CN109854946A - 一种常温下自动加压充填氧气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于气体贩卖机领域，具体公开了一种常温下自动加压充填氧气的方法，包括以下步骤：S1.制取氧气，采用常温制氧的方式制取氧气；S2.采用气动增压器对氧气进行压缩，制造压缩气体，并用空气过滤器对压缩气体中会引起气动式增压器压缩过程中升温的物质进行过滤，过滤精度小于5μm；利用过滤后的压缩气体驱动气动式增压器来压缩步骤S1中的氧气；S3.充填氧气，将步骤S2中压缩后的氧气充填进便携瓶中。本方法解决了现有常温制取的氧气不能支持游客的长时间使用的问题。
Description
技术领域
本发明属于气体贩卖机领域，具体涉及一种常温下自动加压充填氧气的方法。
背景技术
现代人由于处于高海拔的环境、PM2.5粉尘、空气污染等，都是可能导致氧气不足的原 因，进而导致各种疾病的发生。为了改善缺氧的不适及避免呼吸到脏空气，相对地需要氧气 的需求逐渐攀升。特别是在高原地区，登山者需要携带氧气瓶，但氧气贩卖处多在山脚处。 而登山者在登山时氧气消耗完，但无法获得氧气，只能终止登山活动。另外，氧气售卖点集 中，并且人工售卖，效率较低，旅游旺季时，在售卖点购买氧气瓶通常会排很长的队，影响 游客的旅游体验。
现有的氧气瓶多由工业制氧后压缩灌装，再贩卖给游客。工业上大规模生产氧气广泛采 用液态空气分馏法。首先使空气通过空气过滤器除去尘埃等固体杂质，进入压缩机压缩，再 经过分子筛净化器除去水蒸气和二氧化碳等杂质气体。在这里分子筛可使氮气、氧气等较小 分子通过，起到筛选分子的作用。然后进行冷却、降压，当温度降至-170℃左右时，空气开 始部分液化进入精馏塔，根据空气中各气体的不同沸点进行分馏。液态氧的沸点比液态氮的 沸点高，两者相比液氮更易气化。经多步分馏可以得到99％以上的纯氧，同时得到氮气和提 取稀有气体的原料。而从空气中分离出的氧气，一般是加压贮存在天蓝色的钢瓶中，以供工 业、医疗或其它方面使用。
又如公开号为CN106567991A的专利文件公开的一种便携式氧气罐充装自动生产线，该 专利文件公开了一种非常复杂的制造压缩氧气的工艺，该工艺参数需要多种设备配合达到， 要求较高难以在人多的场合应用，并且占地面积大。
另外，公开号为CN108619625A的专利文件公开了一种可自助消费的高原公众吸氧亭， 其包括带有门的亭体，所述亭体内通过中间隔墙划分为设备间和吸氧间；所述设备间内设置 制氧模块、配电箱，所述中间隔墙设置有控制面板，所述控制面板分别与制氧模块、配电箱 连接。在其公开的内容中可以看出该吸氧亭制取的氧气为常压，并且只能在吸氧亭内吸取， 不符合游客登山过程中对氧气的需求。而压缩氧气过程由容易引起燃爆，所以通常在工厂中 采用加压的同时将氧气冷却到-170℃左右制取液态氧的方式来制造压缩状态的氧，并将液态 氧装入便携瓶内。因此现有的贩卖设备中的制取的氧气为常压，不能支持游客的长时间使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种常温下自动加压充填氧气的方法，以解决现有氧气贩卖设备 常温下制取的氧气不能支持游客的长时间使用的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种常温下自动加压充填氧气的方法，包括 以下步骤：
S1.制取氧气
采用常温制氧的方式制取氧气；
S2.采用气动增压器对氧气进行压缩
制造压缩气体，并用空气过滤器对压缩气体中会引起气动式增压器压缩过程中升温的物 质进行过滤，过滤精度为小于5μm；利用过滤后的压缩气体驱动气动式增压器来压缩步骤 S1中的氧气；
S3.充填氧气
将步骤S2中压缩后的氧气充填进便携瓶中。
优化方案一：步骤S2中过滤精度为0.01μm-5μm。
优化方案二：骤骤S2中过滤精度为0.5μm-5μm。
优化方案三：步骤S2中过滤精度为0.01μm、0.5μm或5μm。
优化方案四：步骤S1中的常温制氧方式为分子筛式制氧法，富氧膜式制氧法或电解式 制氧法。
优化方案五：在步骤S1中添加步骤：对制得的氧气进行杀菌。
本基础方案的有益效果在于：1.本方法采用气动增压器进行氧气的压缩，相对于使用其 他压缩设备，噪音小，占用的空间小，适用于现场贩卖压缩氧气的商业用途。
2.本方法对驱动气动增压器的压缩空气进行一定精度的过滤，对压缩空气中压缩气体中 会引起气动式增压器压缩过程中升温的物质进行过滤，使压缩过程温度的升高得到控制，使 常温下氧气的压缩能够安全地进行。
3.对制取后的氧气进行杀菌，避免用户吸入后引起不适。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
实施例1：本方案中的一种常温下自动加压充填氧气的方法，包括以下步骤：
S1.制取氧气。
常温下制取氧气。
S2.压缩氧气。
将骤S1中制取的氧气通入气动增压器的待压缩气体进入端。通过空压机制造压缩空气， 并将压缩空气通入驱动气动增压器的驱动端，以驱动气动增压器来压缩步骤S1中制取的氧 气，在压缩空气与气动增压器之间设置过滤环节。过滤环节具体为将压缩空气通入过滤装置。 过滤装置包括空气过滤器，其过滤精度为0.01μm。
S3.填充氧气。
将步骤S2中制得的压缩氧气通入气体自动填充机中。从而利用气体自动填充机将制备 好的压缩氧气充入便携瓶中。
发明人在实际研发的过程中发现气动式空气增压器，压缩氧气时压缩器本身会产生持续 发热的现象，氧气本身不会燃烧，但是气动增压过程，气动增压器中的密封件是会磨损的， 当气动增压器中的密封件损坏时，泄漏的氧气进入外界环境，同时遇到高温，就会引燃附近 的可燃物，甚至引起***。因此需要控制压缩过程中的温度升高。
