[发明专利]一种微型多塔PSA制氧机用旋转阀

说明书

一种微型多塔PSA制氧机用旋转阀，主要由旋转电机，联轴器，底盖，阀座，旋转阀体，圆锥形密封环及顶盖等组成，圆柱形旋转阀体上下端面分别设置有偏心的圆形进气通孔和排气通孔，旋转阀体侧壁上端和下端对称地设置有两组周向角度小于180°互不相通的环形进气槽和排气槽，两组环形进气槽和排气槽在周向按一定角度交错排布，在两组环形进气槽和排气槽的对称中心设置有通过旋转阀体且与旋转阀体轴线垂直的圆形均压孔槽。圆柱形旋转阀体与锥形密封环和阀座配合形成进气通道、排气通道和均压通道。圆柱形旋转阀体锥形结构密封环与阀座锥形内壁面相配合自动补偿旋转过程中出现的偏差。这种旋转阀结构简单，核心部件加工容易，成本低，密封性好，寿命长。采用该旋转阀的微型PSA制氧机集成度高，部件成本和故障率低，稳定性好。

技术领域

本发明属于气体分离技术领域，具体涉及一种微型多塔PSA制氧机用旋转阀。

背景技术

变压吸附（pressure swing adsorption, PSA）是一种重要的分离技术，已在气体分离、提纯等领域获得广泛应用，尤其在中小规模的空分制氧气方面。由于产氧浓度高、设备成本低等诸多优点，基于PSA原理的制氧设备在家庭医疗、野外个体供氧等领域获得更为广泛的应用。传统微型PSA制氧机通常采用电磁阀和简易的旋转阀控制的两塔吸附床结构，结构和工艺流程简单，使制氧效率较低，体积重量较大，长期稳定性差。为了提高制氧机便携性和运行稳定性，高度集成的多塔吸附床结构逐渐被提出应用于微型PSA制氧机中。

多塔吸附床结构的PSA制氧设备可通过多次均压和快速循环可显著地提高氧气回收率和吸附剂生产率，比传统两塔PSA制氧设备具有明显的优势。微型PSA制氧机由于对体积重量要求较高，传统的电磁阀控制不适用于多塔结构的微型PSA制氧机。

因此，人们不得不采用多通道气路分配旋转阀或多个旋转的吸附塔来实现多塔PSA制氧过程。国内专利CN104747756 B提出了一种由动阀片和静阀片组成直流电机驱动的旋转阀，高度集成四个塔结构的PSA制氧机，实现四塔制氧过程，有效提高制氧效率，在微型医疗用氧领域具有广阔的应用前景，但由于动阀片和静阀片长期旋转运行后啮合性下降造成制氧浓度降低，且寿命较短。国外专利US 6712087 B2、US 20010447824A1提出了由动阀片和静阀片组成高度集成的微型PSA制氧装置，实现多塔制氧过程，装置结构紧凑，制氧效率高，但任存在上述寿命短问题。国内专利CN101139088提出旋转多床微型PSA制氧装置，将传统的吸附塔设计成多个扇形吸附塔层结构，扇形吸附塔中心设置有电机驱动的旋转轴带动吸附塔旋转，完成各个循环步骤，可有效提高吸附效率，但该结构对吸附塔的密封性要求较高，同时床层加工难度较大。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种微型多塔PSA制氧机用旋转阀。

现有典型的微型多塔PSA制氧机用旋转阀，如图1所示，旋转阀的核心部件为圆盘状动阀片和静阀片，动阀片端面上设置有进气槽、均压槽和排气槽，静阀片设置有与吸附塔相通的多个通气孔，随着直流电机的旋转轴旋转带动动阀片旋转，动阀片和静阀片的端面相配合完成进气、均压、排气等循环步骤，实现多塔PSA分离过程，可有效提高制氧性能，但旋转阀长期运行后啮合性下降会造成制氧浓度降低，且寿命较短。