[实用新型]高效组合式气体分离电磁阀

说明书

本实用新型是一种组合式电磁阀门开关，可以用于变样吸附装置的电控阀，其典型的应用装置是制氧机。

变压吸附(Pressure Swing Adsorption，简称PSA)装置是使用可吸附混合气体中某一组分的化工产品如活性碳，硅胶，分子筛等作为介质，提取混合气体中有价值的物质。制氧机是典型的变压吸附装置产品。

现有技术的PSA装置可分为：1，气源部分2，吸附塔3，气体分配和处理系统4，电路控制5，辅助功能五个部分。若从吸附塔数量上来分，其有：单塔型，双塔型和多塔型，但其结构还是上述五大部分。产品最多的是双塔型PSA装置，本专利属于双塔型PSA装置。

在上述基本结构中气体处理和分配系统是非常重要的环节，它决定了制氧机产品有效功能的体现状况和产品投入生产的可行性。分析同类产品在这一部分是如何处理的，可得到以下三种方法：1，集成气路电磁阀先导式2，电磁阀驱动阀门开关式3，转塔阀门分配式。

集成气路电磁阀先导式是目前小型PSA装置最常用的方法。但由于集成气路自身的气道复杂性，它必须以模具成形为前体，对模具有很高的制造工艺和制造精度的要求，从而在未形成规模性生产产品前其试制和生产成本高。更为重要的是，其先导式电磁阀的结构决定还必须有气控阀为执行元件，而这样的执行元件一般为硬密封无油润滑气控阀，由于气体混合物中的介质比较复杂，极易将无油润滑的执行阀卡住，从而导致整台机器无法运转。这是目前这类机器极易出故障的最主要的原因。另外，这类方式对控制气体交换比较单一，不够灵活，因而产气效率不高。

电磁阀驱动阀门开关式较为广泛地运用于大型PSA装置中。其结构较大，对阀门的材质有很高的要求，所使用的驱动元件电磁阀数量较多，为了降低制造成本，选用的电磁阀一般为通用型电磁阀，不能保证作为驱动元件所必须有的高可靠性和耐用性。因为小型PSA装置对阀门开关的反应速度有一定的要求，而这类装置的阀门在执行开关时的速度较慢，所以它不适合小型PSA装置。

转阀分配式多用于多塔型PSA装置。但，其最大的弱点在于制造工艺复杂，生产出的产品一致性差，不利形成批量生产。

以上几种控制方式都同时存在着控制灵活上的问题，从而导致在制氧机性能指标(如：氧气纯度，纯度的稳定)上的不稳定和产气效率底。这种控制方式的制氧机产氧率一般在25％左右。若输入混合气体流量67L/M，一个标准大气压，相对空气湿度为80％，按90％纯度氧气为标准，输出氧气流量为3.5L/M。

本实用新型的目的是设计一种气体分离效率高，指标稳定的气体分离组合式电磁阀。

本实用新型的电磁阀由阀体，线圈，电磁阀先导头组成五个直接式电磁阀开门关，见图2中交换阀有四个电磁阀门开关组成，见图3平衡阀由一个电磁阀门开关组成。见图2交换阀的阀体上四组线圈和四组电磁阀先导头组成四个电磁阀门开关1、2、3、4；见图3平衡阀的阀体上一组线圈和一组电磁阀先导头组成一个电磁阀门开关5，见图2、3每一个线圈内有电磁阀先导头，电磁阀先导头一端是螺纹，电磁阀门先导头通过螺纹与阀体联接组成交换阀和平衡阀。交换阀阀体内气道设置是混合气体入口10与气道接口11通过电磁阀门开关1相通，同时混合气体入口10也与接口12通过电磁阀门开关2相通，接口12、11分别与气体分离床见图1中24、25的混合气体入口和废气排放出口13相通，见图6、7接口11、12又与废气排放口13通过电磁阀门开关3、4相通；见图8、9平衡阀阀体内气道是：接口14、15的气道分别与气体分离床24、25的被分离气体输出口连接，接口14、15分别与气体流动方向控制阀(也称单向阀)16、17相通，见图10单向阀16、17均与接口18相通，见图11在接口14、15的气道之间有流量控制阀(也称节流阀)22，平衡阀电磁阀门开关5也是位于接口14、15之间，接口14、15之间通过电磁阀门开关5和流量控制阀22是相通的。平衡阀阀体的一侧21凸起，内是被分离气体的气道，并有控制气体流动方向的单向阀16、17，工作时五个相对独立的电磁阀对图1中的五条气路进行单独控制。

本实用新型为了提高电磁阀门开关的实际效率，采用了非对称截面积分布的电磁线圈，减少了电磁阀的发热，提高了其实际功率，使电磁线圈能有效地产生磁力进行开关驱动。

本实用新型的五个电磁阀开关及阀体按上述要求制作好后，以分离空气中氧气为例，是如下进行工作的：