一种用于便携式制氧机的集成截止阀的分子筛床排气端盖的制作方法

[0001]
本实用新型属于制氧设备技术领域，涉及一种分子筛床排气端盖，特别是涉及一种用于便携式制氧机的集成截止阀分子筛床排气端盖。


背景技术：

[0002]
便携式制氧机是一种利用分子筛分离并浓缩空气中的氧气的一类机器，它的原理是利用分子筛对空气中氮气和氧气的选择性吸附能力，首先微型无油压缩机将空气压缩后输入到分子筛床中，利用分子筛对不同气体成分的吸附能力的差异，把空气中的绝大部分氮气吸附，让绝大部分氧气流经分子筛床而不被吸附，以此实现空气中氮气和氧气的分离，最终得到高浓度的氧气，这种类型的制氧机产氧迅速，氧浓度高，适用于各种人群氧疗与氧保健。而便携式制氧机是便于携带或是能够在交通工具上使用的制氧机，制氧效果和原理与台式制氧机相同。
[0003]
现有技术中，排气管接头与下游储气罐之间用软管连接，并用扎带紧固。当这部分管路连接出现泄露或储气罐本身出现泄露时，在制氧机停机后，由于分子筛冷却过程中产生的抽真空效应(真空压力约为-7psig)，外界的水蒸气会被吸入到分子筛床内部并被分子筛床吸附。如果在制氧机停机期间，环境温度下降到露点温度，分子筛床内部的水蒸气冷凝并与部分分子筛结合，则这部分分子筛床将无法在制氧机工作条件中重新解吸附，这将直接导致制氧机的产氧流量和浓度下降，因为参与分离空气的分子筛数量减少了，也即分子筛床的气体分离能力下降了。同时，现有结构中的分子筛床排气端盖在排气端驱动轴上安装有一个氟橡胶制成的唇形密封，而且唇形面向排气端盖的氧气通道。当制氧机正常运行时，由于排气端盖内维持正压，因此两片唇形可以被氧气分别压在驱动轴外表面和排气端盖的内孔表面，以此形成密封，防止氧气泄露。但是，当制氧机停机，分子筛冷却产生抽真空效应时，排气端盖内部将形成负压条件，两片唇形受此负压的影响会向内侧收缩，而从驱动轴外表面和排气端盖的内孔表面脱离，从而导致水蒸气直接进入排气端盖，最终导致分子筛床的气体分离能力下降。
[0004]
因此，为了解决水蒸气进入到排气端盖而导致分子筛床的气体分离能力下降的技术问题，本实用新型提出了一种用于便携式制氧机的集成截止阀的分子筛床排气端盖。


