一種N2提純系統及氣體處理系統的製作方法

2024-03-31 02:45:05 1

本發明涉及n2提純技術領域，具體而言，涉及一種n2提純系統及氣體處理系統。

背景技術：

變壓吸附提純n2系統由於包含許多操作步驟，造成程控閥數量非常多，增加了整個裝置的投資費用和設備安裝成本，且閥架區佔地面積大，不利於裝置成撬。

變壓吸附提純n2系統由於循環時間短，造成程控閥開關頻率高，閥門各部件故障機率大幅增大。同時，在變壓吸附壓力平衡過程中，閥芯受高速氣流衝刷，閥門密封面容易損壞，造成閥門內漏，影響裝置運行，增加裝置的日常維護費用和維修難度，並延長了生產時耗，增加了生產成本。

從目前變壓吸附提純n2裝置的運行情況來看，程控閥故障或密封面內漏是影響整個裝置穩定運行的最大瓶頸。雖然可以通過改進閥門設計和優化密封面結構的形式延長程控閥使用時間，但無法從根本上避免程控閥故障和密封面內漏的問題。

一般情況下，n2的吸附過程中吸附操作的時間短(不到一秒)，如此短的時間要求程控閥必須能夠快速響應，這對程控閥的要求非常高，使程控閥的成本大大增加。

技術實現要素：

本發明的第一個目的在於提供一種n2提純系統，其通過旋轉閥代替傳統多管路工藝過程中錯綜複雜的程控閥，實現了一個旋轉閥同時對多個管路進行切換控制的目的，相比於傳統程控閥，顯著減少了生產設備的耗材，降低了設備投入成本，同時使對閥門的控制更加方便，減小閥門的故障率，降低了維修成本。

本發明的第二個目的在於提供一種氣體處理系統，其利用旋轉閥代替傳統多管路工藝過程中錯綜複雜的程控閥，實現了一個旋轉閥同時對多個管路進行切換控制的目的，相比於傳統程控閥，顯著減少了生產設備的耗材，降低了設備投入成本，同時使對閥門的控制更加方便，減小閥門的故障率，降低了維修成本。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種n2提純系統，其包括原料氣管路、產品氣管路、逆放氣管路、旋轉閥和至少一個吸附塔。吸附塔的吸附腔填充有用於對氧氣進行特異性吸附的吸附劑，吸附劑包括碳分子篩，吸附塔具有與吸附腔連通的第一接口和第二接口。旋轉閥包括非轉動件和可相對非轉動件轉動的轉動件，非轉動件具有貫穿其側壁的第一流道，第一流道包括第一子流道、第二子流道、第三子流道、第四子流道和第五子流道，轉動件具有第二流道。第一接口與第一子流道連通，第二接口與第二子流道連通，原料氣管路與第三子流道連通，產品氣管路與第四子流道連通，逆放氣管路與第五子流道連通。

旋轉閥的轉動件用於相對非轉動件轉動，以使在轉動件的一個轉動周期內：第二流道將第一子流道與第三子流道選擇性地連通，並同時將第二子流道與第四子流道選擇性地連通，且針對單個吸附塔而言，第一子流道與第三子流道的連通時長、第二子流道與第四子流道的連通時長均佔轉動周期的三分之一；第二流道將第一子流道與第五子流道選擇性地連通，且針對單個吸附塔而言，第一子流道與第五子流道的連通時長佔轉動周期的十二分之一。

進一步地，n2提純系統還包括衝洗氣入口管和衝洗氣出口管，第一流道還包括第六子流道和第七子流道，衝洗氣入口管與第六子流道連通，衝洗氣出口管與第七子流道連通。旋轉閥的轉動件用於相對非轉動件轉動，以使在轉動周期內：第二流道將第二子流道與第六子流道選擇性地連通，並同時將第一子流道與第七子流道選擇性地連通，且針對單個吸附塔而言，第二子流道與第六子流道的連通時長、第一子流道與第七子流道的連通時長均佔轉動周期的三分之一。

進一步地，n2提純系統還包括終充氣管路，第一流道還包括第八子流道，終充氣管路與第八子流道連通。旋轉閥的轉動件用於相對非轉動件轉動，以使在轉動周期內：第二流道將第二子流道與第八子流道選擇性地連通，且針對單個吸附塔而言，第二子流道與第八子流道的連通時長佔轉動周期的十二分之一。

進一步地，第一接口、第二接口、原料氣管路、產品氣管路和逆放氣管路均與非轉動件連接。

進一步地，第二流道包括多個環形流道和多個層間流道。環形流道由轉動件的外壁朝遠離非轉動件的一側凹陷，環形流道沿轉動件的周向設置且環形流道呈大致的扇環狀或圓環狀，環形流道所對應的圓周的圓心位於轉動件的轉動軸心線，每個層間流道連通至少兩個環形流道。旋轉閥的轉動件用於相對非轉動件轉動，以使在轉動周期內：環形流道與層間流道將第一子流道與第三子流道選擇性地連通，並同時將第二子流道與第四子流道選擇性地連通；環形流道與層間流道將第一子流道與第五子流道選擇性地連通。

進一步地，轉動件包括多個平行且同軸設置的單元層，多個單元層的軸心線均與轉動件的轉動軸心線重合設置，每個單元層設有至少一個環形流道。

進一步地，對於任一個子流道及與子流道連通的一個環形流道而言，沿轉動件的周向，環形流道的長度及子流道的孔徑二者所對應的圓心角度數之和佔周角度數的比例為第一比例，子流道與環形流道連通時相應吸附塔所處的吸附流程的流程時間佔一個流程周期的比例為第二比例，第一比例與第二比例基本相等。

