一种船用微压氧舱的模块化洁净供氧系统的制作方法

本发明涉及船用供氧设备，具体涉及一种船用微压氧舱的模块化洁净供氧系统。

背景技术：

1、船舶空间有限，传统制氧设备体积大、振动强，且海洋高湿高盐环境导致制氧设备可靠性下降。微压氧舱需要稳定的5—20l/min氧气供应，供氧系统与空气净化系统往往独立运行，集成度低，管路连接点多，泄漏风险高。在船舶上，为了循环制氧，一般采用双吸附塔制氧机。原料空气经空压机加压后通过方向控制阀进入吸附塔，空气中的氮气被分子筛吸附，氧气通过吸附塔进入氧气罐。当吸附塔中的分子筛吸附氮气达到饱和后，切换到另一个吸附塔继续吸附，原吸附塔开始降压排气。这样虽能循环制氧，但需要两个吸附塔罐，体积较大，占用空间较大。

2、此外，传统双塔式吸附塔管腔直径比较大，容易产生隧道效应。每只吸附塔每年升压、降压次数达到26万次以上，管腔越大越容易缩短使用寿命和降低制气纯度及制气效率。同时，双塔制氧机的吸附塔为压力容器，多数企业无法自己加工，使吸附塔的制造主动权不能掌握。模块化制氧机不属于压力容器范畴，有效避免了繁琐的年检流程。

3、cn113880051b公开了一种船用制氧机，采用旋转式分子筛方案，通过对吸附筒的转动实现循环制氧，相对于相同制氧量的双吸附塔制氧机，体积更小，节约了船用空间。cn101139088b公开了旋转分子筛微型变压吸附制氧装置，将双塔变单塔，较明显地减小了体积。然而，上述现有技术未涉及制氧机在船舶动态环境下的减振防倾倒设计，也未涉及排氮口单向阀的长寿命保护结构，更未涉及制氧机与空气净化、负离子循环和物联网监控的一体化集成。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种船用微压氧舱的模块化洁净供氧系统，解决船舶空间有限、高湿高盐环境下制氧设备可靠性下降和供氧系统集成度低的技术问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种船用微压氧舱的模块化洁净供氧系统，包括旋转式分子筛制氧机、减振防倾倒底座、九道空气净化集成链路、压力缓冲罐、消音器、负离子发生器和物联网监控模块。旋转式分子筛制氧机通过吸附筒转动实现循环制氧，体积小于双塔式制氧机。减振底座内置锥齿轮传动机构和防倾覆支撑结构。九道空气净化链路串联无油压缩机、粗滤、精滤、除味、除油、除菌等模块。负离子发生器经舱内循环系统均匀覆盖舱内空间。物联网监控模块统一监控全链路状态。

4、本发明的有益效果：适应船舶空间限制，稳定供应洁净富氧空气，降低气动噪音和振动，提升海员呼吸道健康和睡眠质量，减少维护频次，延长设备寿命。旋转式分子筛制氧机相比相同制氧量的双塔psa制氧机，体积缩减不低于30%，分子筛静放寿命从1.5年延长至3年以上，且不涉及压力容器备案。

