出氣閥組件及變壓吸附裝置的製作方法
2023-09-18 07:48:25
專利名稱：出氣閥組件及變壓吸附裝置的製作方法
技術領域：
出氣閥組件及變壓吸附裝置
技術領域：
本實用新型涉及出氣閥組件及變壓吸附裝置。
背景技術：
在中國公開的申請號為201120050817.1、名稱為無熱再生吸附式壓縮空氣乾燥機的實用新型中，公開了一種無熱再生吸附式壓縮空氣乾燥機，包括:一乾燥主體，其內設有相互隔開的第一容置腔和第二容置腔，第一容置腔和第二容置腔之間連通有一位於出氣端的再生節流通道，第一容置腔和第二容置腔內都放置吸附劑；一出氣閥組件，其設於乾燥主體的出氣端並與第一容置腔和第二容置腔連通，用於排出乾燥後的空氣；一進氣閥組件，其設於乾燥主體的進氣端並與第一容置腔和第二容置腔連通；及一與第一容置腔和第二容置腔連通的排放閥組件；其中，出氣閥組件包括一具有一第一上進氣口、一第二上進氣口和一上出氣口的出氣閥體，一中間設有出氣通口、左端設有左進氣上通口和右端設有右過渡上通口的出氣閥芯管，設置在出氣閥芯管內的兩齣氣閥芯球，一設有左過渡上通口和右進氣上通口的出氣閥芯墊，及一出氣空心螺釘；兩齣氣閥芯球之間設有彈簧；出氣閥設於所述乾燥主體的出氣端，第一上進氣口與第一容置腔密封相通，第二上進氣口與第二容置腔密封相通；出氣閥芯管和出氣閥芯墊以右過渡上通口和左過渡上通口密封相通地安裝在出氣閥體內，左進氣上通口與所述第一上進氣口密封相通，右進氣上通口與所述第二上進氣口密封相通，出氣通口與所述上出氣口密封相通，兩個出氣閥芯球和彈簧設置在出氣閥芯管內；出氣閥體設有出氣安裝通口，出氣空心螺釘設置在出氣安裝通口並抵住出氣閥芯墊以出氣閥芯管和出氣閥芯墊。上述彈簧的主要作用是:當乾燥機不進行工作時，分別給兩齣氣閥芯球推力，以使兩齣氣閥芯球對應地堵住第一上進氣口和第二上進氣口，防止氣流從上出氣口回流入乾燥機的第一容置腔和第二容置腔內。由於彈簧的存在，上述出氣閥組件在使用時存在的問題:從第一容置腔或第二容置腔進入出氣閥組件的氣體，氣體壓力小於彈簧的壓力時，氣體頂不開出氣閥芯球；因此·，彈簧的存在導致運作條件的提高(運作條件的提高具體為運行壓力提高)，使乾燥機進、出氣口的壓差值增大。上述乾燥機屬於變壓吸附裝置的一種。在此對變壓吸附裝置做進一步的說明:一種變壓吸附裝置，包括:—主體，其設有相互隔開的第一容置腔和第二容置腔，第一容置腔和第二容置腔之間連通有一再生節流通道，第一容置腔和第二容置腔內都放置吸附劑；一出氣閥組件，其設於主體的出氣端並與第一容置腔和第二容置腔連通；一進氣閥組件，其設於主體的進氣端並與第一容置腔和第二容置腔連通；一與第一容置腔和第二容置腔連通的排放閥組件；及一控制排放閥組件工作的控制系統。變壓吸附裝置的工作原理主要包括四個過程:[0013]如圖1所示，過程一:第一容置腔SlOl吸附，第二容置腔S102再生(解吸脫附)進氣閥組件接入需要處理的氣體，通過控制進氣閥組件S103使得需要處理的氣體從第一容置腔SlOl流進，控制出氣閥組件S104的出氣口與第一容置腔SlOl相通，控制系統控制排放閥組件使得第二容置腔S102連通外部，第二容置腔S102內的壓力降低；需處理的氣體通過進氣閥組件進入第一容置腔S101，經吸附劑吸附相關組分後，大部分的處理後的氣體(約86% )從出氣閥組件流出；少量的處理後的氣體(約14% )通過再生節流通道進入第二容置腔，對第二容置腔的吸附劑進行再生，第二容置腔的吸附劑釋放吸附的組分(由於第二容置腔S102內的壓力降低)，少量的處理後的氣體(約14% )攜帶釋放的組分通過排放閥組件排出。