進一步地，吸附塔為多個，第一子流道與第二子流道也為多個，每個第一子流道與至少一個第一接口連通，每個第二子流道與至少一個第二接口連通，旋轉閥的轉動件用於相對非轉動件轉動，以使第二流道將各個第二子流道選擇性連通。

進一步地，吸附塔、第一子流道與第二子流道均為12個，第一接口與第一子流道一一對應連通，第二接口與第二子流道一一對應連通。旋轉閥的轉動件用於相對非轉動件轉動，以使在轉動周期內：環形流道與層間流道將至少兩個吸附塔的第二接口選擇性地連通，且一個吸附塔的第二接口與其他吸附塔的第二接口的連通時長佔轉動周期的六分之一。

一種氣體處理系統，其包括上述的n2提純系統。

本發明實施例的有益效果是：

本發明實施例提供的n2提純系統通過旋轉閥代替傳統多管路工藝過程中錯綜複雜的程控閥，實現了一個旋轉閥對多個管路進行切換控制的目的。通過轉動旋轉閥的轉動件，可以使第二流道將第一流道的各個子流道選擇性連通，進而使吸附塔與各個管路選擇性連通，從而來完成變壓吸附中的各個流程。相比於傳統程控閥，顯著減少了生產設備的耗材，降低了設備投入成本和安裝成本，簡化了設備安裝，縮短了設備安裝與拆卸的時間消耗。同時，通過轉動旋轉閥的轉動件即可實現對整個系統的管路的連接方式進行控制和調整，大大簡化了閥門在切換時的操作負擔，使對閥門的控制更加方便，減小閥門的故障率，降低了維修成本。

本發明實施例提供的n2提純系統通過轉動旋轉閥即可改變整個管路的連接關係，通過調整用於驅動旋轉閥的驅動電機的轉速或調整計時器設置，可以有效降低變壓吸附循環時間，使吸附操作步驟運行時間低於2秒成為可能，而常規變壓吸附程控閥由於程控閥開關時間的限制，無法做到操作步驟運行時間低於2秒。通過減少變壓吸附循環時間，可以使吸附劑快速進行吸附工作，進而減小吸附劑的裝填尺寸，並且以此來減少設備成本投資。此外，由於變壓吸附循環時間縮短，減小了吸附塔的尺寸，便於整個裝置成撬，減少裝置的製造和安裝成本。同時，旋轉閥完全可以滿足n2提純系統對快速切換的要求。

本發明實施例提供的氣體處理系統，其利用旋轉閥夠代替傳統多管路工藝過程中錯綜複雜的程控閥，同時對多個管路進行切換控制，相比於傳統程控閥，顯著減少了生產設備的耗材，降低了設備投入成本，同時控制更加方便，減小了故障率，降低了維修成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明實施例提供的n2提純系統的示意圖；

圖2為圖1中的n2提純系統的旋轉閥的截面示意圖；

圖3為圖1中的n2提純系統的旋轉閥的非轉動件的側壁及第一流道沿旋轉閥的軸向進行切割並展開後的平面示意圖；

圖4為圖1中的n2提純系統的旋轉閥的轉動件的第二流道沿旋轉閥的軸向進行切割並展開後的平面示意圖；

圖5為圖1中的n2提純系統的環形流道與子流道所對應的圓弧的示意圖；

圖6為圖1中的n2提純系統的密封件的示意圖。

圖標：1000-n2提純系統；100-旋轉閥；110-轉動件；120-非轉動件；130-第一流道；131-第一子流道；131a-子流道；131b-子流道；131c-子流道；131d-子流道；131e-子流道；131f-子流道；131g-子流道；131h-子流道；131i-子流道；131j-子流道；131k-子流道；131l-子流道；132-第二子流道；132a-子流道；132b-子流道；132c-子流道；132d-子流道；132e-子流道；132f-子流道；132g-子流道；132h-子流道；132i-子流道；132j-子流道；132k-子流道；132l-子流道；133-第三子流道；134-第四子流道；135-第五子流道；136-第六子流道；137-第七子流道；138-第八子流道；140-第二流道；01-環形流道；02-環形流道；03-環形流道；031-環形流道；032-環形流道；033-環形流道；04-環形流道；05-環形流道；06-環形流道；061-環形流道；062-環形流道；063-環形流道；064-環形流道；065-環形流道；07-環形流道；08-環形流道；001-層間流道；002-層間流道；003-層間流道；004-層間流道；005-層間流道；006-層間流道；007-層間流道；210-吸附塔；210a-第一接口；210b-第二接口；211-吸附塔；211a-第一接口；211b-第二接口；212-吸附塔；212a-第一接口；212b-第二接口；213-吸附塔；213a-第一接口；213b-第二接口；214-吸附塔；214a-第一接口；214b-第二接口；215-吸附塔；215a-第一接口；215b-第二接口；216-吸附塔；216a-第一接口；216b-第二接口；217-吸附塔；217a-第一接口；217b-第二接口；218-吸附塔；218a-第一接口；218b-第二接口；219-吸附塔；219a-第一接口；219b-第二接口；2110-吸附塔；2110a-第一接口；2110b-第二接口；2111-吸附塔；2111a-第一接口；2111b-第二接口；220-原料氣管路；230-產品氣管路；240-逆放氣管路；250-終充氣管路；260-衝洗氣入口管；270-衝洗氣出口管；290-連接管；300-密封件。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

