本发明涉及气流切换旋转阀，尤其是涉及一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀。
背景技术：
1、变压吸附(pressureswingadsorption,psa)是一种重要的气体分离技术，已在多组分气体分离与提纯等领域获得广泛应用，特别是在小型空气分离获得高纯度氧气方面。由于产品氧气纯度高、装备成本低等诸多优点，基于psa原理的微型制氧设备在家庭医疗、野外救援等领域获得广泛应用。传统微型psa制氧机通常为基于电磁阀或电磁阀和气动阀相结合来控制气流切换实现吸附和解吸循环的两塔吸附床结构，这种结构和工艺流程简单，但制氧效率较低，特别是能耗较高且装备体积庞大笨重，难以满足家庭氧疗和野外救援中对制氧设备可便携的需要。为了提高制氧性能和装备的集成度，多塔吸附床结构逐渐被提出应用于微型制氧设备中。
2、多塔吸附床结构的psa制氧设备可通过多次均压和快速循环可显著地提高氧气回收性能，比传统两塔psa制氧设备具有明显的优势。气流切换阀是吸附分离设备中核心部件，传统多塔结构的psa制氧设备通常采用多个电磁阀和气动阀相结合来实现气流切换控制，结构复杂，设备成本及故障率高。
3、因此，人们不得不采用多通道气流切换旋转阀或多个旋转的吸附塔来实现多塔制氧，现有典型的微型变压吸附制氧用气流切换旋转阀动阀片和静阀片，如图1所示，旋转阀的核心部件为圆盘状动阀片和静阀片，动阀片工作端面上设置有进气槽和解吸槽，静阀片工作端面设置有与吸附塔相通的多个通孔，随着旋转电机带动动阀片旋转，动静阀片的工作端面相贴合完成气路切换，从而实现变压吸附过程中的吸附和解吸循环步骤，完成多塔psa分离制氧过程。对于微型psa制氧机，旋转阀驱动通常为直流电机带动；对于中小型psa制氧设备，旋转阀驱动方式通常为气缸推动棘轮带动旋转阀动阀片旋转。虽然这类旋转阀的驱动方式不一样，但利用该旋转阀实现吸附分离的工作原理是相同的。该类旋转阀由于动阀片上气路槽道短且设置不均匀导致长期运行后动静阀片啮合性下降会造成制氧浓度降低和寿命减少。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：为了解决现有旋转阀由于动阀片上气路槽道短且设置不均匀导致长期运行后动静阀片啮合性下降会造成制氧浓度降低和寿命减少的问题，现提供了一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，包括阀体及设置在阀体上的电机，所述阀体上设置有阀腔，所述阀体上设置有与阀腔连通的进气口，所述阀腔内相对设置有动阀片和静阀片，所述电机的输出端与动阀片之间相互传动连接并用于控制动阀片旋转，实现进气回路和解吸回路间的切换，所述动阀片靠近静阀片一端的工作面上依次设有进气槽、均压槽和解吸槽，所述进气槽、均压槽和解吸槽均为环形结构，所述进气槽、均压槽和解吸槽在工作面上均具有长轴aa1和短轴bb1，并且满足方程x2/a2+y2/b2＝1，所述动阀片上开设有用于将进气口与进气槽连通的第一通孔，所述动阀片位于其转动中心轴线上设有解吸盲孔，所述解吸盲孔位于均压槽内，所述解吸盲孔和解吸槽之间连通，所述静阀片上沿圆周方向开设有第二通孔、第三通孔、第四通孔和第五通孔，所述第五通孔与解吸盲孔相对应并连通，当在进气回路和解吸回路间切换时，所述进气槽与第二通孔、第三通孔、第四通孔中的其中一个相对应并连通，所述均压槽与第二通孔、第三通孔、第四通孔剩余两个中的其中一个相对应并连通，所述解吸槽与第二通孔、第三通孔、第四通孔中剩余的一个相对应并连通，所述阀体上设置有与第二通孔相对应并连通的第一出气口，所述阀体上设置有与第三通孔相对应并连通的第二出气口，所述阀体上设置有与第四通孔相对应并连通的第三出气口，所述阀体上设置有与第五通孔相对应并连通的第四出气口。本方案通过将进气槽、均压槽和解吸槽均设置呈椭圆形，相比于现有技术，一方面增加了进气槽、均压槽和解吸槽的面积，在同等通气量的情况下，减小了进气时对动阀片的冲击，另一方面椭圆形自身呈对称结构，使气体之间相互对冲消耗内能，实现减小冲击，有利于气流分布均匀，密封性好，有利于长期稳定运行，旋转阀寿命长，且阀体整体结构简单，动阀片和静阀片加工容易，成本低，稳定性好。
3、为了方便静阀片上孔洞的加工，优选地一些实施方式，所述第二通孔、第三通孔、第四通以第五通孔为中心轴线为圆心的沿圆整方向设置。
4、为了便于静阀片上第二通孔、第三通孔和第四通孔的加工，优选地一些实施方式，所述进气槽和解吸槽之间的长轴aa1相等，所述进气槽和解吸槽之间的短轴bb1相等。将进气槽和解吸槽的大小一样，方便进气槽和解吸槽的加工。
5、优选地一些实施方式，所述均压槽的长轴aa1大于进气槽和解吸槽的长轴aa1，所述均压槽的短轴bb1大于进气槽和解吸槽的短轴bb1。
6、优选地一些实施方式，所述进气槽、均压槽和解吸槽之间的长轴aa1相互平行设置。
7、优选地一些实施方式，所述动阀片为石墨制成的圆柱形阀片。
8、优选地一些实施方式，所述动阀片上放置有压紧弹簧，所述压紧弹簧位于动阀片远离其工作面的一端。
9、优选地一些实施方式，所述静阀片为陶瓷制成的圆柱形阀片。
10、优选地一些实施方式，所述阀腔内设置有与静阀片相匹配的固定槽，所述静阀片设置在固定槽内。
11、优选地一些实施方式，所述第一通孔设置有若干并均布在进气槽内。
12、本发明的有益效果是：本发明一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀在使用时，动阀片和静阀片工作端面上的进气槽、均压槽和解吸槽为椭圆形，有利于气流分布均匀，减小高压气流分布不均对阀片的冲击，密封性好，有利于长期稳定运行，旋转阀寿命长，旋转阀整体结构简单，加工容易，成本低。
