氮氧分离装置及相应的制氧的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种氮氧分离装置及相应的制氧机。该氮氧分离装置包括进气模块、分离模块以及氧气输出模块；进气模块包括密封盖、切换旋转滑块以及驱动马达；分离模块包括至少两个分子筛组件、分子筛前盖以及分子筛后盖；氧气输出模块包括密封件以及出气件。本实用新型还提供一种制氧机。本实用新型的氮氧分离装置及相应的制氧机的进气模块的设置使得该氮氧分离装置的结构简单、体积小、制作成本低；同时进气模块的设置使得该氮氧分离装置的气密性好以及制氧效率高。
【专利说明】氮氧分离装置及相应的制氧机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制氧机领域，更具体地说，涉及一种氮氧分离装置及相应的制氧机。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，制造氧气类的设备(如具有氧气分离装置的制氧机等)已逐渐进入了人们的日常生活之中，特别是采用物理变压吸附法，以分子筛为吸附载体，在常温下直接将空气压缩后轮换分配到分子筛内，通过加压和减压过程使氮氧分离。目前，市场上销售的制氧机的装配工艺较为复杂以及内部的气管连接接口过多，造成现有的制氧机普遍存在体积大、制氧效率低、气密性差以及制作成本较高的缺陷。
[0003]故，有必要提供一种氮氧分离装置及相应的制氧机，以解决现有技术所存在的问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型目的在于提供一种氮氧分离装置及相应的制氧机。该氮氧分离装置及相应的制氧机的进气模块的设置使得该氮氧分离装置的结构简单、体积小、制作成本低；同时进气模块的设置使得该氮氧分离装置的气密性好以及制氧效率高；以解决现有的氮氧分离装置及相应的制氧机的体积大、制氧效率低、气密性差以及制作成本较高的技术问题。
[0005]为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下:
[0006]提供一种氮氧分离装置，其包括:
[0007]进气模块，包括:
[0008]密封盖，其上设置有用于通入压缩空气的进气孔以及用于排出分离的氮气的排气孔，所述密封盖与分子筛前盖构成第一密闭空间；
[0009]切换旋转滑块，设置在所述第一密闭空间内的所述分子筛前盖上，用于通过旋转来切换进行氮氧分离操作的分子筛组件；以及
[0010]驱动马达，用于驱动所述切换旋转滑块进行旋转；
[0011]分离模块，包括:
[0012]至少两个分子筛组件，用于进行氮氧分离操作；
[0013]所述分子筛前盖，设置在所述分子筛组件的前端，其上设置有与所述分子筛组件对应的第一气孔；以及
[0014]分子筛后盖，设置在所述分子筛组件的后端，其上设置有与所述分子筛组件对应的第二气孔；以及
[0015]氧气输出模块，包括:
[0016]密封件，用于控制所述分子筛组件的出气；以及
[0017]出气件，用于将分离出的高浓度氧气输出，所述出气件与所述分子筛后盖构成第二密闭空间。[0018]在本实用新型所述的氮氧分离装置中，所述切换旋转滑块上设置有一用于排气的连通空间，所述密封盖的排气孔连接到所述连通空间内；当所述分子筛组件处于排气状态时，所述连通空间将所述排气孔与所述分子筛组件的第一气孔连通；当所述分子筛组件处于进气状态时，所述第一密闭空间将所述进气孔与所述分子筛组件的第一气孔连通。
[0019]在本实用新型所述的氮氧分离装置中，所述切换旋转滑块上还设置有一密封部；当所述分子筛组件处于保压状态时，所述密封部将所述分子筛组件的第一气孔密封进行保压。
[0020]在本实用新型所述的氮氧分离装置中，所述驱动马达通过所述密封盖的排气孔与所述切换旋转滑块连接，以驱动所述切换旋转滑块进行旋转。
[0021]在本实用新型所述的氮氧分离装置中，所述密封件包括与所述分子筛组件对应的密封弹片；当所述分子筛组件处于进气状态时，所述分子筛组件分离出的高浓度氧气依次通过所述分子筛组件的第二气孔以及所述出气件输出；所述密封弹片将其他分子筛组件的第二气孔密封。