術語「第一」、「第二」、「第三」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

「大致」、「基本」等用語旨在說明相關內容並不是要求絕對的精確，而是可以有一定的偏差。

此外，術語「平行」、「垂直」等並不表示要求部件絕對平行或垂直，而是可以稍微傾斜。如「平行」僅僅是指其方向相對「垂直」而言更加平行，並不是表示該結構一定要完全平行，而是可以稍微傾斜。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例

請參照圖1，本實施例提供一種n2提純系統1000，n2提純系統1000包括旋轉閥100、吸附塔單元(圖中未標出)、原料氣管路220、產品氣管路230、逆放氣管路240、終充氣管路250、衝洗氣入口管260和衝洗氣出口管270。

原料氣管路220、產品氣管路230、逆放氣管路240、終充氣管路250、衝洗氣入口管260、衝洗氣出口管270以及吸附塔單元均與旋轉閥100連接。需要說明的是，圖1僅僅示出了上述的各個管道以及吸附塔單元的各個接口與旋轉閥100之間的連接關係，圖1為連接關係的示意圖，並未對連接的位置進行限定。

旋轉閥100在轉動過程中可以將原料氣管路220、產品氣管路230、逆放氣管路240、終充氣管路250、衝洗氣入口管260和衝洗氣出口管270同吸附塔單元選擇性連通，並可以將吸附塔單元內的各個吸附塔之間相互選擇性連通，以使吸附塔單元可以順利完成整個吸附流程。

n2提純系統1000通過旋轉閥100代替傳統多管路工藝過程中錯綜複雜的程控閥，實現了旋轉閥100同時對多個管路進行切換控制的目的。相比於傳統程控閥，顯著減少了生產設備的耗材，降低了設備投入成本，同時使對閥門以及管路切換的控制更加方便，減小閥門的故障率，降低了維修成本。

請參閱圖2、圖3和圖4，旋轉閥100包括轉動件110和非轉動件120，轉動件110可轉動地容置於非轉動件120。在本實施例中，轉動件110呈大致的圓柱狀，非轉動件120呈大致的圓筒狀，非轉動件120套設於轉動件110，且非轉動件120與轉動件110同軸設置，非轉動件120的內側壁與轉動件110的外側壁相抵。需要說明的是，在本發明的其他實施例中，轉動件110也可以呈大致的圓筒狀。

進一步地，非轉動件120具有第一流道130，第一流道130包括第一子流道131、第二子流道132、第三子流道133、第四子流道134、第五子流道135、第六子流道136、第七子流道137和第八子流道138。第一流道130均貫穿非轉動件120的側壁。轉動件110具有第二流道140。第一流道130用於同吸附塔單元以及各個管路連通，通過對第一流道130與第二流道140的連通關係的控制，間接實現對吸附塔單元的吸附狀態的控制。

進一步地，吸附塔單元包括吸附塔210、吸附塔211、吸附塔212、吸附塔213、吸附塔214、吸附塔215、吸附塔216、吸附塔217、吸附塔218、吸附塔219、吸附塔2110和吸附塔2111。其中，吸附塔210具有與其吸附腔連通的第一接口210a和第二接口210b；吸附塔211具有與其吸附腔連通的第一接口211a和第二接口211b；吸附塔212具有與其吸附腔連通的第一接口212a和第二接口212b；吸附塔213具有與其吸附腔連通的第一接口213a和第二接口213b；吸附塔214具有與其吸附腔連通的第一接口214a和第二接口214b；吸附塔215具有與其吸附腔連通的第一接口215a和第二接口215b；吸附塔216具有與其吸附腔連通的第一接口216a和第二接口216b；吸附塔217具有與其吸附腔連通的第一接口217a和第二接口217b；吸附塔218具有與其吸附腔連通的第一接口218a和第二接口218b；吸附塔219具有與其吸附腔連通的第一接口219a和第二接口219b；吸附塔2110具有與其吸附腔連通的第一接口2110a和第二接口2110b；吸附塔2111具有與其吸附腔連通的第一接口2111a和第二接口2111b；吸附塔2112具有與其吸附腔連通的第一接口2112a和第二接口2112b。原料氣管路220、產品氣管路230、逆放氣管路240、終充氣管路250、衝洗氣入口管260、衝洗氣出口管270以及全部第一接口和全部第二接口均連接於非轉動件120的外側壁。

需要說明的是，各個吸附塔內均裝填有碳分子篩，以碳分子篩作為吸附劑，以空氣為原料氣，利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離。

在本實施例中，具體地，第一子流道131和第二子流道132均為12個，12個第一子流道131和12個第二子流道132均沿非轉動件120的周向均勻間隔設置。

12個第一子流道131與吸附塔單元的12個第一接口一一對應連接並連通；12個第二子流道132與吸附塔單元的12個第二接口一一對應連接並連通；原料氣管路220與第三子流道133連接並連通；產品氣管路230與第四子流道134連接並連通；逆放氣管路240與第五子流道135連接並連通；終充氣管路250與第八子流道138連接並連通；衝洗氣入口管260與第六子流道136連接並連通；衝洗氣出口管270與第七子流道137連接並連通。

