一种基于引射技术的富氧空气生成系统及方法与流程

1.本发明属于气体混合系统技术领域，涉及一种用于制造富氧空气的气体混合系统，尤其涉及一种基于引射技术的富氧空气生成系统及方法。


背景技术：

2.空气中的氧气浓度为21％，但在某些实验和生产领域，需要浓度高于21％的富氧空气。通常的做法是将纯氧和压缩空气在压力容器中进行掺混，得到相应浓度的富氧空气。但这种方式富氧空气的总量会受制于压力容器容积的限制，无法满足大用气量的需求。
3.引射器是当前比较常用的无动力气体混流技术。现有技术中，要根据不同的工况，对系统中的引射器进行单独设计和替换。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明公开了一种基于引射技术的富氧空气生成系统及方法，利用引射器的特性，通过对高压储气罐内的纯氧和空气进行引射掺混，以达到生成特定压力和浓度的富氧空气，作为富氧空气气源提供给用气单元使用的目的。
5.本说明书实施例提供以下技术方案：一种基于引射技术的富氧空气生成系统，包括：高压储气罐，用于储存纯氧气体；主引射器，设置有第一氧气入口、第一空气入口和第一混合气出口，第一氧气入口与高压储气罐连通，第一混合气出口与用气单元连通；第一空气供气组件，与第一空气入口连通。
6.进一步地，第一空气供气组件包括第一空气滤清器，与第一空气入口连通并能够对进气进行过滤。
7.进一步地，第一空气供气组件还包括第一空气流量调节阀，设置在第一空气滤清器与第一空气入口之间的第一空气连接管路上，第一空气流量调节阀用于调节第一空气连接管路的开度。
8.进一步地，高压储气罐与第一氧气入口之间的氧气连接管路上设置有氧气流量调节阀，氧气流量调节阀用于调节氧气连接管路的开度。
9.进一步地，第一混合气出口与用气单元之间的混合气连接管路上设置有第一压缩机。
10.进一步地，基于引射技术的富氧空气生成系统还包括：二级引射器，设置有第二氧气入口、第二空气入口和第二混合气出口，第二氧气入口与第一混合气出口连通，第二混合气出口与用气单元连通；第二空气供气组件，与第二空气入口连通。
11.进一步地，第二空气供气组件包括第二空气滤清器，与第二空气入口连通并能够对进气进行过滤。
12.进一步地，第二空气供气组件还包括第二空气流量调节阀，设置在第二空气滤清器与第二空气入口之间的第二空气连接管路上，第二空气流量调节阀用于调节第二空气连接管路的开度。
13.本发明还提供一种基于引射技术的富氧空气生成方法，采用上述的基于引射技术的富氧空气生成系统实施，该方法包括以下步骤：将纯氧注入至高压储气罐中作为高压引射气体；通过引射器组件将高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气；将富氧空气供给用气单元。
14.进一步地，通过引射器组件将高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气，包括：通过主引射器将高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气；或者通过主引射器和二级引射器将高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气。
15.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
16.利用高压储气罐中的压力，对空气进行引射掺混，形成富氧空气，供给后方的用气单元使用，大大拓展了气罐的可用容积，拓宽富氧空气的生成途径。
17.本发明的富氧空气制造系统及方法具有低能耗、低成本的特点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1是本发明实施例的一级引射方案的示意图；
20.图2是本发明实施例的二级引射方案的示意图。
21.图中附图标记：1、高压储气罐；2、氧气流量调节阀；3、主引射器；4、第一压缩机；5、用气单元；6、第一空气流量调节阀；7、第一空气滤清器；8、二级引射器；9、第二空气滤清器；10、第二空气流量调节阀。
具体实施方式
22.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
24.图示为一种基于引射技术的富氧空气生成系统及方法。
25.如图1所示，为本发明实施例的一级引射方案的示意图。基于引射技术的富氧空气生成系统包括：高压储气罐1、主引射器3、用气单元5和第一空气供气组件。高压储气罐1用于储存纯氧气体；主引射器3是实现纯氧对空气进行初级掺混对引射装置，设置有第一氧气入口、第一空气入口和第一混合气出口，第一氧气入口与高压储气罐1连通，第一混合气出口与用气单元5连通；第一空气供气组件与第一空气入口连通。
