高品質呼吸空氣供給系統的製作方法

2023-04-24 13:26:16 2

專利名稱：高品質呼吸空氣供給系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高品質呼吸空氣供給系統。
背景技術：
美國航天部門(NASA)是採用美國RIX公司軍用高壓無油潤滑活塞式空氣壓縮機 (該機為美國海軍NAVY定型機)，經過的乾燥過濾淨化裝置，達到呼吸空氣標準，輸出壓力為 34.5MPa(5000psig)。美國RIX公司使用了最先進的控制技術，製造技術和材料，優良的曲軸箱和氣缸設計，中高壓和連續運轉的空氣與工藝氣體壓縮機領域，瑞克斯公司已因其專業性而舉世聞名。瑞克斯製造的無油潤滑壓縮機從單級壓縮到五級壓縮設計。瑞克斯公司的典型用戶群包括煉油廠、化工廠、制氧廠、工業氣體裝備及食品加工工廠。亦有公用設施及政府機構，如NASA (美國國家航空航宇局)和U. S. Navy (美國海軍)。許多應用要求壓縮機符合嚴格的規範，如主要工業氣體公司標準，API / ASME / CGA標準，國際安全規範和美國軍工產品規範等。RIX的4VX系列呼吸空氣壓縮機是4級壓縮，流量為25-30 SCFM。可用於充瓶。現有航天員呼吸空氣供氣系統存在問題和缺點採用電動機直接驅動，整機全動， 能源耗損大，備件成本高；採用風冷或水冷，油、水、噪音汙染嚴重，冷卻設備外部環境要求高；因為採用的是隔膜壓縮機結構氣體存在洩漏；密封圈壽命短，不易維護，拆裝困難，工作量大；安全性不夠高，安全保護裝置單一，容易造成系統油汙染；設備供應商服務保障能力低；國內隔膜機廠家主要存在沒有設計生產60NM3 /hour, 35MPa大型機組經驗。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種高品質呼吸空氣供給系統，克服現有產品中上述方面的不足。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現一種高品質呼吸空氣供給系統，包括驅動空氣裝置、兩個並聯連接的增壓裝置、呼吸氣空壓機和儲氣瓶組，儲氣瓶組通過壓力溫度傳感器連接控制臺，儲氣瓶組上設有壓力表，儲氣瓶組與兩個並聯連接的增壓裝置連接，兩個增壓裝置連接在控制臺上，控制臺分別連接驅動空氣裝置和呼吸氣空壓機，驅動空氣裝置連接電源，驅動空氣裝置與增壓裝置上的驅動空氣進口連接，所述增壓裝置上的呼吸氣進口匯合連接在兩個並聯連接的乾燥器上，乾燥器連接呼吸氣空壓機。所述呼吸氣空壓機包括四臺並聯連接在緩衝罐上的無油空壓機和乾燥器；所述驅動空氣系統包括兩臺並聯連接在另一緩衝罐上的一體式空壓機，緩衝罐左側通過壓力溫度傳感器連接控制臺，壓力溫度傳感器與緩衝罐之間設有壓力表；緩衝罐的右側連接兩個串聯的過濾器，過濾器連接一體式空壓機，所述緩衝罐的上端連接安全閥。所述增壓裝置包括串聯連接的一級氣泵、二級氣泵、三級氣泵、四級氣泵和五級氣泵，所述一級氣泵、二級氣泵、三級氣泵、四級氣泵和五級氣泵的輸出管路上均連接有壓力表、緩衝罐、氣動開關和通過氣動球閥連接的空氣過濾調節閥，五級氣泵的輸出管路上連接壓力溫度傳感器、過濾器、針閥和單向閥。本實用新型的有益效果為實現了高壓、大流量、高品質呼吸空氣的連續供應；高潔淨氣體增壓機的獨特設計，解決了高品質、高壓、大流量、自冷卻等一系列難題；清晰有效、高可靠性的邏輯控制系統；人機環工協調一致的分配系統；安全理念貫穿始終，在系統配置上根本杜絕了呼吸空氣受到油雜質等汙染的可能因素，系統配置了多重壓力保護措施。實現氣體品質保障，長時間穩定運行可靠性，設備維護保養簡便，減少了備件成本。

下面根據附圖對本實用新型作進一步詳細說明。圖1是本實用新型實施例所述的高品質呼吸空氣供給系統的結構示意圖；圖2是本實用新型實施例所述的高品質呼吸空氣供給系統中增壓裝置的結構示意圖。圖中1、驅動空氣裝置；2、增壓裝置；3、呼吸氣空壓機；4、儲氣瓶組；5、壓力溫度傳感器；6、控制臺；7、壓力表；8、電源；9、驅動空氣進口 ；10、呼吸氣進口 ；11、乾燥器；12、緩衝罐；13、一體式空壓機；14、過濾器；15、安全閥；16、氣動開關；17、氣動球閥；18、空氣過濾調節閥；19、針閥；20、單向閥；21、一級氣泵；22、二級氣泵；23、三級氣泵；24、四級氣泵； 25、五級氣泵；26、無油空壓機。
