一种家用快速制氮机及其使用方法与流程

本发明属于制氮机技术领域，具体涉及一种家用快速制氮机及其使用方法。

背景技术：

如今，随着科技与经济的进步与发展，食品保存越来越受关注，越来越多的人在享用红酒、果醋、水果等食物时，一次性消耗不完后，剩余的食物虽能够放入冰箱降低微生物繁殖速度，但食物依旧暴露在空气中，很快会被氧化，变色甚至变味，严重影响食物品质，家庭酿酒完成以后，也很难长时间完美保存。

氮气，化学式为n2，通常状况下是一种无色无味的气体，而且一般氮气比空气密度小，氮气占大气总量的78.08％(体积分数)，是空气的主要成份之一，氮气可以充入到包装袋内，可以对食物进行封存，保持食品的新鲜，但是现有的制氮机的进气口容易进入水汽，水分进入分子筛罐内分子筛的微孔结构造成破坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种家用快速制氮机及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种家用快速制氮机，包括：分子筛罐、气泵和气体预处理部分三个部分组成。

其中，分子筛罐，包括分子筛罐本体，所述分子筛罐本体右端焊接有分子筛罐输入端，所述分子筛罐本体左端焊接有氮气输出端，利用分子筛罐内的分子筛对空气成分进行过滤，使氮气通过，吸附氧气、二氧化碳等杂气。

气泵，包括电机部分和泵体，所述电机部分与泵体之间通过螺栓固定连接，所述泵体下方通过螺纹连接有气泵输入管，所述泵体右端通过螺纹连接有气泵输出管，通过电机部分的正转和反转进行输出氮气的动作和对分子筛解吸的操作。

气体预处理部分内嵌入安装有多个半导体制冷片，所述半导体制冷片分为制冷面和散热面，利用水蒸气遇冷液化的性质，使经过制冷面的空气脱去水分，防止水蒸气破坏分子筛结构。

优选的，所述分子筛罐两端焊接有弧面端盖，所述分子筛罐右端的弧面端盖焊接有分子筛罐输入端，所述分子筛罐输入端与气泵输出管螺纹连接，弧面端盖使得分子筛罐两端的强度得到增强，分子筛罐内的容积得到扩大，优化分子筛的过滤效果。

优选的，所述分子筛罐左端的弧面端盖焊接有氮气输出端，所述氮气输出端上通过螺纹连接有单向阀a，所述单向阀a安装方向为下方正压导通，上方正压关闭，单向阀a关闭可使外界的空气无法进入分子筛罐内，防止外界空气损坏分子筛。

优选的，所述气体预处理部分上表面左端焊接有空气滤清器，所述气体预处理部分左侧面下端焊接有排水口，所述气体预处理部分右侧面焊接有单向阀b，所述单向阀b安装方向为左侧正压导通，右侧正压关闭空气滤清器用于过滤空气中的灰尘、油雾等杂质，排水口用于排出冷凝水，防止水在气体预处理部分聚集。

优选的，所述气体预处理部分内部下方嵌入安装有单向阀c，所述单向阀c安装方向为左侧正压导通，右侧正压关闭，电机部分反转时，单向阀c关闭，防止气流在气体预处理部分内逆向流动。

优选的，所述半导体制冷片的制冷面向上安装，所述散热面向下安装，所述气体预处理部分右上角和左下角均设置有气流隘口，使得空气首先变冷，冷凝下来的水珠下落时不会遇到散热面造成冷凝后的水重新蒸发为水蒸气，最大限度的将空气中的水分除去，以免水分破坏分子筛的微孔结构。

优选的，所述电机部分下方通过螺栓固定安装有电机控制器，电机控制器用于控制电机部分正反转，电机部分正转，实现分子筛对空气进行过滤，输出氮气，电机部分反转实现对分子筛解吸，将分子筛吸附的氧气、二氧化碳等杂气解析出来，以便下个循环继续吸附杂气，输出氮气。

一种家用快速制氮机的使用方法，方法如下：

步骤一：启动电机控制器，电机控制器控制电机部分正转；

步骤二：电机部分正转后，空气被抽送入分子筛罐，空气被分子筛罐内的分子筛过滤，氧气、二氧化碳等被吸附，氮气通过单向阀a和氮气输出端输出，为用户所利用；

步骤三：达到电机控制器设定的时间后，电机控制器自动控制电机部分反转，将分子筛罐内吸附的接近饱和的氧气、二氧化碳等杂气吸出，从单向阀b右侧排出；

步骤四：电机部分反转一段时间后，电机控制器自动控制电机部分开始正转，接着依次重复步骤一至步骤四的过程。

本发明的有益效果：

1、输出高纯度氮气，充入食品保存容器或食品袋内可将含有氧气的空气排出，使食物或饮品出于氮气环境中，使食物不会被氧气氧化，食物内的微量元素、抗氧化物质也不会被破坏，食物不会变色、变味，配合冰箱等设备可使食物处于高品质状态下长时间保存，无氧环境也抑制了大部分细菌的繁殖，极大地延缓了事物的腐败。

