Powiedzenie, że od początku pandemii COVID-19 w ciągu roku wydarzyło się wiele, jest niedopowiedzeniem w odniesieniu do epickich wydarzeń, do tego stopnia, że ​​trudno przypomnieć sobie początki społeczności hakerów sprzętowych, którzy korzystali z masowo produkowanych środków ochrony indywidualnej, domowej roboty respiratorów i tak dalej. Nie pamiętamy jednak, że w początkowej fazie ekspansji podejmowano zbyt wiele prób zbudowania tego domowego koncentratora tlenu.
Biorąc pod uwagę prostotę i skuteczność konstrukcji o nazwie OxiKit, dziwne, że nie widzieliśmy więcej takich urządzeń. OxiKit wykorzystuje zeolit, porowaty minerał, który może być używany jako sito molekularne. Drobne kulki są umieszczane w cylindrze wykonanym z rur PCV i złączek dostępnych w sklepie z narzędziami, a następnie podłączane do bezolejowej sprężarki powietrza za pomocą zaworu pneumatycznego sterowanego szeregiem zaworów elektromagnetycznych. Po schłodzeniu w miedzianej wężownicy, sprężone powietrze jest wtłaczane do kolumny zeolitowej, która preferencyjnie zatrzymuje azot, jednocześnie umożliwiając przepływ tlenu. Strumień tlenu jest dzielony, jedna część trafia do zbiornika buforowego, a druga do wylotu drugiej wieży zeolitowej, gdzie uwalniany jest wymuszony azot. Arduino steruje zaworem, aby naprzemiennie przepływał gaz tam i z powrotem, wytwarzając 15 litrów tlenu o czystości 96% na minutę.
OxiKit nie jest zoptymalizowany jak komercyjne generatory tlenu, więc nie jest szczególnie cichy. Jest jednak znacznie tańszy niż urządzenie komercyjne i dla większości hakerów jest łatwy w budowie. Wszystkie projekty OxiKit są dostępne na licencji open source, ale firma oferuje zestawy narzędzi oraz trudne do zdobycia części i materiały eksploatacyjne, takie jak zeolit. Spróbujemy zbudować coś takiego, ponieważ technologia jest bardzo prosta. Posiadanie wysokoprzepływowego źródła tlenu również nie jest złym pomysłem.
15 litrów na minutę wydaje się imponujące. W skali wystarcza to do podtrzymania życia 7 osób w normalnych warunkach (każda osoba zużywa 2 litry na minutę).
Zawsze chciałem wiedzieć, jak to działa. Ciekawe. Wydaje się, że to niemal łamie prawa termodynamiki, ale tak nie jest.
Przy tak dużej ilości produkowanego tlenu, chcę wiedzieć, co się stanie, jeśli powiesisz to cudo na silniku samochodowym i/lub je powiększysz. Może to być jak azotyn. To będzie całkiem bezpieczne, ponieważ możesz to ustawić tak, aby wytwarzany „czysty” tlen był zużywany bezpośrednio w pobliżu silnika, a nie gdziekolwiek. Muszę jednak najpierw wyregulować samochód. Obrót w drugą stronę… „Będzie źle”.
Myślę, że nadaje się do spawania/lutowania/cięcia tlenem/propanem, tlenem/wodorem lub tlenem/acetylenem.
Tak, po obejrzeniu tego filmu, na YT pojawił się filmik z propozycją Dalbora Farny'ego dotyczącą koncentratora O2. Celem jest dostarczenie palnika tlenowego potrzebnego do tokarki do szkła. Stwórz własną, spersonalizowaną lampę cyfrową. W rzeczywistości sześć z nich łączy się, aby wytworzyć 30 l/min O2.
Przypuszczam, że silnik 2-litrowy pracujący z kilkoma tysiącami obrotów na minutę może zużywać paliwo silnika 15-litrowego zamiast jednej minuty. Czy jednak mogłoby to zwiększyć poziom tlenu w powietrzu dolotowym do wystarczającego poziomu? Naprawdę nie wiem.
Azotyn może dostarczać energii, ponieważ uwalnia cząsteczkę azotu na każdą rozłożoną cząsteczkę tlenku azotu (zachowuje swoją objętość w miarę zużycia tlenu), a jednocześnie zwiększa efektywne stężenie tlenu (uwalnianie powoduje również wydzielanie ciepła). Pompowanie czystego tlenu nie jest tak korzystne, ponieważ nadal traci on objętość i wiąże się z ryzykiem zapłonu bloku silnika.
