专利名称：顶聚喷泉式气体收集装置的制作方法
技术领域：
顶聚喷泉式气体收集装置技术领域[0001]本实用新型涉及到一种空分设备装置，尤其涉及到一种分子筛利用充分的顶聚喷 泉式气体收集装置。
背景技术：
[0002]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，容易造成吸附床的松动引起分子筛颗粒的过度摩擦粉化形成微量空 隙，同时，气流直接吹向分子筛，容易造成分子筛颗粒的破损，降低了分子筛的使用寿命，而 且气流集中吹向一处，也容易造成分子筛的局部过载，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ZL200520134380.4的、名称为自力式填料压紧装置的实用 新型专利，塔体上设有与之连通的接管，接管外端封设有法兰盘，法兰盘上设有气缸，气缸 上设有压缩空气输入孔，所述气缸内设有导向结构，所述导向结构上设有活塞，所述活塞上 至少设有2根推杆，所述推杆穿过法兰盘至接管内并与活塞板连接，所述活塞板设有气流 通道并与法兰盘之间的腔体设有与塔体外界连通的出气管，虽然该实用新型专利防震动、 行程长、耐磨性高、动作平顺、受推面积大、压力强，但由于出气管需穿过活塞板并从筒体内 通过，给制作、安装、维护带来一定不便且造成密封性能下降，使产品质量受到一定影响。实用新型内容[0003]本实用新型主要解决普通吸附筒出气装置安装不便，密封性能较低而造成产品质 量较差的技术问题；提供了一种能充分利用补充分子筛层且密封性能较高、安装维护方便 的顶聚喷泉式气体收集装置。[0004]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[0005]本实用新型的顶聚喷泉式气体收集装置，设置在吸附塔上，所述吸附塔包括筒体、 上封头和下封头，所述上封头上设有顶聚喷泉式气体收集装置和气缸压紧装置，所述下封 头上设有进气口，所述筒体内设有分子筛层，所述顶聚喷泉式气体收集装置包括同轴套装 的颈管和衬管、设置在颈管与衬管之间的固定孔板和下环板、设置在衬管内的压紧孔板和 挡圈以及设置在颈管上的出气管，衬管中的补充分子筛层不仅可补充因破碎而引起的筒体 分子筛减少，而且作为末端吸附层，得到了完全充分地利用，套装的颈管和衬管设计，使安 装维护更方便。[0006]作为优选，所述上封头为椭圆形封头，上封头的中央设有通孔，所述颈管设在通孔 上，颈管与通孔相吻合并与上封头焊接，颈管的另一端焊接有法兰，所述法兰上设有法兰 盖，所述法兰盖与法兰相配合，所述衬管的底端与颈管的底端平齐，衬管的长度小于颈管的 长度，所述下环板的内孔与衬管的外径相吻合，下环板的外环与颈管的内径相吻合，衬管和 颈管的底端与下环板同轴并均焊接在下环板上，衬管的外表面与颈管的内表面之间形成汇流腔，下环板将衬管和颈管底部之间密封，汇流腔达到气体高效收集的作用。[0007]作为优选，所述固定孔板呈圆环形，设在衬管的顶部外沿，固定孔板的内孔与衬管 的外径相配合并与衬管连接，固定孔板的外环与颈管的内径相吻合并与颈管连接，固定孔 板防止分子筛颗粒的泄漏，达到了二次保护的作用，既便衬管中的压紧孔板侧翻分子筛颗 粒也不会流到下游管道中。[0008]作为优选，所述固定孔板包括依次叠加的上孔板、若干层钢丝网和下孔板，所述上 下孔板的环面上均勻分布有若干小孔，所述小孔的直径小于分子筛颗粒的直径，所述上下 孔板的环面上还均勻分布有紧固螺栓孔，所述上孔板、下孔板与钢丝网通过紧固螺栓叠加 在一起，上下孔板和多层钢丝网组成的固定孔板使分子筛颗粒不容易逃出，保证了出口气 体的质量。[0009]作为优选，所述钢丝网的目数为20 80目，在阻挡分子筛颗粒的同时保证了压降 在允许范围内。[0010]作为优选，所述衬管的底端设有挡圈，所述挡圈的外沿与衬管的内径相吻合并与 衬管焊接，挡圈的中央通孔为气体通道，挡圈保证了压紧孔板不会越位。