一种可对空气预先净化的制氮机的制作方法

1.本发明涉及制氮机领域，更具体地说，它涉及一种可对空气预先净化的制氮机。


背景技术：

2.变压吸附制氮机（简称psa制氮机）是按变压吸附技术设计、制造的氮气发生设备。是以空气为原料，以优质碳分子筛为吸附剂，运用变压吸附原理(psa)，利用充满微孔的分子筛，对空气进行选择性吸附，以达到氧氮分离的目的。
3.现在的制氮机在输入空气后需要对空气进行冷压、干燥和过滤，但是空气中颗粒物较多或者杂质较多时，会对制氮机中冷压、干燥和过滤部件带来较多负荷，进而使用寿命较短，在输入端加装过滤或者净化结构，需要进行独立的清洁，现有的清洁需要将整个加装结构拆卸更替，不便捷，装配精度不合格的话，无法达到对空气预净化的效果。


技术实现要素：

4.本发明提供一种可对空气预先净化的制氮机，解决相关技术中预净化机构清洁的技术问题。
5.根据本发明的一个方面，提供了一种可对空气预先净化的制氮机，包括制氮机组和安装于制氮机组输入端的预净化机构，所述制氮机组水平设置，预净化机构的一端连接至制氮机组的输入端，预净化机构的另一端直连空气，所述预净化机构用于对制氮机组的进气进行预净化处理；所述预净化机构包括净化单元、进气单元和输入单元，所述进气单元和输入单元转配呈筒状结构，且进气单元和输入单元均连接有连接管道，所述进气单元和输入单元的内部均设有进出单元和旋开单元，且旋开单元位于进出单元外侧，所述旋开单元用于启闭进气单元和输入单元的端侧，所述进出单元用于带动净化单元沿着进气单元和输入单元的轴线移动，净化单元可由进气单元和输入单元的内部移动至其外部；所述进出单元包括齿环、联动件和转动曲柄，所述联动件分布于齿环的四侧，且转动曲柄安装于联动件的端部，净化单元安装于转动曲柄的端部，齿环沿着环体的圆心转动时，联动件沿着联动件的轴线转动，转动曲柄以联动件末端为圆心转动，转动曲柄带动净化单元沿着齿环所在平面的铅垂线方向移动。
6.进一步地：所述净化单元包括底框、净化件和盖板，盖板安装于底框的内边上，净化件设于盖板与底框之间的空腔，净化件平铺于底框内。
7.进一步地：所述底框的四侧均设有连接轴，且连接轴的轴端安装于转动曲柄的端部。
8.进一步地：所述旋开单元包括弯杆、扇板和中框，所述弯杆一端安装于中框上，且扇板的一端通过轴连接于弯杆的另一端，所述弯杆的末端设有滑动件，且滑动件用于带动弯杆沿着中框的中心转动，并带动扇板旋转启闭。
9.进一步地：所述进气单元和输入单元的外壁均设有驱动电机，且驱动电机的输出
轴连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与齿环之间装配有配合盘，且配合盘的底侧与滑动件之间形成传动配合。
10.进一步地：所述进气单元和输入单元均还包括风罩，且风罩的内壁设有环形空腔，环形空腔连通风罩的中部通道，且环形空腔与中部通道的连接面设有挤出孔，风罩位于环形空腔的内壁设有引流槽。
11.进一步地：所述风罩的中部通道端部设有挡板，且挡板用于限制中部通道的出风截面，挡板的中部开有通孔，且通孔与净化件的规格相适配。
12.进一步地：所述齿环中部安装有连接架，且齿环滑动连接于连接架的外围，所述连接架中部设有通行槽，转动曲柄和净化单元均位于通行槽内。
13.进一步地：所述制氮机组包括空冷器、旋风除尘器、空气干燥器、前过滤器、储气罐、吸附塔单元、后过滤器和缓冲罐，所述空冷器通过管道连接至空气干燥器，且空气干燥器连通过管道连接至旋风除尘器，所述旋风除尘器连接至前过滤器，且前过滤器连接至储气罐，所述储气罐通过吸附塔单元对空气实现氮氧分离，且吸附塔单元将液氮输出至后过滤器中，并释放至缓冲罐内。
14.进一步地：所述吸附塔单元包括右吸附塔、压缩机和左吸附塔，所述右吸附塔的端部通过压缩机连接至左吸附塔，右吸附塔和左吸附塔经过左吸、右吸和解吸过程，利用右吸附塔将压缩后的空气中液氮部分分离至后过滤器中。
15.本发明的有益效果在于：本制氮机中前端输入设有预净化机构，预净化机构中风罩对输入风加速后，经过挤压至净化单元中，净化单元中多层结构对输入风实现净化输出，其中净化单元在更替时，只需驱动电机，电机带动端部扇板启闭，并推出净化单元，可快速更替净化单元，拆装恢复后，净化单元回落至内部，回落后定位准确，可保证预净化机构的净化效果。
附图说明