Będziesz musiał poważnie zwiększyć skalę. Dwulitrowy silnik samochodowy o prędkości 2500 obr./min „wdycha” około 2,5 metra sześciennego powietrza na minutę (21% O²). To około 600 razy więcej niż człowiek w stanie spoczynku. Objętość oddechowa pobierana przez ludzi wynosi około 25% O², podczas gdy objętość oddechowa pobierana przez samochody wynosi około 90%…
Pali się również bardzo gorącymi i roztopionymi tłokami. Przechylając mieszankę paliwową, można uzyskać większą moc z dowolnego silnika. Jednak tłok stopi się z powodu wzrostu temperatury. Niższa zawartość tlenu zapobiega stopieniu metalu.
Zwykłe silniki samochodowe są ograniczone przepływem powietrza i osiągają maksymalną moc, spalając cały tlen zawarty w powietrzu. Osiąga się to poprzez nieznaczne wzbogacenie mieszanki, co nie powoduje spalania części benzyny. O ile nie jest wymagana maksymalna moc, silniki samochodowe zazwyczaj pracują z niewielkim przechyleniem, ponieważ praca z dużą ilością paliwa oznacza mniejsze zużycie paliwa i większe zanieczyszczenie środowiska węglowodorami.
Jeśli chcesz wykorzystać tę funkcję w celu zwiększenia mocy, musisz znaleźć sposób, aby oszukać komputer silnika i jednocześnie dodać określoną ilość paliwa.
Jeżeli uda się utrzymać stały stosunek powietrza do paliwa, jest to mniej więcej porównywalne z otwarciem przepustnicy o zaledwie kilka procent.
Jeśli jednak przekroczysz „kilka procent” (celowa dwuznaczność...), możesz osiągnąć granicę możliwości komputera sterującego silnikiem (ECU) w zakresie pomiaru ilości powietrza wchodzącego do silnika, kontrolowania ilości paliwa wychodzącego lub ustawienia prawidłowego czasu zapłonu, niezależnie od używanej prędkości i przepływu powietrza.
Szybkość przepływu potrzebna do utrzymania kogoś przy życiu zależy w dużej mierze od jego stanu! 2 l/min to całkiem proste. Wielu pacjentów wymagających intensywnej terapii potrzebuje 15 l/min.
Uważaj tylko, żeby nie zabrakło Ci tlenu. Wysokie stężenie tlenu może spowodować, że wiele rzeczy stanie się łatwopalnych, a także sprzyjać samozapłonowi wielu olejów i środków smarnych. Dlatego właśnie używają sprężarek bezolejowych.
Ta i wiele innych „nie do końca intuicyjnych” metod przetwarzania O2 może być szkodliwe, szczególnie w warunkach rosnącego ciśnienia.
Jeśli grasz w O2, możesz skorzystać z programu Vance'a Harlowa Oxygen Hacker's Companion (nurkowie nitroxowi mogą już mieć tego towarzysza): http://www.airspeedpress.com/newoxyhacker .html
Nie znam tej książki, to użytkownik, a nie tuner. Dziękuję jednak za polecenie, zamówię egzemplarz, jak tylko formularz wejdzie w życie!
Tak, wspomnę. Awaria sprężonego powietrza z PVC to eksplozja odłamków, więc uważnie obserwuj te wartości ciśnienia – wraz ze wzrostem średnicy rury, wartość ciśnienia będzie spadać.
Na początku lat 80. pracowałem w firmie leasingującej sprzęt medyczny, która dzierżawiła i serwisowała generatory tlenu Devilbiss. W tamtym czasie urządzenia te miały wielkość małej chłodziarki do piwa. Wyraźnie pamiętam, że ich wewnętrzna konstrukcja miała charakter „przechowywania sprzętu”. Wciąż pamiętam, że sito było wykonane z 4-calowej rury PCV i pokrywy, więc konstrukcja opisana w tym projekcie jest zgodna z wcześniejszą, historyczną (ale oczywiście praktyczną) technologią.
Kompresor jest typu dwuoscylacyjnego tłokowo-membranowego, dzięki czemu sprężone powietrze nie zawiera oleju. Zawór w głowicy kompresora to cienki, stalowy trzcinowy zawór.
Sortowanie strumieni odbywa się za pomocą mechanicznego timera, bez konieczności stosowania Arduino. Timer posiada synchronizator (silnik z przekładnią zegarową), który napędza wał z wieloma kołami krzywkowymi. Mikroprzełącznik umieszczony na krzywce uruchamia elektrozawór, powodując przepływ gazu.
Największym wrogiem tych maszyn jest wysoka wilgotność. Adsorpcja cząsteczek wody niszczy złoże sitowe.