[0022]在本实用新型所述的氮氧分离装置中，所述分子筛前盖包括一与所述切换旋转滑块接触的防磨损件。
[0023]在本实用新型所述的氮氧分离装置中，所述切换旋转滑块的材料为陶瓷，所述防磨损件的材料为聚四氟乙烯，所述密封件的材料为氟橡胶。
[0024]还提供一种制氧机，其包括上述的氮氧分离装置。
[0025]实施本实用新型的氮氧分离装置及相应的制氧机，具有以下有益效果:进气模块的设置使得该氮氧分离装置的结构简单、体积小、制作成本低；同时进气模块的设置使得该氮氧分离装置的气密性好以及制氧效率高；解决了现有的氮氧分离装置及相应的制氧机的体积大、制氧效果低、气密性差以及制作成本较高的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0027]图1为本实用新型的氮氧分离装置的第一优选实施例的爆炸结构图；
[0028]图2A为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的结构主视图；
[0029]图2B为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的结构俯视图；
[0030]图2C为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的结构仰视图；
[0031]图2D为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的结构左视图；
[0032]图2E为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的结构右视图；
[0033]图2F为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的结构后视图；
[0034]图2G为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的结构立体图；
[0035]图3A为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之一；
[0036]图3B为按图3A的A-A截面线得到的结构截面图；
[0037]图4A为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之二 ；
[0038]图4B为按图4A的A’ -A’截面线得到的结构截面图；
[0039]图5为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之三；
[0040]图6为本实用新型的氮氧分离装置的第二优选实施例的爆炸结构图；[0041]其中，附图标记说明如下:
[0042]1:进气模块；
[0043]11:密封盖；
[0044]111:进气孔；
[0045]112:排气孔;
[0046]113:第一密闭空间；
[0047]12:切换旋转滑块；
[0048]121:连通空间；
[0049]122:密封部；
[0050]13:驱动马达；
[0051]2:分离模块；
[0052]21:分子筛组件；
[0053]211:第一分子筛组件；
[0054]212:第二分子筛组件；
[0055]22:分子筛前盖；
[0056]221、2211、2212:第一气孔;
[0057]222:防磨损件；
[0058]23:分子筛后盖；
[0059]231、2311、2312:第二气孔;
[0060]3:氧气输出模块；
[0061]31:密封件；
[0062]32:出气件；
[0063]321、第二密闭空间。
【具体实施方式】
[0064]下面结合图示，对本实用新型的优选实施例作详细介绍。
