專利名稱：空氣分離制氧的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空氣分離制氧的裝置。
自從物質(zhì)的順磁性被發(fā)現(xiàn)以來，尤其是當(dāng)空氣中的氧氣和少量氮氧化合物的順磁性遠(yuǎn)大于其他氣體的事實(shí)被越來越多的人知道以后，通過這種特性進(jìn)行空氣分離來獲取人們所需的氣體的技術(shù)革新問題就被提上工作日程。
本實(shí)用新型的目的是利用磁場的順磁性設(shè)計(jì)一種空氣分離制氧的裝置，其結(jié)構(gòu)合理，體積小，高效低能耗，低噪音，綠色無污染。
本實(shí)用新型的空氣分離制氧的裝置由空氣分離膜將制氧容器分隔為兩個不相溝通的空間，在一個空間內(nèi)有序排列磁鐵，使其空間內(nèi)形成磁場梯度，該空間與外部環(huán)境空氣相溝通，另一個空間為封閉空間，由其所帶的氣體出口輸出富氧氣體。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種空氣分離制氧的裝置主要由內(nèi)筒、外筒、出氣法蘭端蓋、入氣法蘭端蓋構(gòu)成，內(nèi)筒置于外筒內(nèi)，外筒內(nèi)有規(guī)律的分布有磁鐵，出氣法蘭端蓋及入氣法蘭端蓋置于內(nèi)、外筒的兩端，將內(nèi)、外筒連接固定，出氣法蘭端蓋及入氣法蘭端蓋的對應(yīng)內(nèi)、外筒之間的部位帶有相應(yīng)的出氣口及進(jìn)氣口，內(nèi)筒一端封閉，另一端帶有出口，內(nèi)筒側(cè)壁上帶有孔，側(cè)壁外覆著有空氣分離膜，出氣法蘭端蓋上與內(nèi)筒出口對應(yīng)的部位亦帶有出口，該出口與出氣法蘭端蓋上所帶的出氣口相互隔離。
本實(shí)用新型中所使用的空氣分離膜為高分子膜，或具有高選擇性的增透膜。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的空氣分離制氧的裝置的外筒與內(nèi)筒之間安裝有聚磁輔件，以使磁力線的空間排布更加規(guī)則、積聚，增強(qiáng)磁場梯度，使磁場均勻分布。
上述的聚磁輔件由軟磁性材料或低矯頑力高剩磁的永久磁性材料制成。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的空氣分離制氧的裝置的內(nèi)、外筒可根據(jù)需要其截面形狀可為圓形、橢圓形或多邊形。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的空氣分離制氧的裝置的外筒內(nèi)的磁鐵的排列方式可以是肋組形，翅組形，疊片鏈形，百葉窗形或疊層?xùn)判味询B排列。
本實(shí)用新型中的空氣分離制氧的裝置中所用的磁鐵為永久性磁鐵。
本實(shí)用新型的主要思路，是將磁鐵作為磁場提供來源，利用磁鐵和聚磁輔件進(jìn)行配合在氣路中制造出高磁場強(qiáng)度和高磁場梯度的磁場環(huán)境，將空氣中的氧氣從氣體中濃聚到接近空氣分離膜的一側(cè)，然后再利用空氣分離膜將氧氣從氣路中分離到另一空間內(nèi)，進(jìn)行氧氣收集工作。通過這種方法，可以得到含高濃度氧氣的混合氣體。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.所設(shè)計(jì)的制氧裝置通過磁膜組合的方式，簡化制氧設(shè)備，降低制氧成本；2.采用磁膜組合方式的制氧裝置結(jié)構(gòu)簡單、合理，體積小，有效地將空氣中的氧氣分離出來，達(dá)到制備高氧含量的氣體；3.綠色環(huán)保，不產(chǎn)生污染物，且可降低制氧設(shè)備的能耗。可根據(jù)本實(shí)用新型所述的空氣分離制氧的裝置的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)出多種制氧裝置，從而實(shí)現(xiàn)不同地方的需要。在磁場排布及選擇上也可以多種多樣。
實(shí)施例1