[0011 ] 作为优选，所述气缸压紧装置包括压紧孔板、气缸杆和压紧气缸，所述压紧孔板设 在衬管内，压紧孔板与衬管的内径相吻合，压紧孔板可沿衬管的轴线上下移动，所述压紧气 缸设在法兰盖上，法兰盖中央设有气缸杆孔，所述气缸杆穿过法兰盖与压紧孔板连接，通过 压紧气缸的气缸杆带动压紧孔板沿衬管上下滑动，使筒体内的分子筛层始终保持压紧状 态，分子筛颗粒不容易因气体的穿过而造引起成跳动破碎，提高了气体的质量。[0012]作为优选，所述的压紧孔板包括椰垫和大孔板，所述大孔板设在所述椰垫的顶端 一侧，椰垫的另一侧面对分子筛，压紧孔板、固定孔板和颈管与法兰盖之间的空隙形成气体 缓冲腔，通过气体缓冲腔使波动的气流变得平稳，而椰垫和大孔板使破碎的分子筛颗粒不 容易逃出而影响气体质量。[0013]作为优选，所述颈管的中部设有出气孔，所述出气孔上焊接有出气管，所述出气管 的轴线与颈管的轴线垂直，出气管的一端焊接有出口法兰，出气管设置在颈管上，制造工艺 相对简单，结构紧凑。[0014]本实用新型的有益效果是通过套装的衬颈管设计，使气流完全通过衬管中的补 充分子筛层进入出气管，使筒体内的分子筛层得到了充分的利用，而固定孔板和压紧孔板 则对分子筛颗粒的泄漏起到了双重的保护作用，提高了气体质量，气体缓冲层和汇流层能 消除气流波动，使出口气流更平稳，气体收集效果更好。
[0015]图1是本实用新型的一种剖面结构示意图。[0016]图2是图1中固定孔板剖面结构示意图。[0017]图3是图1中压紧孔板剖面结构示意图。[0018]图中1.筒体，2.上封头，3.分子筛吸附床，4.颈管，5.衬管，6.固定孔板，7.下 环板，8.压紧孔板，9.挡圈，10.出气管，11.法兰，12.法兰盖，13.汇流腔，14.上孔板， 15.钢丝网，16.下孔板，17.气缸杆，18.压紧气缸，19.椰垫，20.大孔板，21.补充分子筛 层，22.缓冲腔。
具体实施方式
[0019]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。[0020]实施例本实施例的顶聚喷泉式气体收集装置，如图1所示，设置在吸附塔上，吸 附塔包括筒体1、上封头2和下封头，上封头上设计有顶聚喷泉式气体收集装置和气缸压紧 装置，下封头上设置有进气口，筒体内装设有分子筛吸附床3，顶聚喷泉式气体收集装置包 括同轴套装的颈管4和衬管5、设置在颈管与衬管之间的固定孔板6和下环板7、设置在衬 管内的压紧孔板8和挡圈9以及设置在颈管上的出气管10，上封头为椭圆形封头，上封头的 中央开有通孔，颈管与通孔相吻合并与上封头焊接，颈管的另一端焊接有法兰11，法兰上安 装有法兰盖12，法兰盖与法兰相配合，衬管的底端与颈管的底端平齐，衬管的长度小于颈管 的长度，下环板的内孔与衬管的外径相吻合，下环板的外环与颈管的内径相吻合，衬管和颈 管与下环板同轴并均焊接在下环板上，衬管的外表面与颈管的内表面之间形成汇流腔13， 衬管的顶部外沿安装有固定孔板，固定孔板呈圆环形，固定孔板的内孔与衬管的外径相配 合，固定孔板的外环与颈管的内径相吻合并与颈管连接，固定孔板如图2所示，包括依次叠 加的上孔板14、二层钢丝网15和下孔板16，上下孔板的环面上均勻分布有若干小孔，小孔 的直径小于分子筛颗粒的直径，钢丝网的网孔为50目，上下孔板的环面上还均勻分布有四 个紧固螺栓孔，上孔板、下孔板与钢丝网通过紧固螺栓叠加固定在一起；衬管的底端焊接有 挡圈，挡圈的外沿与衬管的内径相吻合；气缸压紧装置包括压紧孔板、气缸杆17和压紧气 缸18，压紧孔板设置在衬管内，压紧孔板与衬管的内径相吻合，压紧孔板可沿衬管的轴线上 下移动，压紧气缸设置在法兰盖上，法兰盖中央开有气缸杆孔，气缸杆穿过法兰盖与压紧孔 板固定连接，压紧孔板包括椰垫19和大孔板20，大孔板设置在椰垫的顶端一侧，椰垫的另 一侧直接面对补充分子筛层21，压紧孔板、固定孔板和颈管与法兰盖之间的空隙形成缓冲 腔22，颈管的中部开有出气孔，出气孔上焊接有出气管，出气管的轴线与颈管的轴线垂直， 出气管的另一端焊接有出口法兰；压缩空气经进气口均勻扩散进入到吸附筒中，经过分子 筛吸附层的吸附氧气后到达上封头处，氮气气流汇总至衬管中，经过补充分子筛层的再次 吸附，高纯度的氮气气流穿过压紧孔板的椰垫和大孔板进入气体缓冲腔消除脉动，平稳气 流经法兰盖的抗回后，再次穿过衬管与颈管之间固定孔板的上下孔板和二层50目的钢丝 网对分子筛泄漏二次保护后流入汇流腔汇总，并经出气管流出。
