一种用于PSA制氮机上的高效充气结构的制作方法

本实用新型涉及一种高效充气结构，尤其适用于PSA制氮机。

背景技术：
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氮气的化学性质比较不活泼，在一般的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物质发生化学反应。随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量逐渐增长。

现有的氮气制备方法很多，其中PSA制氮机应用较为广泛，PSA全称：Pressure Swing Adsorption，中文意思为：变压吸附。PSA是一种新的气体分离技术，自60年代末70年代初在国外已经得到迅速的发展，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开，它是以空气为原料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。

常规PSA制氮机技术相对比较成熟，但是存在一定的缺陷需要改进，传统的PSA制氮机在双塔均压后，在开启双塔总出气气动阀的瞬间，通过总出气管路上的反装的止回阀，使氮气缓冲罐内部的气体以极快的速度对吸附塔进行冲压，从而使吸附塔内部压力迅速增到分子筛的最佳工作压力，使吸附塔以最快的速度进入工作状态。但传统的这种流程中，氮气缓冲罐只通过吸附塔的出气口处进行回气充压，充压速度不够快，而且吸附塔内部压力不够均匀。在一定程度上降低了设备制氮性能的进一步提升的可能性。

技术实现要素：
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本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于PSA制氮机上的高效充气结构，以解决行业中面临问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种用于PSA制氮机上的高效充气结构，所述PSA制氮机设置有并排放置的第一吸附塔和第二吸附塔，所述PSA制氮机还设置有氮气缓冲罐，所述第一吸附塔和第二吸附塔与所述氮气缓冲罐之间设置有高效充气结构，所述高效充气结构设置有加压排气结构和排废结构，所述加压排气结构设置有第一出气阀，所述第一出气阀为气动角式截止阀，所述第一出气阀的一端连接到所述氮气缓冲罐上，所述第一出气阀的另一端分别连接有第二截止阀一端和第三截止阀一端，所述第二截止阀的另一端连接到所述第一吸附塔的顶部，所述第三截止阀的另一端连接到所述第二吸附塔的顶部，所述第二截止阀和第三截止阀之间设置有连通截止阀，所述第一截止阀和第二截止阀与第三截止阀之间还设置有流量控制阀，所述流量控制阀还并联设置有上部单向阀，所述第一出气阀的左侧还设置有底部充气管道，所述底部充气管道上设置有底部单向阀，所述底部单向阀还分别连接到第四截止阀和第五截止阀，所述第四截止阀还连接到所述第一吸附塔的底部，所述第五截止阀还连接到所述第二吸附塔的底部。

作为优选，所述排废结构设置有第六截止阀和第七截止阀，所述第六截止阀的一端连接到所述第一吸附塔的底部，另一端连接废气排污装置，所述第七截止阀的一端连接到所述第二吸附塔的底部，另一端也连接到废气排污装置上。

作为优选，所述氮气缓冲罐的底部设置有排污口，所述排污口上还设置有排污阀。

作为优选，所述空气进气结构设置有空气进气管道，所述空气进气管道分别连接到所述第一吸附塔和第二吸附塔的底部，所述空气进气管道上分别设置有多个空气进气阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处是：通过将高效充气结构设置有加压排气结构和排废结构以及空气进气结构，能够从第一吸附塔和第二吸附塔的上部和底部分别进行充气，提高了充气的速度，同时通过排气结构有效的进行排气，本实用新型结构新颖，操作方便。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是第一吸附塔吸附而第二吸附塔处于排气脱附的结构示意图。

图3是第一吸附排气脱附而第二吸附塔处于吸附的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细描述：

根据图1所示，一种用于PSA制氮机上的高效充气结构，所述PSA制氮机设置有并排放置的第一吸附塔1和第二吸附塔2，所述PSA制氮机还设置有氮气缓冲罐3，所述第一吸附塔1和第二吸附塔2与所述氮气缓冲罐3之间设置有高效充气结构，所述高效充气结构设置有加压排气结构4和排废结构5以及空气进气结构6。

为了实现加压排气的目的，进一步地，所述加压排气结构4设置有第一出气阀401，所述第一出气阀401为气动角式截止阀，所述第一出气阀401的一端连接到所述氮气缓冲罐3上，所述第一出气阀401的另一端分别连接有第二截止阀402一端和第三截止阀403一端，所述第二截止阀402的另一端连接到所述第一吸附塔1的顶部，所述第三截止阀403的另一端连接到所述第二吸附塔2 的顶部，所述第二截止阀402和第三截止阀403之间设置有连通截止阀404，所述第一出气阀401和第二截止阀402与第三截止阀403之间还设置有流量控制阀405，所述流量控制阀405还并联设置有上部单向阀406，所述第一出气阀401 的左侧还设置有底部充气管道5，所述底部充气管道5上设置有底部单向阀407，所述底部单向阀407还分别连接到第四截止阀408和第五截止阀409，所述第四截止阀408还连接到所述第一吸附塔1的底部，所述第五截止阀409还连接到所述第二吸附塔2的底部。