通過轉動轉動件110，可以使轉動件110相對非轉動件120發生轉動，從而使第二流道140相對第一流道130發生轉動，從而改變第二流道140與第一流道130之間的連通關係，進而改變整個n2提純系統1000的管路連通關係，達到在不同的吸附階段之間進行切換的目的。

請參閱圖3和圖4。圖3為非轉動件120的側壁及第一流道130沿旋轉閥100的軸向進行切割並展開後的平面示意圖，朝向我們的這一面為非轉動件120的內側壁。圖4為轉動件110的第二流道140沿旋轉閥100的軸向進行切割並展開後的平面示意圖，朝向我們的這一面為轉動件110的內側。

需要說明的是，在圖3和圖4中，對非轉動件120和轉動件110的平面展開圖均進行了分區。沿旋轉閥100的周向，將非轉動件120和轉動件110的平面展開圖均平均分成了12個連續的小區域，分別編號為1～12，其中，在展開之前，1與12兩個區域是相連的，為了方便表示，圖中是沿1與12的邊界將非轉動件120和轉動件110展開的。沿旋轉閥100的軸向，轉動件110具有多個平行且同軸設置的單元層，多個單元層的軸心線均與轉動件110的轉動軸心線重合設置，這些單元層分別代表8個層狀區域，分別編號為a～h。這些單元層所對應的區域a～h均相互間隔設置。

在本發明的實施例中，第一流道130與第二流道140的寬度是指沿旋轉閥100的軸向的寬度，第一流道130與第二流道140的長度是指沿旋轉閥100的周向的長度。上述的編號為1～12的各個小區域沿旋轉閥100的周向的長度均表示為1格，編號為a～h的7個小區域沿旋轉閥100的軸向的寬度相等。

具體地，第二流道140包括環形流道單元(圖中未標出)和層間流道單元(圖中未標出)。環形流道單元包括多個環形流道，多個環形流道均由轉動件110的外側壁朝遠離非轉動件120的一側凹陷，多個環形流道均沿轉動件110的周向設置，且多個環形流道呈大致的扇環狀或圓環狀，多個環形流道所對應的圓周的圓心位於轉動件110的轉動軸心線，轉動轉動件110以使多個環形流道與第一流道130選擇性連通。環形流道設於單元層所對應的區域a～h。層間流道單元包括多個層間流道，層間流道用於將兩個環形流道連通。

環形流道用於與第一流道130進行選擇性連通，通過轉動轉動件110即可使環形流道轉動，從而改變環形流道與第一流道130的連通關係。而層間流道是用於連通兩個環形流道的，利用層間流道的間接連通作用，可以使第一流道130的兩個子流道間接連通，從而使各個吸附塔以及各個管路之間相互連通，並且可以通過轉動轉動件110來改變各個吸附塔以及各個管路之間的連通關係，從而達到控制n2提純系統1000的吸附狀態的目的。

需要說明的是，由於非轉動件120的內側壁與轉動件110的外側壁相抵，所以非轉動件120對環形流道具有密封作用，使進入環形流道的氣體不會從非轉動件120與轉動件110之間逸出，保證了環形流道內的氣體可以順利、準確的進入預設的路徑。而在本發明的其他實施例中，層間流道還可以是用於將三個或者更多個的環形流道連通，並且兩個環形流道之間也不一定只是由一個層間流道來連通，兩個環形流道之間也可以是由兩個或更多個的層間流道來連通。

進一步地，在本實施例中，環形流道單元包括環形流道01、環形流道02、環形流道03、環形流道04、環形流道05、環形流道06、環形流道07和環形流道08。

更具體地，環形流道01對應h1～h12的整個環狀區域，環形流道01為圓環狀。環形流道02對應g1～g12的整個環狀區域，環形流道02也為圓環狀。

環形流道03包括環形流道031、環形流道032和環形流道033。環形流道031為對應f10～f1區域的連續扇環狀，其中，環形流道031在f1區域的長度為整個f1區域長度的一半，即環形流道031的長度為3.5格。類似的，若未給出特定說明，就表示佔據了整個對應區域。環形流道032為對應f4～f7區域的連續扇環狀，其中，環形流道032在f7區域的長度為整個e9區域長度的一半，即環形流道032的長度為3.5格。環形流道033為對應f8區域的連續扇環狀，其中，環形流道033在f8區域的長度為整個f8區域長度的一半，即環形流道033的長度為0.5格。

環形流道04對應e1～e12的整個環狀區域，環形流道04也為圓環狀。環形流道05對應d1～d12的整個環狀區域，環形流道05也為圓環狀。

環形流道06包括環形流道061、環形流道062、環形流道063、環形流道064和環形流道065。環形流道061為對應c10～c1區域的連續扇環狀，其中，環形流道061在c1區域的長度為整個c1區域長度的一半，即環形流道061的長度為3.5格。環形流道062為對應c2區域的連續扇環狀，其中，環形流道062在c2區域的長度為整個c2區域長度的一半，即環形流道062的長度為0.5格，且環形流道062與環形流道061之間的距離為0.5格。環形流道063為對應c3區域的連續扇環狀，其中，環形流道063在c3區域的長度為整個c3區域長度的一半，即環形流道063的長度為0.5格，且環形流道062與環形流道063之間的距離為0.5格。環形流道064為對應c4～c7區域的連續扇環狀，其中，環形流道064在c7區域的長度為整個c7區域長度的一半，即環形流道064的長度為3.5格，且環形流道064與環形流道063之間的距離為0.5格。環形流道065為對應c9區域的連續扇環狀，其中，環形流道065在c9區域的長度為整個c9區域長度的一半，即環形流道065的長度為0.5格，且環形流道065與環形流道064之間的距離為1.5格。

