一种变压吸附式制氮设备

技术领域

本发明涉及制氮技术领域，特别涉及一种变压吸附式制氮设备。

背景技术

氮气，是氮元素形成的一种单质，化学式N

如公开号为：CN201310391319.7的中国发明专利提供了一种变压吸附制氮设备，涉及制氮技术领域，该制氮设备包括顺次连接的空气压缩机、空气储气罐、一级过滤器、二级过滤器、无热再生干燥器、三级过滤器、变压吸附系统、缓冲罐、四级过滤器和氮气增压机；空气压缩机上安装有压力表和放空阀，缓冲罐上安装有压力表；

通过对上述一种变压吸附制氮设备进行研究，发现该专利没有涉及到变压吸附制氮过程中使用的分子筛的安装与更换，还有使用空气制氮，没有涉及到对空气的干燥与过滤，过滤空气使用的过滤筛的安装与更换更没有涉及；

因此，我们急需发明一种变压吸附式制氮设备，本发明可以更换吸附制氮过程中使用的分子筛，还可以对空气进行干燥与过滤，并对过滤空气使用的过滤筛更换。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种变压吸附式制氮设备，通过设置制取机构、气体过滤机构、过滤板更换机构和耗材更换机构，将氮气制取、气体过滤、过滤板更换和耗材更换等功能集于一体，设备在使用时，气泵将空气泵入气体过滤机构，将空气中的灰尘和水分过滤，然后过滤后的空气进入到制取机构进行氮气制取，最后氮气储存在储气罐中，当气体过滤机构中的过滤板使用一段时间后，需要进行更换，这时过滤板更换机构启动，在不停机的情况下，将过滤板进行更换，当制氮过程中使用的分子筛使用一段时间后，分子筛有消耗，在制氮过程中不灵敏，影响氮气的制取，这时启动耗材更换机构将分子筛进行更换。

本发明所使用的技术方案是：一种变压吸附式制氮设备包括：制取机构、气体过滤机构、过滤板更换机构和耗材更换机构；

所述制取机构通过底部的储气盒与设备支撑框架的底板固定，所述气体过滤机构通过管道B与制取机构的储气盒固定连接，且过滤盒外接空气泵，所述过滤板更换机构的回收桶固定在设备支撑框架的底板上，且将过滤盒卡住，过滤板安装块放置在过滤盒内，所述耗材更换机构放置在储气盒的上部，通过转动控制杆与其下部的气缸缸体伸出端固定连接，设备在使用时，气泵将空气泵入气体过滤机构，将空气中的灰尘和水分过滤，然后过滤后的空气进入到制取机构进行氮气制取，最后氮气储存在储气罐中，当气体过滤机构中的过滤板使用一段时间后，需要进行更换，这时过滤板更换机构启动，在不停机的情况下，将过滤板进行更换，当制氮过程中使用的分子筛使用一段时间后，分子筛有消耗，影响氮气的制取，这时启动耗材更换机构将分子筛进行更换。

进一步的，所述制取机构包括：储气盒、管道A、制取桶和储气罐；

所述储气盒置于设备支撑框架底板上，所述管道A一端与储气盒连通，一端与制取桶连通，所述制取桶有两个，其底部分别放置在储气盒上的连接座上，上部连接管道至储气罐，所述储气罐有两个，固定在设备支撑框架的顶部。

进一步的，所述气体过滤机构包括：过滤盒、过滤板和管道B；

所述过滤盒卡在回收桶的侧板半圆孔处，所述过滤板有多组，分别通过过滤板安装块上的卡块卡住，工作时，进气口端装有一块过滤板，管道B一端有一块过滤板，所述管道B一端固定在过滤盒上，另一端与储气盒连通。

进一步的，所述过滤板更换机构包括：过滤板安装块、更换板、回收桶、卡块和皮带；

所述过滤板安装块安装在过滤盒内，所述更换板有两组，分别装在与设备底板连接的支撑柱的电缸上，所述回收桶固定设备底板上，且位于过滤板安装块的下方，所述卡块安装在过滤板安装块的过滤板安装孔处，用于卡住过滤板，所述皮带有两组，更换板在电缸的作用下可以穿过皮带插入到过滤板的凹槽中。

进一步的，所述过滤板安装块上可以装四组过滤板，每组两块，外界空气进入到过滤盒时，第一块过滤板先过滤一道，空气进入管道B时，经过第二块过滤板过滤第二道，再进入到储气盒中。