[0065]请参照图1、图2A-图2G，图1为本实用新型的氮氧分离装置的第一优选实施例的爆炸结构图，图2A-图2F为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的结构六视图(图中未示出驱动马达)，图2G为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的结构立体图(图中未示出驱动马达)。本优选实施例的氮氧分离装置包括进气模块1、分离模块2以及氧气输出模块3 ;进气模块I包括密封盖11、切换旋转滑块12以及驱动马达13，分离模块2包括至少两个分子筛组件21、分子筛前盖22以及分子筛后盖23，氧气输出模块3包括密封件31以及出气件32。
[0066]同时请参照图3A和图3B，其中密封盖11上设置有用于通入压缩空气的进气孔111以及用于排出分离的氮气的排气孔112，密封盖11与分子筛前盖22构成第一密闭空间113 ;切换旋转滑块12设置在第一密闭空间113内的分子筛前盖22上，用于通过旋转来切换进行氮氧分离操作的分子筛组件21 ;驱动马达13用于驱动切换旋转滑块12进行旋转；分子筛组件21用于进行氮氧分离操作；分子筛前盖22设置在每个分子筛组件21的前端，其上设置有与分子筛组件21对应的第一气孔221 ;分子筛后盖23设置在分子筛组件21的后端，其上设置有与分子筛组件21对应的第二气孔231 ;密封件31用于控制分子筛组件21的出气(同时防止氧气回流以及串气)；出气件32用于将分离出的高浓度氧气输出，出气件32与分子筛后盖23构成第二密闭空间321 ;具体的密封件31包括与分子筛组件21相对应的密封弹片(即密封件31的密封弹片可密封的所有分子筛后盖23的第二气孔231)。
[0067]其中切换旋转滑块的具体结构如图3A、图3B、图4A、图4B以及图5所示。图3A为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之一；图3B为按图3A的A-A截面线得到的结构截面图；图4八为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之二；图4B为按图4A的A’ -A’截面线得到的结构截面图；图5为本实用新型的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之三。本优选实施例的氮氧分离装置的分子筛组件21具有三个工作状态，分别为排气状态、进气状态以及保压状态。切换旋转滑块12上设置有一用于排气的连通空间121以及一密封部122，密封盖11的排气孔112连接到该连通空间121内。当分子筛组件21处于排气状态时，该连通空间121将排气孔112与相应的分子筛前盖22的第一气孔221连通，使得分子筛组件21可通过排气孔112将分离出的氮气排出；当分子筛组件21处于进气状态时，第一密闭空间113将进气孔111与相应的分子筛前盖22的第一气孔221连通，使得分子筛组件21可通过进气孔111通入压缩空气；当分子筛组件21处于保压状态时，密封部122将相应的分子筛前盖22的第一气孔221密封，对分子筛组件21内的压缩空气进行保压，使分子筛组件21中的压缩空气进行充分的氮氧分离。
[0068]下面结合图3A、图3B、图4A、图4B以及图5具体说明本优选实施例的氮氧分离装置的具体工作原理。
[0069]为了便于观看，图中并未示出驱动马达13。但驱动马达13通过密封盖11的排气孔112对切换旋转滑块12进行旋转驱动。本优选实施例的氮氧分离装置包括第一分子筛组件211以及第二分子筛组件212。本优选实施例的氮氧分离装置工作时，首先参见图3A和图3B，这时第一分子筛组件211处于进气状态，第二分子筛组件212处于排气状态，分离模块2上与第一分子筛组件211对应的第一气孔2211、第一密闭空间113以及密封盖11上的进气孔111依次连通，这样进气孔111通入的压缩空气可以直接进入到第一分子筛组件211中进行氮氧分离；同时分离模块2上与第二分子筛组件212对应的第一气孔2212、切换旋转滑块12的连通空间121以及密封盖11上的排气孔112依次连通，这样第二分子筛组件212分离出的氮气可通过排气孔112排出；这时第一分子筛组件211分离出的高浓度氧气依次通过分子筛后盖23的第二气孔2311以及出气件32输出，同时密封弹片将与第二分子筛组件212对应的第二气孔2312密封。