权利要求1.一种顶聚喷泉式气体收集装置，设置在吸附塔上，所述吸附塔包括筒体(1)、上封头 (2)和下封头，所述上封头上设有出气管和气缸压紧装置，所述下封头上设有进气口，所述 筒体内设有分子筛吸附床(3)，其特征在于所述的顶聚喷泉式气体收集装置设在上封头， 包括同轴套装的颈管(4)和衬管(5)、设置在颈管与衬管之间的固定孔板(6)和下环板(7)、 设置在衬管内的压紧孔板(8)和挡圈(9)以及设置在颈管上的出气管(10)。
2.根据权利要求1所述的顶聚喷泉式气体收集装置，其特征在于所述上封头(2)为 椭圆形封头，上封头的中央设有通孔，所述颈管(4)设在所述通孔上，颈管与通孔相吻合并 与上封头焊接，颈管的另一端焊接有法兰(11)，所述法兰上设有法兰盖(12)，所述法兰盖 与法兰相配合，所述衬管(5)的底端与颈管的底端平齐，衬管的长度小于颈管的长度，所述 下环板(7)的内孔与衬管的外径相吻合，下环板的外环与颈管的内径相吻合，衬管和颈管 的底端与下环板同轴并均焊接在下环板上，衬管的外表面与颈管的内表面之间形成汇流腔 (13)。
3.根据权利要求1或2所述的顶聚喷泉式气体收集装置，其特征在于所述固定孔板 (6)呈圆环形，设在衬管(5)的顶部外沿，固定孔板的内孔与衬管的外径相配合并与衬管连 接，固定孔板的外环与颈管(4)的内径相吻合并与颈管连接。
4.根据权利要求3所述的顶聚喷泉式气体收集装置，其特征在于所述固定孔板(6)包 括依次叠加的上孔板(14)、若干层钢丝网(15)和下孔板(16)，所述上下孔板的环面上均勻 分布有若干小孔，所述小孔直径小于分子筛颗粒的直径，所述上下孔板的环面上还均勻分 布有紧固螺栓孔，所述上孔板、下孔板与钢丝网通过紧固螺栓叠加在一起。
5.根据权利要求4所述的顶聚喷泉式气体收集装置，其特征在于所述钢丝网(15)的 目数为20 80目。
6.根据权利要求1或2所述的顶聚喷泉式气体收集装置，其特征在于所述衬管(5)的 底端设有挡圈(9)，所述挡圈的外沿与衬管的内径相吻合并与衬管焊接，挡圈的中央通孔为 气体通道。
7.根据权利要求1所述的顶聚喷泉式气体收集装置，其特征在于所述气缸压紧装置 包括压紧孔板(8)、气缸杆(17)和压紧气缸(18)，所述压紧孔板设在衬管(5)内，压紧孔板 与衬管的内径相吻合，压紧孔板可沿衬管的轴线上下移动，所述压紧气缸设在法兰盖(12) 上，法兰盖中央设有气缸杆孔，所述气缸杆穿过法兰盖与压紧孔板连接。
8.根据权利要求1或7所述的顶聚喷泉式气体收集装置，其特征在于所述的压紧孔 板(8)包括椰垫(19)和大孔板(20)，所述大孔板设在所述椰垫的顶端一侧，椰垫的另一侧 面对补充分子筛层(21)，压紧孔板、固定孔板(6)和颈管(4)与法兰盖(12)之间的空隙形成 缓冲腔(22)。
9.根据权利要求1或2或7所述的顶聚喷泉式气体收集装置，其特征在于所述颈管 (4)的中部设有出气孔，所述出气孔上焊接有出气管(10)，所述出气管的轴线与颈管的轴线 垂直，出气管的一端焊接有出口法兰。
专利摘要本实用新型公开了一种顶聚喷泉式气体收集装置，设置在吸附筒上，吸附塔包括筒体和上、下封头，上封头上设有顶聚喷泉式气体收集装置和气缸压紧装置，下封头上设有进气口，筒体内设有分子筛吸附床，气体收集装置包括同轴套装的颈管和衬管、设置在颈管与衬管之间的固定孔板和下环板、设置在衬管内的压紧孔板和挡圈以及设置在颈管上的出气管，本实用新型通过套装的衬颈管设计，使气流完全通过衬管中的补充分子筛层进入出气管，而固定孔板和压紧孔板则对分子筛颗粒的泄漏起到了双重的保护作用，提高了气体质量，气体缓冲层和汇流层能消除气流波动，使出口气流更平稳。
文档编号C01B21/04GK201815221SQ20102056950
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者胡幸飞 申请人:杭州吉大空分设备有限公司