进一步的，所述耗材更换机构包括：转动控制杆、凸轴、控制筒、安装板、分子筛放置盒、连接轴、连接板、齿条板、齿轮、分离板、分子筛桶、梯形板、门；

所述转动控制杆下端固定在储气盒中心位置的电缸缸体伸出端，上端与连接轴的底部固定，所述凸轴固定在转动控制杆上，且与控制筒内壁的滑槽滑动连接，所述控制筒通过内壁滑槽与凸轴滑动连接，所述安装板固定在中间与控制筒固定的套筒上，所述分子筛放置盒固定在安装板内，所述连接轴通过底部固定在转动控制杆上，所述连接板固定安装在连接轴的上端，所述齿条板固定安装在连接板的一端，所述齿轮固定安装在分子筛放置盒的一侧伸出杆端，当齿条板下移时，与其啮合，所述分离板和梯形板与同一个电缸的缸体伸出端固定，且梯形板放置在分离板的下方，所述分子筛桶安装在梯形板下方的板上，且位于分子筛放置盒的上方，所述门放置在分子筛桶的下部，通过弹簧的收缩与拉伸控制门的开启和关闭。

进一步的，所述分子筛放置盒有四个，其中对称的两个分子筛为一组，由于两个制取桶同时工作，所以当需要更换分子筛时，一组中的分子筛需要同时更换。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：

1）本设备设置了过滤板更换机构，当长时间使用后，过滤板上积累大量的灰尘等杂志，影响过滤质量，在设备不停机的情况下，该机构可以将过滤板进行更换并回收，不需要关停设备，提高使用效率；

2）本装置的耗材更换机构可以更换制取氮气所需的分子筛，当分子筛使用一段时间后，分子筛有消耗，在制氮过程中不灵敏，影响氮气的制取，该机构能自动更换分子筛，提高氮气制取效率；

3）通过本装置的过滤板更换机构和耗材更换机构，及时对耗材进行更换，进而实现降低能耗，降低生产制造成本的作用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的制取机构示意图；

图3为本发明的气体过滤机构示意图；

图4为本发明的过滤板更换机构示意图；

图5-7为本发明的耗材更换机构示意图；

附图标号：1-制取机构；2-气体过滤机构；3-过滤板更换机构；4-耗材更换机构；101-储气盒；102-管道A；103-制取桶；104-储气罐；201-过滤盒；202-过滤板；203-管道B；301-过滤板安装块；302-更换板；303-回收桶；304-卡块；305-皮带；401-转动控制杆；402-凸轴；403-控制筒；404-安装板；405-分子筛放置盒；406-连接轴；407-连接板；408-齿条板；409-齿轮；410-分离板；411-分子筛桶；412-梯形板；413-门；

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例，如图1-7所示，一种变压吸附式制氮设备，其特征在于，包括：制取机构1、气体过滤机构2、过滤板更换机构3和耗材更换机构4；

制取机构1通过底部的储气盒101与设备支撑框架的底板固定，气体过滤机构2通过管道B203与制取机构1的储气盒101固定连接，且过滤盒201外接空气泵，过滤板更换机构3的回收桶303固定在设备支撑框架的底板上，且将过滤盒201卡住，过滤板安装块301放置在过滤盒201内，耗材更换机构4放置在储气盒101的上部，通过转动控制杆401与其下部的气缸缸体伸出端固定连接；

设备在使用时，气泵将空气泵入气体过滤机构2，将空气中的灰尘和水分过滤，然后过滤后的空气进入到制取机构1进行氮气制取，最后氮气储存在储气罐104中，当气体过滤机构2中的过滤板202使用一段时间后，需要进行更换，这时过滤板更换机构3启动，在不停机的情况下，将过滤板202进行更换，当制氮过程中使用的分子筛使用一段时间后，分子筛有消耗，在制氮过程中不灵敏，影响氮气的制取，这时启动耗材更换机构4将分子筛进行更换。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图2所示，制取机构1包括：储气盒101、管道A102、制取桶103和储气罐104；

储气盒101置于设备支撑框架底板上，管道A102一端与储气盒101连通，一端与制取桶103连通，制取桶103有两个，其底部分别放置在储气盒101上的连接座上，上部连接管道至储气罐104，储气罐104有两个，固定在设备支撑框架的顶部；

储气盒101中干净的空气通过管道A102运输到制取桶103中，然后通过分子筛将空气中的氧气与氮气分离，然后将氮气运输到储气罐104中，进行储存。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图3所示，气体过滤机构2包括：过滤盒201、过滤板202和管道B203；