[0070]当切换旋转滑块12在驱动马达13的驱动下进行旋转时，切换旋转滑块12可旋转到如图4A和图4B的位置，这时第一分子筛组件211处于排气状态，第二分子筛组件212处于进气状态，分离模块2上与第一分子筛组件211对应的第一气孔2211、切换旋转滑块12的连通空间121以及密封盖11上的排气孔112依次连通，这样第一分子筛组件211分离出的氮气可通过排气孔112排出；同时分离模块2上与第二分子筛组件212对应的第一气孔2212、第一密闭空间113以及密封盖11上的进气孔111依次连通，这样进气孔111通入的压缩空气可以直接进入到第二分子筛组件212中进行氮氧分离；这时第二分子筛组件212分离出的高浓度的氧气依次通过分子筛后盖23的第二气孔2312以及出气件32输出，同时密封弹片将与第一分子筛组件211对应的分子筛后盖23的第二气孔2311密封。[0071]此外，本优选实施例的氮氧分离装置的分子筛组件21还具有保压状态。切换旋转滑块12可旋转到如图5的位置(这里默认为顺时间旋转)。这时第一分子筛组件211处于保压状态，第二分子筛组件212处于进气状态，分离模块2上与第一分子筛组件211对应的第一气孔2211被切换旋转滑块12的密封部122密封，使得第一分子筛组件211中的压缩空气可进行充分的氮氧分离；同时分离模块2上与第二分子筛组件212对应的第一气孔2212、第一密闭空间113以及密封盖11上的进气孔111依次连通，这样进气孔111通入的压缩空气可以直接进入到第二分子筛组件212中进行氮氧分离；这时第二分子筛组件212分离出的高浓度氧气依次通过与第二分子筛组件212对应的第二气孔2312以及出气件32输出，同时密封弹片将与第一分子筛组件211对应的第二气孔2311密封。
[0072]综上所述，通过切换旋转滑块12的旋转，第一分子筛组件211和第二分子筛组件212依次切换进气状态、保压状态以及排气状态(针对第一分子筛组件211，切换旋转滑块12对应的位置依次如图3A、图5以及图4A所示)，这样可大大提高分子筛组件21的氮氧分离效率。同时第一分子筛组件211和第二分子筛组件212依次切换进气状态和排气状态，使得氮氧分离装置可不间断的输出高浓度氧气。如切换旋转滑块12逆时针旋转，则切换旋转滑块12的密封部122应设置在切换旋转滑块12的另一侧，使得分子筛组件21排气状态之后尽快切换到进气状态。
[0073]优选的，为了达到最佳的氮氧分离效率，这里通过设置切换旋转滑块12的连通空间121、切换旋转滑块12的密封部122以及密封盖11的第一密闭空间113的大小使得分子筛组件21的进气状态时间和排气状态时间的比值为2:1至3: 1，即第一密闭空间113的截面面积约为切换旋转滑块12的连通空间121的截面面积的2至3倍(这里设定切换旋转滑块12在驱动马达13的带动下匀速旋转)；同时使得分子筛组件21的排气状态时间和保压状态时间的比值为3:1至4: 1，即切换旋转滑块12的连通空间121的截面面积约为切换旋转滑块12的密封部122的截面面积的3至4倍。仅测试，分子筛组件21的进气状态时间、排气状态时间以及保压状态时间的比值为30: 12: 3.5时，氮氧分离装置在5L/min的氧气流量下可保持90%以上的氧气浓度；而现有的氮氧分离装置在5L/min的氧气流量下一般只可达到30% -50%的氧气浓度。
[0074]同时本优选实施例的氧气输出模块3的密封件31采用密封弹片的形式，处于进气状态的分子筛组件21内的压强大于氧气输出模块3的第二密闭空间321的压强，因此分子筛组件21内的高浓度氧气可依次通过分子筛组件21的第二气孔231、密封弹片(密封件31)以及出气件32输出；同时处于排气状态的分子筛组件21内的压强小于氧气输出模块3的第二密闭空间321的压强，密封弹片则将该分子筛组件21的第二气孔231密封(如第二气孔2311输出，则第二气孔2312密封)。这种密封结构简单，且不容易被高浓度氧气中的颗粒卡住而影响密封弹片的密封性(即使卡住也较易被输出的氧气吹走)。这里密封弹片的材料优选为氟橡胶。
[0075]本优选实施例的氮氧分离装置通过进气模块的设置使得该氮氧分离装置的结构简单、体积小、制作成本低；同时进气模块的设置使得该氮氧分离装置的气密性好以及制氧效率高。
