一种可提高氧气制备效率的制氧设备的制作方法

本发明涉及氧气制备技术领域，尤其是涉及一种可提高氧气制备效率的制氧设备。

背景技术：

氧在自然界中分布最广，是丰度最高的元素。在烃类的氧化、废水的处理、金属切割和焊接、冶金、医疗、火箭推进剂以及航空、航天和潜水中供动物及人进行呼吸等方面均需要用到氧气。现有技术中通常采用变压吸附法制备氧气，其原理为使用分子筛吸附空气中的氮气，从而将氧气从空气中被分离出来；或者采用分子筛先吸附空气中的氧气，然后再对分子筛进行解吸，从而得到氧气。

但是现有的变压吸附法中通常是将分子筛堆积在一个密封的壳体内，空气只能从进气口进入，然后从出气口排出，且分子筛之间的间隙很小，空气流通速率变慢，从而降低了吸附和解吸的效率，进而降低了制氧效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的一种可提高氧气制备效率的制氧设备。

为达到本发明之目的，采用如下技术方案：

一种可提高氧气制备效率的制氧设备，包括空气过滤器、空气干燥器、空气压缩机、两个并联的制氧机以及用于储存氧气的储气罐，空气过滤器、空气干燥器、空气压缩机、制氧机以及储气罐均通过管道连接，所述空气压缩机分别与两个所述制氧机连接，两个所述制氧机分别与所述储气罐连接；所述制氧机包括壳体，均匀设置于所述壳体内部的网筒以及放置于所述网筒内部的分子筛，所述网筒之间交错布置，所述网筒的任意一端上连接有带动其转动的驱动机构；所述驱动机构至少包括驱动装置以及与驱动装置连接的连接轴，所述连接轴与所述网筒固定连接。

优选的，所述驱动装置为电机，所述电机上连接有转轴，所述转轴上固定安装有主动锥齿轮，所述连接轴的端部固设有与所述主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，所述转轴通过联轴器与所述电机的输出轴连接。

优选的，所述驱动装置设置为气缸，所述气缸上连接有蜗杆，所述蜗杆与所述气缸的推杆螺栓连接，所述连接轴的端部固设有涡轮，所述蜗杆与所述涡轮啮合。

优选的，所述转轴、所述主动锥齿轮以及所述从动锥齿轮外部均设有防尘壳体，所述转轴与所述连接轴穿过所述防尘壳体且与其转动连接。

优选的，所述制氧机靠近所述储气罐的一端连接有一用于分离氮气和氩气的膜分离器，所述膜分离器包括盖体、固定壳体以及放置在所述固定壳体内的中空纤维膜组件，所述盖体与所述固定壳体螺纹连接。

优选的，所述固定壳体的内侧壁上固设有一l型台阶，所述中空纤维膜组件的外侧壁固设有与所述l型台阶凹凸配合的固定环。

优选的，所述固定环的表面固设有定位柱，所述l型台阶的表面开设有与所述定位柱配合使用进而对中空纤维膜组件进行固定的定位孔。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过设置网筒盛放分子筛，同时通过设置驱动机构带动网筒进行转动，其在转动的同时可以加快壳体内的气体流动，且可以带动空气流流向网筒，使得空气与分子筛充分接触，从而可以提高分子筛的吸附效率和解吸效率，进而提高制氧效率。

2、本发明通过将网筒交错布置，从而使得空气在壳体内折流前进，可以增大空气的流通空间，同时增大空气的行程，从而增大空气与分子筛的接触时间和接触面积，提高分子筛的氧吸附量，进而可以提高氧气的回收率。

3、本发明通过设置膜分离器对制氧机产生的废气中的氮气和氩气进行分离，从而使得本发明在制备氧气的同时可以制备氮气和氩气，使得本发明的功能更加多样化，更容易推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明提供的一种可提高氧气制备效率的制氧设备中驱动装置为电机时的结构示意图；

图2为本发明提供的一种可提高氧气制备效率的制氧设备中驱动装置为电缸时的结构示意图；

图3为本发明提供的一种可提高氧气制备效率的制氧设备中膜分离器的分解结构示意图；

图4为图3中固定壳体的剖视图。

图中数字说明：

1、空气过滤器；2、空气干燥器；3、空气压缩机；

4、制氧机；401、壳体；402、网筒；403、分子筛；

5、氧气储存罐；6、氮气储存罐；7氩气储存罐；8、连接轴；9、电机；10、转轴；11、主动锥齿轮；12、从动锥齿轮；13、气缸；14、蜗杆；15、涡轮；16、防尘壳体；

17、膜分离器；1701、盖体；1702、固定壳体；1703、中空纤维膜组件；1704、l型台阶；1705、固定环；1706、定位柱；1707、定位孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明一种可提高氧气制备效率的制氧设备做出清楚完整的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1和图2所示，本发明提供一种可提高制氧效率的制氧设备，其包括空气过滤器1、空气干燥器2、空气压缩机3、两个并联的制氧机4以及储气罐，空气过滤器1、空气干燥器2、空气压缩机3、制氧机4以及储气罐均通过管道连接，所述空气压缩机3分别与两个所述制氧机4连接；其中储气罐设有三个，分别为氧气储存罐5、氮气储存罐6和氩气储存罐7；两个所述制氧机4分别与所述氧气储气罐5连接。此技术为现有技术，故不在此赘述。在此需要说明的是，图1和图2中v01-v09均为阀门，从而便于控制两个制氧机4交替进行制氧工作。