如圖2所示，過程二:第一容置腔SlOl吸附，第二容置腔S102充壓控制系統控制排放閥組件使得第一容置腔SlOl和第二容置腔S102不與外部連通，需要處理的氣體還是從第一容置腔SlOl流進，出氣閥組件的出氣口還是與第一容置腔SlOl相通，此時，對第二容置腔S102進行一定時間的充壓，第二容置腔S102內壓力逐漸升高至與第一容置腔SlOl的壓力相等，為第二容置腔S102轉為吸附狀態做好準備。如圖3所示，過程三:第二容置腔S102吸附，第一容置腔SlOl再生(解吸脫附)通過控制進氣閥組件使得需要處理的氣體從第二容置腔S102流進，控制出氣閥組件的出氣口與第二容置腔S102相通，控制系統控制排放閥組件使得第一容置腔SlOl連通外部，第一容置腔SlOl內壓力下降；需處理的氣體通過進氣閥組件進入第二容置腔S102，經吸附劑吸附相關組分後，大部份的處理後的氣體(約86% )從出氣閥組件流出；少量的處理後的氣體(約14% )通過再生節流通道進入第一容置腔，對第一容置腔的吸附劑進行再生，第一容置腔的吸附劑釋放吸附的組分，少量的處理後的氣體(約14% )攜帶釋放的組分通過排放閥組件排出。如圖4所示，過程四:第二容置腔S102吸附，第一容置腔SlOl充壓控制系統控制排放閥組件使得第一容置腔SlOl和第二容置腔S102不與外部連通，需要處理的氣體還是從第二容置腔S102流進，出氣閥組件的出氣口還是與第二容置腔S102相通，此時，對第一容置腔SlOl進行一定時間的充壓，第一容置腔SlOl內壓力逐漸升高至與第一容置腔SlOl的壓力相等，為第一容置腔SlOl轉為吸附狀態做好準備。以上四個過程循環運行，一腔吸附，一腔再生，不間斷地向下遊供氣。上述變壓吸附裝置可以添加不同性能的吸附劑，以作為變壓吸附乾燥機(也稱無熱再生吸附式壓縮空氣乾燥機)、變壓吸附制氧機或變壓吸附制氮機。例如，變壓吸附制氮機(也稱為PSA制氮機)採用高品質的碳分子篩作為吸附劑，在一定的力學效應下，利用氧在碳分子篩微孔中擴散速率遠大於氮，在一容置腔中氧氣等被分子篩吸附，氮在氣相中被富集起來，從出氣閥組件流出而，輸送到下遊，形成成品氮氣，然後減壓至常壓；與此同時另一容置腔中吸附劑脫附所吸附的氧氣等其它雜質，實現再生。變壓吸附制氮機的吸附劑不限於高品質的碳分子篩，可以由本領域技術人員另外決定。變壓吸附制氧機採用沸石分子篩作為吸附劑，在一容置腔中空氣中的氮氣等被分子篩所吸附，而使氧氣在氣相中得到富集，從出氣閥組件流出而被收集，而在另一容置腔已完成吸附的沸石分子篩被迅速降壓，解析出已吸附的成分，兩容置腔交替循環，即可得到純度為> 90%的廉價的氧氣。變壓吸附制氧機的吸附劑不限於沸石分子篩，可以由本領域技術人員另外決定。