技术实现要素：

[0005]
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于便携式制氧机的集成截止阀的分子筛床排气端盖，用于解决现有技术中水蒸气易进入到排气端盖而导致分子筛床的气体分离能力下降的问题。
[0006]
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于便携式制氧机的集成截止阀的分子筛床排气端盖，包括排气端盖本体，所述排气端盖本体上开设有沉孔，所述沉孔内设有排气管接头，所述排气管接头的下方设有预紧弹簧，所述排气管接头与预紧弹簧之间设有截止阀膜片，所述预紧弹簧的下端与沉孔底部连接。
[0007]
优选的，所述排气管接头通过螺钉紧固在排气端盖本体上。
[0008]
优选的，所述截止阀膜片的直径的大于排气管接头的直径。
[0009]
优选的，所述排气管接头上套设有o形圈，o形圈设置于排气管接头与排气端盖本体的连接处。
[0010]
优选的，所述排气端盖本体上粘接有堵头，堵头设置于排气管接头下端侧壁所在侧，所述排气端盖本体上固定有旋转阀密封盖，所述排气端盖本体中部设置有驱动轴，驱动轴位于旋转阀密封盖内，所述驱动轴上端连接有排气旋转阀，所述排气旋转阀下方设有配流盘，所述排气旋转阀与配流盘旋转密封，排气旋转阀上的孔和凹槽与配流盘上的产品氧气通道周期性导通，所述产品氧气通道与排气管接头连通。
[0011]
优选的，所述排气端盖本体内设有密封排气旋转阀的o形密封圈。
[0012]
优选的，所述驱动轴上套设有上部唇形密封和下部唇形密封，所述下部唇形密封下方设有驱动轴轴套，所述驱动轴轴套套设于驱动轴上。
[0013]
优选的，所述上部唇形密封的唇形面向排气端盖本体的氧气通道，所述下部唇形密封的唇形背向排气端盖本体的氧气通道。
[0014]
优选的，所述预紧弹簧为高精度不锈钢柱形弹簧。
[0015]
优选的，所述截止阀膜片上设有氟橡胶密封层。
[0016]
如上所述，本实用新型的一种用于便携式制氧机的集成截止阀的分子筛床排气端盖，具有以下有益效果：
[0017]
1、本实用新型中，排气管接头、截止阀膜片及预紧弹簧的配合安装可以确保在制氧机停机后，排气阀端盖的密封效果好，从而有效的保护分子筛，保证分子筛床的气体分离能力，进而保证制氧机的制氧效果。
[0018]
2、本实用新型中，上部唇型密封的设置可以保证制氧机运行时的密封；下部唇型密封的唇形背向排气端盖的氧气通道，确保了在制氧机停机且分子筛产生负压时，即使上部唇型密封失去密封的作用，下部唇形密封的唇形会在负压作用下，分别贴紧在驱动轴外表面和排气端盖的内孔表面，从而防止制氧机停机时水蒸气进入分子筛床影响分子筛床的气体分离能力，进一步达到保证分子筛床的气体分离能力，进而保证制氧机的制氧效果。
附图说明
[0019]
图1显示为分子筛床的剖视图。
[0020]
图2显示为a处的放大示意图。
[0021]
图3显示为b处的放大示意图。
[0022]
图4显示为c处的放大示意图。
[0023]
元件标号说明
[0024]
1-排气管接头，2-排气端盖本体，3-堵头，4-驱动轴轴套，5-驱动轴，6-上部唇形密封，7-分子筛床，8-o形密封圈，9-配流盘，10-排气旋转阀，11-旋转阀密封盖，12-螺钉，13-o形圈，14-截止阀膜片，15-预紧弹簧，16-沉孔，17-下部唇形密封。
具体实施方式
[0025]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明
书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0026]
请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0027]
请参阅图1-2，本发明提供一种用于便携式制氧机的集成截止阀的分子筛床排气端盖，包括排气端盖本体2，所述排气端盖本体2上开设有沉孔16，所述沉孔16内设有排气管接头1，所述排气管接头1的下方设有预紧弹簧15，所述排气管接头1与预紧弹簧15之间设有截止阀膜片14，所述预紧弹簧15的下端与沉孔16底部连接。所述截止阀膜片14上设有氟橡胶密封层。
[0028]
本实施例使用时，在制氧机运行时，具备一定压力的产品氧气将截止阀膜片14向下压使预紧弹簧15压缩，直到截止阀膜片14上的氟橡胶密封层与排气管接头1脱离，从而打开产品氧气的输出通道，产品氧气能够从截止阀膜片14与排气管接头1之间的缝隙进入到排气管接头1之中，从而通过排气管接头1进入储气罐中。当制氧机停止运行时，预紧弹簧15恢复原状，预紧弹簧15在恢复原状的过程中产生的弹力带动截止阀膜片14向上运动，直到截止阀膜片14的氟橡胶密封层被压紧在排气管接头1的管口处，从而堵塞排气管接头1，形成有效密封，避免在制氧机停机后外界的水蒸气被吸入到分子筛床7内部并被分子筛吸附，从而保证分子筛床7的气体分离能力，进而保证制氧机的产氧流量和浓度。
[0029]
本实施例中，预紧弹簧15采用高精度不锈钢柱形弹簧，弹簧刚度小，打开产品氧气通道的所需的压力小。而在制氧机停机时，由于排气管接头1的内径小，反向打开截止阀需要的气压大，从而确保了分子筛冷却过程中产生的负压不会打开截止阀。