圖1是本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)的一種空氣分離制氧的裝置，它主要由內(nèi)筒1、外筒2、出氣法蘭端蓋3、入氣法蘭端蓋4構(gòu)成，內(nèi)筒1采用多孔形式，由金屬材料制成。內(nèi)筒1如圖5所示，其一端封閉，另一端帶有富氧空氣出口5。整個內(nèi)筒1采用一體化設(shè)計(jì)。內(nèi)筒1的外表覆著有空氣分離膜6，該膜為含有鈷的低揮發(fā)性有機(jī)溶劑支撐的微孔膜。出氣端法蘭端蓋3如圖3所示，其中圖A’為主剖視圖，圖B’為側(cè)視圖。出氣端法蘭端蓋3上開有富氧空氣輸出出口7和空氣輸出出氣口8以及外筒2的插槽9。該法蘭可用ABS或金屬材料制造。出氣端法蘭端蓋3臥有若干條均勻分布的細(xì)槽11，呈以富氧空氣輸出出口7為圓心的半徑線分布，作為緊固永久磁鐵和聚磁輔件用?？諝廨敵鐾ǖ涝O(shè)計(jì)為若干條呈半徑線分布的近似三角形通氣孔。入氣端法蘭端蓋4如圖4所示，其中圖A”為主剖視圖，圖B”為側(cè)視圖。入氣端法蘭端蓋4上開有內(nèi)筒臥槽12，空氣輸入進(jìn)氣口13和外筒插槽14。所用材料與出氣端法蘭端蓋3一致。該端蓋與出氣端法蘭端蓋3相應(yīng)臥有若干條半徑線分布的緊固磁鐵的細(xì)槽15。外筒2如圖2所示，其中圖A為外筒2主視圖，圖B為安裝于外筒2內(nèi)的聚磁組件的結(jié)構(gòu)視圖。外筒2的內(nèi)壁面臥有均勻分布的若干條槽孔17，槽孔17與內(nèi)壁圓切線相垂直，組裝中此槽孔17與入氣端法蘭端蓋4、出氣端法蘭端蓋3的臥槽配合使用緊固片狀永久磁鐵18。外筒2采用軟鐵材料。永久磁鐵18呈厚度均勻的平板狀，雙極磁化方式，磁化方向?yàn)榕c板狀永久磁鐵18最大縱向均分剖面相互垂直或接近于垂直的方向。所用磁鐵的材料可采用高矯頑力永久磁鐵，如硬磁鐵氧體或釹鐵硼永久磁鐵。聚磁輔件16制作材料為軟磁性材料。永久磁鐵18安裝于外筒2的內(nèi)，采取肋組形，聚磁輔件16位于內(nèi)筒1及外筒2之間，以增強(qiáng)磁場梯度。永久磁鐵18與聚磁輔件16的裝配結(jié)構(gòu)如圖2所示。
該裝置是采取磁膜組合方式進(jìn)行增氧的，即空氣從入氣端法蘭端蓋4的空氣輸入通道13進(jìn)入內(nèi)、外筒1、2所形成的空氣流道內(nèi)，在磁場梯度的作用下，在內(nèi)筒1的外部聚集氧濃度較高的氣體，該部分氣體通過空氣分離膜6進(jìn)入內(nèi)筒1中，在內(nèi)筒1中形成富氧氣體可從出氣端法蘭端蓋3的富氧空氣輸出出口7與內(nèi)筒1的富氧空氣出口5相配合導(dǎo)出。
由上述可知，利用磁膜組合的方法所制作出的制氧裝置結(jié)構(gòu)簡單，體積小，無污染物產(chǎn)出，且無其它能耗，為一種較理想的制氧裝置。
實(shí)施例2
在實(shí)施例1所述的制氧裝置中，在含氧源空氣進(jìn)入裝置空氣輸入進(jìn)氣口13中的磁鐵陣列空間之前，增加以物理或化學(xué)方式進(jìn)行空氣濾清處理的過濾層，將源空氣中的少量氮氧化合物，碳氧化合物，水蒸汽，惰性氣體以及其他微量氣態(tài)物質(zhì)組分和少量浮塵等固態(tài)漂浮物從含氧源空氣中濾除。使進(jìn)入到內(nèi)外筒間的磁鐵陣列空間的氣體變得干燥，純凈，無毒害。已知的空氣過濾器種類很多，可以采用金屬網(wǎng)，纖維網(wǎng)，纖維紙，纖維布以及多孔泡沫塑料等材料制成的空氣過濾器。
實(shí)施例3在實(shí)施例1或?qū)嵤├?中在氣體入口之前加裝壓氣機(jī)，即讓氣流進(jìn)氣口13與用于輸送新鮮空氣的壓氣機(jī)的出口通道連通。也可以在空氣輸出口的后級加裝抽氣機(jī)，即讓氣流輸出出氣口8與抽氣機(jī)的進(jìn)氣通道連通。
空氣分離膜也可以采用復(fù)合多層過濾結(jié)構(gòu)。
另外，當(dāng)實(shí)際應(yīng)用中對富氧空氣的含氧量有更高的要求時，可以通過多級富集的方式，逐步提高氧濃度。其中，前置級的空氣分離裝置的輸出富氧空氣作為后級的輸入空氣。富集的級數(shù)越多，所獲的的富氧空氣的含氧量越高，最終可以通過這種方式得到純氧。
當(dāng)實(shí)際應(yīng)用中對富氧空氣的氣量有更大的要求時，可以考慮在同級中并列設(shè)置本實(shí)用新型的裝置，在輸入空氣被過濾后，分別輸送到每個同級的分離裝置中，然后在末級輸出口處集中產(chǎn)氣統(tǒng)一輸出。
