具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，若出现术语“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1，所示为本发明的实施例。

本实施例是这样实施的：

空压机1，为整体设备提供制氮、充氮、抽气所需的压力，空压机1连接有储气罐A3，储气罐A3用于平稳后续变压吸附气路中气体压力的变化；空压机1与储气罐A3之间增设有缓冲罐2，缓冲罐2用于平稳空压机1输出气体的压力变化；

彼此连接的分离塔A9和分离塔B10，分离塔A9和分离塔B10内具有分子筛颗粒，其一种状态为吸附，在加压时分子筛颗粒吸收氧气过滤出氮气；另一种状态为回吹，在泄压时利用回吹气体带走已吸附的氧气，恢复分子筛颗粒的吸附能力，分离塔A9和分离塔B10分别持续循环处于吸附和回吹两种状态；

分离塔A9和分离塔B10分别设置有单向阀A14和单向阀B16，分离塔A9的两端分别连接有储气罐A3和储气罐B18，分离塔B10的两端分别与储气罐A3和储气罐B18相连，储气罐B18用于存储制取的氮气，设备运行几个吸附循环后，氮气纯度会不断提高，储气罐B18中始终保持正压，保证了在对外充气过程中气压的稳定；

单向阀A14和单向阀B16分别用于控制分离塔A9和分离塔B10进入吸附和回吹两种状态；

开关系统，开关系统用于控制单向阀A14和单向阀B16的启闭；

控制器17，控制器17与开关系统连接，控制整个系统的协调统一运转；

充气开关22，充气开关22与储气罐B18连接，储气罐B18设置有调压器19，还设置有彼此连接的流量调节阀21和流量传感器，调压器19调整最终输出氮气的出口23压力，流量调节阀21和流量传感器用于控制、显示充氮输出的流量，最终向外输出已设定压力、流量的高纯度氮气；

抽气开关25，抽气开关25设置有真空阀24，真空阀24与储气罐A3连接；

出口23，充气开关22和抽气开关25均与出口23连接，充气开关22控制出口23为充气状态，向外输出高纯度氮气；抽气开关25利用储气罐A3中的高压空气驱动真空阀24进行抽气，控制出口23为抽气状态。

在本实施例中，储气罐A3分别使用第一过滤器301和第二过滤器302，对输入的高压空气中的水分进行两级过滤。

在本实施例中，调压器19与抽气开关25均连接有压力传感器20，用于实时监控充气的输出正压力和抽气的负压力。

在本发明的一些实施例中，上述开关系统包括第一电磁阀4、第二电磁阀5、第三电磁阀6、第四电磁阀7、第五电磁阀8、第六电磁阀11、第七电磁阀12和第八电磁阀13，第一电磁阀4与储气罐A3连接，第八电磁阀13与储气罐B18连接。

在本发明的一些实施例中，上述第二电磁阀5、第五电磁阀8和第六电磁阀11组成第一回路，第三电磁阀6、第四电磁阀7和第七电磁阀12组成第二回路，第一回路用于控制单向阀A14的关闭和单向阀B16的连通，第二回路用于控制单向阀B16的关闭和单向阀A14的连通。

在本发明的一些实施例中，上述单向阀A14和单向阀B16之间设置有节流阀15。

本发明的工作原理是：

设备通电后，空压机1先开始工作，高压空气经过缓冲罐2后，先经过第一过滤器301，过滤掉空气中的水分，进入储气罐A3，进一步稳定进气压力的波动，随后经过第二过滤器302，再次过滤掉空气中的水分；

设备通电后，储气罐A3中的压力达到规定压力后，控制器17启动，通过控制第一电磁阀4、第二电磁阀5、第三电磁阀6、第四电磁阀7、第五电磁阀8、第六电磁阀11、第七电磁阀12以及第八电磁阀13不同的开关状态、使分离塔A9和分离塔B10持续循环分别处于吸附和回吹两种状态：

循环一状态，第一电磁阀4、第二电磁阀5、第五电磁阀8、第六电磁阀11和第八电磁阀13打开，第三电磁阀6、第四电磁阀7和第七电磁阀12关闭，单向阀A14截止，单向阀B16导通。高压空气进入分离塔A9，分离塔A9内压力增加，分子筛颗粒吸附氧气过滤出氮气。

高纯度氮气大部分通过第八电磁阀13进入储气罐B18，少部分氮气(回吹氮气)通过节流阀15经过单向阀B16进入分离塔B10。

由于第五电磁阀8打开，分离塔B10连通大气，罐内压力解除，分离塔B10内的分子筛颗粒释放吸附的氧气，回吹氮气携带释放的氧气排出富氧废气。

循环二状态，第一电磁阀4、第三电磁阀6、第四电磁阀7、第七电磁阀12和第八电磁阀13打开，第二电磁阀5、第五电磁阀8、第六电磁阀11关闭，单向阀B16截止，单向阀A14导通。高压空气进入分离塔B10，分离塔B10内压力增加，分子筛颗粒吸附氧气过滤出氮气。高纯度氮气大部分通过第八电磁阀13进入储气罐B18，少部分氮气(回吹氮气)通过节流阀15经过单向阀A14进入分离塔A9。