26.本发明实施例中的高压储气罐1只需存储纯氧气体，借助空气中的氧气，可以得到更多的富氧空气，一方面使得高压储气罐1的容积得以扩展，另一方面也减少了压缩空气的使用，降低了整体的用气成本。
27.进一步地，第一空气供气组件包括第一空气滤清器7，与第一空气入口连通并能够对进气进行过滤。
28.进一步地，第一空气供气组件还包括第一空气流量调节阀6，设置在第一空气滤清
器7与第一空气入口之间的第一空气连接管路上，第一空气流量调节阀6用于调节第一空气连接管路的开度。通过将高压纯氧气和空气在主引射器3中进行掺混，形成氧气含量高于空气的富氧空气。并且根据对富氧空气中氧气含量的需求，确定主引射器3的引射系数和设计方案。
29.进一步地，高压储气罐1与第一氧气入口之间的氧气连接管路上设置有氧气流量调节阀2，氧气流量调节阀2用于调节氧气连接管路的开度。
30.将纯氧注入到高压储气罐1中，氧气经过氧气流量调节阀2进入主引射器作为引射气体。外部空气经过第一空气滤清器7和第一空气流量调节阀6，作为被引射气体进入主引射器3。
31.可选择地，第一混合气出口与用气单元5之间的混合气连接管路上设置有第一压缩机4。富氧空气经过第一压缩机增压，供给用气单元使用。通过第一压缩机4，可以对主引射器3喷出的一级引射气体进行压缩和中间加压，调节引射后的气体压力。
32.需要说明的是，第一压缩机4为可选选项，实际应用中根据用气单元5对上游气体压力要求确定是否选用和选用方案。
33.图2为本发明实施例的二级引射方案的示意图。如果一级引射方案无法满足用气单元的含氧量要求，则可以采用二级引射方案气体掺混方案。如图2所示，基于引射技术的富氧空气生成系统还包括：二级引射器8和第二空气供气组件。二级引射器8设置有第二氧气入口、第二空气入口和第二混合气出口，第二氧气入口与第一混合气出口连通，第二混合气出口与用气单元5连通；第二空气供气组件与第二空气入口连通。二级引射器8用于对浓度进行调整，引射更多空气进入系统。
34.本发明实施例中第二氧气入口实际与上游设置的第一压缩机4的出口连接，当未设置第一压缩机4时，可以直接与第一混合气出口连接。
35.另一种未图示的实施例为，在第二混合气出口和用气单元5的混合气连接管路上设置第二压缩机，通过第二压缩机，可以调节二级引射器8喷出的二级引射气体的压力。
36.进一步地，第二空气供气组件包括第二空气滤清器9，与第二空气入口连通并能够对进气进行过滤。
37.进一步地，第二空气供气组件还包括第二空气流量调节阀10，设置在第二空气滤清器9与第二空气入口之间的第二空气连接管路上，第二空气流量调节阀10用于调节第二空气连接管路的开度。
38.本发明实施例还提供了一种基于引射技术的富氧空气生成方法采用上述的基于引射技术的富氧空气生成系统实施，该方法包括以下步骤：将纯氧注入至高压储气罐1中作为高压引射气体；通过引射器组件将高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气；将富氧空气供给用气单元5。
39.本发明实施例利用高压储气罐1中的压力，对空气进行引射掺混，形成富氧空气，供给后方的用气单元5使用，大大拓展了高压储气罐1的可用容积。
40.进一步地，上述引射器组件可以为单独设置的主引射器3，也可以为对应设置的主引射器3和二级引射器8。其中通过引射器组件将高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气，包括：通过主引射器3将高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气，或者通过主引射器3和二级引射器8将高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成
富氧空气。
41.本发明实施例中通过不同需要可以设置不同数量的引射器，从而控制富氧空气中的氧气含量，进而满足不同的工况需求。如果一级引射方案无法满足用气单元5的含氧量要求，则可以采用二级引射气体掺混方案。
42.进一步地，外部空气经过空气滤清器过滤和空气流量调节阀进行调节后，作为被引射气体进入引射器组件中。
43.需要说明的是，本发明实施例还可以增设压缩机进行增压，具体包括以下步骤：通过第一压缩机4对主引射器3导出的富氧空气进行增压，并将增压后的气体供给用气单元5使用。
44.当然，对应二级引射方案时，还可以在二级引射器8下游位置设置第二压缩机，本发明实施例中的方法还应包括以下步骤，通过第二压缩机对二级引射器8导出的富氧空气进行增压，并将增压后的气体供给用气单元5使用。
45.当对应多级引射方案是，上述压缩机的具体数量和设置位置也可以根据需要进行调整，从而满足对应的需求。
46.以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