16.图1是本发明提出的一种可对空气预先净化的制氮机的结构示意图；图2是本发明提出的一种可对空气预先净化的制氮机的的预净化机构结构示意图；图3是图2的输入单元装配图；图4是图3的净化单元结构示意图；图5是图2的风罩结构示意图；图6是图4中净化单元运行结构示意图；图7是图6中净化单元运行效果示意图。
17.图中：100、预净化机构；110、进气单元；120、进气管；130、输入单元；131、风罩；131-a、环形空腔；131-b、挤出孔；131-c、引流槽；132、挡板；140、连接管；150、驱动电机；151、驱动齿轮；152、配合盘；160、旋开单元；161、弯杆；162、扇板；163、中框；170、净化单元；171、底框；172、前端层；173、中间层；174、末端层；175、盖板；180、进出单元；181、齿环；182、联动件；182-a、行进齿轮；182-b、轴座；183、转动曲柄；184、连接架；200、空冷器；210、输入管；300、旋风除尘器；400、空气干燥器；500、前过滤器；600、储气罐；700、吸附塔单元；710、左吸附塔；720、右吸附塔；730、压缩机；800、后过滤器；900、缓冲罐。
具体实施方式
18.现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。
19.实施例一参照图1-图7所示，一种可对空气预先净化的制氮机，包括制氮机组和安装于制氮机组输入端的预净化机构100，制氮机组水平设置，预净化机构100的一端连接至制氮机组的输入端，预净化机构100的另一端直连空气，预净化机构100用于对制氮机组的进气进行预净化处理；预净化机构100包括净化单元170、进气单元110和输入单元130，进气单元110和输入单元130转配呈筒状结构，且进气单元110和输入单元130均连接有连接管140道，进气单元110和输入单元130的内部均设有进出单元180和旋开单元160，且旋开单元160位于进出单元180外侧，旋开单元160用于启闭进气单元110和输入单元130的端侧，进出单元180用于带动净化单元170沿着进气单元110和输入单元130的轴线移动，净化单元170可由进气单元110和输入单元130的内部移动至其外部；进出单元180包括齿环181、联动件182和转动曲柄183，联动件182分布于齿环181的四侧，且转动曲柄183安装于联动件182的端部，净化单元170安装于转动曲柄183的端部，齿环181沿着环体的圆心转动时，联动件182沿着联动件182的轴线转动，转动曲柄183以联动件182末端为圆心转动，转动曲柄183带动净化单元170沿着齿环181所在平面的铅垂线方向移动。
20.净化单元170包括底框171、净化件和盖板175，盖板175安装于底框171的内边上，净化件设于盖板175与底框171之间的空腔，净化件平铺于底框171内，底框171的四侧均设有连接轴，且连接轴的轴端安装于转动曲柄183的端部。
21.需要补充说明的是，净化件包括但不限于前端层172、中间层173和末端层174，其中前端层172、中间层173和末端层174材质和作用不同而改变。
22.旋开单元160包括弯杆161、扇板162和中框163，弯杆161一端安装于中框163上，且扇板162的一端通过轴连接于弯杆161的另一端，弯杆161的末端设有滑动件，且滑动件用于带动弯杆161沿着中框163的中心转动，并带动扇板162旋转启闭。
23.进气单元110和输入单元130的外壁均设有驱动电机150，且驱动电机150的输出轴连接有驱动齿轮151，驱动齿轮151与齿环181之间装配有配合盘152，且配合盘152的底侧与滑动件之间形成传动配合，进气单元110和输入单元130均还包括风罩131，且风罩131的内壁设有环形空腔131-a，环形空腔131-a连通风罩131的中部通道，且环形空腔131-a与中部通道的连接面设有挤出孔131-b，风罩131位于环形空腔131-a的内壁设有引流槽131-c，风罩131的中部通道端部设有挡板132，且挡板132用于限制中部通道的出风截面，挡板132的中部开有通孔，且通孔与净化件的规格相适配，齿环181中部安装有连接架184，且齿环181滑动连接于连接架184的外围，连接架184中部设有通行槽，转动曲柄183和净化单元170均位于通行槽内。
