一种使用压缩空气的工业制氧机

技术领域

本发明涉及制氧机领域，具体为一种使用压缩空气的工业制氧机。

背景技术

现有的制氧机通常都是采用分子筛的吸附性能，通过物理原理，以大排量无油压缩机为动力，把空气中的氮气与氧气进行分离，最终得到高浓度的氧气，制氧机通常两个填满分子筛的吸附塔组成，在常温条件下，将压缩空气经过过滤，除水干燥等净化处理后进入吸附塔，在吸附塔中空气中的氮气等被分子筛所吸附，而使氧气在气相中得到富集，从出口流出贮存在氧气缓冲罐中，而在另一塔已完成吸附的分子筛被迅速降压，解析出已吸附的成分，两塔交替循环，从而对氧气进行富集。

现有的加工方式在进行加工过程中，为了对分子筛吸附的氮气进行清除，通常会采用降压反冲的方法对分子筛进行处理，在处理的过程中，会对吸附塔停止工作，因此为了使氧气能够持续供应，需要采用两组吸附塔循环工作，从而会导致成本较高，占用空间较大，且使用过程复杂，而且在空气进入使通常需要对空气进行压缩，压缩后空气中的温度会快速升高，在后续使用过程中，需要进行对空气进行多次降温除水，导致能源浪费，而且冷却后的空气需要恢复室温。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种使用压缩空气的工业制氧机，以解决多组吸附塔使用成本较高、压缩空气温度较高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种使用压缩空气的工业制氧机，包括底座，所述底座的顶端安装有过滤器，且过滤器通过管道连接有压缩机，且底座的顶端远离过滤器的端部安装有存储罐，所述压缩机的输出端连接有热交换室，且热交换室的底端安装有冷冻室，所述底座的顶端位于热交换室的一侧安装有密封机构，所述密封机构的内部安装有吸附机构，所述吸附机构的内部安装有多组套管，且每相邻套管之间皆安装有多组分子筛，且吸附机构的一端连接有多组与分子筛相匹配第一密封框架，所述第一密封框架端面连接有推杆，所述吸附机构远离第一密封框架的一端开设有多组密封插槽，所述底座的顶端开设有电机保护壳，且电机保护壳的内部安装电机，所述电机保护壳的两端位于密封机构的顶端分别对称开设有排气管和反冲机构，反冲机构位于靠近存储罐的一端，所述排气管与密封机构的连接位置开口形状与第一密封框架的轮廓相匹配，所述反冲机构与密封机构的连接位置开口安装有第二密封框架，且第二密封框架的外轮廓与密封插槽相匹配，所述存储罐的顶端开设有回气管，所述回气管的内部安装有吸气泵，且回气管与反冲机构接通。

通过采用上述技术方案，能够通过吸附机构对空气中的氮气进行吸附，并在对氮气进行吸附的过程中，通过第一密封框架与第二密封框架对吸附机构中多组分子筛进行隔离，通过第一密封框架、第二密封框架、隔板形成排气空间，从而方便对分子筛进行除氮，并且能够在除氮的同时无需设备停机，提高了使用效率。

本发明进一步设置为，所述热交换室的内部安装有换热管，且换热管的一端与压缩机的输出端接通，所述换热管的外壁位于热交换室的内部开设有多组散热鳍，所述换热管的一端延伸至热交换室的外侧与冷冻室接通，所述冷冻室的内部安装有冷却管，且冷却管与外界冷源接通，所述冷冻室的顶端开设有与热交换室接通的回气管，所述冷冻室的底端开设有排水管。

通过采用上述技术方案，外界的高压高热的气体进入到热交换室内的换热管中，换热管外壁开设有多组散热鳍，从而使压缩空气的热量快速散发到热交换室内，随后换热管内的压缩气体进入到冷冻室内，通过冷却管对压缩气体进行降温，使压缩空气内的水分液化与气体分离，低温干燥的压缩空气随着回气管返回到热交换室内并分布在散热鳍外侧，使低温的压缩气体对散热鳍散发处的热量进行吸收。

本发明进一步设置为，所述电机保护壳的内部还安装有多组电热管，且每组电热管的外侧皆套接有限位辊，所述限位辊的外壁与吸附机构的外壁贴合，且限位辊与分子筛的外壁也贴合，所述电机保护壳的内壁安装有导线，所述电热管通过导线与外界电源接通，且导线延伸至反冲机构的内部。