[0030]
具体的，所述截止阀膜片14的直径的大于排气管接头1的直径，截止阀膜片14的面积为0.176平方英寸，管接头内径为0.093英寸，预紧弹簧15的刚度为1.333lbf/in。理论计算截止阀需要的开启压力为1.64psig，而基于30个样品的实测平均开启压力为1.42psig，试验数据如表1所示。产品氧气的压力约为9psig,因此设计的截止阀膜片14不会影响制氧机的运行。
[0031]
表1
[0032][0033][0034]
当制氧机停机时，反向冲开截止阀膜片14的气压需要达到38.9psig才能推开截止阀。而实际上即使排气端盖下游存在泄露，气压也仅仅是大气压力约14psig，因此本专利中的设计可以确保在制氧机停机后，排气端盖的密封效果良好，从而很好地保护分子筛。
[0035]
本实施例中，截止阀膜片14不限于采用氟橡胶密封层，氟橡胶以外的其他耐氧材料也可。
[0036]
本实施例中，预紧弹簧15不限于高精度不锈钢柱形弹簧，采用柱形弹簧以外的其他形式，如锥形弹簧也可。
[0037]
本实施例中，所述排气管接头1通过螺钉12紧固在排气端盖本体2上，排气管接头1与排气端盖本体2之间的连接方式不限于螺钉12连接，其他能够实现排气管接头1与排气端盖本体2之间连接的连接方式均可，如铆钉连接、螺栓连接等。
[0038]
作为上述实施例的进一步描述，所述排气管接头1上套设有o形圈13，o形圈13设置于排气管接头1与排气端盖本体2的连接处。
[0039]
本实施例使用时，o形圈13的设置可以保证截止阀的密封性，防止截止阀外部泄漏。
[0040]
作为上述实施例的进一步描述，所述排气端盖本体2上粘接有堵头3，堵头3设置于排气管接头1下端侧壁所在侧，所述排气端盖本体2上固定有旋转阀密封盖11，所述排气端盖本体2中部设置有驱动轴5，驱动轴5位于旋转阀密封盖11内，所述驱动轴5上端连接有排气旋转阀10，所述排气旋转阀10下方设有配流盘9，所述排气旋转阀10与配流盘9旋转密封，排气旋转阀10上的孔和凹槽与配流盘9上的产品氧气通道周期性导通，所述产品氧气通道与排气管接头1连通。所述排气端盖本体2内设有密封排气旋转阀10的o形密封圈8。
[0041]
本实施例使用时，在排气端盖本体2上用环氧树脂胶粘堵头3。驱动轴5在步进电机的驱动下，按照特定的速度带动排气旋转阀10旋转，并与配流盘9上的排气孔周期性导通，从而将经过分子筛床7分离并浓缩的产品氧气通过排气管接头1持续输出到下游的储气罐。o形密封圈8用来密封排气旋转阀10，防止产品氧气泄露到环境中。分子筛床7中填充有分子筛，用于空气分离制氧。在本实施例中，共有同样结构的5个分子筛床7循环制氧。堵头3、旋转阀密封盖11、驱动轴5、排气旋转阀10、配流盘9、分子筛床7及产品氧气通道等的结构及其之间的连接关系、位置关系属于现有技术，本领域技术人员根据现有技术及自身知识可知，本实施例中不再赘述。
[0042]
本实施例中，配流盘9是用碳化硅烧结而成，在排气旋转阀10旋转过程中，其上的小孔周期性与产品氧气通道导通，从而输出分子筛床7产生的高浓度氧气。排气旋转阀10用自润滑工程塑料注塑并研磨而成，与配流盘9旋转密封，并通过其上的孔及凹槽周期性导通配流盘9产品氧气通道。旋转阀密封盖11用螺钉12固定在排气端盖上，密封整个排气旋转阀10。
[0043]
作为上述实施例的进一步描述，所述驱动轴5上套设有上部唇形密封6和下部唇形密封17，所述下部唇形密封17下方设有驱动轴轴套4，所述驱动轴轴套4套设于驱动轴5上。所述上部唇形密封6的唇形面向排气端盖本体2的氧气通道，所述下部唇形密封17的唇形背向排气端盖本体2的氧气通道。
[0044]
本实施例使用时，加长排气端盖上用于安装驱动轴轴套4和唇形密封的管段，在此管段上安装上部唇形密封6和下部唇形密封17两个唇形密封。上部唇形密封6的唇形仍然面向排气端盖的氧气通道，保证了制氧机运行时的密封；下部唇形密封17的唇形背向排气端盖的氧气通道。这样确保了在制氧机停机且分子筛产生负压时，即使上部唇形密封6失去密封的作用，下部唇形密封17的唇形会在负压作用下，分别贴紧在驱动轴5外表面和排气端盖的内孔表面，从而防止制氧机停机时水蒸气进入分子筛床7影响分子筛床7的气体分离能力，进一步达到保证分子筛床7的气体分离能力，进而保证制氧机的制氧效果。
[0045]
综上所述，本发明排气管接头、截止阀膜片及预紧弹簧的配合安装及上部唇形密封和下部唇形密封的设置可以确保在制氧机停机后，排气阀端盖的密封效果好，从而有效的保护分子筛，保证分子筛床的气体分离能力，进而保证制氧机的制氧效果。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0046]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完
成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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