Область техники

Предлагаемое техническое решение относится к области обогащения воздуха, а именно к устройствам для обогащения воздуха кислородом

Предлагаемое устройство предназначено для установки в общественных помещениях (офисах), в жилых квартирах и других помещениях, а также в помещениях с сильной загазованностью воздуха для обеспечения достаточного количества кислорода.

Предлагаемая установка может быть спроектирована в домах централизованно или индивидуально, или комбинированно, в офисах и других помещениях с расположением оборудования в офисах и в других помещениях.

Предлагаемая установка может быть спроектирована с расположением баллонов в подвальных или других специально предназначенных технических помещениях с доступом для замены кислорода или заправки стационарных баллонов с кислородом для подачи в помещение сжатого кислорода, где в офисных, жилых других помещениях находится оборудование и счетчик, высчитывающий расход (количество его использования - согласно государственных норм). Предлагаемая установка может быть вмонтирована в другую технику.

Предлагаемая установка предназначена для установки в автомашинах, бронемашинах или любой другой спецтехнике, где циркуляция воздуха происходит из салона авто в салон авто с добавлением кислорода согласно установленным норм по количеству кислорода. Предлагаемая установка может быть оснащена функцией кондиционирования (подогрева или охлаждения, ионизации) воздуха. Предлагаемая установка может быть выполнена с возможностью ароматизации помещений (добавление ароматов), регулирования уровня влажности, очистки воздуха, как в помещении, так и в транспорте и так далее.

Предшествующий уровень техники

Из уровня техники известно устройство для получения воздуха, обогащенного кислородом, содержащее вентилятор и электродвигатель, которые расположены перед входом в устройство, магнит-лопастный вихреобразователь, патрубки, и оснащенное осевым вентилятором с несимметричными лопастями с переменным воздушным потоком, величина которого изменяется с помощью блока управления. Воздух, под действием нагнетательного вентилятора с несимметричными лопастями с переменным воздушным потоком, величина которого изменяется с помощью блока управления, поступает через лопастной вихреобразователь, движется по спирали вокруг электромагнита, выполненного в виде патрубка, на поверхности которого установлена электромагнитная катушка с переменным электромагнитным полем, величина которого изменяется с помощью блока управления, через кольцевую щель, которая выполнена между корпусом и электромагнитом, воздух, обогащенный кислородом, поступает внутрь задней части патрубка через отверстия и далее поступает к потребителю через осевой патрубок, азот отводится через тангенциальный патрубок для отвода азота. Выделение кислорода из воздуха достигается за счет использования магнитного поля (патент UA N° 139796).

Краткое описание фигур Техническое решение поясняется с помощью прилагаемых чертежей.

На фиг. 1 , фиг. 2 схематично условно показан общий вид установки. Фиг. 1 - установка, содержащая баллон, фиг. 2 - установка, содержащая кислородный концентратор. На чертежах использованы следующие обозначения:

1 - баллон со сжатым кислородом со встроенным редуктором или с клапаном давлений (или концентратор кислорода согласно фиг. 2)

2 - камера - ресивер,

3 - камера забора воздуха, 4 - камера выброса воздуха, 5 - предохранительный и редукционный клапан (редуктор, пневмоклапан),

6 - вентилятор,

7 - датчик уровня кислорода в помещении, 8 - клапан для заполнения баллона сжатым кислородом (для установки, которая содержит баллон).

Стрелками на фигуре условно показано движение воздуха.

Раскрытие изобретения

В основу технического решения поставлена задача усовершенствования установки и создание нового устройства для обогащения воздуха кислородом, что позволит обеспечить достаточное количество кислорода в помещении.

Поставленная задача решается за счет установки для обогащения воздуха кислородом, которая содержит баллон со сжатым кислородом, вентилятор, клапан для заполнения баллона сжатым кислородом, камеру-ресивер, камеру для забора воздуха и камеру выброса обогащенного кислородом воздуха, реле и датчик уровня кислорода в воздухе, при этом установка содержит автоматический редукционный пневмоклапан или автоматический редуктор с клапаном, выполненный с возможностью соединения баллона с камерой-ресивером и с возможностью понижения давления сжатого воздуха кислорода, который находится в баллоне и попадает в редукционный клапан или автоматический редуктор с клапаном, до уровня рабочего давления кислорода, который попадает из редукционного клапана или автоматического редуктора с клапаном в камеру-ресивера.

