专利名称：Psa旋风伞式蜂窝气流扩散装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种空分设备装置，尤其涉及到一种PSA旋风伞式蜂窝气流扩
散装置。
背景技术：
现代工业中，为了得到高品质、低成本的氧气和氮气，变压吸附得到了广泛的应 用，变压吸附系统采用两塔或两塔以上的吸附床轮流切换工作，吸附材料采用分子筛，一般 的吸附系统中，进气管和出气管直接与分子筛接触，由于吸附床吸附和再生交替进行，使吸 附床的压力不断变化，如气流直接吹向分子筛，容易造成分子筛颗粒的粉化，降低了分子筛 的使用寿命，同时，气流集中吹向一处，容易造成分子筛局部过载，使分子筛的利用率较低， 为此，人们作了一些改进，如中国专利号为CN92236007. 3的、名称为分体式吸附罐的实用 新型专利，吸附罐由上封头、罐体和下封头组成，上、下封头与罐体采用法兰盘连接，在上、 下封头颈处各放置一块双层分流板，在下封头与罐体交接处也安放一块以层分流板，实现 三级分流，该实用新型的进气气流不直接吹向滤层，设有三级分流装置，过滤效果较好，但 由于进气口无扩散装置，使气流仍不能分布均勻，滤料利用率较低，同时，结构的改变造成 滤料更换麻烦，操作难度较大，给使用带来一定的限制。
实用新型内容本实用新型主要解决因气流直接吹向分子筛而使分子筛容易粉化、局部过载、分 子筛利用率较低和使用寿命较短的技术问题，同时，又解决分子筛更换麻烦，操作难度较大 的不足；提供了一种能防止分子筛破损粉化、分子筛利用率较高且更换方便的PSA旋风伞 式蜂窝气流扩散装置。为了解决上述存在的技术问题，本实用新型主要是采用下述技术方案本实用新型包括筒体、设在筒体两端并分别与筒体两端端口焊接的进气封头和出 气封头，所述筒体上设有出气管和卸料口，筒体内设有吸附层和进气扩散装置，所述吸附层 的两端分别设有进气网格和出气网格，所述的进气网格和出气网格均与吸附层紧密接触， 进气网格与进气封头之间形成进气缓存区，进气管的一端端口设在进气缓存区内，出气网 格与出气封头之间形成出气缓存区，出气管的一端端口设在出气缓存区内，所述的进气封 头上设有进气管，所述的出气封头上设有加料管，进气气流通过扩散装置和进气网格的两 次扩散，均勻流入进气缓存区并平均分配到整个吸附层的表面，减缓了气流对吸附质的冲 击，消除了吸附质的局部过载，提高了吸附质的利用率，延长了吸附质的使用寿命。作为优选，所述的进气封头和出气封头均为椭圆形封头，所述的进气管设在进气 封头的中央，进气管设在筒体外的端口处焊接有平板法兰，所述的加料管设在出气封头的 中央，加料管的一段设在筒体内侧，另一段设在筒体外，设在筒体外侧的加料管端口处焊接 有平板法兰，通过加料管和卸料口的设置，方便了吸附质的更换，降低了操作难度，扩大了 使用范围。[0007]作为优选，所述的吸附层材料为分子筛，采用分子筛材料，提高了吸附能力，降低 了吸附材料的单位体积并提升了气体的纯度。作为优选，所述的进气网格和出气网格分别包括孔板、金属网和天然棕垫，所述孔 板上设有多个均勻分布的圆孔，所述的金属网贴合在孔板的表面，金属网朝向所述的吸附 层一侧，金属网的网孔小于分子筛的粒径，天然棕垫设在金属网的表面上，多层材料组成的 网格，尤其是具有良好收缩性能的天然棕垫的使用，在防止分子筛的泻漏的同时又提升了 吸附层抗冲击的能力。作为优选，所述的进气网格为球面状网格，球面状网格的圆心朝向进气管一侧，进 气网格的外沿与进气封头的内壁焊接，进气网格与进气封头之间形成进气缓存区，可使进 口气流的波动更平稳。作为优选，所述的出气网格为圆形伞状网格，圆形伞状网格的顶端朝向加料口侧， 出气网格的中央开有圆孔，所述圆孔的边沿与设在筒体内的加料管端口焊接，出气网格的 外沿与所述出气封头的内壁焊接，出气网格、设在筒体内的加料管与出气封头之间形成出 气缓存区，降低了出口气流的波动。作为优选，所述的出气管呈“F”形，设置在出气封头一侧，包括总管和分管，所述分 管为二根，分管与筒体的轴线平行，所述总管与分管垂直，总管的一端设在筒体外，端口处 焊有平板法兰，总管的另一端穿过筒体分别与两根分管连接，相应分管的另一端穿过所述 的出气网格，端口设置在出气缓存区内，气体经缓存区的收集和缓存，通过分管汇集到总管 并引出筒体外，气流更平稳，脉动更小。