[发明专利]活塞式分子筛制氧系统

说明书

技术领域

本发明涉及活塞式分子筛制氧系统，适用于制氧量比较小的场合，属于制氧技术领域。

背景技术

现代常用的制氧方法包括：深冷法、分子筛变压吸附法、膜法和魏伯卿的磁分离法，最节能的制氧方法是魏伯卿的磁分离法，但磁分离法还无法做到工业化，而深冷法无法做到小型化和低能耗化，膜法制氧能做到小型化，但成本和能耗还是降不下来；本发明就是争对以上缺陷研发的小型化、低能耗、低噪声、不需要循环水的办公和家庭用制氧系统，其对减少雾霾对人体的伤害和增强人体抵抗力有极大的好处，从而填补国内外能小型化、低成本、低能耗、低噪声制氧装置的空白。

分子筛变压吸附制氧的原理：分子筛在空气加压到压力为P1时，流进分子筛的空气，在P1压力下氮气被分子筛吸附，氧气则不被吸附而流过分子筛并被收集成富氧气体，然后被吸附了氮气的分子筛在负压P2下解吸，并用少许富氧气体反冲洗以活化分子筛，从而恢复分子筛的吸氮能力；但现有的分子筛变压吸附法采用空压机给气体加压，无法做到小型化和低能耗化，而且噪音很大，又需要循环水，根本不适合家庭供氧使用。发明内容

本发明的目的是针对现有分子筛变压吸附制氧的高能耗和设备庞大而提供一种利用驱动活塞在活塞缸内移动从而给活塞缸内的气体加压和减压以达到节能目的的活塞式分子筛制氧系统。

本发明技术要点：

（1）利用活塞驱动装置驱动活塞在活塞缸内压缩空气形成的压力来代替现有变压吸附制氧工艺中的空压机给气体加压和真空泵抽负压，电机功率小、能耗低。

（2）利用控制系统控制活塞驱动装置，使活塞在活塞缸内向靠近活塞缸底部移动，以压缩活塞缸内空气，当活塞缸内的空气达到一定压力P1后，控制系统控制自动打开排氧阀的开度为K1，从而使活塞缸内的压缩空气经制氧分子筛吸附氮气后，从排氧阀中流出，而且利用控制系统控制活塞驱动装置一直稳定活塞缸内压缩空气的压力为P1，直到活塞缸内压缩空气全部经制氧分子筛吸附氮气后从排氧阀中排出。

（3）制氧分子筛吸附氮气后，利用控制系统控制活塞驱动装置，使活塞在活塞缸内向远离活塞缸底部移动，以使活塞缸内的气体形成负压，当活塞缸内气体负压达到P2时，吸附氮气的制氧分子筛中的氮气在负压P2下被解吸，此时，控制系统控制自动打开排氧阀的开度为K2，使富氧气储罐的富氧气体部分返回到制氧分子筛中活化制氧分子筛。

（4）活塞驱动装置包括：（A）螺杆驱动装置，（B）重力驱动装置，（C）齿轮驱动装置，（D）椭轮驱动装置，（E）液压驱动装置，（F）曲轴驱动装置。

本发明为达到上述发明目的而采用的技术方案：

活塞式分子筛制氧系统，其特征在于：

1、制氧系统包括活塞缸、活塞、活塞驱动机构和控制系统；所述活塞缸下部为料仓，料仓中设置分子筛，活塞缸与料仓连接区对称设置多根排出氮气和通入空气的进气支管，进气支管与进气环管相连接并相连通，进气环管分别与进气总管和排氮管相连接并相连通，进气总管上安装有进气阀，排氮管上安装有排氮阀；在活塞缸与料仓连接区的缸内安装有压力传感器，压力传感器与控制系统相连接；分子筛下方的料仓底部设置排氧阀，所述活塞缸中安装活塞，活塞通过控制系统控制活塞驱动装置驱动使其在活塞缸内做往复移动，控制系统还根据压力传感器测得的活塞缸内的压力控制活塞的移动、移动速度、停止和进气阀、排氮阀、排氧阀的开闭。

2、活塞式分子筛变压吸附制氧系统利用控制系统控制活塞驱动装置驱动活塞向下移动，使活塞在活塞缸内向靠近活塞缸底部移动，以压缩活塞缸内空气，当活塞缸内的空气达到一定压力P1后，控制系统控制自动打开排氧阀的开度为K1，从而使活塞缸内的压缩空气经制氧分子筛吸附氮气后，从排氧阀中流出，而且利用控制系统控制活塞驱动装置驱动活塞向下移动的速度，一直控制稳定活塞缸内压缩空气的压力为P1，直到活塞缸内压缩空气全部经制氧分子筛吸附氮气后从排氧阀中排出。

3、制氧分子筛吸附氮气后，利用控制系统控制活塞驱动装置驱动活塞向上移动，使活塞在活塞缸内向远离活塞缸底部移动，以使活塞缸内的气体形成负压，当活塞缸内气体负压达到P2时，吸附氮气的制氧分子筛中的氮气在负压P2下被解吸，此时，控制系统控制自动打开排氧阀的开度为K2，使富氧气储罐的富氧气体部分返回到制氧分子筛中活化制氧分子筛，或控制系统控制自动打开料底阀的开度为K3，使空气进入到制氧分子筛中以冲洗制氧分子筛表面已解吸的氮气；其中P1为制氧分子筛吸附氮气的临界压力，P2为制氧分子筛解吸氮气的最低压力。