[0076]请参照图6，图6为本实用新型的氮氧分离装置的第二优选实施例的爆炸结构图。在第一优选实施例的基础上，本优选实施例的氮氧分离装置的分子筛前盖22包括一与切换旋转滑块12接触的防磨损件222。由于切换旋转滑块12需要不断在分子筛前盖22表面旋转，因长期的使用会对分子筛前盖22造成一定的磨损，因此在分子筛前盖22上设置一防磨损件222，同时分子筛前盖22的第一气孔221可直接设置在防磨损件222上，通过对防磨损件222的加固，可以大大延长氮氧分离装置的使用寿命，同时也方便对防磨损件222进行更换。这里切换旋转滑块12的材料优选为陶瓷，防磨损件222的材料优选为聚四氟乙烯。
[0077]本优选实施例的氮氧分离装置在第一优选实施例的基础上，通过防磨损件222的设置，延长了氮氧分离装置的使用寿命，且使得本优选实施例的氮氧分离装置便于维修。
[0078]本实用新型还提供一种制氧机，其使用上述的氮氧分离装置来输出高浓度的氧气。本实用新型的制氧机的具体工作原理与上述的氮氧分离装置描述的工作原理相同，具体请参见上述氮氧分离装置描述的工作原理。
[0079]本实用新型的氮氧分离装置及相应的制氧机通过进气模块的设置使得该氮氧分离装置的结构简单、体积小、制作成本低；同时进气模块的设置使得该氮氧分离装置的气密性好以及制氧效率高；解决了现有的氮氧分离装置及相应的制氧机的体积大、制氧效果低、气密性差以及制作成本较高的技术问题。
[0080]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种氮氧分离装置，其特征在于，包括: 进气模块，包括: 密封盖，其上设置有用于通入压缩空气的进气孔以及用于排出分离的氮气的排气孔，所述密封盖与分子筛前盖构成第一密闭空间； 切换旋转滑块，设置在所述第一密闭空间内的所述分子筛前盖上，用于通过旋转来切换进行氮氧分离操作的分子筛组件；以及 驱动马达，用于驱动所述切换旋转滑块进行旋转； 分离模块，包括: 至少两个分子筛组件，用于进行氮氧分离操作； 所述分子筛前盖，设置在所述分子筛组件的前端，其上设置有与所述分子筛组件对应的第一气孔；以及 分子筛后盖，设置在所述分子筛组件的后端，其上设置有与所述分子筛组件对应的第二气孔；以及 氧气输出模块，包括: 密封件，用于控制所述分子筛组件的出气；以及 出气件，用于将分离出的高浓度氧气输出，所述出气件与所述分子筛后盖构成第二密闭空间。
2.根据权利要求1所述的氮氧分离装置，其特征在于，所述切换旋转滑块上设置有一用于排气的连通空间，所述密封盖的排气孔连接到所述连通空间内；当所述分子筛组件处于排气状态时，所述连通空间将所述排气孔与所述分子筛组件的第一气孔连通；当所述分子筛组件处于进气状态时，所述第一密闭空间将所述进气孔与所述分子筛组件的第一气孔连通。
3.根据权利要求2所述氮氧分离装置，其特征在于，所述切换旋转滑块上还设置有一密封部；当所述分子筛组件处于保压状态时，所述密封部将所述分子筛组件的第一气孔密封进行保压。
4.根据权利要求1所述的氮氧分离装置，其特征在于，所述驱动马达通过所述密封盖的排气孔与所述切换旋转滑块连接，以驱动所述切换旋转滑块进行旋转。
5.根据权利要求1所述的氮氧分离装置，其特征在于，所述密封件包括与所述分子筛组件对应的密封弹片；当所述分子筛组件处于进气状态时，所述分子筛组件分离出的高浓度氧气依次通过所述分子筛组件的第二气孔以及所述出气件输出；所述密封弹片将其他分子筛组件的第二气孔密封。
6.根据权利要求1所述的氮氧分离装置，其特征在于，所述分子筛前盖包括一与所述切换旋转滑块接触的防磨损件。
7.根据权利要求6所述的氮氧分离装置，其特征在于，所述切换旋转滑块的材料为陶瓷，所述防磨损件的材料为聚四氟乙烯，所述密封件的材料为氟橡胶。
8.一种包括权利要求1-7中任一所述的氮氧分离装置的制氧机。
【文档编号】B01D53/02GK203440071SQ201320483924
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】洪波, 胡尊, 邓淦, 衷丛洪 申请人:深圳市至爱的科技发展有限公司