（26）具有多組同心圓狀環(huán)形排布的小孔，這些小孔排布的多組同心圓狀環(huán)形與吸附塔底（26）下側(cè)連接的多層錐桶相對應(yīng)，即每兩層多層錐桶間的錐桶間隙（25）的吸附塔底（26）圓環(huán)區(qū)有一組同心圓狀環(huán)形排布的小孔，這組圓形排布小孔的圓心與吸附塔底（26）圓心重疊，使從每兩層多層錐桶間的錐桶間隙（25）經(jīng)過的清潔空氣能順利地進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩，所有這些小孔的孔徑相同、間距及排布規(guī)律一致，從第一層錐桶至第N層錐桶每兩層錐桶與吸附塔底（26）連接的間隔距離相等，即第N層錐桶的半徑與第N-1層錐桶的半徑之差相同，但這些錐桶下端即靠近塔底下大直管（23）上端的端面區(qū)、第N層錐桶的半徑與第N-1層錐桶的半徑之差都不一樣，其規(guī)律為：從吸附塔中心軸的第一層錐桶半徑R1與第二層錐桶半徑R2之差R1-R2、比第二層錐桶半徑R2與第三層錐桶半徑R3之差R2-R3小D，即（R1-R2）-（R2-R3）=D，第二層錐桶半徑R2與第三層錐桶半徑R3之差R2-R3、比第三層錐桶半徑R3與第四層錐桶半徑R4之差R3-R4小D，（R2-R3）-（R3-R4）=D，以此類推，（R3-R4）-（R4-R5）=D，（R4-R5）-（R5-R6）=D，······（RN-2-RN-1）-（RN-1-RN）=D；但最外層即第N+1層錐桶（32）下端靠近塔底下大直管（23）上端的端面區(qū)的（RN+1-RN）與（RN-1-RN）之差要大于3D，即（RN+1-RN）-（RN-1-RN）>3D，這樣能使通過第二層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第一層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，使通過第三層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第二層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，以此類推，使通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第N-1層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大，但通過第N+1層錐桶進(jìn)入到靠近吸附塔壁（31）的清潔空氣流速要比通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大的數(shù)量、比通過第N層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)分子篩的清潔空氣流速要比通過第N-1層錐桶進(jìn)入到吸附塔內(nèi)的清潔空氣流速大的數(shù)量更大；從第N+1層錐桶進(jìn)入到靠近吸附塔壁（31）的清潔空氣有兩種方式：一種是安裝有與第N層錐桶以內(nèi)的各層錐桶間隔間的小孔相同孔徑和間距的小孔，另一種是在第N+1層錐桶與第N?層錐桶與吸附塔底（26）相連接的圓環(huán)區(qū)的上側(cè)安裝有多根對稱的導(dǎo)氣管（27），導(dǎo)氣管（27）與吸附塔底（26）平面垂直且與吸附塔中心軸線平行，導(dǎo)氣管（27）的下端與吸附塔底（26）相連接的圓環(huán)區(qū)有一個孔與第N+1層錐桶與第N?層錐桶間的錐桶間隙（25）區(qū)相連，導(dǎo)氣管（27）的內(nèi)徑大于塔底第一至N層錐桶進(jìn)氣小孔（41）的直徑，導(dǎo)氣管（27）的高度不超過吸附塔的五分之四，導(dǎo)氣管（27）的同一側(cè)按相同規(guī)律地開有多排導(dǎo)氣管噴氣側(cè)孔（43），導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線（38）垂直于吸附塔中心軸線，每排導(dǎo)氣管噴氣側(cè)孔（43）開在導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線（38）的同一側(cè)，且每排導(dǎo)氣管靠近吸附塔壁（31）的噴氣側(cè)孔中心軸線和導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的垂直線的夾角為α??（39），α≤72o，導(dǎo)氣管靠近吸附塔中心軸線的噴氣側(cè)孔中心軸線和導(dǎo)氣管中心軸線與吸附塔中心軸線的連線延長線的垂直線的夾角為β（40），β≤60o，從而使從導(dǎo)氣管（27）噴出來的清潔空氣在靠近吸附塔壁（31）的吸附分離分子篩區(qū)形成較小的旋轉(zhuǎn)上升，進(jìn)而增加空氣與吸附分離分子篩的吸附率。

2.如權(quán)利要求1所述的真空變壓吸附制氧裝置，其特征在于：塔底下大錐管（22）的錐角Ф，28?o?≤Ф≤65?o；塔底下大直管（23）的長度L與直徑d的關(guān)系：L≥2d。