作为优选，所述气流扩散装置包括旋风板、扩散板和若干支撑管及夹紧装置，所述 旋风板设置在进气管内靠近进气封头的管口处，旋风板的外沿与进气管的内壁焊接，所述 若干支撑管沿进气封头的轴线环形均勻分布，支撑管的一端与进气封头的内壁焊接，另一 端与所述进气网格的孔板焊接，所述扩散板设置在进气缓存区内并通过所述的夹紧装置与 支撑管固定，进口气流进入旋风板旋转后向四周扩散，经过进气缓存区的缓存，再通过扩散 板再次扩散，减弱了气流能量，降低了气流对吸附层的冲击，并在整个筒体的圆截面上均勻 分配流量，消除了吸附层的死角，提高了分子筛的利用率。作为优选，所述的扩散板为球面状薄板，球面状薄板的圆心在进气封头的轴线上 并朝向进气管侧，扩散板上设有多个均勻分布的圆孔，扩散板的外沿与进气封头的内壁设 有间距。本实用新型的有益效果是通过进口的旋风板和扩散板对气流的双重扩散，降低 了进口端气流的冲击能量并均勻分配了气流量，消除了吸附层的死角，防止吸附质破损粉 化，提高了吸附质的利用率，同时，方便了吸附质的更换，降低了操作难度，提高了劳动生产率。
图1是本实用新型的一种剖面结构示意图。图中1.筒体，2.进气封头，3.出气封头，4.进气管，5.出气管，6.加料管，7.卸料 口，8.吸附层，9.进气网格，10.出气网格，11.进气缓存区，12.出气缓存区，13.旋风板， 14.扩散板，15.支撑管。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，如图1所示，包括筒体1、设 置在筒体两端并分别与筒体两端端口焊接的进气封头2和出气封头3，进气封头和出气封 头均为椭圆形封头，进气封头的中央设置有进气管4，在筒体外的进气管端口处焊接有平板 法兰，出气封头的中央设置有加料管6，加料管的一段设置在筒体内，另一段设置在筒体外， 在筒体外的加料管端口处焊接有平板法兰，筒体上设置有出气管5和卸料口 7，筒体内设计 有分子筛吸附层8和进气扩散装置，分子筛吸附层的两端分别装有进气网格9和出气网格 10，进气网格和出气网格均与分子筛吸附层紧密接触，进气网格和出气网格分别包括孔板、 金属网和天然棕垫，孔板上开有多个均勻分布的圆孔，金属网贴合在孔板的表面，金属网朝 向吸附层一侧，金属网的网孔小于分子筛的粒径，天然棕垫设在金属网的表面上。进气网格 为球面状网格，球面状网格的圆心朝向进气管一侧，进气网格的外沿与进气封头的内壁焊 接，进气网格与进气封头之间形成进气缓存区11，出气网格为圆形伞状网格，圆形伞状网格 的顶端朝向加料口侧，出气网格的中央开有圆孔，圆孔的边沿与筒体内的加料管端口焊接， 出气网格的外沿与出气封头的内壁焊接，出气网格、加料管与出气封头之间形成出气缓存 区12。出气管呈“F”形，设置在出气封头的一侧，包括总管和分管，分管为二根，分管与筒 体的轴线平行，总管与分管垂直，总管的一端设置在筒体外，端口处焊有平板法兰，总管的 另一端穿过筒体分别与两根分管连接，相应分管的另一端穿过出气网格的表面，端口设置 在出气缓存区内。气流扩散装置包括旋风板13、扩散板14和四根支撑管15及夹紧装置， 旋风板设置在进气管内靠近进气封头的管口处，旋风板的外沿与进气管的内壁焊接，四根 支撑管沿进气封头的轴线环形均勻分布，支撑管的一端与进气封头的内壁焊接，另一端与 进气网格的孔板焊接，扩散板设置在进气缓存区内并通过夹紧装置与支撑管固定，扩散板 为球面状薄板，球面状薄板的圆心在进气封头的轴线上并朝向进气管侧，扩散板上开有多 个均勻分布的圆孔，扩散板的外沿与进气封头的内壁设计有一定的间距。吸附系统工作时， 压缩空气进入进气管并通过旋风板旋转向四周扩散，经进气封头壁面的碰撞折返减弱了动 能，经进气缓存区的缓存后，流经扩散板再次进行扩散，扩散后的气流均勻分布到达进气网 格，平稳地穿过进气网格进一步降低了流速，在分子筛吸附层内吸附，吸附处理后的成品气 体通过出气网格进入出气缓存区汇集，消除气体波动后通过出气管进入下一设备，当吸附 系统的分子筛达不到要求需要更换时，打开卸料口，失效的分子筛自动流出，新的分子筛通 过加料管直接加入筒体内，方便地完成滤料的更换。
权利要求一种PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，其特征在于包括筒体(1)、设在筒体两端并分别与筒体两端端口焊接的进气封头(2)和出气封头(3)，所述的筒体上设有出气管(5)和卸料口(7)，筒体内设有吸附层(8)和扩散装置，所述吸附层的两端分别设有进气网格(9)和出气网格(10)，所述的进气网格和出气网格均与吸附层紧密接触，进气网格与进气封头之间形成进气缓存区(11)，进气管的一端端口设在进气缓存区内，出气网格与出气封头之间形成出气缓存区(12)，出气管的一端端口设在出气缓存区内，所述的进气封头上设有进气管(4)，所述的出气封头上设有加料管(6)。