環形流道07對應b1～b12的整個環狀區域，環形流道07為圓環狀。環形流道08對應a1～a12的整個環狀區域，環形流道08為圓環狀。

層間流道單元包括層間流道001、層間流道002、層間流道003、層間流道004、層間流道005、層間流道006和層間流道007。

其中，層間流道001將環形流道01和環形流道031連通；層間流道002將環形流道02和環形流道033連通；層間流道003將環形流道04和環形流道032連通；層間流道004將環形流道05和環形流道062連通；層間流道005將環形流道063和環形流道065連通；層間流道006將環形流道064和環形流道07連通；層間流道007將環形流道061和環形流道08連通。

需要說明的是，在本實施例中，各個層間流道均為設於轉動件110的連通管道，每個層間流道用於連通特定的兩個環形流道，且不會對其他環形流道或其他層間流道造成幹擾。較優選地，各個層間流道均呈大致的弧形，這樣可以減小氣流所受的阻力，提高氣體流動過程中的穩定性。在本發明的其他實施例中，各個層間流道的形狀並沒有特別的限制和規定，可以將特定的兩個環形流道連通即可。在本發明的另一些實施例中，各個層間流道還可以是由轉動件110的側壁朝遠離非轉動件120的一側凹陷形成的連通槽，但不限於此。

進一步地，在本實施例中，第一流道130為沿非轉動件120的徑向貫穿非轉動件120的通孔。在本實施例中，每個第一子流道131之間的間隔為0.5格，每個第二子流道132之間的間隔也為0.5格，且每個第一子流道131以及每個第二子流道132的長度均為0.5格。12個第一子流道131分別為子流道131a、子流道131b、子流道131c、子流道131d、子流道131e、子流道131f、子流道131g、子流道131h、子流道131i、子流道131j、子流道131k和子流道131l。12個第二子流道132分別為子流道132a、子流道132b、子流道132c、子流道132d、子流道132e、子流道132f、子流道132g、子流道132h、子流道132i、子流道132j、子流道132k和子流道132l。而第三子流道133、第四子流道134、第五子流道135、第六子流道136、第七子流道137和第八子流道138的個數均為一個且長度均為0.5格。沿旋轉閥100的軸向，子流道131a、子流道132a、第三子流道133、第四子流道134、第五子流道135、第六子流道136、第七子流道137和第八子流道138呈大致線性排布。

需要說明的是，在本發明的其他實施例中，第一流道130還可以是其他形狀，對第一流道130的形狀並沒有限制，只要第一流道130可以將特定環形流道和外部管路連通即可。

具體地，在本實施例中，子流道131a位於f1區域且位於f1區域的靠近f2區域的一端，第一子流道131用於與環形流道03連通。子流道132a位於c1區域且位於c1區域的靠近c2區域的一端，第二子流道132用於與環形流道06連通。第三子流道133位於h1區域且位於h1區域的靠近h2區域的一端，第三子流道133用於與環形流道01連通。第四子流道134位於a1區域且位於a1區域的靠近a2區域的一端，第四子流道134用於與環形流道08連通。第五子流道135位於g1區域且位於g1區域的靠近g2區域的一端，第五子流道135用於與環形流道02連通。第六子流道136位於b1區域且位於b1區域的靠近b2區域的一端，第六子流道136用於與環形流道07連通。第七子流道137位於e1區域且位於e1區域的靠近e2區域的一端，第七子流道137用於與環形流道04連通。第八子流道138位於d1區域且位於d1區域的靠近d2區域的一端，第七子流道137用於與環形流道05連通。

需要說明的是，12個第一接口和12個第二接口與非轉動件120之間為間接連接。連接管290將12個第一接口和12個第二接口連接至非轉動件120。即：連接管290將第一接口210a、第一接口211a、第一接口212a、第一接口213a、第一接口214a、第一接口215a、第一接口216a、第一接口217a、第一接口218a、第一接口219a、第一接口2110a和2111a同子流道131a、子流道131b、子流道131c、子流道131d、子流道131e、子流道131f、子流道131g、子流道131h、子流道131i、子流道131j、子流道131k和子流道131l一一對應連接，即第一接口210a與子流道131a由連接管290連通，第一接口211a與子流道131b由連接管290連通，以此類推，此處不再贅述。連接管290將第二接口210b、第二接口211b、第二接口212b、第二接口213b、第二接口214b、第二接口215b、第二接口216b、第二接口217b、第二接口218b、第二接口219b、第二接口2110b和第二接口2111b同子流道132a、子流道132b、子流道132c、子流道132d、子流道132e、子流道132f、子流道132g、子流道132h、子流道132i、子流道132j、子流道132k和子流道132l一一對應連接。即第二接口210b與子流道132a由連接管290連通，第二接口211b與子流道132b由連接管290連通，以此類推，此處不再贅述。

下面結合n2提純系統1000的具體吸附流程對旋轉閥100以及n2提純系統1000進行詳細說明。

n2提純系統1000的運轉時序表如表1所示，其中：a表示吸附；ed表示均壓降；d表示逆放；p表示衝洗；er表示均壓升；fr表示最終升壓。每個時序均表示同樣長度的時間段。