Tuż przed moim odejściem z firmy zaczęliśmy nabywać koncentrator od konkurenta firmy Devilbiss (nazwa jest mi teraz nieznana), a firma poczyniła duże postępy. Oprócz mniejszego i cichszego nowego koncentratora, firma zbudowała również łoże sitowe z aluminiowych rur. Rura jest przykryta płytą z wyfrezowanymi rowkami na pierścienie uszczelniające. Wydaje mi się, że chodzi o wspornik z pełnym gwintem, który łączy zespoły. Zaletą tej konstrukcji jest to, że w razie potrzeby łoże można rozdzielić, a sito wymienić. Wyeliminowano również mechaniczne timery, zastępując je prostymi urządzeniami elektronicznymi i przekaźnikami SSR do wyzwalania elektrozaworów.
Wymagają one zastosowania rur SCH40 (ciśnienie znamionowe 260 psi przy 3 calach) i są wyraźnie wyposażone w zawór bezpieczeństwa 40 psi oraz regulator 20-30 psi przed napełnieniem PVC, co zapewnia wysoki współczynnik bezpieczeństwa. Nie jestem pewien, jak będzie on narażony na działanie O2. Zmień intensywność.
Ciśnienie rozrywające SCH40 jest wielokrotnie wyższe niż ciśnienie znamionowe – w zależności od średnicy. Rura 3-calowa ma ciśnienie około 850 psi, a 6-calowa około 500 psi. 1/2 cala to około 2000 psi. Podwójna liczba SCH80. Właśnie dlatego wyrzutnie tenisowe z PVC nie wybuchają – zbyt wiele. Powiększenie ich do komory spalania o średnicy 6 lub 8 cali zwiększy Twoje szanse. Jednak ogólnie rzecz biorąc, społeczność hakerów ma tendencję do poważnego niedoceniania wytrzymałości plastikowych pali. https://www.pvcfittingsonline.com/resource-center/strength-of-pvc-pipe-with-strength-chart/
Byłbym zainteresowany ograniczeniem możliwości korzystania z fajerwerków przez amatorów (i ewentualnie ich czystości). Rynek hobbystyczny zazwyczaj kupuje wycofane z użytku butle z tlenem medycznym. To był mój pierwszy pomysł, ale koszt zestawu + materiały eksploatacyjne znacznie przekraczał cenę wycofanego z użytku sprzętu medycznego.
Silnik samochodowy o pojemności 2 litrów może zużywać 9000 litrów tlenu na minutę (przy dużej prędkości), więc 15 litrów tlenu na minutę to około 600 razy mniej. To fajne urządzenie. Kupiłem kilka odnowionych koncentratorów o wydajności 5 litrów na minutę po 300 dolarów każdy (cena wydaje się rosnąć). Wytwarza 5 litrów na minutę. Zużywa kilkaset watów, więc ekstrapolacja wskazuje, że 9000 litrów na minutę (tylko w celach rozrywkowych) wymaga około 360 kW (480 KM).
Ponieważ ich algorytm został napisany przez zespół berliński. (Oblicz jeden, a dostaniesz złotą gwiazdkę.)
Sprawdź stronę internetową firmy… cóż, specyfikacje w ich sklepie są trochę niejasne, ale sprzedadzą ci 5 funtów za 75 dolarów. Zajrzyjmy więc na GitHub. Nie rób tego. Nie ma tam BOM.
Mamy projekt elektromechaniczny typu open source, który podpowiada, jak go zbudować, a nie jak go wypełnić. Nazywam to miejscem, w którym brakuje kluczowych informacji. To tak, jakby postać wzbudzała zdziwienie… to fascynujące.
OxiKit wspomniał w komentarzu pod jednym ze swoich filmów (tym, do którego podałem link w artykule, o ile dobrze pamiętam), że jest to zeolit ​​sodowy.
Tak jak w przypadku każdego sita molekularnego, informujesz producenta, do czego chcesz go używać, a nie do czego służy. Bo to to samo, tylko inna apertura.
Koncentratory O2 zazwyczaj wykorzystują zeolit ​​13X o średnicy 0,4 mm-0,8 mm lub zeolit ​​JLOX 101, drugi najdroższy. Podczas regeneracji koncentratora O2 z Craigslist użyłem zeolitu 13X. Zielona lampka świeci się zawsze, więc czystość O2 wynosi co najmniej 94%.

https://catalysts.basf.com/files/literature-library/BASF_13X-Molecular-Sieve_Datasheet_Rev.08-2020.pdf

Można również użyć sit molekularnych 5A (5 angstremów). Myślę, że są one mniej selektywne w stosunku do azotu, ale nadal można je stosować.