为了实现排废的目的，进一步地，所述排废结构5设置有第六截止阀501 和第七截止阀502，所述第六截止阀501的一端连接到所述第一吸附塔1的底部，另一端连接废气排污装置503，所述第七截止阀502的一端连接到所述第二吸附塔2的底部，另一端也连接到废气排污装置503上。

为了方便排出污水，进一步地，所述氮气缓冲罐3的底部设置有排污口301，所述排污口301上还设置有排污阀302。

为了实现空气的进入，进一步地，所述空气进气结构6设置有空气进气管道，所述空气进气管道分别连接到所述第一吸附塔1和第二吸附塔2的底部，所述空气进气管道上分别设置有多个空气进气阀。

下面对本实用新型的整个动作流程进行详细的描述：

首先要明确一点，PSA制氮机的第一吸附塔1和第二吸附塔2在运行的时候是交替运行，当第一吸附塔1处于吸附状态的时候，第二吸附塔2处于排气脱附状态；当第一吸附塔1处于排气脱附状态时候，第二吸附塔2就处于吸附状态，通过第一吸附塔1和第二吸附塔2的交替吸附和脱附，能够保证PSA制氮机源源不断的提供氮气。

下面以第一吸附塔1处于吸附状态，而第二吸附塔2处于排气脱附状态的情况，详细描述本专利的流程。

如图2所示，当第一吸附塔1处于吸附状态，而第二吸附塔2处于排气脱附状态的时候，第三截止阀403、第五截止阀409和第六截止阀501处于关闭状态，不参与运行，为了能够更清晰的描述，附图2是将第三截止阀403、第五截止阀409和第六截止阀501去掉以后的结构示意图。

首先打开第一出气阀401，氮气缓冲罐3中氮气首先通过第一出气阀401，然后分为两路，由于流量控制阀405处于关闭状态，那么其中一路氮气就通过上部单向阀406进入到第二截止阀402中，并通过第二截止阀402进入到第一吸附塔1的顶部，对第一吸附塔1进行冲压，而此时连通截止阀404是处于关闭状态，这样氮气就不会进入到第二吸附塔2中；同时另一路氮气通过底部充气管道进入到底部单向阀407中，并随即通过第四截止阀408进入第一吸附塔1 的底部，通过第一吸附塔1的底部对第一吸附塔1进行充气，这样就能从第一吸附塔1的底部和上部同时充气加压，提高了充气效率，同时空气就会从空气进气结构6进入，并通过第四截止阀408进入到第一吸附塔1中，通过第一吸附塔1对空气进行吸附处理。

当第一吸附塔1开始进行吸附的时候，第二吸附塔2开始处于排气脱附，打开连通截止阀404和流量控制阀405，这时第二吸附塔2中产生的氮气就会通过连通截止阀404和流量控制阀405，并进入到氮气缓冲罐3，氮气首先将氮气缓冲罐3充满，然后多余的气体会通过氮气缓冲罐3输送到设定的地方即可。

下面以第一吸附塔1处于排气脱附状态，而第二吸附塔2处于吸附状态的情况，详细描述本专利的流程。

如图3所示，当第一吸附塔1处于排气脱附状态，而第二吸附塔2处于吸附状态的情况时，第二截止阀402、第四截止阀408和第七截止阀502处于关闭状态，不参与运行，为了能够更清晰的描述，附图3是将第二截止阀402、第四截止阀408和第七截止阀502去掉以后的结构示意图。

首先打开第一出气阀401，氮气缓冲罐3中氮气首先通过第一出气阀401，然后分为两路，由于流量控制阀405处于关闭状态，那么其中一路氮气就通过上部单向阀406进入到第三截止阀403中，并通过第三截止阀403进入到第二吸附塔2的顶部，对第二吸附塔2进行冲压，而此时连通截止阀404是处于关闭状态，这样氮气就不会进入到第一吸附塔1中；同时另一路氮气通过底部充气管道进入到底部单向阀407中，并随即通过第五截止阀409进入第二吸附塔2 的底部，对第二吸附塔2进行充气，这样就能从第二吸附塔2的底部和上部同时充气加压，提高了充气效率，同时空气就会从空气进气结构6进入，通过第五截止阀409进入到第二吸附塔2中，通过第二吸附塔2对空气进行吸附处理。

当第二吸附塔2开始进行吸附的时候，第一吸附塔1开始处于排气脱附，打开连通截止阀404和流量控制阀405，这时第二吸附塔2中产生的氮气就会通过连通截止阀404和流量控制阀405，并进入到氮气缓冲罐3，氮气首先将氮气缓冲罐3充满，然后多余的气体会通过氮气缓冲罐3输送到设定的地方即可。

通过在第一吸附塔1和第二吸附塔2的底部和顶部同时充气加压，解决了传统的只能从顶部加压的做法，提高了充气加压的速度，进而提高了设备的使用效率。

需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。