表1n2提純系統1000運轉時序表

請參閱圖3和圖4，以吸附塔210為例，如表1所示，當n2提純系統1000即將進入時序1時，此時，圖4中轉動件110的小區域1與圖3中的非轉動件120的小區域1重合，轉動件110的小區域12與非轉動件120的小區域12也相互重合。此時環形流道031即將與子流道131a連通，且環形流道061即將與子流道132a連通，吸附塔210即將進入吸附階段。需要說明的是。在n2提純系統1000的整個時序中，轉動件110的轉動方向為沿旋轉閥100的周向的方向k，而非轉動件120保持不動，即轉動件110相對非轉動件120轉動。

當n2提純系統1000進入時序1，環形流道031即與子流道131a連通，且環形流道061與子流道132a連通，吸附塔210進入吸附階段。

原料氣(空氣)由原料氣管路220經第三子流道133進入環形流道01，再由層間流道001進入環形流道031並經子流道131a和第一接口210a進入吸附塔210，進行吸附後，產品氣n2由第二接口210b依次經子流道132a、環形流道061、層間流道007、環形流道08、第四子流道134後進入產品氣管路230排出。在吸附階段，原料氣中的o2和co2等雜質氣體基本上都被吸附劑吸附，產品氣中只有很少量的o2或co等雜質氣體2，甚至不存在o2和co2等雜質氣體。

由於環形流道061與子流道132a的長度和為4格，且環形流道031與子流道131a的長度和也為4格，故吸附塔210的整個吸附階段會持續4格長度所對應的時間，即吸附塔210的吸附階段佔整個周期的比例為4格/12格，等於三分之一，這與時序表中吸附塔210的吸附階段佔整個時序周期的比例4/12一致。吸附塔210的整個吸附階段持續整個時序1至時序4。

需要說明的是，環形流道031與子流道131a的長度和佔整個12格的比例為第一比例，環形流道061與子流道132a的長度和佔整個12格的比例也為第一比例，吸附階段佔整個時序周期的比例為第二比例。理論上，第一比例與第二比例應該相等。需要注意的是，如圖5所示，環形流道031的長度是指環形流道031沿旋轉閥100的周向所對應的弧長l3，子流道131a的長度是指子流道131a的孔徑l1沿旋轉閥100的周向所對應的弧長l2，特別說明，子流道131a的長度並不是指子流道131a的孔徑l1，而是指子流道131a的孔徑l1沿旋轉閥100的周向所對應的弧長l2。l2與l3的長度和佔轉動件110的周長的比例即等於相應階段佔整個時序周期的比例。上述的比例還可以用l2與l3所對應的圓心角的度數之和佔圓周角的比例來表示，即l2與l3所對應的圓心角的度數之和佔圓周角的比例等於相應階段佔整個時序周期的比例。在本實施例中，為了簡便，採用長度比來表示。但在實際生產過程中，上述的兩個比例很難達到完全一致，一般都會存在一定的誤差，只要不影響n2提純系統1000的正常功能，一定的誤差是可以接受的。因此，第一比例與第二比例基本相等也是可以的。全部的環形流道和子流道均符合該要求。

請繼續參閱圖3和圖4，當吸附塔210的吸附階段剛剛結束並即將進入均壓降時，即吸附塔210即將進入時序5時，轉動件110的小區域1與非轉動件120的小區域5重合。此時，子流道132a剛剛與環形流道061斷開，且即將與環形流道065連通；子流道131a剛剛與環形流道031斷開。當吸附塔210進入時序5，環形流道065即與子流道132a連通，而此時環形流道063與子流道132g連通，且層間流道005將環形流道063與環形流道065連通，吸附塔210與吸附塔216連通，吸附塔210處於均壓降階段，吸附塔216處於均壓升階段。而子流道131a處於斷開狀態。

在該階段中，由於子流道132a與環形流道065的長度和為1格，且子流道132g與環形流道063的長度和也為1格，故吸附塔210的均壓降階段和吸附塔216的均壓升階段的持續時間均為整個時序周期的十二分之一。吸附塔210的均壓降階段和吸附塔216的均壓升階段持續整個時序5。

當吸附塔210的均壓降階段剛剛結束並即將進入逆放階段時，即吸附塔210即將進入時序6時，轉動件110的小區域1與非轉動件120的小區域6重合。此時，子流道132a剛剛與環形流道065斷開；而子流道131a即將與環形流道033連通。當吸附塔210進入時序6，子流道131a與環形流道033連通，子流道132a處於斷開狀態，吸附塔210處於逆放階段。逆放氣由第一接口210a依次經子流道131a、環形流道033、層間流道002、環形流道02、第五子流道135後由逆放氣管路240排出。

在該階段中，由於子流道131a與環形流道033的長度和為1格，故吸附塔210的逆放階段的持續時間為整個時序周期的十二分之一。吸附塔210的逆放階段持續整個時序6。

當吸附塔210的逆放階段剛剛結束並即將進入衝洗階段時，即吸附塔210即將進入時序7時，轉動件110的小區域1與非轉動件120的小區域7重合。此時，子流道131a也剛剛與環形流道033斷開，且即將與環形流道032連通；子流道132a也即將與環形流道064連通。當吸附塔210進入時序7，子流道131a與環形流道032連通，子流道132a即與環形流道064連通，吸附塔210處於衝洗階段。衝洗氣由衝洗氣入口管260依次經第六子流道136、環形流道07、層間流道006、環形流道064、子流道132a和第二接口210b後進入吸附塔210對吸附塔210的吸附劑進行衝洗，衝洗後的衝洗氣由第一接口210a依次經子流道131a、環形流道032、層間流道003、環形流道04、第七子流道137後由衝洗氣出口管270排出。