1.一种船用微压氧舱的模块化洁净供氧系统，其特征在于，包括：旋转式分子筛制氧机，包括罐体、安装于所述罐体内的进气筒、转动安装于所述罐体与所述进气筒之间的吸附筒，所述罐体、所述进气筒与所述吸附筒同轴安装，所述罐体上安装有转动机构，所述转动机构与所述吸附筒传动连接，所述吸附筒的外壁均匀开设有若干第一出气孔，所述吸附筒的内壁均匀开设有若干第二出气孔，所述吸附筒内竖向均匀设置有四个隔板，所述隔板将所述吸附筒分隔成四个腔体，每个所述腔体内均安装有分子筛，所述罐体上安装有进气管、排氧管和排氮管，所述排氧管和所述排氮管对置设置，所述排氮口处设置只出不进的单向阀；减振防倾倒底座，所述旋转式分子筛制氧机固定安装于所述减振防倾倒底座上，所述底座包括底板、安装于所述底板底侧的四个万向轮、开设于所述底板侧壁的四个第一滑槽、滑动安装于各所述第一滑槽内的连接块，所述连接块的一端能够移动至所述底板外并安装有第一支撑部，所述连接块内远离所述第一支撑部的一侧开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内螺纹连接有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆远离所述第一支撑部的一端延伸至所述连接块外并转动安装在所述底板内，所述底板的中部开设有第一腔室，所述第一螺纹杆的一端延伸至所述第一腔室内并固定有第一锥齿轮，所述底板的顶侧开设有安装槽，所述安装槽内固定安装有电机，所述电机的输出轴延伸至所述第一腔室内并固定有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所有所述第一锥齿轮啮合连接；九道空气净化集成链路，包括沿空气流动方向依次连接的无油压缩机、粗滤模块、精滤模块、除味模块、除油模块和除菌模块，所述九道空气净化集成链路的输出端与所述旋转式分子筛制氧机的进气口连通；压力缓冲罐，连接于所述旋转式分子筛制氧机的氧气输出口；消音器，连接于所述压力缓冲罐与微压氧舱供气口之间的管路上；负离子发生器，设置于微压氧舱内部，经舱内循环系统均匀覆盖舱内空间；物联网监控模块，与所述旋转式分子筛制氧机、所述九道空气净化集成链路、所述负离子发生器通信连接，用于统一监控压缩机运行状态、过滤器寿命、氧气浓度、舱内压力和负离子浓度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述吸附筒内壁于所述隔板对应位置安装有第一纵向密封条，所述第一纵向密封条内侧与所述进气筒外壁触离；所述吸附筒外壁于所述隔板对应位置安装有第二纵向密封条，所述第二纵向密封条外侧与所述罐体内壁触离；所述进气筒外壁于其中两个相邻的第一纵向密封条之间径向均匀开设有若干第三出气孔；所述吸附筒内壁上下两端均设有第一环形密封垫，所述第一环形密封垫内壁与所述进气筒的外壁触离；所述吸附筒外壁上下两端均设有第二环形密封垫，所述第二环形密封垫外壁与所述罐体内壁触离。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转动机构包括电机，所述电机的动力输出轴伸入所述罐体连接有连接架，所述连接架与所述吸附筒固定连接；所述连接架包括多根连接腿，所述连接腿固定安装在所述隔板上。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单向阀设于所述排氮口处，包括密封胶塞和单向限位弹簧，所述密封胶塞位于通气孔的正下方，所述密封胶塞的直径大于所述通气孔，所述单向限位弹簧设于所述密封胶塞与底壳底板之间；所述单向阀在机器工作时密封排氮口，防止外界潮湿空气和油污进入分子塔与分子筛接触，在机器排氮时起到缓冲阀作用以降低运转噪音。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述减振防倾倒底座的所述第一支撑部包括第一滑块、第一弹簧和第一支撑杆，所述连接块远离所述第一螺纹杆一端的底侧上开设有第二滑槽，所述第一滑块滑动安装在所述第二滑槽内，所述第一滑块的底端位于所述连接块外，所述底板上开设有供所述第一滑块底端进入的缺口，所述第一滑块的底端开设有第一滑孔，所述第一支撑杆的顶端滑动安装在所述第一滑孔内，所述第一弹簧安装在所述第一滑孔内。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述九道空气净化集成链路的所述无油压缩机为无油运行压缩机；所述粗滤模块为初效过滤器，所述精滤模块为h13级高效过滤器；所述除味模块为活性炭过滤器，所述除油模块为油雾分离器，所述除菌模块为紫外杀菌模块。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述负离子发生器包括壳体、设置于所述壳体内的水平隔板、设置于所述水平隔板下方的负离子发射头；所述负离子发射头与所述壳体上腔内的高压单元电连接；所述壳体底部开设有发射孔；所述壳体的下腔内设有供氧管，所述供氧管的出口端位于所述负离子发射头的正上方。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋转式分子筛制氧机的整机采用防盐雾腐蚀涂层，关键电气元件达到ip55防护等级；所述消音器包括设置于供氧出口的第一消音组件和设置于供氧入口的第二消音组件。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物联网监控模块包括滤芯寿命自动提醒功能：当过滤器使用时间或累计处理空气量达到预设阈值时，自动生成滤芯更换提醒；所述物联网监控模块通过标准化通信协议与方向一舱体平台的控制器进行数据交互，将氧气浓度和舱内压力数据实时传输至舱体平台控制器。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分子筛制氧机为旋转式分子筛制氧机或双塔psa制氧机，优选为旋转式分子筛制氧机；当采用旋转式分子筛制氧机时，相对相同制氧量的双塔psa制氧机，体积缩减不低于30%，且不涉及压力容器备案。

11.一种采用权利要求1至10任一项所述系统的洁净供氧控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述s2中，所述排氮口处设置只出不进的单向阀，在制氧机不工作时密封排氮口，防止外界油污和潮湿空气进入分子塔与分子筛接触；经实验测试，设置所述单向阀的制氧机在未使用情况下静放时间至少为3年以上分子筛才衰减至浓度为70%，而未设置单向阀的制氧机静放一年半左右分子筛即衰减至浓度为70%。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述s5中，当监测到氧气浓度低于预设下限或舱内压力超出安全范围时，物联网监控模块自动触发报警并调节制氧机运行功率；所述物联网监控模块通过标准化通信协议与舱体平台的控制器进行数据交互，接收舱体平台发送的imu船体运动数据，当船体横摇幅度超过阈值时，自动提升制氧机运行功率以保证供氧稳定性。