发明人无意发现通过控制气动增压器压力气体进入端的空气过滤器的精度能控制气动 增压器的温度升高的趋势，故认为过滤掉空气中的杂质能起到控制气动增压器的温度升高效 果。
实施例2：在实施例1的基础上，步骤S1中，常温下采用往复式空气压缩机(MLZ-100V) 将空气压缩并通入变压式吸附制氧机进行制氧(分子筛式)。
实施例3：本实施例区别于实施例2的部分为：步骤S2中空气过滤器的过滤精度为0.5 μm。
实施例4：本实施例区别于实施例2的部分为：步骤S2中空气过滤器的过滤精度为5μm。
实施例5：本实施例区别于实施例2的部分为：步骤S2中不安装空气过滤器。
实施例6：本实施例区别于实施例1的部分为：步骤S1中制取氧气的过程为：
常温下采用电解方式电解水，将氧气收集。
实施例7：本实施例区别于实施例1的部分为：步骤S1中制取氧气的过程为：
常温下采用高分子富氧膜制氧，将氧气收集。
对实施例2-5中的技术方案收集数据，具体为：待制取压缩氧气的气流稳定时，检测气 动增压器的温度，作为初始温度，同时记录环境温度；工作10min时检测气动增压器的温度； 工作30min时检测气动增压器的温度；工作60min时检测气动增压器的温度；工作90min时 检测气动增压器的温度；工作120min时检测气动增压器的温度。按不安装空气过滤器，安 装的空气过滤器精度为0.01μm，安装的空气过滤器精度为0.5μm，安装的空气过滤器精度 为5μm的4种情况，分别做4组实验。每组实验做10次，取平均值，实验得到的具体数据 如下表所示：
由上表看出，不安装空气过滤器时，制取压缩氧气的过程中气动增压器2的温度持续上 升并且上升速度较快，容易引气燃爆。
当空气过滤器的过滤精度由0.01μm到5μm的时，各过滤精度下气动增压器2的温度随时间变化不大，上升量很小，60min以后温度趋于平稳且维持在较低范围内。从上述数据可以看出随着过滤精度的提高，气动增压器2的温度得到明显控制，即过滤精度小于5μm时，气动增压器2的温度能得到明显控制。
综上可知，当提高空气过滤器的精度能够控制气动增压器2的温度上升。当过滤精度在 0.01μm到5μm时，气动增压器2能保持较低的温度，并且非常稳定，能够用于常温下连续 充填。另外过滤精度在0.5μm到5μm时，空气过滤器的使用成本较低。
据康巴卫视统计2017年，进入西藏旅游人数高达2560多万人次，西藏属于高原地区， 高原氧气稀薄，为了生命和健康安全，人们会选择携带氧气瓶。鉴于本方法中的可现场制氧 的方法，相对于现有技术的在工厂压缩后长时间存放再到消费者手中，本方法制造的压缩氧 气必将给予消费者“新鲜”氧气的全新体验，从而获得压缩氧气瓶的市场较高的占有率，进 而带来巨大的经济效益，推动当地经济发展。
同时本方法极大地降低氧气压缩过程中的燃爆几率，在压缩时也保证了使用者的安全。 另外，使用本方法能长时间的提供压缩氧气，在旅游高峰期能够很好的应对大量游客的需求， 避免氧气供应问题影响游客旅游体验。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离 本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一 点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求 而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括 在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一 个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明 书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解 的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种常温下自动加压充填氧气的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.制取氧气
采用常温制氧的方式制取氧气；
S2.采用气动增压器对氧气进行压缩
制造压缩气体，并用空气过滤器对压缩气体中会引起气动式增压器压缩过程中升温的物质进行过滤，过滤精度小于5μm；利用过滤后的压缩气体驱动气动式增压器来压缩步骤S1中的氧气；
S3.充填氧气
将步骤S2中压缩后的氧气充填进便携瓶中。
2.根据权利要求1所述的一种常温下自动加压充填氧气的方法，其特征在于：步骤S2中过滤精度为0.01μm-5μm。
3.根据权利要求1所述的一种常温下自动加压充填氧气的方法，其特征在于：步骤S2中过滤精度为0.5μm-5μm。
4.根据权利要求1所述的一种常温下自动加压充填氧气的方法，其特征在于：步骤S2中过滤精度为0.01μm、0.5μm或5μm。
5.根据权利要求1所述的一种常温下自动加压充填氧气的方法，其特征在于：步骤S1中的常温制氧方式为分子筛式制氧法，富氧膜式制氧法或电解式制氧法。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种常温下自动加压充填氧气的方法，其特征在于：在步骤S1中添加步骤：对制得的氧气进行杀菌。
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