由于第四电磁阀7打开，分离塔A9连通大气，罐内压力解除，分离塔A9内的分子筛颗粒释放吸附的氧气，回吹氮气携带释放的氧气排出富氧废气。

循环一状态和循环二状态周期往复不断工作，储气罐B18中的氮气纯度不断提高。

充气操作：打开充气开关22，经由调压器19改变输出的压力，压力传感器20显示输出的压力，经由流量调节阀21调整出气量，并由流量传感器显示流量值。

抽气操作：打开抽气开关25，利用储气罐A3中的高压空气驱动真空阀24进行抽气，此时压力传感器20显示负压值。

充气开关22和抽气开关25是互斥的，出口23的状态只能是充气或抽气一种。但不管充气开关22和抽气开关25处于打开还是关闭状态，都不会影响制氮的过程，制氮过程不会中断，实现系统长时间稳定工作。

本发明利用变压吸附原理，通过从大气中直接分离出氮气，并将制氮、充氮、抽气功能高度集成，通过控制器17实现自动控制，可减少对氮气瓶消耗品的依赖，降低生产成本和操作难度，有效提高工作效率。

综上，本发明的实施例至少具有以下有益效果：

彼此连接的分离塔A9和分离塔B10，分离塔A9和分离塔B10分别设置有单向阀A14和单向阀B16，分离塔A9的两端分别连接有储气罐A3和储气罐B18，分离塔B10的两端分别与储气罐A3和储气罐B18相连；

控制系统，控制系统包括控制器17和与控制器17连接的第一电磁阀4、第二电磁阀5、第三电磁阀6、第四电磁阀7、第五电磁阀8、第六电磁阀11、第七电磁阀12以及第八电磁阀13，第一电磁阀4与储气罐A3相连，第八电磁阀13与储气罐B18相连，第二电磁阀5、第五电磁阀8和第六电磁阀11用于控制单向阀A14截止和单向阀B16导通，第三电磁阀6、第四电磁阀7和第七电磁阀12用于控制单向阀B16导通和单向阀A14导通；

分离塔A9和分离塔B10内均具有分子筛颗粒；

抽气开关25，抽气开关25通过真空阀24与储气罐A3连接；

充气开关22，充气开关22与储气罐B18连接；

出口23，出口23与抽气开关25和充气开关22相连。

在本发明中，分离塔A9和分离塔B10内的分子筛颗粒，其一种状态为吸附，在加压时分子筛颗粒吸收氧气过滤出氮气；另一种状态为回吹，在泄压时利用回吹气体带走已吸附的氧气，恢复分子筛颗粒的吸附能力，分离塔A9和分离塔B10分别持续循环处于吸附和回吹两种状态：

循环一状态，第一电磁阀4、第二电磁阀5、第五电磁阀8、第六电磁阀11和第八电磁阀13打开，第三电磁阀6、第四电磁阀7和第七电磁阀12关闭，单向阀A14截止，单向阀B16导通，高压空气进入分离塔A9，分离塔A9内压力增加，分子筛颗粒吸附氧气过滤出氮气，高纯度氮气大部分通过第八电磁阀13进入储气罐B18，少部分氮气(回吹氮气)通过节流阀15经过单向阀B16进入分离塔B10。由于第五电磁阀8打开，分离塔B10连通大气，罐内压力解除，分离塔B10内的分子筛颗粒释放吸附的氧气，回吹氮气携带释放的氧气排出富氧废气。

循环二状态，第一电磁阀4、第三电磁阀6、第四电磁阀7、第七电磁阀12和第八电磁阀13打开，第二电磁阀5、第五电磁阀8和第六电磁阀11关闭，单向阀B16截止，单向阀A14导通，高压空气进入分离塔B10，分离塔B10内压力增加，分子筛颗粒吸附氧气过滤出氮气。高纯度氮气大部分通过第八电磁阀13进入储气罐B18，少部分氮气(回吹氮气)通过节流阀15经过单向阀A14进入分离塔A9。由于第四电磁阀7打开，分离塔A9连通大气，罐内压力解除，分离塔A9内的分子筛颗粒释放吸附的氧气，回吹氮气携带释放的氧气排出富氧废气。

充气开关22控制出口23为充气状态，向外输出高纯度氮气；抽气开关25利用第一储气罐中的高压空气驱动真空阀24进行抽气，控制出口23为抽气状态。充气开关22和抽气开关25是互斥的，出口23的状态只能是充气或抽气一种。但不管充气开关22和抽气开关25处于打开还是关闭状态，都不会影响制氮的过程，制氮过程不会中断，实现设备长时间稳定工作。

本发明利用本发明利用变压吸附原理，通过从大气中直接分离出氮气，并将制氮、充氮、抽气功能高度集成，通过控制器17实现自动控制，可减少对氮气瓶消耗品的依赖，降低生产成本和操作难度，有效提高工作效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。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，本申请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申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。