过滤盒201卡在回收桶303的侧板半圆孔处，过滤板202有多组，分别通过过滤板安装块301上的卡块304卡住，工作时，进气口端装有一块过滤板202，管道B203一端有一块过滤板202，管道B203一端固定在过滤盒201上，另一端与储气盒101连通；

气泵将空气吸入到过滤盒201中，并经过过滤板202过滤，将空气中的灰尘与水气过滤出，然后过滤后的空气通过管道B203运输到储气盒101中。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图4所示，过滤板更换机构3包括：过滤板安装块301、更换板302、回收桶303、卡块304和皮带305；

过滤板安装块301安装在过滤盒201内，更换板302有两组，分别装在与设备底板连接的支撑柱的电缸上，回收桶303固定设备底板上，且位于过滤板安装块301的下方，卡块304安装在过滤板安装块301的过滤板安装孔处，用于卡住过滤板202，皮带305有两组，更换板302在电缸的作用下可以穿过皮带305插入到过滤板202的凹槽中；

当过滤板202使用一段时间后，需要进行更换时，电机带动过滤板安装块301转动，从而将需要更换的过滤板202移动到更换位置，将新的过滤板202移动到需要过滤空气的位置，从而使设备在不停机的情况下，进行过滤板202的更换，更换板302在气缸的作用下向前移动，更换板302前端的凸块插入到过滤板202上的凹槽中，继而推动过滤板202向前推动，从而将过滤板202插入到过滤板202的安装凹槽中，接着向前推动过滤板202，继而后一个过滤板202将前一个过滤板202推动，继而将过滤板202推动到中间的凹槽中，从而使过滤板202从凹槽中掉落到回收桶303中，然后更换板302复位，过滤板202被卡块304卡住，不在跟随更换板302移动，当更换板302复位后，电机带动皮带305转动从而将下一个过滤板202移动到指定位置，方便安装下个过滤板202。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图5-7所示，耗材更换机构4包括：转动控制杆401、凸轴402、控制筒403、安装板404、分子筛放置盒405、连接轴406、连接板407、齿条板408、齿轮409、分离板410、分子筛桶411、梯形板412、门413；

转动控制杆401下端固定在储气盒101中心位置的电缸缸体伸出端，上端与连接轴的底部固定，凸轴402固定在转动控制杆401上，且与控制筒403内壁的滑槽滑动连接，控制筒403通过内壁滑槽与凸轴402滑动连接，安装板404固定在中间与控制筒403固定的套筒上，分子筛放置盒405固定在安装板404内，连接轴406通过底部固定在转动控制杆401上，连接板407固定安装在连接轴406的上端，齿条板408固定安装在连接板407的一端，齿轮409固定安装在分子筛放置盒405的一侧伸出杆端，当齿条板408下移时，与其啮合，分离板410和梯形板412与同一个电缸的缸体伸出端固定，且梯形板412放置在分离板410的下方，分子筛桶411安装在梯形板412下方的板上，且位于分子筛放置盒405的上方，门413放置在分子筛桶411的下部，通过弹簧的收缩与拉伸控制门413的开启和关闭；

当制氮过程中使用的分子筛使用一段时间后，分子筛有消耗，在制氮过程中不灵敏，影响氮气的制取，这时需要将分子筛进行更换，首先气缸带动转动控制杆401下移，继而使转动控制杆401上的凸轴402，在控制筒403内壁的滑槽上滑动，从而带动控制筒403转动，继而带动安装板404转动，从而将有消耗的分子筛放置盒405移动到更换位置，未消耗的分子筛放置盒405移动到工作位置，从而可以实现不停机制取氮气，当分子筛移动到更换位置后，转动控制杆401下移过程中带动连接轴406移动，继而带动连接板407移动，从而带动齿条板408移动，当转动控制杆401将分子筛移动到更换位置后，齿条板408上的齿与分子筛轴的一侧安装的齿轮409啮合，转动控制杆401接着下移，从而带动齿条板408移动，继而带动齿轮409转动，从而带动分子筛转动180度，继而将分子筛放置盒405中的分子筛倒掉，然后气缸复位，齿条板408带动齿轮409反向转动，从而将分子筛放置盒405复位，然后分离板410在气缸的作用下移动，从而将分离板410插入到分子筛桶411中，将分子筛分割一部分，然后分离板410接着移动，梯形板412与门413接触，继而将门413打开使分子筛桶411中的分子筛掉落到分子筛放置盒405中，然后气缸复位带动分离板410复位，门413在弹簧的作用下复位，方便下一次使用。