Na Wikipedii znajduje się dobra animacja, która może pomóc w intuicyjnym zrozumieniu zasady działania urządzenia: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Pressure_swing_adsorption_principle.svg I wlot sprężonego powietrza A adsorpcja O tlen wylot D desorpcja E wydech
Gdy kolumna zeolitowa jest już prawie pełna azotu, wszystkie zawory zostają otwarte, aby uwolnić azot zaadsorbowany przez kolumnę.
Dziękuję bardzo za krótkie wyjaśnienie. Zawsze zastanawiałem się, czy generator azotu można wykorzystać do domowych projektów spawania azotem. W związku z tym, koncentrator tlenu wytwarza głównie azot: idealnie, użyję go w mojej bezołowiowej stacji lutowniczej.
Rzeczywiście, dla amatorów bardzo przydatna jest możliwość konwersji powietrza w postaci głównie czystego tlenu i głównie czystego azotu. Chciałbym się dowiedzieć, czy można używać „głównie azotu” jako gazu osłonowego do spawania.
W przypadku TIG (znanego również jako GTAW), ze względu na bardzo wrażliwą plazmę, nie jestem pewien. Używa się głównie argonu, czasami z niewielką ilością helu, aby wnikać w materiały takie jak aluminium i tytan. Przepływ wynosi około 6 do 8 l/min, co może być zbyt dużą wartością dla standardowej sprężarki.
Do spawania, wszystkie główne marki spawarek muszą oferować gaz osłonowy azotowy do produkcji zgodnej z normami ROHS, ale cena zestawu waha się między 1 a 2 tysiącami euro. Przepływ wynosi około 1 l/min, co jest bardzo odpowiednie dla sit molekularnych. Zmontujmy więc trochę sprzętu i lutujmy beztopnikowo i bezołowiowo w domu!
Spawacze chcą móc używać czystego azotu jako gazu osłonowego. Jest on tańszy niż argon lub tańszy hel. Niestety, jest on wystarczająco reaktywny w temperaturze osiąganej przez łuk i ma tendencję do tworzenia niepożądanych azotków w spoinie.
Używa się go do osłony gazowej przy spawaniu, ale już niewielka jego ilość może zmienić właściwości spoiny.
Oczywiście, można go używać do spawania laserowego, ale nawet dobrze wyposażona fabryka może nie dysponować tą funkcją.
Dlatego teoretycznie można zastosować co najmniej jedną substancję PSA do redukcji azotu, a następnie inną substancję PSA (wykorzystującą inny zeolit) do redukcji tlenu, co pozwoli na uzyskanie wyższego stężenia substancji, które nie są ani tlenem, ani azotem.
Jeśli masz rację, w tym momencie sugeruję, abyś skroplił powietrze, a następnie poddał je destylacji, aby oddzielić gaz, który chcesz/niechciałeś.
@Foldi – Punkt krytyczny w odniesieniu do energii wejściowej i gazu wyjściowego. Całkowicie zgadzam się, że wydajność będzie znacznie wyższa na większą skalę, ponieważ można wykorzystać parowanie do wstępnego chłodzenia.
Jednak w bardzo małej skali będziesz miał 1 kompresor, 4 wieże zeolitowe i kilka elektronicznych zaworów ciśnieniowych oraz początkowy koszt taniego kontrolera (The Brain), który moim zdaniem będzie niższy.
@irox może to z pewnością stwierdzić, ale nikt, kto korzysta z 2 litrów tlenu, nie umrze szybko ani nie pogorszy swojego stanu bez podania tlenu. Dla porównania, nasi pacjenci na oddziale intensywnej terapii (OIT) z wtórnym wysokim przepływem z powodu COVID-19 otrzymują 45–55 litrów tlenu przy FIO2 wynoszącym 60–90%. To nasi „stabilni” pacjenci. Jeśli nie będzie wysokiego przepływu, ich stan z pewnością szybko się pogorszy, ale nie będą na tyle chorzy, że będziemy musieli ich intubować. Podobne lub wyższe wyniki można zaobserwować u innych pacjentów z ARDS lub w większości innych sytuacji wymagających większej kaniuli donosowej niż konwencjonalna kaniula donosowa.
Dla mnie to nisza. To urządzenie może rozsądnie utrzymać 2 pacjentów pod ciśnieniem 6-8 l, co w rzeczywistości jest wartością, w której wysoki przepływ jest napromieniowywany powyżej konwencjonalnej kaniuli donosowej lub NIPPV. Chciałbym powiedzieć, że jest to bardzo skuteczne w małym szpitalu z ograniczonym dostępem do tlenu i może zapewnić opiekę medyczną pacjentom z chorobami przewlekłymi w krótkotrwałych sytuacjach nagłych.