在該階段中，由於子流道131a與環形流道032的長度和為4格，子流道132a與環形流道064的長度和也為4格，故吸附塔210的衝洗階段的持續時間為整個時序周期的十二分之四。吸附塔210的衝洗階段持續整個時序7至時序10。

當吸附塔210的衝洗階段剛剛結束並即將進入均壓升階段時，即吸附塔210即將進入時序11時，轉動件110的小區域1與非轉動件120的小區域11重合。此時，子流道131a剛剛與環形流道032斷開；子流道132a剛剛與環形流道064斷開，且即將與環形流道063連通。當吸附塔210進入時序11，環形流道063即與子流道132a連通，而此時環形流道065與子流道132g連通，且層間流道005將環形流道063與環形流道065連通，吸附塔210與吸附塔216連通，吸附塔210處於均壓升階段，吸附塔216處於均壓降階段。而子流道131a處於斷開狀態。

在該階段中，由於子流道132a與環形流道063的長度和為1格，且子流道132g與環形流道065的長度和也為1格，故吸附塔210的均壓升階段和吸附塔216的均壓降階段的持續時間均為整個時序周期的十二分之一。吸附塔210的均壓升階段和吸附塔216的均壓降階段持續整個時序11。

當吸附塔210的均壓升階段剛剛結束並即將進入最終升壓階段時，即吸附塔210即將進入時序12時，轉動件110的小區域1與非轉動件120的小區域12重合。此時，子流道132a剛剛與環形流道063斷開，且即將與環形流道062連通。當吸附塔210進入時序12，環形流道062即與子流道132a連通，吸附塔210處於最終升壓階段。子流道131a仍然處於斷開狀態。終充氣由終充氣管路250依次經第八子流道138、環形流道05、層間流道004、環形流道062、子流道132a後經第二接口210b進入吸附塔210對吸附塔210進行最終升壓處理。

在該階段中，由於子流道132a與環形流道062的長度和為1格，故吸附塔210的最終升壓階段的持續時間為整個時序周期的十二分之一。吸附塔210的最終升壓階段持續整個時序12。

由此，吸附塔210完成了一個時序周期，若繼續下去，吸附塔210則按照上述的流程進行循環。其他吸附塔的時序與吸附塔210相似，從表1可以得出其他吸附塔在不同時序階段所處的狀態，以及第一流道130、第二流道140和整個管路的連接狀態和連接關係。具體請結合表1並參閱圖3和圖4，此處不再贅述。

由此可以得出：n2提純系統1000通過旋轉閥100代替了傳統多管路工藝過程中錯綜複雜的程控閥，使數量繁多的程控閥由一個旋轉閥100成功替代，實現了一個旋轉閥100對整個n2提純系統1000進行切換控制的目的。通過轉動旋轉閥100的轉動件110，可以使第二流道140將第一流道130的各個子流道選擇性連通，進而使各個吸附塔與各個管路選擇性連通，從而來完成變壓吸附中的各個流程。

相比於傳統程控閥，顯著減少了生產設備的耗材，大大降低了設備投入成本和安裝成本。並簡化了設備安裝，縮短了設備安裝與拆卸的時間消耗。同時，僅僅通過轉動旋轉閥100的轉動件110即可實現對整個n2提純系統1000的各個吸附塔與各個管路之間的連接關係的控制和調整，大大簡化了n2提純系統1000在吸附狀態切換時的工作量和操作負擔，使對n2提純系統1000的控制更加方便，大大提高了生產效率。由於閥門數量縮減至1個，大大減小了閥門故障率，提高了n2提純系統1000整體的穩定性與安全性，降低了維修成本與時間損耗。

n2提純系統1000通過轉動旋轉閥100即可改變整個系統的連接關係，通過調整用於驅動旋轉閥100的驅動電機的轉速或調整計時器設置，可以有效降低時序周期的循環時間，使吸附操作步驟運行時間低於2秒成為可能。對於常規變壓吸附程控閥而言，由於程控閥開關時間的限制，無法做到操作步驟運行時間低於2秒。而利用n2提純系統1000，通過減少時序周期的循環時間，可以使吸附劑快速進行吸附和脫吸附，進而減小吸附劑的裝填尺寸。這樣可以大大減小吸附塔的體積，並且以此來減少設備成本投資。此外，由於時序周期循環時間縮短，減小了吸附塔的體積，便於整個n2提純系統1000成撬，減少製造和安裝成本。

需要說明的是，在本發明的其他的實施例中，n2提純系統的結構可以不同，終充氣管路250、衝洗氣入口管260或衝洗氣出口管270中任意一者以及其所對應的時序階段均可作為可選項，選擇性地加入到n2提純系統中。而此時吸附塔數量、第一流道和第二流道也要作相應的變化和刪減，時序表也會不一樣。這些變形均可以結合上述內容得出，此處不再贅述。

進一步地，在本發明的其他的實施例中，也可以將預吸附、置換等流程加入到n2提純系統中，均壓升與均壓降的次數也可以根據實際生產需要而進行調整。相應的，這些流程加入後第一流道和第二流道的結構、時序表均會相應改變，這些改變可以根據上述的吸附塔210的吸附流程原理介紹並結合表1、圖3和圖4得出，此處不再贅述。

