[发明专利]螺杆驱动活塞分子筛除雾霾制氧系统

说明书

技术领域

本发明涉及螺杆驱动活塞分子筛除雾霾制氧系统，适用于制氧量比较小的场合，属于制氧技术领域。

背景技术

现代常用的制氧方法包括：深冷法、分子筛变压吸附法、膜法和魏伯卿的磁分离法，这里最节能的制氧方法是魏伯卿的磁分离法，但磁分离法还无法做到工业化，而深冷法和分子筛变压吸附法无法做到小型化和低能耗化，膜法制氧能帮到小型化，但成本和能耗还是降不下来；本发明就是争对以上缺陷研发的小型化、低能耗、低噪声、不需要循环水的办公和家庭用制氧方法及其装置，其对减少雾霾对人体的伤害和增强人体抵抗力有极大的好处，从而填补国内外能小型化、低成本、低能耗制氧装置的空白。

发明内容

分子筛变压吸附制氧的原理：分子筛在空气加压到压力为P1时，流进分子筛的空气，在P1压力下氮气被分子筛吸附，氧气则不被吸附而流过分子筛并被收集成富氧气体，然后被吸附了氮气的分子筛在负压P2下解吸，并用少许富氧气体反冲洗以活化分子筛，从而恢复分子筛的吸氮能力。

本发明技术要点：

（1）空气经过滤棉、金属丝网粗过滤后，再经一级过滤、二级过滤、三级过滤、四级过滤，将直径大于2.5微米的颗粒和有毒有害气体及菌类过滤掉，然后经螺杆旋转产生推挤活塞在活塞缸内被压缩并被分子筛吸附氮气制取富氧气体，然后再由螺杆旋转产生抽拉活塞在活塞缸内减压使分子筛在负压下解吸氮气以恢复分子筛的活性的装置。

（2）制取的洁净的富氧气体输送到指定的房间内，使指定的房间在不开窗户和不经常开门的状态下保持微正压，从而使该指定房间内的空气不会被室外的空气进入室内，以保持该指定房间的空气氧含量增高且清洁。

（3）利用控制系统控制电机正向旋转，使活塞在活塞缸内向靠近活塞缸底部移动，以压缩活塞缸内空气，当活塞缸内的空气达到一定压力P1后，控制系统控制自动打开排氧阀的开度为K1，从而使活塞缸内的压缩空气经制氧分子筛吸附氮气后，从排氧阀中流出，而且利用控制系统控制电机转速一直稳定活塞缸内压缩空气的压力为P1，直到活塞缸内压缩空气全部经制氧分子筛吸附氮气后从排氧阀中排出。

（4）制氧分子筛吸附氮气后，利用控制系统控制电机反转，使活塞在活塞缸内向远离活塞缸底部移动，以使活塞缸内的气体形成负压，当活塞缸内气体负压达到P2时，吸附氮气的制氧分子筛中的氮气在负压P2下被解吸，此时，控制系统控制自动打开排氧阀的开度为K2，使富氧气储罐的富氧气体部分返回到制氧分子筛中活化制氧分子筛。

（5）魏伯卿的发明专利《螺杆驱动活塞分子筛变压吸附制氧方法》是根据制氧分子筛的特性，设计（A）吸气过程、（B）制氧过程、（C）解吸过程、（D）排氮过程四个工艺过程循环重复进行，这样制得的氧气可以通过调节排氧阀的开度或活塞缸内空气的压力来调节排出的富氧气体的浓度，浓度可以控制在略高于空气的氧浓度到93%的氧浓度；但这种调节方法制取富氧气体的能耗增大、出富氧气体的效率又大大地减少，因此，本发明在上述制氧方法基础上的工艺改进：（A）吸气过程、（B）制氧过程、（A）吸气过程、（B）制氧过程、（A）吸气过程、（B）制氧过程、（A）吸气过程、（B）制氧过程、（C）解吸过程、（D）排氮过程，这样四次吸气制氧一次解吸排氮，就大大地提高了制氧效率。

（6）人吸入了浓度大于40%的富氧气体就很容易中毒，因此，供应家用的制氧装置，制取的富氧气体浓度是不能大于40%的，因此，本方法是制取40%的富氧气体的家用制氧装置。

以下为ABABABABCD四次吸气制氧一次解吸排氮工艺的计算依据：

变压吸附制取90%浓度的富氧气体V升时分子筛吸附的氮气量T90升：

输入空气体积：V+T90

富氧气体体积：V

吸附氮气体积：T90

21%*（V+T90）=90%*V

T90=（90-21）V/21

变压吸附制取40%浓度的富氧气体V升时分子筛吸附的氮气量T40升：

输入空气体积：V+T40

富氧气体体积：V

吸附氮气体积：T40

21%*（V+T40）=40%*V

T40=（40-21）V/21

T40/ T90=[（40-21）V/21]/[ （90-21）V/21]=（40-21）/（90-21）=19/69=0.275