ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬ ВОЗДУХА НА КИСЛОРОДНУЮ И ГИПОКСИЧЕСКУЮ СОСТАВЛЯЮЩИЕ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к газоразделителям воздуха на кислородную и гипоксическую составляющие по технологии короткоцикловой адсорбции, включающим колонны с адсорбентом, поджатым подпружиненными рамками; коллекторы с воздушными каналами, обеспечивающими пневматическую связь распределительного механизма с колоннами и колонн с жиклерами, закрывающие блок колонн сверху и снизу; распределительный механизм, обеспечивающий подачу сжатого воздуха в колонны и продувку колонн; диск с жиклерами для выхода кислорода в крышку верхнего коллектора; корпус распределительного механизма с резьбой под штуцер отвода гипоксии; крышку верхнего коллектора с резьбами под штуцеры для подачи сжатого воздуха и выхода кислорода.
Устройство предназначено для получения кислорода (для медицинских, рыбоводческих целей и т.п.) с одной стороны (в режиме кислородного концентратора гипоксия, воздух с пониженным содержанием кислорода, является побочным продуктом) и для получения воздуха с пониженным содержанием кислорода (для проведения высокогорных тренировок спортсменов) с другой (в данном случае кислород является побочным продуктом).
Уровень техники.
Из уровня техники известен газоразделитель, выпускаемый компанией SeQual Technologies (модель SeQual ATF-15).
См. источник в интернете:
http://www.fergusonengineering.com/SeQual_ATF_products.html
Данный уровень техники является наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели и взят за прототип к предлагаемой полезной модели.
Данный газоразделитель имеет круглую форму.
Основные недостатки данного устройства:
- круглая форма не позволяет максимально эффективно использовать объем корпуса, в котором будет установлен газоразделитель;
- круглые трубы не позволяют добиться максимально компактных размеров устройства, так как между круглыми трубами остается много пустого пространства.
Кроме того, данное устройство имеет следующие недостатки:
- невозможность ремонта,
- сложность сборки.
Таким образом поставленная задача состоит в том, чтобы создать максимально компактный и легкий газоразделитель для мобильного кислородного концентратора/гипоксикатора, простой в сборке и ремонте.
Раскрытие полезной модели.
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить газоразделитель воздуха на кислородную и гипоксическую составляющие по технологии короткоцикловой адсорбции, включающий колонны с адсорбентом, поджатым подпружиненными рамками; коллекторы с воздушными каналами, обеспечивающими пневматическую связь распределительного механизма с колоннами и колонн с жиклерами, закрывающие блок колонн сверху и снизу; распределительный механизм, обеспечивающий подачу сжатого воздуха в колонны и продувку колонн; диск с жиклерами для выхода кислорода в крышку верхнего коллектора; корпус распределительного механизма с резьбой под штуцер отвода гипоксии; крышку верхнего коллектора с резьбами под штуцеры для подачи сжатого воздуха и выхода кислорода, позволяющий сгладить, по меньшей мере, один из указанных выше недостатков, а именно: возможность создания максимально компактного и легкого газоразделителя для мобильного кислородного концентратора/гипоксикатора, что и является поставленной технической задачей полезной модели.
Для достижения этой цели колонны выполнены в виде единого блока, имеющего внутренние перегородки, разделяющие колонны.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность повысить эффективность использования внутреннего объема, одновременно упростить сборку устройства и обеспечить возможность простого ремонта.
Существуют варианты полезной модели, при которых блок колонн выполнен экструдированным.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность изготовления блока колонн методом экструзии.
Существует также вариант полезной модели, при котором блок колонн выполнен литьём под давлением.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность изготовления блока колонн литьём под давлением.
Существует также и такой вариант полезной модели, при котором блок колонн выполнен 3D-печатью.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность изготовления блока колонн 3D-печатью.
Существует преимущественный вариант полезной модели, при котором блок колонн имеет поперечное сечение в виде прямоугольника и разделен внутренними перегородками, которые перпендикулярны друг другу.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность реализации самого простого варианта разбиения внутреннего пространства на отдельные колонны.
Существует и такой вариант полезной модели, при котором блок колонн имеет резьбовые отверстия для крепежа коллекторов винтами через резьбовые соединения, а герметичность прилегания коллекторов обеспечивает резиновый уплотнитель.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность обеспечить отсутствие операции склейки при сборке устройства и возможность замены адсорбента.
