一种模块式变压吸附制氮装置的制作方法

1.本实用新型涉及制氮装置领域，具体为一种模块式变压吸附制氮装置。


背景技术：

2.变压吸附制氮装置是按变压吸附技术设计、制造的氮气制取设备，制氮机以优质碳分子筛为吸附剂，采用常温下变压吸附原理分离空气制取高纯度的氮气，交替进行加压吸附和解压再生，最后完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。
3.现有的变压吸附制取氮气装置多为需要多组大体积的贯罐体结构，在罐体结构内放置氮气吸附剂，利用变压吸附原理分离空气中的氮气，向罐体内泵入空气后排出废气再进行降压放气，制取过程复杂，装置体积较大，制取氮气耗时较长，使用较为不便，不能快速制取少量的氮气，装置制造和使用成本较高。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型的目的是提供一种模块式变压吸附制氮装置，以解决现有的变压吸附制取氮气装置制使用较为不便，不能快速制取少量的氮气，装置制造和使用成本较高的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种模块式变压吸附制氮装置,包括工作台和吸附剂，所述工作台顶端的中央设置有柱状空心的气缸，所述气缸的中心设置有吸附剂，且在吸附剂的两侧滑动设置有活塞，所述活塞远离吸附剂方向的中央设置有连杆内活动轴，所述连杆内活动轴转动连接有连杆，所述连杆的另一端通过连杆外活动轴转动连接有转盘，两侧的所述转盘的中心分别连接有转轴一和转轴二，所述转轴一和转轴二皆向下延伸穿过工作台连接有从动齿轮，所述转轴一的从动齿轮一侧啮合有转轴一残齿，所述转轴二的从动齿轮一侧啮合有转轴二残齿，所述转轴一一侧的连杆一端转动连接在转盘远离气缸的一侧，所述转轴二一侧的连杆一端转动连接在转盘靠近气缸的一侧，两组所述连杆保持一条直线，所述转轴一残齿和转轴二残齿的周长为从动齿轮的三倍齿数为从动齿轮的两倍，且齿的尺寸与从动齿轮相同，所述转轴一残齿和转轴二残齿上的齿连续环绕转轴一残齿和转轴二残齿外径三分之二周，所述转轴一残齿有齿部分中部与从动齿轮啮合时，所述转轴二残齿的有齿部分恰好与从动齿轮上的齿脱离接触，所述气缸两侧分别设置有空气管和氮气管，且中部设置有泄气管。
6.通过采用上述技术方案，便捷的利用变压吸附原理分离空气制取高纯度的氮气，装置的制造和使用成本较低。
7.本实用新型进一步设置为，所述转轴一残齿和转轴二残齿通过传动齿带与设置在工作台底端中心位置的电机输出端齿轮相连接。
8.通过采用上述技术方案，通过电机配合传动齿带使使转轴一残齿和转轴二残齿同时转动。
9.本实用新型进一步设置为，所述空气管设置在气缸壁在转轴一一侧的活塞靠近吸
附剂的一侧，所述氮气管设置在气缸壁在转轴二一侧的活塞靠近吸附剂的一侧。
10.通过采用上述技术方案，保证气缸的正常吸气与排气。
11.本实用新型进一步设置为，所述空气管上连接有通向气缸内方向的单向阀，所述氮气管上连接有通向气缸外的单向阀，所述泄气管上设置有延时关闭的泄压阀。
12.通过采用上述技术方案，通过泄压阀排出气缸内的废气。
13.本实用新型进一步设置为，所述气缸的两侧皆设置有连杆滑槽，所述连杆能够在连杆滑槽内滑动。
14.通过采用上述技术方案，在转盘转动时连杆产生倾斜，连杆滑槽保证连杆可正常的推动活塞。
15.本实用新型进一步设置为，所述泄气管上的泄压阀的开启压力等于转轴一一侧活塞朝向吸附剂运动到极限位置瞬间气缸内气体的压力。
16.通过采用上述技术方案，保证泄压阀能够正常的排出气缸内大部分废气。
