一种高效节能制氧机的制作方法

本实用新型属于制氧设备技术领域，具体涉及一种高效节能制氧机。

背景技术：

高纯度氧气在医疗、工业上均有广泛应用，在医疗方面，对于呼吸系统、心血管等疾病的患者而言，适度进行氧疗有利于身体的恢复，而工业氧气与医用氧气相比又有一定的区别，医用氧气要求纯度更高，同时不应该含有较多的水分或者杂质，否则会加剧患者的病情，现有技术用于制氧的方法主要可以分为化学法、物理法，其中物理法又可以分为深冷空分、变压吸附、膜法空分三种，膜法空分是利用富氧膜将空气过滤而得到纯度较高的空气，同时能够滤出空气中的杂质，但是富氧膜成本较高并需要经常更换，而且得到的氧气浓度远不如前两种方法，需要多次过滤，制氧效率不高，变压吸附就是利用分子筛吸附空气中的氧气，并在另一个压力环境下，将分子筛吸附的氧气脱出，从而实现氧气的富集，但分子筛使用一段时间后，其吸收氧气的能力会减弱，且无法对空气中的水分和杂质进行有效去除，反复调整压力导致设备功耗还很大；而深冷空分则是利用空气中氧气以及氮气的液化温度不同，从而通过降温将氧气与氮气分离，这也是现有技术中广泛使用的方法，而且可以将空气中的稀有气体同时分离出来，提取出来的氧气纯度更高，但是深冷设备体积过大，只能作为氧气站使用，不能移动。

技术实现要素：

本实用新型公开了一种高效节能制氧机，能够以更低的能耗高效的制备氧气，且使用成本较低。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高效节能制氧机，包括：壳体、除尘部、液化筒、分离层，所述壳体内部被水平隔板分成互不连通的三层，这三层自上而下依次设置有除尘部、液化筒、分离层，其中除尘部包括：压缩机、储液缸，所述压缩机位于壳体外，通过管道与储液缸连通，该管道末端位于水面以下，所述储液缸是密闭的空腔，其中装有去离子水，水面上方的侧壁上设置有气体流出的管道；

所述液化筒内还包括盘管、汇流腔，所述液化筒内充有低温介质，液化筒内设置有螺旋状的盘管，所述盘管靠近顶面的一端通过汇流腔与储液缸的排气管道连接，盘管另一端与分离层中的分离筒连通，盘管是双层结构，分为外管、内管，二者互不连通，外管通有待液化的空气，流动方向是自上而下流动，内管中通有分离后的氮气，流动方向是自下而上，内管中的氮气经汇流腔后从废气口中排出；

所述分离层包括分离筒、气化缸、加热器，所述分离筒是密闭腔体，分离筒靠近底面的侧面上设置有与气化缸连通的管道，所述气化缸的底部设置有加热器，对气化缸中的液氧进行气化，气化缸顶面设置有与外界连通的氧气管。

进一步地，所述低温介质是液氧。

进一步地，所述液化筒顶部还设置有回流管，回流管与气化缸连通，且回流管上设置有恒压阀。

进一步地，所述液化筒的侧壁上还设置有温度计、补液口，所述温度计用于监控液化筒中液氧的温度，所述补液口用于充装液氧。

进一步地，所述气化缸内还水平设置有吸湿片。

本实用新型至少具有以下有益效果：

(1)通过液氧来对空气进行冷却，省去了深低温设备，因而成本更低，体积更小。

(2)外界空气通过压缩机进入储液缸后，再进入壳体内的液化筒中，气体通过水后，其中的粉尘杂质会被水过滤掉，成本更低、效果更好。

(3)液氧仅仅作为冷却介质，在使用过程中消耗很少，而且置换出来的较高温度的液氧也可以重复利用，更加节约成本。

(4)整个制氧机中仅有压缩机以及加热器才使用电能，因此相比于现有技术更加节能。

附图说明

构成本申请一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

附图中：

图1示意性示出了本实用新型的结构示意图；

图2示意性示出了图1中a部分的结构示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-壳体，21-压缩机，22-储液缸，31-盘管，311-外管，312-内管，32-恒压阀，33-补液口，34-温度计，35-汇流腔，36-废气口，41-分离筒，42-气化缸，43-加热器，44-吸湿片，45-氧气管，46-回流管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明；除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式；如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系；应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

实施例

如图1～2所述的是一种高效节能制氧机，用于解决现有技术中制氧机能耗过高、效率过低的问题，其结构包括：壳体1以及位于壳体1内自上而下依次设置的：除尘部、液化筒、分离层，其中除尘部通过压缩机21将外界空气引入储液缸22中，通过储液缸22中的水将空气中的粉尘或是杂质滤除，余下的气体进入液化筒中利用液氧进行低温液化，由于空气中氧气以及氮气的液化温度不同，从而将液化温度控制在氧气液化温度附近，仅将空气中的氧气液化，而氮气等其他气体则仍保持气态被排出，分离出的液氧在气化缸42中加热气化以后气化成氧气，除湿后就可以直接进行使用。