實用新型內容本實用新型要解決的第一個技術問題是提供一種出氣閥組件，其可以實現低壓力差來控制氣體的流向，降低了運作條件，而且可以防止氣體回流。本實用新型要解決的第二個技術問題是提供一種變壓吸附裝置，其運作條件相對較低，減小出口壓力降，從而減少能耗。上述第一個技術問題通過以下技術方案實現:一種出氣閥組件，其特徵在於，包括:一具有容納空間的閥體，一設有左通口和右通口的出氣閥芯管，第一閥芯球，及第二閥芯球；閥體設有與容納空間相通的一左進氣口、一右進氣口和一上出氣口，出氣閥芯管內設有一將出氣閥芯管內部分成左空間和右空間的擋塊，擋塊上設有多個連通左空間和右空間的中通孔，出氣閥芯管的管壁上設有位於擋塊左邊且與左空間相通的左通孔及位於擋塊右邊且與右空間相通的右通孔；第一閥芯球活動地置於左空間，第二閥芯球活動地置於右空間；出氣閥芯管置於容納空間內，左通口與左進氣口密封相通，右通口與右進氣口密封相通，上出氣口與左通孔、右通孔均相通。所述上出氣口對著所述擋塊。所述多個中通孔均勻地圓周分布在擋塊上。出氣閥組件還包括一設有左過渡通口和右過渡通口的出氣閥芯墊，及一空心螺釘；閥體設有與容納空間相通的安裝通口，出氣閥芯墊置於容納空間內，左過渡通口與右通口密封相通，右過渡通口與右進氣口密封相通，空心螺釘密封地設置於出氣安裝通口並抵住出氣閥芯墊。
左通口、右通口和左過渡通口分別設有一凹槽，左通口和右通口的凹槽分別設有一密封圈，密封圈的內徑比出氣閥芯管的內徑小，出氣閥芯管的右通口嵌入出氣閥芯墊的凹槽中。由上述方案可見，本實用新型採用上述出氣閥芯管來置放第一閥芯球及第二閥芯球，由於缺少彈簧的作用力，當存在相對較低的壓力差時，第一閥芯球及第二閥芯球可以輕易地按設計方式左右移動來堵住右進氣口或左進氣口，實現換向；當氣體從上出氣口流回來的，第一閥芯球及第二閥芯球又可以被從上出氣口回流的氣流對應地吹向左進氣口、右進氣口，以將左進氣口、右進氣口堵住，防止回流。因此，本實用新型可以實現低壓力差來控制氣體的流向，降低了運行壓力，而且可以防止氣體回流。本實用新型出氣閥組件可以運用到變壓吸附裝置上，也可以用於利用出氣閥組件的工作特點的設備上。上述第二個技術問題通過以下技術方案實現:一種變壓吸附裝置，包括:一主體，其設有相互隔開的第一容置腔和第二容置腔，第一容置腔和第二容置腔之間連通有一再生節流通道，第一容置腔和第二容置腔內都放置吸附劑；一出氣閥組件，其設於主體的出氣端並與第一容置腔和第二容置腔連通；一進氣閥組件，其設於的進氣端並與第一容置腔和第二容置腔連通；一與第一容置腔和第二容置腔連通的排放閥組件；[0043]及一控制排放閥組件工作的控制系統；其特徵在於，所述出氣閥組件包括:一具有容納空間的閥體，一設有左通口和右通口的出氣閥芯管，第一閥芯球，及第二閥芯球；閥體設有與容納空間相通的一左進氣口、一右進氣口和一上出氣口，出氣閥芯管內設有一將出氣閥芯管內部分成左空間和右空間的擋塊，擋塊上設有多個連通左空間和右空間的中通孔，出氣閥芯管的管壁上設有位於擋塊左邊且與左空間相通的左通孔及位於擋塊右邊且與右空間相通的右通孔；第一閥芯球活動地置於左空間，第二閥芯球活動地置於右空間；出氣閥芯管置於容納空間內，左通口與左進氣口密封相通，右通口與右進氣口密封相通，上出氣口與左通孔、右通孔均相通；左進氣口、右進氣口分別對應地與第一容置腔、第二容置腔相通。所述上出氣口對著所述擋塊。所述多個中通孔均勻地圓周分布在擋塊上。出氣閥組件還包括一設有左過渡通口和右過渡通口的出氣閥芯墊，及一空心螺釘；閥體設有與容納空間相通的安裝通口，出氣閥芯墊置於容納空間內，左過渡通口與右通口密封相通，右過渡通口與右進氣口密封相通，空心螺釘密封地設置於出氣安裝通口並抵住出氣閥芯墊。所述變壓吸附裝置為變壓吸附乾燥機、變壓吸附制氧機或變壓吸附制氮機。本實用新型使用了上述出氣閥組件，其運作條件相對較低(即降低了運行壓力)，使進、出氣口的壓差值降低。
