富氧膜、富氧膜制氧机及富氧空调的制作方法
【专利摘要】一种富氧膜，包括依次层叠的高分子膜层、支撑层及无纺布层，其中：所述的高分子膜层由高分子材料制成，空气中的氧气和氮气通过所述高分子膜层的速率不同，从而实现氮、氧分离。本发明产氧迅速、体积小，成本较低。同时，将所述富氧膜应用于富氧膜制氧机、富氧空调领域，从而达到提高氧气浓度的效果。
【专利说明】
富氧膜、富氧膜制氧机及富氧空巧
技术领域
[0001] 本发明设及一种富氧膜、富氧膜制氧机及富氧空调。
【背景技术】
[0002] 大自然普通空气的含氧量约为20.9%，在一些情况下需要提高空气中的含氧量： 将空气中的氧富集，使其氧浓度提高，得到富氧空气。工业上制取富氧空气的主要方法有深 冷分离法、变压吸附法和膜渗透法等。
[0003] 与其他方法相比，膜法富氧技术具有设备简单，操作方便、安全、启动快，不污染环 境，投资少，用途广泛等特点，具有显著的经济效益和社会效益，工业发达国家称之为"资源 的创造性技术"。
【发明内容】
[0004] 鉴于此，有必要提供一种产氧迅速、体积小，成本较低的富氧膜。
[0005] 本发明提供一种富氧膜，包括依次层叠的高分子膜层、支撑层及无纺布层，其中： 所述的高分子膜层由高分子材料制成，空气中的氧气和氮气通过所述高分子膜层的速率不 同，从而实现氮、氧分离。
[0006] 优选的，氧气通过所述高分子膜层的速率比氮气通过所述高分子膜层的速率快。
[0007] 优选的，所述高分子膜层采用娃橡胶类材料。
[000引优选的，所述娃橡胶包括二甲基娃橡胶、甲基乙締基娃橡胶、甲基苯基乙締基娃橡 胶、氣娃、腊娃橡胶、苯撑和苯酸撑娃橡胶中的至少一种。
[0009] 优选的，所述的支撑层为多孔结构。
[0010] 优选的，所述支撑层的材料为聚丙締腊。
[0011] 优选的，所述的无纺布层由定向的或随机的纤维构成。
[0012] 优选的，所述的高分子膜层厚度为Ιμπι，所述的支撑层厚度为40μπι。
[0013] 本发明还提供一种富氧膜制氧机，包括所述的富氧膜。
[0014] 本发明还提供一种富氧空调，包括所述的富氧膜。
[0015] 本发明提供的富氧膜，产氧迅速、体积小，成本较低，产生的氧气浓度大约在30% 左右。同时，将所述富氧膜应用于富氧膜制氧机、富氧空调领域，从而达到提高氧气浓度的 效果。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明富氧膜截面结构示意图。
[0017] 图2为本发明富氧膜分离扩散、溶解扩散的原理示意图。
[0018] 图3为本发明一实施例提供的富氧膜组合后单层外观示意图。
[0019] 图4为本发明另一实施例提供的富氧膜组合后多层外观示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0021] 在本发明的描述中，术语"内"、"外"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"顶"、"底"等指 示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是 要求本发明必须W特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0022] 请参阅图1所示，一实施方式的富氧膜1包括:包括依次层叠的高分子膜层10、支撑 层11及无纺布层12。其中：
[0023] 所述的高分子膜层10由高分子材料制成，可透过分子级的气体。
[0024] 所述的支撑层11为多孔结构，其材料和性能起到决定性作用。在本实施例中，所述 支撑层11采用高强度耐高溫耐溶剂的新型改性聚丙締腊作为支撑层，具有分子量高、分子 量分布窄的特性，性能优于国产的聚讽高分子材料。
[0025] 所述的无纺布层12由定向的或随机的纤维而构成，用于支撑及透气。
[0026] 优选地，在本实施例中，所述的高分子膜层厚度为Ιμπι，所述的支撑层厚度为40μπι。