Поставленная задача решается за счет установки для обогащения воздуха кислородом, которая содержит кислородный концентратор, вентилятор, камеру-ресивер, соединенную с кислородным концентратором, камеру для забора воздуха, камеру выброса (смешивания) обогащенного кислородом воздуха, реле и датчик уровня кислорода в воздухе, где между кислородным концентратором и камерой-ресивером установлен клапан, выполненный с возможностью соединения кислородного концентратора и камеры ресивера и/или установлен автоматический редукционный клапан давления или автоматический редуктор с клапаном, выполненный с возможностью соединения кислородного концентратора с камерой- ресивером и с возможностью понижения давления сжатого воздуха кислорода, который находится в кислородном концентраторе и попадает в редукционный клапан или автоматический редуктор с клапаном, до уровня рабочего давления кислорода, который попадает из редукционного клапана или автоматического редуктора с клапаном в камеру-ресивер, при этом реле выполнено с возможностью включения/выключения клапана, который выполнен с возможностью соединения кислородного концентратора с камерой- ресивером и/или с возможностью включения/выключения автоматического редукционного клапана давления или б автоматического редуктора с клапаном в зависимости от уровня кислорода в воздухе, при этом реле выполнено с возможностью включения/выключения вентилятора в зависимости от уровня кислорода в воздухе.

Далее будет приведено подробное описание технического решения.

Данное описание не является ограничивающим, то есть, специалисту должны быть понятны возможные дальнейшие усовершенствования, не выходя за рамки сути, раскрытой в формуле. В одном варианте заявленная установка для обогащения воздуха кислородом содержит баллон со сжатым кислородом (1), вентилятор (6), клапан для заполнения баллона сжатым кислородом (8), камеру- ресивер (2), соединенную с баллоном, камеру для забора воздуха (3), камеру выброса (смешивания) обогащенного кислородом воздуха (4), реле и датчик уровня кислорода в воздухе (7), автоматический редукционный клапан давления или автоматический редуктор с клапаном (5), выполненный с возможностью соединения баллона с камерой-ресивером и с возможностью понижения давления сжатого воздуха кислорода, который находится в баллоне и попадает в редукционный клапан или автоматический редуктор с клапаном, до уровня рабочего давления кислорода, который попадает из редукционного клапана или автоматического редуктора с клапаном в камеру-ресивер, причем реле выполнено с возможностью включения/ выключения автоматического редукционного клапана или автоматического редуктора с клапаном и вентилятора в зависимости от уровня кислорода в воздухе. Баллон со сжатым кислородом (давление 150 атм. и меньше) через предохранительный и редукционный клапан соединяется с камерой - ресивером, в которой давление будет составлять 1 - 1,5 атм. и меньше (произвольно, в соответствии с предельными государственными нормами в стране эксплуатации или стране изготовления).

Баллон со сжатым кислородом является съемным и сменным Возможен вариант использования стационарного баллона. Баллон оборудован газовым клапаном, который открывается после установки баллона в устройство, а также клапаном для заправки пустого баллона кислородом. Из камеры - ресивера кислород с пониженным давлением передается через вентилятор в камеру выброса насыщенного кислородом воздуха.

На устройстве закреплен датчик уровня кислорода в воздухе. К датчику подключено реле, которое включает или выключает редукционный пневмоклапан (или редуктор с клапаном) и вентилятор в зависимости от уровня кислорода в воздухе.

В качестве вентилятора может быть использован любой вентилятор, пригодный для забора воздуха из окружающей среды и для распределения обогащенного кислородом воздуха в окружающую среду. В качестве примера, но не ограничиваясь, можно использовать радиальный центробежный вентилятор, радиальный вентилятор с приводом от давления кислорода на лопасти или любой другой вентилятор. Вентилятор может быть как механическим, так и электрическим вентилятором с прессостатом.

В газообразном состоянии кислород попадает в автоматический клапан.

Редукционный пневмоклапан (или редуктор с клапаном, редуктор с магнитным клапаном) служит для снижения давления и используется в тех случаях, когда в системе, которая питается от одного насоса, нужно иметь два (или более) уровней рабочего давления. Высокое давление регулируется напорным клапаном, а более низкое - редукционным. На базе напорных и редукционных клапанов реализуются и другие варианты регулирования и ограничения давлений в предлагаемой установке. Вместо редукционного клапана можно использовать редуктор с клапаном, преимущественно, редуктор с магнитным клапаном.