通过采用上述技术方案，通过电机能够为吸附机构的运行提供动力，且通过多组限位辊能够对吸附机构的移动进行限位，保证吸附机构运行的稳定。

本发明进一步设置为，所述排气管的内部安装有排气阀门，所述排气管与反冲机构的底端位于密封机构的内部皆安装有吊环，且位于两组吊环之间安装有承重轴，所述吸附机构套接在承重轴的外侧。

通过采用上述技术方案，通过排气阀门能够使排气管与外界空气接通或者关闭，通过吊环能够对承重轴进行限位，保证使吸附机构能够正常环绕承载轴转动。

本发明进一步设置为，所述反冲机构的内部位于第二密封框架的上方安装有推板，所述反冲机构的端面连接有两组回位弹簧，每组所述回位弹簧的内部安装有支撑脚，一组所述导线的端部延伸至一组支撑脚内部，外界电源线延伸至另一组支撑脚内部，所述推板通过回位弹簧与反冲机构滑动连接，且推板的内部安装有连接线，所述连接线的两端分别与导线、外界电源线对齐。

通过采用上述技术方案，通过推板，能够在反冲机构加压的过程中，将压力转化为对推板的压力，使推板能够带动连接线移动，使连接线将外界电源与导线接通，从而使多组电热管运行。

本发明进一步设置为，所述吸附机构的外壁开设有与电机输出端连接的齿轮相匹配的齿轮环，所述吸附机构的内部位于两组齿轮环之间连接有多组连接中空板，所述吸附机构的内部位于多组隔板的相交位置开设有套管，所述套管套接在承重轴的外侧。

通过采用上述技术方案，能够使吸附机构带动多组分子筛在密封机构内转动。

本发明进一步设置为，所述第一密封框架的外壁开设有密封边，所述第一密封框架通过密封边与排气管的开口位置卡合连接，所述第一密封框架与吸附机构之间的侧壁连接有回位弹簧，所述第一密封框架通过回位弹簧与吸附机构的外壁活动连接，且吸附机构的外壁开设有与第一密封框架相匹配的凹槽。

通过采用上述技术方案，第一密封框架能够在除氮时，通过密封边与密封机构的内壁贴合，从而对排气管的开口进行密封，在除氮结束后，通过回位弹簧带动第一密封框架回位。

本发明进一步设置为，所述推杆贯穿套管并延伸至吸附机构的另一侧，且推杆端部位于密封插槽的内部，所述第二密封框架与密封插槽卡合时，第二密封框架的端部推动推杆在套管内部滑动。

通过采用上述技术方案，通过推杆能够将第二密封框架的推动力转化为第一密封框架的推动力，使第一密封框架与排气管的开口卡合。

本发明进一步设置为，所述第二密封框架与反冲机构的连接位置安装有电动推杆，所述第二密封框架的内壁开设有开槽，且开槽的内部对称安装有两组转板，所述转板的外壁开设有限位边，所述限位边与第二密封框架靠近吸附机构的一侧的侧壁贴合，所述转板远离限位边的一端开设有卡合边，开槽内部开设有与卡合边相匹配的限位条，且转板的顶端与底端皆连接有扭簧杆，所述转板通过扭簧杆与第二密封框架转动连接。

通过采用上述技术方案，能够使第二密封框架在电动推杆的推动下与吸附机构的端部开设的密封插槽卡合，从而对吸附机构的一端进行密封，且在除氮过程中，当排气空间中的压力与常压趋于相同时，反冲机构内的高压氧气会推动转板环绕扭簧杆打开，使氧气充入到排气空间内，对分子筛进行清理。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

1、本发明通过设置的密封机构、吸附机构、排气管、反冲机构、第一密封框架以及第二密封框架，能够在通过吸附机构对压缩空气中氮气进行吸附的同时，通过第一密封框架以及第二密封框架对吸附机构中两组隔板之间的分子筛进行分隔形成封闭的排气空间，并通过排气管与外界常压空气接通，使排气空间内的空气降压排出，在降压的过程中，分子筛吸附的氮气会迅速的与分子筛分离并随气流通过排气管排出到外界空气中，且此时排气空间内的气压逐渐与外界常压持平，反冲机构内的高压氧气会挤压转板，使转板环绕扭簧杆转动，使转板打开，高压的氧气对排气空间内的多组分子筛进行冲洗，从而使氮气能够更加快速的与分子筛分离，提高了氮气分离的效率，且能够在其他分子筛运行的过程中，对分子筛进行清理，无需采用多组吸附塔分开运行，有效解决了多组吸附塔使用成本较高的问题，且在分子筛除氮过程中，反冲机构能通过吸气泵吸入到高压氧气会推动推板移动，使连接线将导线与外界电源线接通，从而使电热管通电产生热量，电热管对需要除氮的分子筛进行加热，高温的氮气更加活跃，能够更快的与分子筛分离。