24.其中，制氮机组包括空冷器200、旋风除尘器300、空气干燥器400、前过滤器500、储气罐600、吸附塔单元700、后过滤器800和缓冲罐900，空冷器200通过管道连接至空气干燥器400，且空气干燥器400连通过管道连接至旋风除尘器300，旋风除尘器300连接至前过滤器500，且前过滤器500连接至储气罐600，储气罐600通过吸附塔单元700对空气实现氮氧分离，且吸附塔单元700将液氮输出至后过滤器800中，并释放至缓冲罐900内，吸附塔单元700包括右吸附塔720、压缩机730和左吸附塔710，右吸附塔720的端部通过压缩机730连接至左吸附塔710，右吸附塔720用于对压缩后的空气中液氮部分分离至液氮灌注中。
25.利用本制氮机制备液氮时，其具体的制备流程如下：空气通过空冷器200吸入，在吸入时首先通过预净化机构100对输入的空气进行预净化，空冷器200对空气冷凝增压，进入到空气干燥器400，对空气中的水分进行去除，接着通过旋风除尘器300，对净化后的空气再进行一侧除尘处理，保证空气洁净度，接着利用前过滤器500固化一些气体，例如二氧化碳等，进入储气罐600中储气至定量后输入吸附塔单元700；吸附塔单元700中经过空气进气阀、左吸进气阀进入左吸附塔710，塔压力升高，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未吸附的氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入后过滤器800中，这个过程称之为左吸，持续时间为几十秒；左吸过程结束后，左吸附塔710与右吸附塔720通过上、下均压阀连通，使两塔压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为2-3秒，均压结束后，压缩空气经过空气进气阀、右吸进气阀进入右吸附塔720，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，富集的氮气经过右吸出气阀、氮气产气阀进入后过滤器800中，这个过程称之为右吸，持续时间为几十秒；同时左吸附塔710中碳分子筛吸附的氧气通过左排气阀降压释放回大气当中，此过程称之为解吸，反之左塔吸附时右塔同时也在解吸；最后经过后过滤器800对液氮中残余杂质过滤，进入缓冲罐900内解压，释放部分压力后，通过缓冲罐900输出所需制备的液氮。
26.需要注意的是，其中输入端中经过预净化机构100，其通过进气管120输入至进气单元110中，进气单元110中的风罩131对输入的空气通过侧壁的引流槽131-c旋转加速，然后在环形空腔131-a末端的挤出孔131-b挤出至中部通道内，中部通道之间通过两层净化单元170，其中净化单元170中前端层172、中间层173和末端层174包括但不限于hepa滤网、除味滤网、静电网、过敏源过滤网、纳米脱臭滤尘网等净化组件，经过两层净化单元170对空气进行过滤处理后，再通过另一侧风罩131输出至连接管140，连接管140连接到输入管210管端，输入管210是位于空冷器200前端的管道；在净化单元170需要更替时，驱动电机150带动驱动齿轮151转动，驱动齿轮151带动配合盘152转动，配合盘152为上层齿轮层、中层胶辊层和底层的齿柱层，其中齿轮层用于和驱动齿轮151啮合连接，胶辊层用于与齿环181外壁压合静摩擦带动齿环181滚动，底层齿柱层啮合连接有弧形齿条，弧形齿条安装于滑动件的端部，用于带动滑动件沿着外圈滑动，形成旋转启闭扇板162的效果，滑动件带动弯杆161沿着外围滑动，同时扇板162通过弯杆161端带动，扇板162沿着内外侧边线滑动，实现扇板162中部围合成的孔径变化；同时齿环181转动时，其上的联动件182行进，联动件182包括但不限于轴座182-b、行进齿轮182-a和连接轴，连接轴穿插与轴座182-b内，轴座182-b安装于连接架184的四侧，
行进齿轮182-a的底侧啮合连接于齿环181外壁上，行进齿轮182-a安装于连接轴端部，连接轴另一端与转动曲柄183连接；转动曲柄183分为曲柄一和曲柄二，曲柄一和曲柄二通过轴连接，四侧的转动曲柄183的转动方向相同，带动转动曲柄183端部所连接的底框171往复移动，进而使底框171中的净化件通过风罩131内部移动至外部，便于更换净化件，其中净化件的盖板175和底框171之间通过卡扣连接，卡扣连接便于拆卸和安装，安装后只需要电机反转，带动其回收并闭合扇板162即可。
27.上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。