Принцип работы пневмоклапана редукционного базируется на автоматическом изменении проходного сечения клапана при изменении давления и расхода на входе, и используется для поддержки таким образом постоянного давления на выходе. При снижении выходного давления по сравнению с давлением настройки, мембрана под действием нагрузочной пружины прогибается и поджимает дроссельный клапан, увеличивая поток рабочей жидкости и тем самым его расходы и давление, соответственно при повышении выходного давления - дроссельный клапан прикрывается. Дроссельный клапан выполнен разгруженным по отношению к давлению на входе. Подклапанная полость изолирована от входного отверстия и соединена через сверление в дроссельном клапане с выходной полостью. Сбалансированный дроссельный клапан обеспечивает высокую точность поддержания давления на выходе.

Для попадания кислорода в вентилятор перед вентилятором установлен автоматический двойной или одинарный электрический клапан. Например, но не ограничиваясь, используют многофункциональный регулятор подачи кислорода с модуляционным термостатом и функцией полного модуляционного выключения основной горелки (например типа 630 EUROSIT или другой). Многофункциональный регулятор подачи кислорода с модуляционным термостатом и функцией полного модуляционного выключения основной горелки (например типа 630 EUROSIT или другой) является энергонезависимым устройством и выпускается в различных исполнениях и, как правило, предназначен для использования в котлах и другом газопотребляющем оборудовании, требует точной регулировки насыщенности.

Основные характеристики 630 EUROSIT: ручка управления с позиции "выключено", "включено" и "выбор насыщенности» (MS), устройство настройки максимального расхода кислорода, регулятор давления

(PR). Винт настройки минимального расхода газа («by pass»).

Модуляционный термостат с функцией полного выключения. Выход кислорода к зажигающей горелке с винтом настройки расхода газа (RQ). Штуцеры для измерения расхода газа. Подвода кислорода: по выбору, то есть, снизу, сверху (произвольно) или сбоку. Для соединения оборудования используют быстросоединитель 0 12/12 мм металл или другие типы соединений с краном или без него.

Узлы предлагаемой установки могут быть любой другой (произвольной) формы, и их местонахождение может быть произвольное.

В следующем варианте заявленная установка для обогащения воздуха кислородом содержит кислородный концентратор (1), вентилятор (6), камеру-ресивер (2, 8), соединенную с кислородным концентратором, камеру для забора воздуха (3), камеру выброса (смешивания) обогащенного кислородом воздуха (4), реле и датчик уровня кислорода в воздухе (7), где между кислородным концентратором (1) и камерой-ресивером установлен клапан, выполненный с возможностью соединения кислородного концентратора и камеры ресивера и/или установлен автоматический редукционный клапан давления или автоматический редуктор с клапаном (5), выполненный с возможностью соединения кислородного концентратора с камерой-ресивером и с возможностью понижения давления сжатого воздуха кислорода, который находится в кислородном концентраторе и попадает в редукционный клапан или автоматический редуктор с клапаном, до уровня рабочего давления кислорода, который попадает из редукционного клапана или автоматического редуктора с клапаном в камеру-ресивер, при этом реле выполнено с возможностью включения/выключения клапана, который выполнен с возможностью соединения кислородного концентратора с камерой-ресивером и/или с возможностью включения/выключения автоматического редукционного клапана давления или автоматического редуктора с клапаном в зависимости от уровня кислорода в воздухе, при этом реле выполнено с включения/выключения вентилятора в зависимости от уровня кислорода в воздухе.

Кислородный концентратор (например, с давлением 2 атм., 4 атм, 150 атм. или с другим давлением от 0,5 атм. до 150 атм.) через клапан, выполненный с возможностью соединения кислородного концентратора и камеры ресивера, соединяется с камерой- ресивером, в которой давление составляет 0,1-2 атм. (произвольно в пределах государственных норм в стране использования или изготовления).

Если нужно снизить давление кислорода, который поступает от кислородного концентратора в камеру-ресивер, то установка для обогащения воздуха кислородом в качестве клапана, выполненного с возможностью соединения кислородного концентратора и камеры ресивера, содержит автоматический редукционной пневмоклапан или автоматический редуктор с клапаном, выполненный с возможностью снижения давления сжатого воздуха кислорода, который находится в концентраторе и попадает в редукционный клапан или автоматический редуктор с клапаном, до уровня рабочего давления кислорода, который попадает из редукционного клапана или автоматического редуктора с клапаном в камеру-ресивер.