2、本发明通过设置的热交换室与冷却室，在压缩机对空气进行压缩后，高压高热的气体进入到热交换室内的换热管中，换热管外壁开设有多组散热鳍，从而使压缩空气的热量快速散发到热交换室内，随后换热管内的压缩气体进入到冷冻室内，通过冷却管对压缩气体进行降温，使压缩空气内的水分液化与气体分离，低温干燥的压缩空气随着回气管返回到热交换室内并分布在散热鳍外侧，使低温的压缩气体对散热鳍散发处的热量进行吸收，从而对压缩气体的温度进行提高，减少了后续处理时所需要的能量，减少了能源消耗，提高了使用效率，有效解决了压缩空气温度较高的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的热交换室剖面结构示意图；

图4为本发明的密封机构正面剖面结构示意图；

图5为本发明的吸附机构结构示意图；

图6为本发明的吸附机构侧面剖面结构示意图；

图7为本发明的反冲机构安装结构示意图；

图8为本发明的第二密封框架结构示意图；

图9为本发明的第二密封框架剖面结构示意图；

图10为本发明的转板结构示意图；

图11为本发明的第一密封框架结构示意图；

图12为本发明的第二密封框架安装结构示意图；

图13为本发明中图12中A处局部结构放大示意图；

图14为本发明的第一密封框架安装结构示意图。

图中：1、底座；101、过滤器；102、压缩机；2、热交换室；201、冷冻室；202、换热管；203、散热鳍；204、冷却管；205、回气管；206、排水管；3、密封机构；4、电机保护壳；401、电机；402、限位辊；403、电热管；5、排气管；501、排气阀门；6、反冲机构；601、推板；602、回位弹簧；603、连接线；7、存储罐；701、回气管；702、吸气泵；8、吸附机构；801、套管；802、连接中空板；803、齿轮环；804、密封插槽；805、隔板；9、第一密封框架；901、密封边；902、回位弹簧；10、推杆；11、第二密封框架；1101、转板；1102、限位边；1103、限位条；1104、卡合边；1105、扭簧杆；1106、电动推杆；12、承重轴；13、吊环；14、分子筛；15、导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

一种使用压缩空气的工业制氧机，如图1至图14所示，包括底座1，底座1的顶端安装有过滤器101，且过滤器101通过管道连接有压缩机102，且底座1的顶端远离过滤器101的端部安装有存储罐7，压缩机102的输出端连接有热交换室2，且热交换室2的底端安装有冷冻室201，热交换室2的内部安装有换热管202，且换热管202的一端与压缩机102的输出端接通，换热管202的外壁位于热交换室2的内部开设有多组散热鳍203，换热管202的一端延伸至热交换室2的外侧与冷冻室201接通，冷冻室201的内部安装有冷却管204，且冷却管204与外界冷源接通，冷冻室201的顶端开设有与热交换室2接通的回气管205，冷冻室201的底端开设有排水管206，压缩机102将空气压缩为高压高热的气体送入到热交换室2内的换热管202中，使压缩的空气将热量快速的通过散热鳍203散布到热交换室2内，并沿着换热管202进入到冷冻室201内，在冷却管204的降温下，压缩空气的温度降低，空气中的水分在低温下液化与空气分离，并通过排水管206收集排出，剩余的干燥低温压缩空气通过回气管205返回到热交换室2内并分布在换热管202外侧，使低温的压缩空气对之前散发出的热量进行吸收，使压缩空气的温度上升，从而减少了后续对空气的加热所需的能源损耗，提高了使用效率；

底座1的顶端位于热交换室2的一侧安装有密封机构3，密封机构3的内部安装有吸附机构8，吸附机构8的内部安装有多组套管801，且每相邻套管801之间皆安装有多组分子筛14，且吸附机构8的一端连接有多组与分子筛14相匹配第一密封框架9，第一密封框架9端面连接有推杆10，吸附机构8远离第一密封框架9的一端开设有多组密封插槽804，底座1的顶端开设有电机保护壳4，且电机保护壳4的内部安装电机401，电机保护壳4的两端位于密封机构3的顶端分别对称开设有排气管5和反冲机构6，反冲机构6位于靠近存储罐7的一端，排气管5与密封机构3的连接位置开口形状与第一密封框架9的轮廓相匹配，排气管5的内部安装有排气阀门501，排气管5与反冲机构6的底端位于密封机构3的内部皆安装有吊环13，且位于两组吊环13之间安装有承重轴12，吸附机构8套接在承重轴12的外侧，吸附机构8的外壁开设有与电机401输出端连接的齿轮相匹配的齿轮环803，吸附机构8的内部位于两组齿轮环803之间连接有多组连接中空板802，吸附机构8的内部位于多组隔板805的相交位置开设有套管801，套管801套接在承重轴12的外侧，推杆10贯穿套管801并延伸至吸附机构8的另一侧，且推杆10端部位于密封插槽804的内部，第二密封框架11与密封插槽804卡合时，第二密封框架11的端部推动推杆10在套管801内部滑动；