Czy pacjent zużywa 6 litrów (lub 45-55 litrów) tlenu na minutę, czy też jest on częściowo tracony, wydychany do otoczenia, czy coś innego?
Moje doświadczenie ogranicza się do systemu podtrzymującego życie zdrowych ludzi (usuwającego dwutlenek węgla i dodającego około 2 litrów dwutlenku węgla na osobę na minutę), więc biorąc pod uwagę liczbę zastosowań medycznych, jest to dla mnie odkrycie!
Należy pamiętać, że pobierają tlen, ponieważ ich płuca są bardzo ściśnięte podczas jego pobierania. Dlatego, w porównaniu z teoretycznym zapotrzebowaniem organizmu ludzkiego, koszt jest bardzo wysoki, ponieważ w rzeczywistości korzysta z niego bardzo niewiele osób.
Nie wiem, czy osoba, która się wypowiadała, była tym, kto to zaprojektował, ale to nie zgadza się ze sposobem, w jaki to opisał. Sita molekularne i zeolity nie zatrzymują N₂, lecz zatrzymują O₂. Aby wychwycić N₂, potrzebny jest absorber azotu, który jest zupełnie innym urządzeniem. Sito zatrzymuje O₂ pod ciśnieniem, podczas gdy azot nadal przez nie przepływa. To musi być prawda, ponieważ po zwolnieniu ciśnienia i użyciu go do przepompowania N₂ do innej kolumny, nie ma sensu próbować usunąć N₂ za pomocą N₂. Są to jednostki adsorpcji zmiennociśnieniowej (PSA), które działają poprzez wychwytywanie O₂. Wyższe ciśnienie i większe cylindry mogą zapewnić wyższą wydajność (4 cylindry mają wydajność do 85%). To rzeczywiście powoduje kondensację O₂, ale nie działa tak, jak on twierdzi (lub jak podaje artykuł).
Należy podać żądane źródło informacji, ponieważ na sitach molekularnych zeolitowych 13X i 5A można bezwzględnie adsorbować N2. http://www.phys.ufl.edu/REU/2008/reports/magee.pdf
Artykuł w PSA w Wikipedii potwierdza również, że zeolit ​​pochłania azot. https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_swing_adsorption#Process
„Jest jednak znacznie tańszy niż jednostka komercyjna”. Ponieważ koszt BOM przekracza 1000 dolarów, trudno mi poprzeć to stwierdzenie. Zestawienie materiałów dla domowych (nieprzenośnych) koncentratorów komercyjnych kosztuje blisko 1/3, jest łatwe do znalezienia i nie wymaga robocizny. Wiem, że 17 l/min to fajna sprawa, ale nikt spoza szpitala nie poprosi o taki ruch. Każdy, kto zgłosi taką prośbę, zostanie wypisany ze szpitala lub zaintubowany.
Tak, to fajny projekt, ale tak, jego opłacalność jest do pewnego stopnia znikoma. W Australii nowy sprzęt 10 l/pm kosztuje zaledwie około 1500 dolarów australijskich. Zakładając, że 1000 dolarów to dolary amerykańskie, zmniejsza to koszt zakupu nowego sprzętu.
Przed pandemią kupiłem jeden na eBayu za około 160 funtów, z przepływem 1,5 litra na minutę i ceną 98%. I ten jest o wiele cichszy niż ten! W ten sposób naprawdę można zasnąć.
Ale to ogromny wysiłek. Umieść go w pomieszczeniu obok długiej rury, aby uniknąć hałasu i zagrożenia wybuchem…
Chciałbym się dowiedzieć, czy można go stosować jako źródło niemal czystego azotu w środowiskach ochronnych, a nawet przy spawaniu?
A co z oponami wypełnionymi azotem? Biorąc pod uwagę opłaty za tę usługę, azot musi być bardzo drogi…
Kolejny krok może być interesujący – pobranie gazu z tego koncentratora i oddzielenie mieszaniny 95% O₂ + 5% Ar. Można to zrobić poprzez separację kinetyczną z wykorzystaniem sita molekularnego CMS w systemie PSA. Następnie należy ustawić pompę o ciśnieniu 150 barów, aby napełnić butlę argonem.
Teraz potrzebujemy tylko kogoś, kto wykona proces Lindego w domu, aby zapewnić sobie naprawdę wybuchową zabawę
Korzystając z naszej strony internetowej i usług, wyrażasz wyraźną zgodę na umieszczanie przez nas plików cookie w celu poprawy wydajności, funkcjonalności i reklam. Dowiedz się więcej