技术特征：
1.一种基于引射技术的富氧空气生成系统，其特征在于，包括：高压储气罐(1)，用于储存纯氧气体；主引射器(3)，设置有第一氧气入口、第一空气入口和第一混合气出口，所述第一氧气入口与高压储气罐(1)连通，所述第一混合气出口与用气单元(5)连通；第一空气供气组件，与所述第一空气入口连通。2.根据权利要求1所述的基于引射技术的富氧空气生成系统，其特征在于，所述第一空气供气组件包括第一空气滤清器(7)，与所述第一空气入口连通并能够对进气进行过滤。3.根据权利要求2所述的基于引射技术的富氧空气生成系统，其特征在于，所述第一空气供气组件还包括第一空气流量调节阀(6)，设置在第一空气滤清器(7)与所述第一空气入口之间的第一空气连接管路上，第一空气流量调节阀(6)用于调节所述第一空气连接管路的开度。4.根据权利要求1所述的基于引射技术的富氧空气生成系统，其特征在于，高压储气罐(1)与所述第一氧气入口之间的氧气连接管路上设置有氧气流量调节阀(2)，氧气流量调节阀(2)用于调节所述氧气连接管路的开度。5.根据权利要求1所述的基于引射技术的富氧空气生成系统，其特征在于，所述第一混合气出口与用气单元(5)之间的混合气连接管路上设置有第一压缩机(4)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的基于引射技术的富氧空气生成系统，其特征在于，所述基于引射技术的富氧空气生成系统还包括：二级引射器(8)，设置有第二氧气入口、第二空气入口和第二混合气出口，所述第二氧气入口与所述第一混合气出口连通，所述第二混合气出口与用气单元(5)连通；第二空气供气组件，与所述第二空气入口连通。7.根据权利要求6所述的基于引射技术的富氧空气生成系统，其特征在于，所述第二空气供气组件包括第二空气滤清器(9)，与所述第二空气入口连通并能够对进气进行过滤。8.根据权利要求7所述的基于引射技术的富氧空气生成系统，其特征在于，所述第二空气供气组件还包括第二空气流量调节阀(10)，设置在第二空气滤清器(9)与所述第二空气入口之间的第二空气连接管路上，第二空气流量调节阀(10)用于调节所述第二空气连接管路的开度。9.一种基于引射技术的富氧空气生成方法，采用权利要求1至8中任一项所述的基于引射技术的富氧空气生成系统实施，其特征在于，所述基于引射技术的富氧空气生成方法包括以下步骤：将纯氧注入至高压储气罐(1)中作为高压引射气体；通过引射器组件将所述高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气；将富氧空气供给用气单元(5)。10.根据权利要求9所述的基于引射技术的富氧空气生成方法，其特征在于，通过引射器组件将所述高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气，包括：通过主引射器(3)将所述高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气，或者；通过主引射器(3)和二级引射器(8)将所述高压引射气体与外部空气进行引射掺混并形成富氧空气。

技术总结
本发明公开了一种基于引射技术的富氧空气生成系统及方法，该系统包括：高压储气罐，用于储存纯氧气体；主引射器，设置有第一氧气入口、第一空气入口和第一混合气出口，第一氧气入口与高压储气罐连通，第一混合气出口与用气单元连通；第一空气供气组件，与第一空气入口连通。本发明的有益效果为利用引射器的特性设计了一套低能耗、低成本的富氧空气制造系统及方法，采用该系统及方法可以利用高压储气罐中的压力，对空气进行引射掺混，形成富氧空气，供给后方的用气单元使用，大大拓展了气罐的可用容积，拓宽富氧空气的生成途径。拓宽富氧空气的生成途径。拓宽富氧空气的生成途径。


技术研发人员：肖震 王纪琨 董琨 陈斌 王国勇
受保护的技术使用者：清航空天（北京）科技有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/8/9