存储罐7的顶端开设有回气管701，回气管701的内部安装有吸气泵702，且回气管701与反冲机构6接通，反冲机构6与密封机构3的连接位置开口安装有第二密封框架11，且第二密封框架11的外轮廓与密封插槽804相匹配，第一密封框架9的外壁开设有密封边901，第一密封框架9通过密封边901与排气管5的开口位置卡合连接，第一密封框架9与吸附机构8之间的侧壁连接有回位弹簧902，第一密封框架9通过回位弹簧902与吸附机构8的外壁活动连接，且吸附机构8的外壁开设有与第一密封框架9相匹配的凹槽，第二密封框架11与反冲机构6的连接位置安装有电动推杆1106，第二密封框架11的内壁开设有开槽，且开槽的内部对称安装有两组转板1101，转板1101的外壁开设有限位边1102，限位边1102与第二密封框架11靠近吸附机构8的一侧的侧壁贴合，转板1101远离限位边1102的一端开设有卡合边1104，开槽内部开设有与卡合边1104相匹配的限位条1103，且转板1101的顶端与底端皆连接有扭簧杆1105，转板1101通过扭簧杆1105与第二密封框架11转动连接，在需要对吸附机构8去除氮气时，首先启动吸气泵702，吸气泵702将存储罐7内的氧气部分抽入到反冲机构6内，反冲机构6内的气压不断增加，直至反冲机构6内的气压大于外界常压与扭簧杆1105的扭矩，并小于密封机构3内的压力，直至压力大于回位弹簧602的弹力，推板601在气压的作用下移动，使连接线603的两端分别与导线15、外界电源线接通，使导线15接通多组电热管403，使电热管403对限位辊402以及需要反洗的分子筛14进行加热，随后启动多组电动推杆1106，电动推杆1106推动第二密封框架11移动并与吸附机构8端面开设的密封插槽804卡合，从而对吸附机构8中两组隔板805之间的分子筛14的一端进行密封，且在第二密封框架11移动的过程中会挤压推杆10，推杆10带动第一密封框架9移动，使第一密封框架9插入到排气管5内部，并且通过密封边901与密封机构3的内壁卡合，对排气管5与第一密封框架9之间的连接处进行密封，使位于第一密封框架9、第二密封框架11、与两组隔板805之间的形成排气空间并与密封机构3分隔，此时打开排气阀门501，使排气空间与外界空气接触，且排气空间内的压力远大于外界气压，从而使排气空间内的气体通过排气管5排出，分子筛14内的吸附的氮气随气流也通过排气管5排出，而且加热的分子筛14更容易与氮气分离，直至排气空间内的气压与外界常压逐渐持平，此时反冲机构6内的气压大于外界常压和扭簧杆1105的扭转力，使反冲机构6的内部的氧气会推动转板1101打开，使氧气冲入到排气空间内，从而对多组分子筛14进行氧气反洗，提高了分子筛14的清洗程度。

请参阅图4与图6，电机保护壳4的内部还安装有多组电热管403，且每组电热管403的外侧皆套接有限位辊402，限位辊402的外壁与吸附机构8的外壁贴合，且限位辊402与分子筛14的外壁也贴合，电机保护壳4的内壁安装有导线15，电热管403通过导线15与外界电源接通，且导线15延伸至反冲机构6的内部，能够通过电机401带动两组齿轮传动，齿轮与齿轮环803卡合，从而能够带动吸附机构8转动，使不同位置的分子筛14都可以移动到第一密封框架9与第二密封框架11之间，方便对吸附机构8的各组分子筛14进行除氮。