圖1至圖4為背景技術中變壓吸附裝置的原理過程圖；圖5為實施例一出氣閥組件的爆炸結構圖；圖6為實施例一出氣閥組件的剖視圖；圖7為實施例一出氣閥芯管的剖視圖；圖8為實施例一圖3沿B-B的剖視圖；圖9為實施例一圖3沿C-C的剖視圖；圖10為實施例一出氣閥芯管與設於其上的密封圈的相對位置不意圖；圖11為實施例一氣閥芯墊的結構圖；圖12為實施例二乾燥機的結構圖。
具體實施方式實施例一如圖5至圖9所示，出氣閥組件3，其包括一具有容納空間314的閥體301，一設有左通口 351和右通口 352的出氣閥芯管305，第一閥芯球302，及第二閥芯球303 ;閥體301設有與容納空間314相通的一左進氣口 311、一右進氣口 312和一上出氣口 313，出氣閥芯管305內設有一將出氣閥芯管305內部分成左空間353和右空間354的擋塊306，擋塊306上設有多個連通左空間353和右空間354的中通孔361，出氣閥芯管305的管壁上設有位於擋塊306左邊且與左空間353相通的左通孔355及位於擋塊306右邊且與右空間354相通的右通孔356 ;第一閥芯球302活動地置於左空間353，第二閥芯球303活動地置於右空間354 ;出氣閥芯管305置於容納空間314內，左通口 351與左進氣口 311密封相通，右通口 352與右進氣口 312密封相通，上出氣口 313與左通孔355、右通孔356均相通。為了更快地達到氣流止回的目的，同時滿足以下兩點:一是，上出氣口 313對著擋塊306 ;如圖8和圖9所示，二是，多個中通孔361均勻地分布在擋塊306的周端上，具體是，多個中通孔361均勻地圓周分布在擋塊306上，避免被第一閥芯球302和第二閥芯球303擋住。如圖5、圖6、圖11所示，從安裝方便的角度出發，閥體301設有與容納空間314相通的安裝通口 309，出氣閥組件3還包括一設有左過渡通口 371和右過渡通口 372的出氣閥芯墊307，及一空心螺釘308 ;出氣閥芯墊307置於容納空間314內，左過渡通口 371與右通口 352密封相通，右過渡通口 372依靠出氣閥芯墊307外端面套著密封圈391與右進氣口 312密封相通，空心螺釘308依靠密封圈394密封地設置在出氣安裝通口 309並抵住出氣閥芯墊307以使出出氣閥芯管305和氣閥芯墊307牢固可靠地置於容納空間314內。為了達到更好地密封效果，進一步做以下的設計:如圖6和圖10所示，出氣閥芯管305的左通口 351和右通口 352對應設有凹槽381、382，凹槽381、382對應設有密封圈392、393，左通口 351與左進氣口 311依靠密封圈392實現密封相通，出氣閥芯墊307的左過渡通口 371設有凹槽383，出氣閥芯管305的右通口 352嵌入凹槽383中，右通口 352與左過渡通口 371依靠密密封圈393實現密封相通；密封圈392、393的內徑比出氣閥芯管305的內徑小，使得第一閥芯球302、第二閥芯球303能更好地對應堵住左通口 351、右通口 352，從而對應堵住堵住左進氣口 311、右進氣口 312。