壳体1为双层结构，双层之间抽真空，减少外部热量对其内部的影响，同时壳体1内部被水平隔板分成互不连通的三层，这三层自上而下依次设置有除尘部、液化筒、分离层，所述除尘部包括：压缩机21、储液缸22，所述储液缸22是密闭的空腔，储液缸22中装有去离子水，储液缸22靠近顶面的侧壁上设置有气体流出的管道，该管道位置高于水面，气体由此流入液化筒中，压缩机21位于壳体1外，通过管道与储液缸22连通，该管道末端位于水面以下，压缩机21将外界的空气通入储液缸22中，空气以气泡的形式经过去离子水，空气中的粉尘杂质会被去离子水过滤掉，而气体则会进入液化筒中。

如图1所示，液化筒内充有液氧，液化筒内设置有螺旋状的盘管31，盘管31位于顶面的一端通过汇流腔35与储液缸22的排气管道连接，盘管31另一端与分离筒41连通，以增加与液氧的接触面，加速盘管31中的空气冷却，由于盘管31内的空气经压缩机21充入以后，其压力大于大气压，因此盘管31中氧气的液化点会升高，且液化筒与双层壳体1之间还填充有隔热材料，减少外界热量对液化筒的影响；液化筒的侧壁上还设置有温度计34、补液口33，温度计34用于监控液化筒中液氧的温度，当液氧温度低于盘管31中氧气液化温度时，通过补液口33替换部分液氧，将温度相对较高的液氧部分放出，并注入温度更低的液氧，保持液化筒中液氧始终处于较低温度，而取出的液氧气化后可以正常使用，不会造成环境污染或是资源的浪费，而且液化筒仅在使用过程中才会充入液氧，在不使用时，会将液氧抽出，用特定装置盛放，减少液氧的损耗，另外，液化筒还通过回流管46与气化缸42连通，回流管46上设置有恒压阀32，当液化筒中的气压过高时，恒压阀32打开，将其中的气体通入气化缸42中，避免液化筒中压力过高，液化筒中的气体均为气化后的液氧，所以纯度很高，可以直接使用，因此只需要通入气化缸42中除水后即可使用。

盘管31是双层结构，分为外管311、内管312，二者互不连通，在使用时，外管311直接与液化筒中的液氧接触，通有待液化的空气，流动方向是自上而下流动，该过程中，空气中的氧气会被液化，由于温度没有达到氮气的液化温度，所以氮气仍为气态，在盘管31靠近液化筒底面一端设置的分离筒41中分离，被分离后的氮气通过内管312向外流出，流动方向是自下而上，因此在盘管31靠近液化筒顶面的部分设置有汇流腔35，汇流腔35将进入外管311的气体以及从内管312排出的氮气分流，避免二者相互影响，汇流腔35的结构如图2所示，汇流腔35是一个密闭的腔体，其底面与盘管31的外管311连通，储液缸22的出气管同样与汇流腔35连通，使得储液缸22中的气体进入汇流腔35中，并进入与汇流腔35连通的盘管31外管311中，废气口36穿过汇流腔35顶面与内管312连通，使得内管312的气体直接通过废气口36排出；而且采用双层的盘管31结构，热的利用更加有效，因为空气是高温热源，经过液化筒后被冷却，分离出的氮气温度很低，接近液氧的温度，从内管312排出的过程中，会与外管311中的空气进行热交换，使得外管311的空气同时受到外侧液氧以及内管312中的低温氮气冷却，冷却效果更好。

分离层位于壳体1底部，包括分离筒41、气化缸42、加热器43，盘管31的靠近底面的一端穿过隔板而位于分离筒41中，分离筒41是密闭腔体，经液化筒冷却的空气中，氧气液化成液体，而氮气仍为气体，液氧会沉积在分离筒41底部，而氮气则位于液氧上方，随后续气体的进入，氮气被压入内管312中，从内管312中被排出，且分离筒41靠近底面的侧面上设置有与气化缸42连通的管道，该管道上设置有电磁阀，当气化缸42中液氧不足时，将电磁阀打开，液氧能够进入气化缸42中，气化缸42的底部设置有加热器43，加热器43通电后发出热量，将气化缸42中的液氧加热气化，气化缸42顶面设置有氧气管45，气化后的氧气由此排出，当然氧气管45上设置有开关，用于控制氧气的流量。

需要说明的是：所述气化缸42内还水平设置有吸湿片44，能够氧气中的水分吸收，保证氧气的干燥。

作为一种优选的实施例，所述吸湿片的吸湿材料是变色硅胶，可以根据硅胶的颜色进行更换，使用更方便。

在本实施例中，所述压缩机、恒压阀、温度计、加热器、吸湿片、电磁阀均为成熟的现有技术可以直接购买，因此不做详细说明。