具有氧气回收功能的制氮机的制作方法

本实用新型涉及工业生产辅助设备领域，特别是一种具有氧气回收功能的制氮机。

背景技术：

制氮机在制得符合浓度和流量要求的氮气过程中，会将空气分离的氧气排空，排空的氧气无形中造成了资源的浪费，为了将氧气充分利用起来，所以对制氮机的排空氧气进行收集。在确保制氮机制得满足要求的氮气同时，又能将分离的氧气进行收集，将收集到的氧气，控制其浓度，并输送到井下工人工作的环境中，使井下工人工作环境中的氧气浓度不低于20％，以保证井下工人的工作环境。

安全生产要求以人为本，以人的安全、健康为重中之重，尤其是煤炭行业，为矿井下工作人员提供良好的工作环境，是现代化企业发展的方向，也是产品改进的必然趋势。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，而提供一种能够回收制氮机废气，制取浓度范围在20％-40％范围的氧气的具有氧气回收功能的制氮机。

一种具有氧气回收功能的制氮机，包括外壳和设置于所述外壳内的多个膜组件，所述外壳为空心圆柱结构，且所述外壳的两端分别设置有一个完全封闭所述外壳内部的封堵件，所有所述膜组件均为条状结构，且均沿平行于所述外壳轴线的方向设置于所述外壳内部，每一所述膜组件的输入端贯穿对应的所述封堵件与空气供给装置连通，输出端贯穿对应的所述封堵件与氮气收集装置连通，两个所述封堵件之间、所述外壳侧面上设置有氧气收集口，所有所述膜组件侧面上的排氧口均与所述氧气收集口连通。

每一所述排氧口均通过一个气动接头与所述氧气收集口连通。

所述氧气收集口处设置有氧气浓度传感器。

还包括储气罐，所述氧气收集口与所述储气罐之间通过单向阀连通，所述储气罐上设置有压力传感器。

所述单向阀和所述储气罐之间还设置有气动接头。

所述单向阀和所述气动接头之间设置有排气阀。

所述膜组件包括壳体、设置于所述壳体内的变径管路、中空纤维膜和连通管路，所述壳体的两端分别贯穿相对应的所述封堵件与所述空气供给装置和所述氮气收集装置连通，所述变径管路一端与所述壳体的端部密封设置，另一端与所述中空纤维膜的一端连通，所述中空纤维膜的另一端均与所述连通管路的一端连通，所述连通管路的另一端与所述壳体的另一端部密封设置，所述排氧口设置于所述壳体侧面上、靠近所述连通管路。

所述变径管路的内径沿靠近所述中空纤维膜的方向依次减小，且所述连通管路的内径与所述中空纤维膜的内径相等。

还包括左端盖和右端盖，所述左端盖和所述右端盖均为半球形结构，且所述左端盖密封设置于所述外壳的左端处，与处于所述外壳左端处的所述封堵件围成密封的进气区，所有所述膜组件的输入端均与所述进气区连通，所述左端盖上设置有与所述进气区连通的进气口，所述空气供给装置与所述进气口连通，所述右端盖密封设置于所述外壳的右端处，与处于所述外壳右端处的所述封堵件围成密封的出气区，所有所述膜组件的输出端均与所述出气区连通，所述右端盖上设置有与所述出气区连通的出气口，所述氮气收集装置与所述出气口连通。

所述空气供给装置为空压机。

本实用新型提供的具有氧气回收功能的制氮机，能制得符合要求的氮气，同时将排空的氧气收集，提高了资源利用率；通过设置氧气浓度传感器能够实时检测氧气浓度，保证收集到的氧气浓度，并通过单向阀送入储氧罐内进行储存，在需要的时候将储氧罐送至需要的地方如井下等地方，当氧气浓度未达到设定的浓度时通过排空阀排至空气中，保证储氧罐内的氧气含量，通过设置左端盖和右端盖，避免与膜组件连接的管路过多，造成缠绕等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所提供的具有氧气回收功能的制氮机的结构示意图；

图2是本实用新型所提供的具有氧气回收功能的制氮机的A-A剖视图；

图中：

1、外壳；2、膜组件；3、封堵件；11、氧气收集口；12、左端盖； 13、右端盖；21、排氧口；22、壳体；23、变径管路；24、中空纤维膜； 25、连通管路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

根据矿用移动式膜分离制氮装置的工作原理，气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数的差别，导致不同气体在膜中相对渗透速率之不同。渗透速率相对高的气体如氧气等透过膜后，在膜的渗透侧被富集，而渗透率相对较低的气体，如氮气等气体则在膜滞留侧被富集，从而达到混合气体分离的目的。整个分离过程是平稳连续的。