В случае, когда используют кислородный концентратор высокого давления (верхний предел максимального значения давления составляет 150 атм.), то с целью выравнивания давлений является обязательным использование автоматического редукционного пневмоклапана или автоматического редуктора с клапаном. В случае, когда используют кислородный концентратор низкого давления (например, с давлением 2 атм., 4 атм. или другое подобное), то с целью выравнивания давления можно использовать автоматический редукционный пневмоклапан или автоматический редуктор с клапаном.

Очевидно, что в случае, когда используют кислородный концентратор низкого давления (например, с давлением 2 атм., 4 атм. или ниже), то можно не использовать автоматический редукционный пневмоклапан или автоматический редуктор с клапаном и использовать любой подходящий для соединения кислородного концентратора и камеры- ресивера клапан.

Как кислородный концентратор может быть использован любой концентратор, как низкого давления, так и высокого давления с любой производительностью по кислороду. Например, но не ограничиваясь, кислородный концентратор со следующими параметрами:

Продуктивность кислорода: 0-10 л/мин, Давление на выходе: 0,14-4МПа,

Концентрация на выходе: 93% (± 3%),

Уровень шума: <55Дб,

Входящая можность - переменный ток: 220 В (± 22В), 50Гц (± 1 Гц); Затраты энергии: 600/850 Вт.

Кислородный концентратор (например, с давлением 2 атм., 4 атм, 150 атм. или с другим давлением) через клапан (например, через предохранительный и редукционный, клапан давления) соединяется с камерой - ресивером, в которой давление составляет 0,1 - 2 атм. (произвольно в пределах государственных норм в стране использования или изготовления).

Из камеры-ресивера кислород с пониженным давлением (в случае, если снижали давление за счет редукционного клапана давления или автоматического редуктора с клапаном) передается через вентилятор в камеру выброса насыщенного кислородом воздуха.

На установке закреплен датчик уровня кислорода в воздухе. Клапан, соединяющий кислородный концентратор и камеру-ресивер, подключен через реле к датчику уровня кислорода.

Реле включает или выключает клапан, соединяющий кислородный концентратор и камеру-ресивер и/ или редукционный пневмоклапан (редуктор с клапаном) и вентилятор в зависимости от уровня кислорода в воздухе.

Как и в установке для обогащения воздуха кислородом, которая содержит баллон, в установке, которая содержит концентратор кислорода, в качестве вентилятора может быть использован любой вентилятор, пригодный для забора воздуха из окружающей среды и для распределения обогащенного кислородом воздуха в окружающую среду. В качестве примера, но не ограничиваясь, можно использовать радиальный центробежный вентилятор, радиальный вентилятор с приводом от давления кислорода на лопасти или любой другой вентилятор. Вентилятор может быть как механическим, так и электрическим вентилятором с прессостатом.

В газообразном состоянии кислород попадает в автоматический клапан.

Как и в установке для обогащения воздуха кислородом, которая содержит баллон, в установке, которая содержит концентратор кислорода, редукционный пневмоклапан (или редуктор с клапаном, редуктор с магнитным клапаном) служит для снижения давления и используется в тех случаях, когда в системе, которая питается от одного насоса, нужно иметь два (или более) уровней рабочего давления. Высокое давление регулируется напорным клапаном, а более низкое - редукционным. На базе напорных и редукционных клапанов реализуются и другие варианты регулирования и ограничения давлений в предлагаемой установке. Вместо редукционного клапана можно использовать редуктор с клапаном, преимущественно, редуктор с магнитным клапаном.