2.根据权利要求1所述的PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，其特征在于所述的进气 封头(2)和出气封头(3)均为椭圆封头，所述的进气管(4)设在进气封头的中央，设在筒体 外的进气管端口处焊接有平板法兰，所述的加料管(6)设在出气封头的中央，加料管的一段 设在筒体内，另一段设在筒体外，设在筒体外的加料管端口处焊接有平板法兰。
3.根据权利要求1所述的PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，其特征在于所述吸附层 (8)的材料为分子筛。
4.根据权利要求1所述的PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，其特征在于所述的进气 网格(9)和出气网格(10)分别包括孔板、金属网和天然棕垫，所述孔板上设有多个均勻分 布的圆孔，所述的金属网贴合在孔板的表面，金属网朝向所述吸附层(8)的一侧，金属网的 网孔小于分子筛的粒径，天然棕垫设在金属网的表面上。
5.根据权利要求1或4所述的PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，其特征在于所述的 进气网格(10)为球面状网格，球面状网格的圆心朝向进气管(4)侧，进气网格的外沿与进 气封头(2)的内壁焊接，进气网格与进气封头之间形成进气缓存区(11)。
6.根据权利要求1或4所述的PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，其特征在于所述的 出气网格(10)为圆形伞状网格，圆形伞状网格的顶端朝向加料管(6)侧，出气网格的中央 开有通孔，所述通孔的边沿与设在筒体内的加料管(6)端口外沿焊接，出气网格的外沿与出 气封头(3)焊接，出气网格、加料管与出气封头之间形成出气缓存区(12)。
7.根据权利要求1或2所述的PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，其特征在于所述的 出气管(5)呈“F”形，设置在出气封头(3) —侧，包括总管和分管，所述分管为二根，分管与 筒体(1)的轴线平行，所述总管与分管垂直，总管的一端设在筒体外，端口处焊有平板法兰， 总管的另一端穿过筒体分别与两根分管连接，相应分管的另一端穿过所述的出气网格(10) 的表面，端口分别设置在出气缓存区(12)内。
8.根据权利要求1所述的PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，其特征在于所述进气扩 散装置包括旋风板(13)、扩散板(14)和若干支撑管(15)及夹紧装置，所述的旋风板设置在 进气管(4)内靠近进气封头(2)的管口处，旋风板的外沿与进气管的内壁焊接，所述若干支 撑管沿进气封头的轴线环形均勻分布，支撑管的一端与进气封头的内壁焊接，另一端与所 述进气网格(9)的孔板焊接，所述扩散板设置在进气缓存区(11)内并通过所述的夹紧装置 与支撑管固定。
9.根据权利要求8所述的PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，其特征在于所述的扩散 板(14)为球面状薄板，球面状薄板的圆心在进气封头(2)的轴线上并朝向进气管(4)一侧， 扩散板上设有多个均勻分布的圆孔，扩散板的外沿与进气封头的内壁设有间距。
专利摘要本实用新型公开了一种PSA旋风伞式蜂窝气流扩散装置，包括筒体、设在筒体两端并分别与筒体两端端口焊接的进气封头和出气封头，筒体上设有出气管和卸料口，筒体内设有吸附层和进气扩散装置，吸附层的两端分别设有进气网格和出气网格，进气网格与进气封头之间形成进气缓存区，出气网格与出气封头之间形成出气缓存区，进气封头上设有进气管，出气封头上设有加料管，本实用新型通过旋风板和扩散板对进口端气流的双重扩散，降低了气流的动能并均匀分配了气流量，消除了吸附层的死角，提高了吸附质的利用率，防止吸附质破损粉化，同时，方便了吸附质的更换，降低了操作难度。
文档编号B01D53/047GK201664569SQ20102013934
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者胡幸飞 申请人:杭州吉大空分设备有限公司