具體實施方式
如圖1-2所示，本實用新型實施例所述的一種高品質呼吸空氣供給系統，包括驅動空氣裝置1兩個並聯連接的增壓裝置2呼吸氣空壓機3和儲氣瓶組4，儲氣瓶組4通過壓力溫度傳感器5連接控制臺6，儲氣瓶組4上設有壓力表7，儲氣瓶組4與兩個並聯連接的增壓裝置2連接，兩個增壓裝置2連接在控制臺6上，控制臺6分別連接驅動空氣裝置1和呼吸氣空壓機3，驅動空氣裝置1連接電源8，驅動空氣裝置1與增壓裝置2上的驅動空氣進口 9連接，增壓裝置2上的呼吸氣進口 10匯合連接在兩個並聯連接的乾燥器11上，乾燥器11連接呼吸氣空壓機3。所述呼吸氣空壓機3包括四臺並聯連接在緩衝罐12上的無油空壓機沈和乾燥器 11 ；所述驅動空氣裝置1包括兩臺並聯連接在另一緩衝罐12上的一體式空壓機13 ；緩衝罐 12左側通過壓力溫度傳感器5連接控制臺6，壓力溫度傳感器5與緩衝罐12之間設有壓力表7 ；緩衝罐12的右側連接兩個串聯的過濾器14，過濾器14連接一體式空壓機13，所述緩衝罐12的上端連接安全閥15。所述增壓裝置2由串聯連接的一級氣泵21、二級氣泵22、三級氣泵23、四級氣泵 24和五級氣泵25，所述的一級氣泵21、二級氣泵22、三級氣泵23、四級氣泵M和五級氣泵 25的輸出管路上均連接有壓力表7、緩衝罐12、氣動開關16和通過氣動球閥17連接空氣過濾調節閥18，五級氣泵25的輸出管路上連接壓力溫度傳感器5、過濾器14、針閥19和單向閥20。本實用新型實施例所述的高品質呼吸空氣供給系統的工作原理為[0019]兩臺空壓機並聯將常壓空氣增壓至Max. IMPa,經內置冷幹機除水處理後輸入至緩衝罐12內，然後再經過兩級過濾器除油、除雜處理後輸入至兩臺35MI^增壓裝置2中，作為 10臺氣泵和所有氣控閥門的驅動氣源；四臺無油空壓機13將常壓空氣初步淨化處理後增壓縮至Max. IMPa，輸入至500L的不鏽鋼潔淨儲氣瓶組4內，然後經過再生乾燥器11對壓縮後的空氣進一步淨化處理，最後成為高品質的呼吸氣輸入至兩臺35MI^增壓裝置2中，作為增壓介質；根據呼吸氣輸出流量要求，選擇開啟一臺或兩臺35MI^增壓裝置，然後開啟相應的輸入氣和驅動氣截止閥，氣泵開始逐級增壓，最終可將0. 7^1MPa的低壓呼吸氣增壓至 Max. 35MPa。增壓過程中每級的級間壓力達到設定值後都會通過相應的氣動開關控制其停機和啟機，如果高壓輸出超壓，則系統中的安全閥會自動開啟洩壓，直到系統達到安全範圍內；高壓呼吸氣輸出後進入儲氣瓶組4儲存，然後根據用戶需求引至各個用氣點。遠程控制設立集中控制臺6，並採用PLC做下位機，PC機為上位機的形式，實現了整個呼吸空氣供給系統的控制。在遠程自動控制模式下，只需要按下一個啟動按鈕就可以實現整個呼吸空氣壓縮系統邏輯啟動，停止亦是如此；在遠程手動控制模式下，操作人員可以分別通過控制臺6上的控制按鈕控制各個設備的啟動或停止。同時，考慮到控制臺按鈕會因長時間使用出現故障，控制臺的PC機可以通過操作界面，控制系統的運行和停止，從而實現了控制臺按鈕操作和工控機界面操作的結合。控制臺6還可以監視記錄系統的運行情況，包括每一臺低壓壓縮機的運行、乾燥器的閥門切換，增壓機的運行，以及監視和記錄系統每一階段的壓力，環境溫度，最終高壓呼吸氣的出口溫度、露點、CO含量等參數。控制臺既可以監視每一臺主要設備的運行情況，也會根據每臺設備的運行情況及監視儀器的數據判斷並報警當出現會影響人身安全或呼吸氣品質的報警情況下，控制臺會自動邏輯關閉整個增壓裝置，切斷整個增壓裝置的運行，並發出故障報警警報；當出現一些只需簡單處理就可恢復正常運行的故障或不影響呼吸氣品質的情況時，控制臺會出現提示報警，而不停止系統的正常運行。增壓裝置為五臺串聯在一起的氣泵，且共分為五個增壓等級，在系統增壓過程中可將Max. IMI^a的呼吸氣逐級增壓至Max. 35MPa。每一級的級間部分均配有壓力表、冷卻器、 緩衝罐和氣動開關，五級氣泵205的輸出管路還配有壓力溫度傳感器5和安全閥15等。