[发明专利]基于旋转阀控制流程转换的五筒VPSA制氧装置

说明书

本发明公开了一种基于旋转阀控制流程转换的五筒VPSA制氧装置，包括五个相互平行且围绕同一个虚拟正圆均匀分布的分子筛筒，以分子筛筒的轴向为竖向且以其上端为空气进气端、下端为氧气出气端，五个分子筛筒的上端安装有同一个上端盖、下端安装有同一个下端盖，竖向的连杆穿过上端盖的中心通孔、五个分子筛筒之间的间隙和下端盖的中心通孔，连杆的上端与位于上端盖上方的上阀体的中心通孔孔壁连接、下端与位于下端盖下方的下阀体的中心通孔孔壁连接。本发明能够实现对每个分子筛筒的均压流程、建压吸附流程、进气出氧流程、真空解吸流程和反吹解吸流程之间转换的自动化精确控制，在提高制氧效率的同时有利于制氧机的小型化和精控化发展。

技术领域

本发明涉及一种VPSA制氧装置，尤其涉及一种基于旋转阀控制流程转换的五筒VPSA制氧装置。

背景技术

目前市面上的家用或便携制氧机一般为PSA(即Pressure Swing Adsorption，变压吸附)制氧，多个分子筛筒的流程转换控制主要通过四通电磁阀实现，能同时控制的分子筛筒数量较少，且连接气路较多，比较凌乱；也有采用旋转阀控制各分子筛筒流程转换的，但都是针对PSA制氧装置的结构，而且一般都是针对简单流程转换控制的结构。PSA制氧设备的制氧效率较低，氧气的浓度和流量不高，需要利用压缩机增压的气体进行反吹解吸，会产生较大噪音，降低制氧效率。

VPSA(Vacuum Pressure Swing Absorption，真空变压吸附)制氧设备利用VPSA专用分子筛选择性吸附空气中的氮气、二氧化碳和水等杂质，在抽真空的条件下对分子筛进行解吸，从而循环制得纯度较高的氧气(90～95％)。相比PSA制氧设备来说，VPSA制氧设备的制氧效率相对较高，整个气路系统不会产生高压气体，具有更好的安全性、噪音更小，在便携式和小型制氧机上的应用具有明显优势。

多个分子筛筒组装在一起运行制氧时，各分子筛筒都有各自独立的气路流程，最简单的流程包括制氧流程和解析流程，对于VPSA制氧设备来说，为了实现更好的气路转换和气压均衡等功能，有必要将每个分子筛筒的气路流程进一步细分，比如包括均压流程(即两个分子筛筒的氧气出口连通实现气压均衡，避免氧气出气端的气压过高或过低)、建压吸附流程(压缩空气进入分子筛筒的进气端且其出气端关闭，以增大分子筛筒内的气压，具有更好的吸附效果)、进气出氧流程(压缩空气从分子筛筒的进气端进入且同时氧气从分子筛筒的出气端送出)、均压流程、真空解吸流程(利用真空泵将分子筛筒内的氮气等废气从进气端的排氮口抽出，此时分子筛筒的出气端关闭)和反吹解吸流程(在利用真空泵将分子筛筒内的氮气等废气从进气端的排氮口抽出的同时，开启分子筛筒的出气端，氧气反向进入分子筛筒内，将氮气等废气更加彻底地排出分子筛筒)。

传统的家用型VPSA制氧设备，采用的分子筛筒一般为2-4个，数量较少，降低了制氧效率，如果增加分子筛筒的数量，传统的旋转阀很难实现各分子筛筒之间的流程转换控制，更不能实现不小于上述五种流程的流程转换控制，只能增加多个电磁阀和众多气管分别控制，非常繁琐且线路复杂，不利于家用型VPSA制氧机的小型化和精控化发展。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于旋转阀控制流程转换的五筒VPSA制氧装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：