КОНЦЕНТРАТОР КИСЛОРОДА

Полезная модель относится к устройствам получения кислородообогащенного газа из атмосферного воздуха короткоцикловой безнагревной адсорбцией. Концентратор кислорода может быть использован в медицине, пищевой индустрии, ювелирном деле и микроэлектронике. Наиболее предпочтительной областью применения является медицина.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является концентратор кислорода посредством разделения атмосферного воздуха короткоцикловой безнагревной адсорбцией на синтетических цеолитах, содержащий соединенные трубопроводами компрессор с входным фильтром, два приспособления для разделения воздушного потока, ресивер, блок управления (RU, патент №2077370, кл. B01D 53/04, 2003 г.).
Известный концентратор кислорода содержит также соединительные штуцера адсорбентов, оснащенных подпружиненной диафрагмой, смонтированные на термостойких, преимущественно тефлоновых, прокладках, второй фильтр компрессора, помещенный в отсеке корпуса со звукопоглощающим покрытием, выполненным в виде прокладок, например, из синтепона, разделенных шайбами с эксцентрическими отверстиями, последовательно смещенными относительно оси и опирающимися на ограничительные кольца.
Недостатками известного концентратора кислорода является сложность конструкции и довольно низкая концентрация кислорода на выходе установки даже при минимальной производительности (не более 50-60%).
Технический результат, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении производительности концентратора кислорода при получении воздушной смеси, состоящей на 93-96% из кислорода, и упрощении конструкции устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в концентраторе кислорода посредством разделения атмосферного воздуха короткоцикловой безнагревной адсорбцией на синтетических цеолитах, содержащем соединенные трубопроводами компрессор с входным фильтром, два приспособления для разделения воздушного потока, ресивер, блок управления, согласно полезной модели, устройство дополнительно снабжено конденсатором, при этом приспособления для разделения воздушного потока выполнены в виде цеолитовых колонок, компрессор на выходе соединен с конденсатором через клапан влагоудаления и с цеолитовыми колонками через блок соленоидных клапанов, чередующих последовательность подачи осушенного воздушного потока в цеолитовые колонки, с возможностью обеспечения их работы в противофазе, причем управление работой соленоидных клапанов осуществляется по обратной связи, зависящей от входного давления на входе из цеолитовых колонок, которые соединены с ресивером через два обратных клапана, имеющих разную пропускную способность в зависимости от направления воздействия напора воздушного потока, при этом устройство снабжено ресивером для обеспечения равномерного регулируемого расхода вырабатываемого кислорода, а также редуктором для получения давления 0,36÷0,4МПа.
На чертеже изображена функциональная схема устройства.
Концентратор кислорода содержит фильтр 1 грубой очистки, фильтр 2 тонкой очистки, компрессор 3 с клапаном сброса избыточного давления; теплообменник 4, осушитель 5 с клапаном удаления влаги, блок 6 соленоидных клапанов, управляемых по сетям электроавтоматики; цеолитовые колонки 7 и 8, обеспечивающие разделение атмосферного воздуха на кислород и азот; ресивер 9 (накопительная емкость), обратные клапаны 10, 11, имеющие разную пропускную способность в зависимости от направления воздействия напора воздушного потока; редуктор 12.
Концентратор кислорода работает следующим образом.
Источником питания для устройства является электросеть номинальным напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Устройство имеет электроавтоматическое управление. При подаче на входные контакты управляющей платы питающего напряжения включается компрессор 3, создающий воздушный поток через фильтры 1 и 2 очистки воздуха. Воздух, очищенный от механических взвесей фильтрами 1 грубой очистки (пыль) и фильтрами 2 тонкой очистки (мелкодисперсная пыль), засасывается в поршневые группы компрессора 3. На выходе компрессора 3 создается давление воздушного потока 4-8 кг/см.кв. При сжатии до такого давления воздушный поток разогревается и требует дополнительного охлаждения перед поступлением в цеолитовые колонки 7 и 8. Проходя через систему охлаждения, воздушный поток охлаждается в теплообменнике 4 до температуры ниже точки росы, что позволяет выделять влагу из воздушного потока и удалять ее в осушителе 5 с помощью клапана влагоудаления. Осушенный таким образом воздушный поток поступает во входные штуцера блока 6 соленоидных клапанов. Соленоидные клапаны блока 6 чередуют последовательность подачи воздушного потока на цеолитовые колонки 7 и 8, заставляя их работать в противофазе. Управление работой соленоидных клапанов осуществляется по обратной связи, зависящей от входного давления на входе из цеолитовых колонок 7 и 8. Воздушный поток, проходя через цеолитовую колонку, разделяется на кислород и азот из-за того, что размер атома кислорода меньше, чем размер атома азота, и кислород через цеолитовую колонку просачивается, а азот концентрируется на входе. При достижении давления воздушного потока на входе в цеолитовую колонку 7 выше заданного, блок 6 клапанов переключается, обеспечивая сброс скопивщегося азота в окружающую среду, а второй соленоидный клапан открывается, обеспечивая нагнетание воздушного потока во вторую цеолитовую колонку 8, и наоборот. Просочившийся кислород через обратный клапан 10 скапливается в ресивере 9 и удерживается регулирующим редуктором 12. Затем, после переключения блока 6 клапанов, через вторую цеолитовую колонку 8 и клапан 11 также начинает поступать кислород в ресивер 9. Обратное просачивание кислородного потока в первую цеолитовую колонку 7 обратным клапаном 10, не пропускающим кислород в обратную сторону. Редуктор 12 обеспечивает требуемое давление кислорода 0,36÷0,4МПа.
С помощью предложенного концентратора кислорода возможно получение воздушной смеси, состоящей на 93-96% из кислорода.
Установка компактна, удобна в эксплуатации, мобильна и комфортна для использования при длительной кислородотерапии и в комплексе с наркозо-дыхательной аппаратурой, в том числе в комплекте подразделений МЧС.