五級無油潤滑氣動式空氣增壓機是採用串聯方式連接，使得增壓過程階梯性增長，當壓力達到每一級的入口需求時，通過入口氣動開關啟動該級增壓機，其下一級增壓機並不運行，直到前一級的出口壓力達到下一級啟動要求時，才再啟動下一級增壓機，如此遞增。當初在設計氣源高壓機中就充分考慮到出口壓力逐漸上升的特點，根據出口壓力變化， 自動逐級啟動相應壓縮缸，改變傳統壓縮機的各級同時啟動工作模式。既避免高壓缸無效運行時的能源浪費，又可以減少高壓缸活塞的無謂磨損，從而有效的延長高壓缸的使用壽命，進而提高壓縮機整體性能。呼吸氣輸入單元由四臺無油螺旋式空壓機、一個不鏽鋼儲氣罐和乾燥器構成。空壓機採用阿特拉斯無油螺旋式壓縮機，最大流量為1.37m7min，最大排氣壓力為lOBar， 空壓機尺寸為1450X750X1040 (mm)。氣體儲存及輔件系統包括呼吸器不鏽鋼儲氣罐 (500L)、壓力表14、壓力溫度傳感器5、安全閥15等，主要作用為緩衝無油空壓機出來的高品質呼吸氣。呼吸氣經過再生乾燥器除水、除雜和除油後進入兩臺35MI^增壓裝置，為系統內的核心設備氣動增壓泵提供呼吸氣輸入氣源。[0024] 以上所述的實施例，只是本實用新型較優選的具體實施方式
的一種，本領域的技術人員在本實用新型技術方案範圍內進行的通常變化和替換都應包含在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種高品質呼吸空氣供給系統，包括驅動空氣裝置(1)、兩個並聯連接的增壓裝置(2)、呼吸氣空壓機(3)和儲氣瓶組(4)，其特徵在於儲氣瓶組(4)通過壓力溫度傳感器(5) 連接控制臺(6)，儲氣瓶組(4)上設有壓力表(7)，儲氣瓶組(4)與兩個並聯連接的增壓裝置 (2 )連接，兩個增壓裝置(2 )連接在控制臺(6 )上，控制臺(6 )分別連接驅動空氣裝置(1)和呼吸氣空壓機(3)，驅動空氣裝置(1)連接電源(8)，驅動空氣裝置(1)與增壓裝置(2)上的驅動空氣進口(9)連接，增壓裝置(2)上的呼吸氣進口(10)匯合連接在兩個並聯連接的乾燥器(11)上，乾燥器(11)連接呼吸氣空壓機(3)。
2.根據權利要求1所述的高品質呼吸空氣供給系統，其特徵在於所述呼吸氣空壓機(3)包括四臺並聯連接在緩衝罐(12)上的無油空壓機(26)和乾燥器(11);所述驅動空氣裝置(1)包括兩臺並聯連接在另一緩衝罐(12)上的一體式空壓機(13)；緩衝罐(12)左側通過壓力溫度傳感器(5)連接控制臺(6)，壓力溫度傳感器(5)與緩衝罐(12)之間設有壓力表 (7);緩衝罐(12)的右側連接兩個串聯的過濾器(14)，過濾器(14)連接一體式空壓機(13)， 所述緩衝罐(12)的上端連接安全閥(15)。
3.根據權利要求1或2所述的高品質呼吸空氣供給系統，其特徵在於所述增壓裝置 (2)包括串聯連接的一級氣泵(21)、二級氣泵(22)、三級氣泵(23)、四級氣泵(24)和五級氣泵(25)，所述的一級氣泵(21)、二級氣泵(22)、三級氣泵(23)、四級氣泵(24)和五級氣泵 (25)的輸出管路上均連接有壓力表(7)、緩衝罐(12)、氣動開關(16)和通過氣動球閥(17) 連接的空氣過濾調節閥(18)，五級氣泵(25)的輸出管路上連接壓力溫度傳感器(5)、過濾器(14)、針閥(19)和單向閥(20)。
專利摘要本實用新型涉及一種高品質呼吸空氣供給系統，包括驅動空氣裝置、兩個並聯連接的增壓裝置、呼吸氣空壓機和儲氣瓶組，儲氣瓶組通過壓力溫度傳感器連接控制臺，儲氣瓶組上設有壓力表，儲氣瓶組與兩個並聯連接的增壓裝置連接，兩增壓裝置連接在控制臺上，控制臺分別連接驅動空氣裝置和呼吸氣空壓機，驅動空氣裝置連接電源，驅動空氣裝置與增壓裝置上的驅動空氣進口連接。本實用新型的有益效果為實現了高壓、大流量、高品質呼吸空氣的連續供應；高潔淨氣體增壓機的獨特設計，解決了高品質、高壓、大流量、自冷卻等一系列難題；清晰有效、高可靠性的邏輯控制系統。
文檔編號A62B7/02GK202078672SQ20112008355
公開日2011年12月21日 申請日期2011年3月25日 優先權日2011年3月25日
發明者鞏寧峰 申請人:鞏寧峰