進一步地，在本實施例中，為了提高轉動件110與非轉動件120之間的密封效果，轉動件110的每個環形流道的靠近非轉動件120的一端設有用於提高密封效果的密封件300，如圖6所示。密封件300環設於每個環形流道，密封件300同時與轉動件110以及非轉動件120相抵且過盈配合，密封件300連接於轉動件110，密封件300隨轉動件110相對非轉動件120轉動。密封件300可以進一步提高密封效果，防止氣體從轉動件110與非轉動件120指間逸出，且可以進一步防止不同流道的氣體發生混合，保證氣體的純度。具體地，在本實施例中，密封件300為彈性密封圈。需要說明的是，在本發明的其他實施例中，密封件300還可以是環設於第一流道130的靠近轉動件110的一端。

在本發明的其他實施例中，吸附塔的數量可以不同，多個吸附塔的多個第一接口還可以與同一個第一子流道連通，而且多個吸附塔的多個第二接口也與同一個第二子流道連通。此時，多個吸附塔在同一時序處於同一階段。在本發明的另一些實施例中，同一個吸附塔的第一接口還可以同時與多個第一子流道連通，而且同一個吸附塔的第二接口也同時與多個第二子流道連通。此時，多個第一流道和多個第二流道同一時刻均用於對同一吸附塔的氣體進行輸送。

在本發明的又一些實施例中，旋轉閥可以不同，旋轉閥的轉動件110被固定，不可轉動，而非轉動件120可以轉動相對轉動件110轉動。第二流道140則被設置於非轉動件120的內側壁，而第一流道則被設置於轉動件110，此時的第一流道已與第一流道130不同，此時的第一流道是由轉動件110的端部進入轉動件110並由轉動件110的側壁貫穿轉動件110。該情況下，轉動非轉動件120即可實現對n2提純系統的控制。

在本發明的再一些實施例中，轉動件為柱狀，而非轉動件則設置於轉動件的端部，轉動件可相對非轉動件轉動。此時，第二流道設於轉動件的靠近非轉動件的端部，第一流道貫穿非轉動件。該情況下，轉動轉動件也可實現對n2提純系統的控制。類似的變形此處不再列舉。

在本發明的還一些實施例中，環形流道的形狀也不一定為扇環狀或圓環狀，還可以是其他形狀，只要能實現其相應的作用即可。

需要說明的是，在本發明的實施例中，時序表並不唯一，時序表可以根據實際生產需要進行擬定和調整。修改時序表後，相應的，第一流道和第二流道也會做相應的調整。只要使第一流道和第二流道的結構與相應的時序表對應即可，而第一流道、第二流道二者同時序表的匹配方式可以結合上述內容得出，此處不再贅述。此外，在本發明的其他實施例中，可以將表1中的衝洗由抽空來代替，同時，第二流道和第一流道也需要做相應的結構上的改變，並且抽空的流道結構的具體實施方式可以參照上述內容得出，此處也不再贅述。

另一方面，在本發明的實施例中，各個層間流道和各個環形流道的位置以及設置的順序都不是固定不變的，可以根據實際需要靈活調整各個層間流道和各個環形流道的位置以及順序。此外，第一流道130的各個子流道的位置也不是固定不變的，可以根據實際情況進行改變和調整，只要保證在特定時刻特定的子流道可以與特定的環形流道連通即可。而這些改變和調整均可以根據實際的時序表進行調整。

需要說明的是，還可以將至少兩個n2提純系統1000串聯設置形成n2多段提純系統，這樣可以進一步提高產品氣n2的純度。

總體而言，在本實施例中，n2提純系統1000通過旋轉閥100代替傳統多管路工藝過程中錯綜複雜的程控閥，實現了一個旋轉閥100同時對多個管路進行切換控制的目的。降低了成本，減小了故障率，使運行和控制更加方便。

本實施例還提供一種氣體處理系統，該氣體處理系統包括n2提純系統1000。氣體處理系統利用旋轉閥夠代替傳統多管路工藝過程中錯綜複雜的程控閥，同時對多個管路進行切換控制，相比於傳統程控閥，顯著減少了生產設備的耗材，降低了設備投入成本，同時控制更加方便，減小了故障率，降低了維修成本。

本實施例還提供一種n2提純方法。該n2提純方法包括轉動n2提純系統的轉動件以使在轉動件的一個轉動周期內：至少有一個時間段，在該時間段內，第二流道將至少一個第一子流道與第三子流道連通，並同時將至少一個第二子流道與第四子流道連通。至少有另一個時間段，在該時間段內，第二流道將至少一個第一子流道與第五子流道連通。

進一步地，n2提純方法還包括轉動轉動件以使在轉動周期內：至少有一個時間段，在該時間段內，第二流道將至少一個第二子流道與第六子流道連通，並同時將至少一個第一子流道與第七子流道連通。

進一步地，n2提純方法還包括轉動轉動件以使在轉動周期內：至少有一個時間段，在該時間段內，第二流道將至少一個第二子流道與第八子流道連通。

本實施例提供的n2提純方法實施方便、操作簡單，通過轉動旋轉閥的轉動件即可實現對整個系統的管路的連接方式進行控制和調整，大大簡化了閥門在切換時的操作負擔，使對閥門的控制更加方便，避免了同時控制大量程控閥帶來的的操作負擔。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。