當(dāng)以上兩種要求同時存在時，本裝置可以采用復(fù)合串并結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行設(shè)置。
由上述可看出，本實(shí)用新型可根據(jù)不同含氧量的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)組合，以達(dá)到要求。
權(quán)利要求1.一種空氣分離制氧的裝置，其特征是主要由空氣分離膜及制氧容器組成，空氣分離膜將制氧容器分隔為兩個不相溝通的空間，在一個空間內(nèi)有序排列磁鐵，使其空間內(nèi)形成磁場梯度，該空間與外部環(huán)境空氣相溝通，另一個空間為封閉空間，由其所帶的氣體出口輸出富氧氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣分離制氧的裝置，其特征還在于制氧容器主要由內(nèi)筒、外筒、出氣法蘭端蓋、入氣法蘭端蓋構(gòu)成，內(nèi)筒置于外筒內(nèi)，外筒內(nèi)有規(guī)律的分布有磁鐵，出氣法蘭端蓋及入氣法蘭端蓋置于內(nèi)、外筒的兩端，將內(nèi)、外筒連接固定，出氣法蘭端蓋及入氣法蘭端蓋的對應(yīng)內(nèi)、外筒之間的部位帶有相應(yīng)的出氣口及進(jìn)氣口，內(nèi)筒一端封閉，另一端帶有出口，內(nèi)筒側(cè)壁上帶有孔，側(cè)壁外覆著有空氣分離膜，出氣法蘭端蓋上與內(nèi)筒出口對應(yīng)的部位亦帶有出口，該出口與出氣法蘭端蓋上所帶的出氣口相互隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣分離制氧的裝置，其特征還在于所使用的空氣分離膜為高分子膜，或具有高選擇性的增透膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣分離制氧的裝置，其特征還在于制氧容器的外筒與內(nèi)筒之間安裝有聚磁輔件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣分離制氧的裝置，其特征還在于聚磁輔件由軟磁性材料或低矯頑力高剩磁的永久磁性材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣分離制氧的裝置，其特征還在于內(nèi)、外筒的截面形狀可為圓形、橢圓形或多邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣分離制氧的裝置，其特征還在于外筒內(nèi)側(cè)的磁鐵的排列方式可以是肋組形，翅組形，疊片鏈形，百葉窗形或疊層?xùn)判味询B排列。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣分離制氧的裝置，其特征還在于所用的磁鐵為永久性磁鐵。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種空氣分離制氧的裝置，屬于增氧技術(shù)領(lǐng)域。它主要由空氣分離膜及制氧容器組成，空氣分離膜將制氧容器分隔為兩個不相溝通的空間，在一個空間內(nèi)有序排列磁鐵，使其空間內(nèi)形成磁場梯度，該空間與外部環(huán)境空氣相溝通，另一個空間為封閉空間，由其所帶的氣體出口輸出富氧氣體。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、合理，體積小，有效地將空氣中的氧氣分離出來，達(dá)到制備高氧含量的氣體，可廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室等。
文檔編號B01D53/22GK2577937SQ0224665
公開日2003年10月8日 申請日期2002年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者韓偉, 于宏圖, 唐海波, 李繼平, 邢淑琴 申請人:北京惠佳特電器設(shè)備有限公司