17.本实用新型进一步设置为，所述泄气管设置在气缸的中部，所述转轴一一侧的活塞朝向吸附剂运动到极限位置不会接触到泄气管。
18.通过采用上述技术方案，防止气缸内的高压气体瞬间连通外界大气。
19.综上所述，本实用新型主要具有以下有益效果：
20.本实用新型通过设置小型工作台，在工作台上设置气缸，在气缸的中部位置设置柱状的吸附剂，通过一组电机配合传动齿使两组初始状态不同的残齿转动，带动两组转轴转动，两组转轴分别连接初始位置不同的活塞，启动电机即可便捷的利用变压吸附原理分离空气制取高纯度的氮气，装置整体结构简单，制造较为容易，启动速度快，由于体积较小，零件成本较低，所以装置的制造和使用成本较低。
附图说明
21.图1为本实用新型的后视立体图；
22.图2为本实用新型的后视图；
23.图3为本实用新型的正视气缸内视立体图；
24.图4为本实用新型的后视仰视图；
25.图5为本实用新型的气缸初始状态内视图；
26.图6为本实用新型的气缸压缩状态内视图；
27.图7为本实用新型的气缸放气状态内视图。
28.图中：1、工作台；2、气缸；3、连杆滑槽；4、转轴一；5、转轴二；6、转盘；7、连杆外活动轴；8、连杆；9、连杆内活动轴；10、活塞；11、吸附剂；12、空气管；13、泄气管；14、氮气管；15、从动齿轮；16、转轴一残齿；17、转轴二残齿；18、电机；19、传动齿带。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.下面根据本实用新型的整体结构，对其实施例进行说明。
31.一种模块式变压吸附制氮装置，如图1-7所示，包括工作台1和吸附剂11，工作台1顶端的中央设置有柱状空心的气缸2，气缸2的中心设置有吸附剂11，且在吸附剂11的两侧滑动设置有活塞10，活塞10远离吸附剂11方向的中央设置有连杆内活动轴9，连杆内活动轴9转动连接有连杆8，连杆8的另一端通过连杆外活动轴7转动连接有转盘6，两侧的转盘6的中心分别连接有转轴一4和转轴二5，转轴一4和转轴二5皆向下延伸穿过工作台1连接有从动齿轮15，转轴一4的从动齿轮15一侧啮合有转轴一残齿16，转轴二5的从动齿轮15一侧啮合有转轴二残齿17，转轴一4一侧的连杆8一端转动连接在转盘6远离气缸2的一侧，转轴二5一侧的连杆8一端转动连接在转盘6靠近气缸2的一侧，两组连杆8保持一条直线，转轴一残齿16和转轴二残齿17的周长为从动齿轮15的三倍齿数为从动齿轮15的两倍，且齿的尺寸与从动齿轮15相同，转轴一残齿16和转轴二残齿17上的齿连续环绕转轴一残齿16和转轴二残齿17外径三分之二周，转轴一残齿16有齿部分中部与从动齿轮15啮合时，转轴二残齿17的有齿部分恰好与从动齿轮15上的齿脱离接触，气缸2两侧分别设置有空气管12和氮气管14，且中部设置有泄气管13，在压缩空气阶段，转轴一残齿16通过从动齿轮15使转轴一4旋转半圈，在转轴一4的转盘6转动的过程中，连杆8两端的连杆外活动轴7和连杆内活动轴9发生转动，连杆8推动活塞使转轴一4一侧的活塞10向吸附剂11运动压缩气缸2内的空气，转轴二5一侧的转轴二残齿17转动，但由于在压缩空气阶段转轴二残齿17没有与从动齿轮15啮合，所以转轴二5一侧的活塞10不发生运动，气缸2内的空气受到压缩，气压升高，氮气受吸附剂11吸收，当气缸2内气压高于泄气管13上泄压阀的设定值时泄压阀打开后延时关闭，排出气缸2内的废气，在氮气收取阶段，转轴一残齿16没有与从动齿轮15啮合，转轴一4不转动，转轴一4一侧的活塞10不运动，转轴二残齿17与从动齿轮15啮合使其转动，此时转轴二5一侧的活塞10远离吸附剂11运动，由于转轴一4一侧的活塞10不运动，所以在转轴二5一侧的活塞10运动时，气缸2内气压降低，氮气从吸附剂11中释放出来，在转轴二5一侧的活塞10运动至超过氮气管14时，氮气从氮气管14排出气缸，完成氮气制取，在复位状态时，转轴一残齿16和转轴二残齿17皆与从动齿轮15啮合，两组转盘6同时转动半圈，恢复到初始状态，此时转轴一4一侧的活塞10位于空气管12靠近转轴一4的一侧，空气通过空气管12进入气缸2，准备下一次的氮气制取，转轴一残齿16和转轴二残齿17转动一周气缸2即可完成一次氮气输出。