實施例二在本實施例中，主要提供屬於變壓吸附裝置的一種無熱再生吸附式壓縮空氣乾燥機。如圖12所示，一種無熱再生吸附式壓縮空氣乾燥機，包括:一乾燥主體1，其內設有相互隔開的第一容置腔101和第二容置腔102，第一容置腔和第二容置腔之間連通有一位於出氣端的再生節流通道，第一容置腔101和第二容置腔102內都放置吸附劑104 ;—出氣閥組件3，其設於乾燥主體的出氣端，左通口 351、右通口 352對應地與第一容置腔101、第二容置腔102密封相通；一進氣閥組件2，其設於乾燥主體的進氣端；及一與第一容置腔和第二容置腔連通的排放閥組件。其中，出氣閥組件3的工作原理(結合在中國公開的申請號為201120050817.1、名稱為無熱再生吸附式壓縮空氣乾燥機的實用新型):在「第一容置腔101吸附，第二容置腔102再生(解吸脫附)」的過程一中，第一閥芯球302和第二閥芯球303在氣流的作用下往右移動，第二閥芯球303堵住右通口 352 ；在「第一容置腔101吸附，第二容置腔102再生(解吸脫附)」的過程一中，第一閥芯球302和第二閥芯球303在氣流的作用下往右移動，第一閥芯球302靠著擋塊306，第二閥芯球303堵住右通口 352 (即堵住右進氣口 312)；在「第二容置腔102吸附，第一容置腔101再生(解吸脫附)」的過程三中，第一閥芯球302和第二閥芯球303在氣流的作用下往左移動，第二閥芯球303靠著擋塊306，第一閥芯球302堵住左通口 351 (即堵住左進氣口 311);[0073]當乾燥機不工作時，從上出氣口 313回流的氣流將第一閥芯球302和第二閥芯球303對應地吹向左通口 351、右通口 352，以堵住左通口 351、右通口 352 (即堵住左進氣口311、右進氣口 312)，防止從上出氣口回流的氣流再進一步擴大。本實用新型不局限於上述實施例，基於上述實施例的、未做出創造性勞動的簡單替換，應當屬於本實用新型揭露的範圍。
權利要求1.一種出氣閥組件，其特徵在於，包括:一具有容納空間的閥體，一設有左通口和右通口的出氣閥芯管，第一閥芯球，及第二閥芯球；閥體設有與容納空間相通的一左進氣口、一右進氣口和一上出氣口，出氣閥芯管內設有一將出氣閥芯管內部分成左空間和右空間的擋塊，擋塊上設有多個連通左空間和右空間的中通孔，出氣閥芯管的管壁上設有位於擋塊左邊且與左空間相通的左通孔及位於擋塊右邊且與右空間相通的右通孔；第一閥芯球活動地置於左空間，第二閥芯球活動地置於右空間；出氣閥芯管置於容納空間內，左通口與左進氣口密封相通，右通口與右進氣口密封相通，上出氣口與左通孔、右通孔均相通。
2.根據權利要求1所述的出氣閥組件，其特徵在於，所述上出氣口對著所述擋塊。
3.根據權利要求1所述的出氣閥組件，其特徵在於，所述多個中通孔均勻地圓周分布在擋塊上。
4.根據權利要求1或2或3所述的出氣閥組件，其特徵在於，出氣閥組件還包括一設有左過渡通口和右過渡通口的出氣閥芯墊，及一空心螺釘；閥體設有與容納空間相通的安裝通口，出氣閥芯墊置於容納空間內，左過渡通口與右通口密封相通，右過渡通口與右進氣口密封相通，空心螺釘密封地設置於出氣安裝通口並抵住出氣閥芯墊。