Как и в установке для обогащения воздуха кислородом, которая содержит баллон, в установке, которая содержит концентратор кислорода, принцип работы пневмоклапана редукционного базируется на автоматическом изменении проходного сечения клапана при изменении давления и расхода на входе, и используется для поддержки таким образом постоянного давления на выходе. При снижении выходного давления по сравнению с давлением настройки, мембрана под действием нагрузочной пружины прогибается и поджимает дроссельный клапан, увеличивая поток рабочей жидкости и тем самым его расходы и давление, соответственно при повышении выходного давления - дроссельный клапан прикрывается. Дроссельный клапан выполнен разгруженным по отношению к давлению на входе. Подклапанная полость изолирована от входного отверстия и соединена через сверление в дроссельном клапане с выходной полостью. Сбалансированный дроссельный клапан обеспечивает высокую точность поддержания давления на выходе. Как и в установке для обогащения воздуха кислородом, которая содержит баллон, в установке, которая содержит концентратор кислорода, для попадания кислорода в вентилятор перед вентилятором установлен автоматический двойной или одинарный электрический клапан. Например, но не ограничиваясь, используют многофункциональный регулятор подачи кислорода с модуляционным термостатом и функцией полного модуляционного выключения основной горелки (например типа 630 EUROSIT или другой).

Многофункциональный регулятор подачи кислорода с модуляционным термостатом и функцией полного модуляционного выключения основной горелки (например типа 630 EUROSIT или другой) является энергонезависимым устройством и выпускается в различных исполнениях и, как правило, предназначен для использования в котлах и другом газопотребляющем оборудовании, требует точной регулировки насыщенности.

Основные характеристики 630 EUROSIT: ручка управления с позиции "выключено", "включено" и "выбор насыщенности» (MS), устройство настройки максимального расхода кислорода, регулятор давления (PR). Винт настройки минимального расхода газа («by pass»). Модуляционный термостат с функцией полного выключения. Выход кислорода к зажигающей горелке с винтом настройки расхода газа (RQ). Штуцеры для измерения расхода газа. Подвода кислорода: по выбору, то есть, снизу, сверху (произвольно) или сбоку.

Как и в установке для обогащения воздуха кислородом, которая содержит баллон, в установке, которая содержит концентратор кислорода, для соединения оборудования используют быстросоединитель 0 12/12 мм металл или другие типы соединений с краном или без него.

Как и в установке для обогащения воздуха кислородом, которая содержит баллон, в установке, которая содержит концентратор кислорода, узлы предлагаемой установки могут быть любой другой (произвольной) формы, и их местонахождение может быть произвольное.

Промышленная применимость

Установка для обогащения воздуха кислородом, которая содержит баллон, работает следующим образом.

Сжатый кислород находится в баллоне, баллон является съемным и переменным. Баллон со сжатым кислородом (давление 150 атм. или меньше) через предохранительный и редукционный клапан соединяют с камерой - ресивером, в которой давление составляет 1 - 1,5 атм. или меньше или больше (произвольно в пределах безопасности согласно государственным нормам производителя или страны эксплуатации). Из баллона кислород через клапан (или редуктор) попадает в камеру-ресивер. Оттуда кислород попадает на вентилятор, при этом на вентилятор также попадает воздух из окружающей среды через камеру для забора воздуха. Через камеру выброса воздуха обогащенный кислородом воздух попадает в окружающую среду. На устройстве закреплен датчик уровня кислорода в воздухе. К датчику подсоединено реле, которое включает или выключает редукционный клапан (или редуктор с клапаном) и вентилятор в зависимости от уровня кислорода в воздухе.

Расширительный бак - произвольно. Понятно, что оборудование может быть усовершенствовано, может быть изменено по объему, быть дополнено отдельными узлами, функциями, дизайном, возможностью монтажа, подключения баллона и тому подобное.

Установка для обогащения воздуха кислородом, которая содержит концентратор кислорода, работает следующим образом.

Кислород находится в кислородном концентраторе. Если в кислородном концентраторе находится кислород под высоким давлением (давление 150 атм. или меньше), то через предохранительный и редукционный клапан кислородный концентратор соединяют с камерой - ресивером, в которой давление составляет 0,1 - 2 атм. (произвольно в пределах безопасности согласно государственным нормам производителя или страны эксплуатации).

Из кислородного концентратора кислород через клапан (или редуктор) попадает в камеру-ресивер. Оттуда кислород попадает на вентилятор, при этом на вентилятор также попадает воздух из окружающей среды через камеру для забора воздуха. Через камеру выброса воздуха обогащенный кислородом воздух попадает к окружающей среде. На устройстве закреплен датчик уровня кислорода в воздухе. К датчику подключено реле, которое включает или выключает клапан (или редукционный клапан или редуктор с клапаном) и вентилятор в зависимости от уровня кислорода в воздухе. Для мягкой работы установки, то есть без нагрузок, в установке перед вентилятором может быть установлен расширительный бак.