32.请参阅图1，气缸2的两侧皆设置有连杆滑槽3，连杆8能够在连杆滑槽3内滑动，在转盘6转动时连杆8产生倾斜，连杆滑槽3保证连杆8可正常的推动活塞。
33.请参阅图3，空气管12设置在气缸2壁在转轴一4一侧的活塞10靠近吸附剂11的一侧，氮气管14设置在气缸2壁在转轴二5一侧的活塞10靠近吸附剂11的一侧，保证气缸2的正常吸气与排气，空气管12上连接有通向气缸2内方向的单向阀，氮气管14上连接有通向气缸2外的单向阀，泄气管13上设置有延时关闭的泄压阀，通过泄压阀排出气缸2内的废气，泄气管13上的泄压阀的开启压力等于转轴一4一侧活塞10朝向吸附剂11运动到极限位置瞬间气缸2内气体的压力，保证泄压阀能够正常的排出气缸2内大部分废气。
34.请参阅图4，转轴一残齿16和转轴二残齿17通过传动齿带19与设置在工作台1底端中心位置的电机18输出端齿轮相连接，通过电机18配合传动齿带19使使转轴一残齿16和转轴二残齿17同时转动。
35.请参阅图6，泄气管13设置在气缸2的中部，转轴一4一侧的活塞10朝向吸附剂11运
动到极限位置不会接触到泄气管13，防止气缸2内的高压气体瞬间连通外界大气。
36.本实用新型的工作原理为：电机18转动，通过传动齿带19使转轴一残齿16和转轴二残齿17同时转动，在压缩空气阶段，转轴一残齿16通过从动齿轮15使转轴一4旋转半圈，在转轴一4的转盘6转动的过程中，连杆8两端的连杆外活动轴7和连杆内活动轴9发生转动，连杆8推动活塞使转轴一4一侧的活塞10向吸附剂11运动压缩气缸2内的空气，转轴二5一侧的转轴二残齿17转动，但由于在压缩空气阶段转轴二残齿17没有与从动齿轮15啮合，所以转轴二5一侧的活塞10不发生运动，气缸2内的空气受到压缩，气压升高，氮气受吸附剂11吸收，当气缸2内气压高于泄气管13上泄压阀的设定值时泄压阀打开后延时关闭，排出气缸2内的废气，在氮气收取阶段，转轴一残齿16没有与从动齿轮15啮合，转轴一4不转动，转轴一4一侧的活塞10不运动，转轴二残齿17与从动齿轮15啮合使其转动，此时转轴二5一侧的活塞10远离吸附剂11运动，由于转轴一4一侧的活塞10不运动，所以在转轴二5一侧的活塞10运动时，气缸2内气压降低，氮气从吸附剂11中释放出来，在转轴二5一侧的活塞10运动至超过氮气管14时，氮气从氮气管14排出气缸，完成氮气制取，在复位状态时，转轴一残齿16和转轴二残齿17皆与从动齿轮15啮合，两组转盘6同时转动半圈，恢复到初始状态，此时转轴一4一侧的活塞10位于空气管12靠近转轴一4的一侧，空气通过空气管12进入气缸2，准备下一次的氮气制取，转轴一残齿16和转轴二残齿17转动一周气缸2即可完成一次氮气输出。
37.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，但本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对实用新型的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。