[0027] W下请结合图2,在富氧膜1两侧的压力下，利用空气中不同气体分子透过高分子 膜层10的速率不同而在富氧膜1两侧富集实现分离，渗透速率快的气体在渗透侧富集，而渗 透速率慢的气体则在原料侧富集。
[0028] 具体如下：
[0029] 虽然空气中的氧气和氮气的动力学半径相差不大。但是当空气通过高分子膜层10 时，利用氧气和氮气具有不同的溶解系数、扩散系数及渗透系数，来实现氮、氧分离，从而在 所述富氧膜1的渗透侧产生一定浓度的氧气。
[0030] 由于氧气和氮气在高分子膜层10中具有不同的溶解系数S和扩散系数D，二者的渗 透系数Ρ也不同，通常氧的渗透系数大于氮的渗透系数。渗透系数Ρ定义为溶解系数S和扩散 系数D之积，反映了气体透过膜的能力大小，表示为:P = DS。目前国际上大多采用Barrer作 为透气系数的单位，
[0031] 1 Barrer = 1 〇-i°cm3(STP)· cm/(；cm2 · S · cm-Hg)。
[0032] 而理想分离系数qab定义为渗透系数之比，反映了膜对不同气体分离能力的大小。
[0033] 用溶解扩散机理可W解释气体透过致密膜现象。首先气体分子与膜接触，接着在 膜表面溶解，在膜两侧表面产生浓度梯度，使气体分子在膜内向膜另一侧扩散，最后从膜另 一侧表面解吸，从而达到分离的目的。
[0034] 本实施例中，在所述富氧膜1(请参考图3、图4)的渗透侧产生的氧气浓度可达 30%。
[0035] 值得注意的是，富氧膜1的寿命一般指在一定的使用条件下，其能够维持稳定的渗 透通量和选择性的最长时间，膜的寿命受其化学、机械和热稳定性能的影响。
[0036] 本发明富氧膜1的另一实施例可采用娃橡胶类材料，除了应用于惰性气体的氧氮 分离，同时广泛应用于复杂的可凝行气体的分离，如天然气、有机蒸气的分离，耐受性好，寿 命长。同时，将富氧膜1应用于富氧膜制氧机、富氧空调领域，达到提高氧气浓度的效果。
[0037]本发明一实施例的测试数据如下：
[003引测试数据：
[0039]
[0040] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种富氧膜，其特征在于，包括依次层叠的高分子膜层、支撑层及无纺布层，其中： 所述的高分子膜层由高分子材料制成，空气中的氧气和氮气通过所述高分子膜层的速 率不同，从而实现氮、氧分离。2. 如权利要求1所述的富氧膜，其特征在于，氧气通过所述高分子膜层的速率比氮气通 过所述高分子膜层的速率快。3. 如权利要求2所述的富氧膜，其特征在于，所述高分子膜层采用硅橡胶类材料。4. 如权利要求3所述的富氧膜，其特征在于，所述硅橡胶类材料包括二甲基硅橡胶、甲 基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅、腈硅橡胶、苯撑和苯醚撑硅橡胶中的至少 一种。5. 如权利要求3所述的富氧膜，其特征在于，所述的支撑层为多孔结构。6. 如权利要求5所述的富氧膜，其特征在于，所述支撑层的材料为聚丙烯腈。7. 如权利要求5所述的富氧膜，其特征在于，所述的无纺布层由定向的或随机的纤维构 成。8. 如权利要求1或3或6或7所述的富氧膜，其特征在于，所述的高分子膜层厚度为Ιμπι， 所述的支撑层厚度为40μπι。9. 一种富氧膜制氧机，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的富氧膜，所述富氧 膜至少为1层。10. -种富氧空调，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的富氧膜，所述富氧膜 至少为1层。
【文档编号】B32B25/08GK105935557SQ201610489962
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】刘键, 屈万日, 何光汉, 王迪, 章云鹏
【申请人】深圳中物兴华科技发展有限公司