2、仅使用一个气泵和一个分子筛罐本体即可完成空气分离，结构简单紧凑，利用气泵的正转和反转配合单向阀a、单向阀c和单向阀b的开启和关闭即可完成分子筛的吸附与解吸过程，半导体制冷片中制冷面、散热面的排布以及气流隘口的设计能够最大限度的除去空气中的水分，防止水分进入分子筛罐内的分子筛从而对分子筛的微孔结构造成破坏。

附图说明

图1为本发明的正视结构示意图；

图2为本发明的轴侧结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为图3中a-a处的剖面结构示意图。

图中：1、分子筛罐；101、弧面端盖；102、单向阀a；103、氮气输出端；104、分子筛罐输入端；105、分子筛罐本体；2、气泵；201、气泵输出管；202、气泵输入管；203、电机部分；204、泵体；205、电机控制器；3、气体预处理部分；301、制冷面；302、散热面；303、排水口；304、单向阀c；305、单向阀b；306、气流隘口；307、半导体制冷片；4、空气滤清器。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参阅附图1-4，一种家用快速制氮机，包括：分子筛罐1、气泵2和气体预处理部分3三个部分组成。

其中，分子筛罐1，包括分子筛罐本体105，分子筛罐本体105右端焊接有分子筛罐输入端104，分子筛罐本体105左端焊接有氮气输出端103。

气泵2，包括电机部分203和泵体204，电机部分203与泵体204之间通过螺栓固定连接，泵体204下方通过螺纹连接有气泵输入管202，泵体204右端通过螺纹连接有气泵输出管201。

气体预处理部分3内嵌入安装有多个半导体制冷片307，半导体制冷片307分为制冷面301和散热面302。

在进一步的实施例中，分子筛罐1为圆筒状，内部填充满分子筛，用于过滤不同成分的气体，分子筛使氮气顺畅的通过，但能够将氧气、二氧化碳等其他气体吸附，气泵2用于将空气抽取至分子筛罐1内，形成由气泵2到分子筛罐1的正压，使空气正常通过分子筛罐1，氮气输出端103能够输出氮气，气泵输出管201和气泵输入管202均与泵体204采用螺纹连接，使得制氮机出现故障后方便拆卸维修，更换零部件价格低廉，电机部分203与泵体204之间通过螺栓固定连接，电机部分203正转时，气流走向为从气泵输入管202到泵体204再到气泵输出管201，电机部分203反转时，气流走向为从气泵输出管201到泵体204再到气泵输入管202，在半导体制冷片307中，一块n型半导体材料和一块p型半导体材料联结成电偶对，半导体制冷片307接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由n型元件流向p型元件的接头吸收热量，成为制冷面301，电流由p型元件流向n型元件的接头释放热量，成为散热面302，利用常温下水蒸气降温到一定程度后会冷凝的性质，对半导体制冷片307通电后，制冷面301变冷，使经过制冷面301的空气变冷，空气中的水蒸气冷凝变为液态水流出，变冷且脱去水蒸气的空气继续流动经过散热面302，吸收部分热量，变为正常温度且干燥的空气。

需要说明的是，本发明中电机部分203的正反转由电机控制器205自动控制。

具体的，请参阅图1、图2和图4，分子筛罐1两端焊接有弧面端盖101，分子筛罐1右端的弧面端盖101焊接有分子筛罐输入端104，分子筛罐输入端104与气泵输出管201螺纹连接。

在进一步的实施例中，弧面端盖101使得分子筛罐1两端的强度得到增强，分子筛罐1内的容积得到扩大，优化分子筛的过滤效果，当电机部分203正转时，空气从气泵输出管201经过分子筛罐输入端104到达分子筛罐1内，当电机部分203反转时，气体从分子筛罐1内经过分子筛罐输入端104流入气泵输出管201。

具体的，请参阅图1、图2和图4，分子筛罐1左端的弧面端盖101焊接有氮气输出端103，氮气输出端103上通过螺纹连接有单向阀a102，单向阀a102安装方向为下方正压导通，上方正压关闭。