如图1至图2所示的具有氧气回收功能的制氮机，包括外壳1和设置于所述外壳1内的多个膜组件2，所述外壳1为空心圆柱结构，且所述外壳1的两端分别设置有一个完全封闭所述外壳1内部的封堵件3，所有所述膜组件2均为条状结构，且均沿平行于所述外壳1轴线的方向设置于所述外壳1内部，每一所述膜组件2的输入端贯穿对应的所述封堵件3与空气供给装置连通，输出端贯穿对应的所述封堵件3与氮气收集装置连通，两个所述封堵件3之间、所述外壳1侧面上设置有氧气收集口11，所有所述膜组件2侧面上的排氧口21 均与所述氧气收集口11连通。

所述空气供给装置将气体送入所有所述膜组件2的输入端，并通过所述膜组件2的过滤将氮气富集在所述膜组件2内部并从所述膜组件2的另一端输出，膜组件2的排氧口21将去除氮气后的空气排除，并由氧气收集口11统一排出所述外壳1，使用者能够在所述氧气收集口11处利用收集装置进行气体收集。

空气中氮气的含量最高，其次是氧气，在将氮气富集后，剩余的气体以氧气为主，因此，在所述排氧口21中排出的主要是氧气。

每一所述排氧口21均通过一个气动接头与所述氧气收集口11连通，所述气动接头也叫气动快速接头，是一种主要用于空气配管、气动工具的快速接头，不需要工具就能实现管路连通或断开的接头，在需要进行氧气收集的时候，将所述氧气收集口11和所述排氧口21通过所述气动接头和软管连通。

所述氧气收集口11处设置有氧气浓度传感器，实时的对氧气收集口11处的氧气浓度进行检测，在氧气浓度不能达到设定值时不对氧气进行收集，优选的，氧气浓度的设定值在20％-50％。

还包括储气罐，所述氧气收集口11与所述储气罐之间通过单向阀连通，所述储气罐上设置有压力传感器，因所述氧气收集口11处的氧气排放不稳定，在增加储气罐后，即能够对氧气收集，也能够通过所述储气罐实现平稳输出氧气的目的。

所述单向阀和所述储气罐之间还设置有气动接头，方便所述储气罐的拆卸和安装。

所述单向阀和所述气动接头之间设置有排气阀，当氧气浓度不能达到设定值时，通过所述排气阀将所述氧气收集口11处的气体直接排放到空气中。

所述膜组件2包括壳体22、设置于所述壳体22内的变径管路23、中空纤维膜24和连通管路25，所述壳体22的两端分别贯穿相对应的所述封堵件3与所述空气供给装置和所述氮气收集装置连通，所述变径管路23一端与所述壳体 22的端部密封设置，另一端与所述中空纤维膜24的一端连通，所述中空纤维膜24的另一端均与所述连通管路25的一端连通，所述连通管路25的另一端与所述壳体22的另一端部密封设置，所述排氧口21设置于所述壳体22侧面上、靠近所述连通管路25，气体通过所述变径管路23进入所述中空纤维膜24内，并经过所述中空纤维膜24的超滤作用将氮气富集在所述中空纤维膜24内并经所述连通管路25流出，而非氮气则从所述中空纤维膜24的侧面流至所述壳体 22内并由所述排氧口21流出。

所述变径管路23的内径沿靠近所述中空纤维膜24的方向依次减小，且所述连通管路25的内径与所述中空纤维膜24的内径相等，通过所述变径管路23 实现对空气进一步加压，增加送入所述中空纤维膜24内的气体的流速，增加所述中空纤维膜24的效率。

还包括左端盖12和右端盖13，所述左端盖12和所述右端盖13均为半球形结构，且所述左端盖12密封设置于所述外壳1的左端处，与处于所述外壳1 左端处的所述封堵件3围成密封的进气区，所有所述膜组件2的输入端均与所述进气区连通，所述左端盖12上设置有与所述进气区连通的进气口，所述空气供给装置与所述进气口连通，所述右端盖13密封设置于所述外壳1的右端处，与处于所述外壳1右端处的所述封堵件3围成密封的出气区，所有所述膜组件2的输出端均与所述出气区连通，所述右端盖13上设置有与所述出气区连通的出气口，所述氮气收集装置与所述出气口连通，通过所述左端盖12和所述右端盖13实现所述膜组件2的进气和出气均不需要使用管路连通，防止了管路之间的相互缠绕。

所述空气供给装置为空压机，为所述进气区供给压缩空气。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。