请参阅图4与图13，反冲机构6的内部位于第二密封框架11的上方安装有推板601，反冲机构6的端面连接有两组回位弹簧602，每组回位弹簧602的内部安装有支撑脚，一组导线15的端部延伸至一组支撑脚内部，外界电源线延伸至另一组支撑脚内部，推板601通过回位弹簧602与反冲机构6滑动连接，且推板601的内部安装有连接线603，连接线603的两端分别与导线15、外界电源线对齐，通过推板601，能够在反冲机构6加压的过程中，将压力转化为对推板601的压力，使推板601能够带动连接线603移动，使连接线603将外界电源与导线15接通，从而使多组电热管403运行。

本发明的工作原理为：在对制氧机使用前，首先将冷冻室201内的冷却管204与外界的冷源接通，将制氧机内的各组用电设备与外界电源接通，使设备能够正常运行，随后启动压缩机102，压缩机102将外界的空气通过过滤器101吸入，过滤器101对空气中的灰尘杂质进行过滤，压缩机102将空气压缩为高压高热的气体送入到热交换室2内的换热管202中，使压缩的空气将热量快速的通过散热鳍203散布到热交换室2内，并沿着换热管202进入到冷冻室201内，在冷却管204的降温下，压缩空气的温度降低，空气中的水分在低温下液化与空气分离，并通过排水管206收集排出，剩余的干燥低温压缩空气通过回气管205返回到热交换室2内并分布在换热管202外侧，使低温的压缩空气对之前散发出的热量进行吸收，使压缩空气的温度上升，从而减少了后续对空气的加热所需的能源损耗，提高了使用效率，随后压缩空气通过管道进入到密封机构3内，压缩机102不断的将外界的空气送入到密封机构3内，密封机构3的压力不断升高，从而使空气中的氮气、二氧化碳等气体被吸附机构8内的多组分子筛14吸附，当氧气达到合适的浓度后，打开密封机构3与存储罐7之间的阀门，使氧气能够进入到存储罐7中；

在需要对吸附机构8去除氮气时，首先启动吸气泵702，吸气泵702将存储罐7内的氧气部分抽入到反冲机构6内，反冲机构6内的气压不断增加，直至反冲机构6内的气压大于外界常压与扭簧杆1105的扭矩，并小于密封机构3内的压力，直至压力大于回位弹簧602的弹力，推板601在气压的作用下移动，使连接线603的两端分别与导线15、外界电源线接通，使导线15接通多组电热管403，使电热管403对限位辊402以及需要反洗的分子筛14进行加热，随后启动多组电动推杆1106，电动推杆1106推动第二密封框架11移动并与吸附机构8端面开设的密封插槽804卡合，从而对吸附机构8中两组隔板805之间的分子筛14的一端进行密封，且在第二密封框架11移动的过程中会挤压推杆10，推杆10带动第一密封框架9移动，使第一密封框架9插入到排气管5内部，并且通过密封边901与密封机构3的内壁卡合，对排气管5与第一密封框架9之间的连接处进行密封，使位于第一密封框架9、第二密封框架11、与两组隔板805之间的形成排气空间并与密封机构3分隔，此时打开排气阀门501，使排气空间与外界空气接触，且排气空间内的压力远大于外界气压，从而使排气空间内的气体通过排气管5排出，分子筛14内的吸附的氮气随气流也通过排气管5排出，而且加热的分子筛14更容易与氮气分离，直至排气空间内的气压与外界常压逐渐持平，此时反冲机构6内的气压大于外界常压和扭簧杆1105的扭转力，使反冲机构6的内部的氧气会推动转板1101打开，使氧气冲入到排气空间内，从而对多组分子筛14进行氧气反洗，提高了分子筛14的清洗程度；

当清洗完毕后，关闭排气阀门501，并提高吸气泵702的功率，将氧气不断送入到排气空间内，使已经除氮完毕的排气空间内气压不断增加，直至排气空间内的气压与密封机构3内的气压保持相同，此时停止吸气泵702运行，扭簧杆1105带动转板1101回位，启动电动推杆1106，使电动推杆1106带动第二密封框架11回位，回位弹簧902拉动第一密封框架9与推杆10回位，解除对吸附机构8的限位固定，反向启动吸气泵702，使吸气泵702将反冲机构6内的高压氧气抽回存储罐7内，推板601在回位弹簧602的作用下回位，切断导线15与外界电源的连接，电热管403不在运行；

当需要对其他的多组分子筛14进行清除时，启动电机401，电机401的输出端通过两组齿轮与齿轮环803卡合带动吸附机构8转动，吸附机构8通过承重轴12转动，使其他的分子筛14移动到排气管5与吸气管之间，方便对多组分子筛14进行分步清理，能够在不需要停机的状态下对分子筛14进行处理，提高了使用效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，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发明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，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。