技术特征：
1.一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，包括阀体(1)及设置在阀体(1)上的电机(2)，所述阀体(1)上设置有阀腔(3)，所述阀体(1)上设置有与阀腔(3)连通的进气口(4)，所述阀腔(3)内相对设置有动阀片(5)和静阀片(6)，所述电机(2)的输出端与动阀片(5)之间相互传动连接并用于控制动阀片(5)旋转，实现进气回路和解吸回路间的切换，其特征在于：所述动阀片(5)靠近静阀片(6)一端的工作面上依次设有进气槽(7)、均压槽(8)和解吸槽(9)，所述进气槽(7)、均压槽(8)和解吸槽(9)均为环形结构，所述进气槽(7)、均压槽(8)和解吸槽(9)在工作面上均具有长轴aa1和短轴bb1，并且满足方程x2/a2+y2/b2＝1，所述动阀片(5)上开设有用于将进气口(4)与进气槽(7)连通的第一通孔(10)，所述动阀片(5)位于其转动中心轴线上设有解吸盲孔(11)，所述解吸盲孔(11)位于均压槽(8)内，所述解吸盲孔(11)和解吸槽(9)之间连通，所述静阀片(6)上沿圆周方向开设有第二通孔(12)、第三通孔(13)、第四通孔(14)和第五通孔(15)，所述第五通孔(15)与解吸盲孔(11)相对应并连通，当在进气回路和解吸回路间切换时，所述进气槽(7)与第二通孔(12)、第三通孔(13)、第四通孔(14)中的其中一个相对应并连通，所述均压槽(8)与第二通孔(12)、第三通孔(13)、第四通孔(14)剩余两个中的其中一个相对应并连通，所述解吸槽(9)与第二通孔(12)、第三通孔(13)、第四通孔(14)中剩余的一个相对应并连通，所述阀体(1)上设置有与第二通孔(12)相对应并连通的第一出气口(16)，所述阀体(1)上设置有与第三通孔(13)相对应并连通的第二出气口(17)，所述阀体(1)上设置有与第四通孔(14)相对应并连通的第三出气口(18)，所述阀体(1)上设置有与第五通孔(15)相对应并连通的第四出气口(19)。
2.根据权利要求1所述的一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，其特征在于：所述第二通孔(12)、第三通孔(13)、第四通以第五通孔(15)为中心轴线为圆心的沿圆整方向设置。
3.根据权利要求1所述的一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，其特征在于：所述进气槽(7)和解吸槽(9)之间的长轴aa1相等，所述进气槽(7)和解吸槽(9)之间的短轴bb1相等。
4.根据权利要求3所述的一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，其特征在于：所述均压槽(8)的长轴aa1大于进气槽(7)和解吸槽(9)的长轴aa1，所述均压槽(8)的短轴bb1大于进气槽(7)和解吸槽(9)的短轴bb1。
5.根据权利要求4所述的一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，其特征在于：所述进气槽(7)、均压槽(8)和解吸槽(9)之间的长轴aa1相互平行设置。
6.根据权利要求1所述的一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，其特征在于：所述动阀片(5)为石墨制成的圆柱形阀片。
7.根据权利要求1所述的一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，其特征在于：所述动阀片(5)上放置有压紧弹簧(20)，所述压紧弹簧(20)位于动阀片(5)远离其工作面的一端。
8.根据权利要求1所述的一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，其特征在于：所述静阀片(6)为陶瓷制成的圆柱形阀片。
9.根据权利要求1所述的一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，其特征在于：所述阀腔(3)内设置有与静阀片(6)相匹配的固定槽，所述静阀片(6)设置在固定槽内。
10.根据权利要求1所述的一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，其特征在于：所述第一通孔(10)设置有若干并均布在进气槽(7)内。
技术总结本发明涉及气流切换旋转阀技术领域，尤其是涉及一种微型变压吸附制氧机用气流切换旋转阀，包括阀体及设置在阀体上的电机，所述阀体上设置有阀腔，所述阀体上设置有与阀腔连通的进气口，所述阀腔内相对设置有动阀片和静阀片，所述电机的输出端与动阀片之间相互传动连接并用于控制动阀片旋转，实现进气回路和解吸回路间的切换，所述动阀片靠近静阀片一端的工作面上依次设有进气槽、均压槽和解吸槽，在使用时，动阀片和静阀片工作端面上的进气槽、均压槽和解吸槽为椭圆形，有利于气流分布均匀，减小高压气流分布不均对阀片的冲击，密封性好，有利于长期稳定运行，旋转阀寿命长，旋转阀整体结构简单，加工容易，成本低。技术研发人员：祝显强,孙媛,吕晓方,赵晓宇,陈婷,杨怡晨,张峻瑜受保护的技术使用者：常州大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19