所述制氧机4包括壳体401，均匀设置于所述壳体401内部的网筒402以及放置于所述网筒402内部的分子筛403，网筒402之间交错布置，一方面，空气在所述壳体401内折流前进，增大行程，另一方面，可以增大空气与分子筛403的接触面积，提高分子筛403的氧吸附量。其中本实施例中所使用的分子筛403为5a分子筛，且每个壳体401内均设有8个网筒402，当然，实际生产过程中可根据需要增加或减少网筒402的数量。

所述网筒402的任意一端上连接有带动其转动的驱动机构，所述驱动机构至少包括驱动装置以及与驱动装置连接的连接轴8，所述连接轴8与所述网筒402固定连接，具体的讲，所述连接轴8的一端插入到所述网筒402内，然后通过垂直于所述连接轴8的固定杆与所述网筒402固定连接，所述驱动装置与所述连接轴8连接，从而所述驱动装置可以通过连接轴8带动所述网筒402转动，从而使得分子筛403转动，使其与空气充分的接触，提高其氧吸附量。

所述驱动装置为电机9，所述电机9上连接有转轴10，所述转轴10上固定安装有主动锥齿轮11，所述连接轴8的端部固设有与所述主动锥齿轮11啮合的从动锥齿轮12，所述转轴10通过联轴器与所述电机9的输出轴连接，使得所述电机9可以通过所述转轴10带动所述主动锥齿轮11旋转，所述从动锥齿轮12随之旋转，从而使得所述连接轴8旋转。

所述驱动装置也可以设置为气缸13，所述气缸13上连接有蜗杆14，所述蜗杆14与所述气缸13的推杆螺栓连接，所述连接轴8的端部固设有涡轮15，所述蜗杆14与所述涡轮15啮合，从而所述气缸13可以通过带动所述蜗杆14的往复移动，实现所述转轴10周期性的正反旋转，从而可以带动所述网筒402做周期性的正反旋转，所述网筒402在转动的同时可以加快壳体401内的气体流动，且可以带动空气流流向网筒402，进而可以提高吸附效率和解吸效率。

所述转轴10、所述主动锥齿轮11以及所述从动锥齿轮12外部均设有防尘壳体16，所述转轴10与所述连接轴8穿过所述防尘壳体16且与其转动连接，从而可以保护所述转轴10、所述主动锥齿轮11以及所述从动锥齿轮12，同理，所述蜗杆14与所述涡轮15外部设有防尘壳体16，所述防尘壳体16可以通过支撑杆与所述壳体401连接。在此需要说明的是，本装置中还设有用于安装电机9或电缸的机架，其中机架以及安装方式均可根据需要选择，此为现有技术，故不在此赘述。

此外，两个制氧机4靠近所述储气罐的一端设有膜分离器17，所述膜分离器17分别与两个制氧机4相连接；所述膜分离器17用于分离制氧机产生的废气中的氮气和氩气，从而使得本装置在制备氧气的同时可以制备氮气和氩气，所述膜分离器17的底部设有与所述制氧机4相连通的进气口，其顶部设有与氮气储存罐6相连通的第一出气口，其下端开设有与氩气储存罐7相连通的第二出气口。

如图3和图4所示，所述膜分离器17包括盖体1701、固定壳体1702以及放置在所述固定壳体1702内的中空纤维膜组件1703，所述盖体1701与所述固定壳体1702螺纹连接。所述固定壳体1702的内侧壁上一体连接有一l型台阶1704，所述中空纤维膜组件1703的外侧壁固设有与所述l型台阶1704凹凸配合的固定环1705，所述固定环1705的上表面一体连接有定位柱1706，所述l型台阶1704上开设有与所述定位柱1706配合使用进而对中空纤维膜组件1703进行固定的定位孔1707，通过采用上述设计方案，从而便于对中空纤维膜组件1703进行更换。在此需要说明的是，膜分离器17的分离原理为本领域的公知常识故不在此赘述。

本装置的工作原理如下：空气首先经过空气过滤器1和空气干燥器2进行除杂干燥，然后再经过空气压缩机3提高其压力，最终进入制氧机4中。当空气进入制氧机4之后，网筒402内盛放的5a分子筛可以对空气中的氧气进行吸附，在此过程中同时打开驱动机构带动网筒402进行旋转，一方便可以加快空气流通速度，提高氧气吸附效率，另一方便，网筒402转动的同时会带动空气流流向网筒402内，从而可以提高氧气的吸附量，进而提高氧气的回收率。在制氧过程中制氧4机产生的废气进入膜分离器17中，并在膜分离器17的作用下，经废气中的氮气和氩气进行分离，并将氮气和氩气分别收集在氮气储气罐6和氩气储气罐7中进行储存。在此过程中，两个制氧机4交替工作，对空气中的氧气进行吸附再解吸，并将解吸产生的氧气输出至氧气储气罐5中进储存。

所述对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。