Также существует вариант полезной модели, при котором блок колонн имеет резьбовые отверстия для крепежа коллекторов винтами через резьбовые соединения, а герметичность прилегания коллекторов обеспечивает нанесенный на стыкуемые поверхности герметик.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность обеспечить герметизацию колонн даже при неплотном прилегании стыкуемых плоскостей коллекторов и блока колонн, что позволяет уменьшить точность изготовления этих деталей. Газоразделитель при этом остается разборным.
Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Краткое описание чертежей.
Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:
- фигура 1 изображает внешний вид газоразделителя воздуха, согласно полезной модели,
- фигура 2 изображает внутреннюю структуру колонн газоразделителя воздуха, согласно полезной модели,
- фигура 3 изображает фрагмент нижней части газоразделителя воздуха, согласно полезной модели,
- фигура 4 изображает фрагмент верхней части газоразделителя воздуха, согласно полезной модели,
- фигура 5 изображает фрагмент газоразделителя воздуха, а именно сам единый экструдированный блок, согласно полезной модели.
- фигура 6 изображает уплотнитель, устанавливаемый между блоком колонн и коллекторами, согласно полезной модели.
На фигурах обозначено:
1 - колонны
2 - цеолит
3 - подпружиненные прижимные рамки
4 - коллекторы
5 - распределительный механизм
6 - диск жиклеров
7 - корпус распределительного механизма
8 - крышка верхнего коллектора
9 - единый блок колонн
10 - перегородки между колоннами единого блока
11 - уплотнитель между коллектором и блоком колонн.
Согласно фигурам 1-6 газоразделитель воздуха на кислородную и гипоксическую составляющие по технологии короткоцикловой адсорбции содержит в себе блок из 12 колонн (1), наполненных цеолитом (2), сжимаемым подпружиненными прижимными рамками (3); коллекторы (4) с воздушными каналами, обеспечивающими пневматическую связь распределительного механизма с колоннами и колонн с жиклерами, закрывающие блок колонн сверху и снизу и крепящиеся винтами через резьбовые соединения; распределительный механизм (5), обеспечивающий подачу сжатого воздуха в колонны и продувку колонн; диск с жиклерами для выхода кислорода в крышку нижнего коллектора (6); корпус распределительного механизма (7) с резьбой под штуцер отвода гипоксии; крышку верхнего коллектора (8) с резьбами под штуцеры для подачи сжатого воздуха и выхода кислорода.
Колонны выполнены в виде единого блока (9), имеющего внутренние перегородки (10), разделяющие колонны. Преимущественно единый блок имеет поперечное сечение в виде прямоугольника и разделен внутренними перегородками, которые перпендикулярны друг другу.
Коллекторы крепятся к колоннам через резьбовые соединения. Герметичность обеспечивается за счет уплотнителя (11). См. фигуру 6.
Осуществление полезной модели.
Газоразделитель воздуха используют стандартным образом.
Промышленная применимость.
Газоразделитель воздуха может быть осуществлен специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включённого в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели и критерию «полнота раскрытия» для полезной модели.
В соответствии с предложенной полезной моделью заявителем был изготовлен опытный образец предлагаемого газоразделителя воздуха.
Опытная эксплуатация предлагаемого газоразделителя воздуха показала, что предлагаемое решение позволяет:
1) Достичь максимально эффективного использования полезного объема за счет прямоугольной формы цельной конструкции блока колонн. Коэффициент заполнения данного блока колонн цеолитом (отношение объема засыпаемого цеолита к объему параллелепипеда или цилиндра, в который можно поместить данный блок) составляет 64%, а у прототипа 44%. Это преимущество обеспечивает компактные размеры и малый вес блока газоразделения.
2) Простая технология сборки блока газоразделения. В прототипе двенадцать колонн вклеиваются в коллекторы, из-за этого процесс сборки требует нетехнологичных операций нанесения клея, установки каждой колонны в коллектор и ожидания застывания после склейки.  В предлагаемой полезной модели колонны представляют собой единый блок, к которому в семи точках крепится каждый коллектор. Герметичность обеспечивается при помощи резинового уплотнителя.
3) Удешевление производства за счет уменьшения количества используемого материала, так как у единого блока колонн стенки колонн общие.
4) Отсутствие склейки делает колонну разборной, что позволяет менять цеолит при его износе. Базовая модель неразборная и не подлежит ремонту при износе или порче (в результате попадания воды, например).
Геометрические размеры конкретной модели зависят от требуемой производительности.