在进一步的实施例中，单向阀a102可在电机部分203反转时关闭，电机部分203反转时，气体从分子筛罐1内经过分子筛罐输入端104流入气泵输出管201，分子筛罐1内为负压状态，单向阀a102关闭可使外界的空气无法进入分子筛罐1内，防止外界空气损坏分子筛。

具体的，请参阅图1、图2和图4，气体预处理部分3上表面左端焊接有空气滤清器4，气体预处理部分3左侧面下端焊接有排水口303，气体预处理部分3右侧面焊接有单向阀b305，单向阀b305安装方向为左侧正压导通，右侧正压关闭。

在进一步的实施例中，空气滤清器4用于过滤空气中的灰尘、油雾等杂质，空气滤清器4内含可更换的滤芯，过滤干净的空气通入气体预处理部分3内，排水口303用于排出冷凝水，防止水在气体预处理部分3聚集，电机部分203正转时，气体预处理部分3内为负压，此时单向阀b305关闭，当电机部分203反转时气体预处理部分3内为正压，此时单向阀b305打开。

具体的，请参阅图4，气体预处理部分3内部下方嵌入安装有单向阀c304，单向阀c304安装方向为左侧正压导通，右侧正压关闭。

在进一步的实施例中，电机部分203正转时，单向阀c304打开，空气从气体预处理部分3内通过单向阀c304流入气泵输入管202，电机部分203反转时，单向阀c304关闭，气体从气泵输入管202经过单向阀b305排出。

具体的，请参阅图4，半导体制冷片307的制冷面301向上安装，散热面302向下安装，气体预处理部分3右上角和左下角均设置有气流隘口306。

在进一步的实施例中，半导体制冷片307的制冷面301向上安装，散热面302向下安装，使得空气首先变冷，冷凝下来的水珠下落时不会遇到散热面302造成冷凝后的水重新蒸发为水蒸气，气流隘口306使得空气首先通过制冷面301，然后流经两层半导体制冷片307的夹缝，最后通过散热面302，最大限度脱去水分。

具体的，请参阅图4，电机部分203下方通过螺栓固定安装有电机控制器205。

在进一步的实施例中，电机控制器205用于控制电机部分203正反转，电机部分203正转，实现分子筛对空气进行过滤，输出氮气，电机部分203反转实现对分子筛解吸，将分子筛吸附的氧气、二氧化碳等杂气解析出来，以便下个循环继续吸附杂气，输出氮气。

一种家用快速制氮机的使用方法，方法如下：

步骤一：用户开启电机控制器205，电机部分203开始正转，单向阀a102、单向阀c304打开，单向阀b305关闭，空气进入空气滤清器4，空气中的灰尘、油雾等杂质被过滤下来；

步骤二：被过滤后的空气进入气体预处理部分3后，首先接触半导体制冷片307的制冷面301，空气中的水蒸气遇冷冷凝为液态水并聚集在制冷面301表面，之后流到气体预处理部分3的底部，最后从排水口303排出，与此同时，空气接触第一层半导体制冷片307的制冷面301后经过气体预处理部分3上半部分的气流隘口306来到两层半导体制冷片307的夹层中，此时空气上半部分接触散热面302，下半部分接触制冷面301，空气被进一步除湿，之后经过气体预处理部分3下半部分的气流隘口306，接触到第二层半导体制冷片307的散热面302后，被除湿的空气变回常温，接着干燥的空气经过单向阀c304进入气泵输入管202；

步骤三：进入气泵输入管202的干燥空气被泵体204带向气泵输出管201，经过分子筛罐输入端104进入分子筛罐本体105内，经过分子筛罐本体105内分子筛的过滤吸附作用，氧气、二氧化碳等气体被吸附，氮气通过分子筛，经过单向阀a102并从氮气输出端103输出，供用户使用；

步骤四：当电机部分203正转到达电机控制器205设定好的时长后，电机控制器205开始控制电机部分203反转，此时，单向阀a102、单向阀c304自动关闭，单向阀b305自动打开，气泵2将分子筛罐本体105内吸附的接近饱和的杂气吸出，这个过程被称为解吸，气泵2使分子筛罐本体105内形成负压状态，使被分子筛罐本体105内的分子筛吸附的杂气脱离分子筛，被抽出的杂气经过单向阀b305排出，当电机部分203反转到达电机控制器205设定好的时长后，电机控制器205控制电机部分203重新开始正转，然后依次重复步骤一至步骤四的内容。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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