5.根據權利要求4所述的出氣閥組件，其特徵在於，左通口、右通口和左過渡通口分別設有一凹槽，左通口和右通口的凹槽分別設有一密封圈，密封圈的內徑比出氣閥芯管的內徑小，出氣閥芯管的右通口嵌入出氣閥芯墊的凹槽中。
6.一種變壓吸附裝置，包括: 一主體，其設有相互隔開的第一容置腔和第二容置腔，第一容置腔和第二容置腔之間連通有一再生節流通道，第一容置腔和第二容置腔內都放置吸附劑； 一出氣閥組件，其設於主體的出氣端並與第一容置腔和第二容置腔連通； 一進氣閥組件，其設於的進氣端並與第一容置腔和第二容置腔連通； 一與第一容置腔和第二容置腔連通的排放閥組件； 及一控制排放閥組件工作的控制系統； 其特徵在於， 所述出氣閥組件包括:一具有容納空間的閥體，一設有左通口和右通口的出氣閥芯管，第一閥芯球，及第二閥芯球；閥體設有與容納空間相通的一左進氣口、一右進氣口和一上出氣口，出氣閥芯管內設有一將出氣閥芯管內部分成左空間和右空間的擋塊擋塊上設有多個連通左空間和右空間的中通孔，出氣閥芯管的管壁上設有位於擋塊左邊且與左空間相通的左通孔及位於擋塊右邊且與右空間相通的右通孔；第一閥芯球活動地置於左空間，第二閥芯球活動地置於右空間；出氣閥芯管置於容納空間內，左通口與左進氣口密封相通，右通口與右進氣口密封相通，上出氣口與左通孔、右通孔均相通；左進氣口、右進氣口分別對應地與第一容置腔、第二容置腔相通。
7.根據權利要求6所述的變壓吸附裝置，其特徵在於，所述上出氣口對著所述擋塊。
8.根據權利要求6所述的變壓吸附裝置，其特徵在於，所述多個中通孔均勻地圓周分布在擋塊上。
9.根據權利要求6或7或8所述的變壓吸附裝置，其特徵在於，出氣閥組件還包括一設有左過渡通口和右過渡通口的出氣閥芯墊，及一空心螺釘；閥體設有與容納空間相通的安裝通口，出氣閥芯墊置於容納空間內，左過渡通口與右通口密封相通，右過渡通口與右進氣口密封相通，空心螺釘密封地設置於出氣安裝通口並抵住出氣閥芯墊。
10.根據權利要求6所述的變壓吸附裝置，其特徵在於，所述變壓吸附裝置為變壓吸附乾燥機或變壓吸附制氧機·或變壓吸附制氮機。
專利摘要本實用新型涉及出氣閥組件及變壓吸附裝置；其中，一種出氣閥組件，包括一閥體，一設有左通口和右通口的出氣閥芯管，第一閥芯球，及第二閥芯球；閥體設有一左進氣口、一右進氣口和一上出氣口，出氣閥芯管內設有一將出氣閥芯管內部分成左空間和右空間的擋塊，擋塊上設有多個中通孔，出氣閥芯管的管壁上設有位於擋塊左邊且與左空間相通的左通孔及位於擋塊右邊且與右空間相通的右通孔；第一閥芯球置於左空間，第二閥芯球置於右空間；出氣閥芯管置於容納空間內，左通口與左進氣口密封相通，右通口與右進氣口密封相通，上出氣口與左通孔、右通孔均相通。本實用新型可以實現低壓力差來控制氣體的流向，降低了運作條件，而且可以防止氣體回流。
文檔編號F16K11/10GK203162231SQ20122057018
公開日2013年8月28日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年3月31日
發明者方能航, 李利, 曹衛華 申請人:珠海市思卡淨化技術有限公司