DE102004044830A1

DE102004044830A1 - Operating air decomposition device comprises connecting molecular sieve chambers so that at least one molecular sieve chamber is located in adsorption phase

Info

Publication number: DE102004044830A1
Application number: DE200410044830
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Rittner; Rüdiger Meckes; Jürgen PFENNIG
Original assignee: Draeger Aerospace GmbH
Current assignee: BE Aerospace Systems GmbH
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2006-01-05

Abstract

Operating an air decomposition device (2) comprises connecting molecular sieve chambers (6, 8) so that at least one molecular sieve chamber is located in an adsorption phase. An independent claim is also included for an air decomposition device comprising adsorbing and desorbing molecular sieve chambers and a control unit (14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Luftzerlegungsvorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen sowie eine Luftzerlegungsvorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens.The The invention relates to a method for operating an air separation device with the features specified in the preamble of claim 1 and an air separation device for carrying out this method.

Luftzerlegungsvorrichtungen wie sie beispielsweise in Sauerstoffversorgungssystemen an Bord von Flugzeugen eingesetzt werden, trennen mittels Druckwechseladsorption den in der Luft enthaltenden Sauerstoff von den übrigen Bestandteilen der Luft. Dabei wird Druckluft durch Molekularsiebe gedrückt, an deren Oberflächen sich der leicht adsorbierbare Stickstoff anreichert, während der Sauerstoff das Molekularsieb passiert. Bei Erreichen eines Gleichgewichtszustands ist das Adsorptionsvermögen des Molekularsiebs erschöpft, so dass es regeneriert, d.h. desorbiert werden muss.Air separation devices as they are for example in oxygen supply systems on board used by aircraft, separated by pressure swing adsorption Oxygen containing in air from other components of air. Compressed air is forced through molecular sieves, on the surfaces of which the easily adsorbable nitrogen accumulates while the Oxygen passes through the molecular sieve. Upon reaching a state of equilibrium is the adsorption capacity exhausted of the molecular sieve, so that it regenerates, i. must be desorbed.

Die bekannten Luftzerlegungsvorrichtungen weisen mindestens zwei parallel betriebene Molekularsiebkammern auf. Von diesen Molekularsiebkammern befindet sich jeweils eine in einem Adsorptionstakt, während zeitgleich die andere in einem Desorptionstakt regeneriert wird. Um eine quasi kontinuierliche Luftzerlegung zu gewährleisten, ist es üblich, bei Erreichen der Adsorptionsgrenze einer Molekularsiebkammer auf eine gerade regenerierte Molekularsiebkammer umzuschalten, die dann in einem Adsorptionstakt die Luft in ihre Hauptbestandteile zerlegt, während die bisher adsorbierende Molekularsiebkammer durch Desorption dann regeneriert wird.The known air separation devices have at least two parallel operated Molekularsiebkammern on. From these molecular sieve chambers one is in a Adsorptionstakt, while at the same time the other is regenerated in a desorption cycle. To a quasi To ensure continuous air separation, it is common when reaching the adsorption limit of a Molekularsiebkammer on a straight switch regenerated molecular sieve, which then in a Adsorption clock the air decomposed into its main components, while the previously adsorbed Molekularsiebkammer then regenerated by desorption becomes.

Während der Adsorption baut sich eingangsseitig des Molekularsiebs in der Molekularsiebkammer mit zunehmender Stickstoffadsorption an dem Molekularsieb ein steigender Luftdruck auf, der bei Erreichen der Adsorptionsgrenze des Molekularsiebs einen Maximalwert erreicht. Beim Umschalten auf eine regenerierte Molekularsiebkammer wird dieser Druck schlagartig abgebaut. Verstärkt wird dieser Effekt, wenn große Mengen an Druckluft benötigt werden und gleichzeitig mehrere Molekularsiebkammern von einem Adsorptionstakt in einen Desorptionstakt umgeschaltet werden. In diesem Fall kann der Versorgungsluftdruck zunächst völlig einbrechen und zu besonders großen Druckschwankungen führen. Die abrupte Druckänderung kann dann zu gravierenden Beschädigungen von in der Druckluftversorgung angeordneten Bauteilen wie z.B. Ventilen, Rohrleitungen, Sensoren, etc. führen.During the Adsorption builds up on the input side of the molecular sieve in the molecular sieve chamber increasing with nitrogen adsorption on the molecular sieve Atmospheric pressure, which on reaching the adsorption limit of the molecular sieve a Maximum value reached. When switching to a regenerated molecular sieve chamber this pressure is abruptly reduced. This effect is reinforced when size Amounts of compressed air needed become and simultaneously several molecular sieve chambers of a Adsorptionstakt be switched to a desorption cycle. In this case can the supply air pressure first completely break in and become particularly large Lead to pressure fluctuations. The abrupt pressure change can then cause serious damage of components arranged in the compressed air supply, such as e.g. valves, Pipes, sensors, etc. lead.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Luftzerlegungsanlage zu schaffen, welches die Druckwechselbeanspruchung der Druckluftversorgung der Luftzerlegungsanlage verringert sowie im Weiteren eine Luftzerlegungsvorrichtung zu schaffen, welche nach diesen Verfahren arbeitet und mit geringem technischen und wirtschaftlichen Aufwand realisiert werden kann.In front In this background, the present invention has the object based, a method for operating an air separation plant to create what the pressure cycling of the compressed air supply the air separation plant and further reduced an air separation device which works according to these methods and with little technical and economic effort can be realized.

Der verfahrenstechnische Teil dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Luftzerlegungsvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Eine Luftzerlegungsvorrichtung, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, ist durch die Merkmale des Anspruchs 2 definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.Of the procedural part of this task is inventively with a Method for operating an air separation device with the solved in claim 1 features. An air separation device, which by the method according to the invention is defined by the features of claim 2. Advantageous developments The invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the drawing.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Luftzerlegungsvorrichtung werden mindestens drei taktweise adsorbierende und desorbierende Molekularsiebkammern zeitversetzt so geschaltet, dass sich jederzeit mindestens eine Molekularsiebkammer in einem Adsorptionstakt befindet. Dies hat vorteilhaft zur Folge, dass der eingangsseitig der Luftzerlegungsvorrichtung henschende Luftdruck zu keinem Zeitpunkt von einem am Ende eines Adsorptionstakts erreichten Maximaldruck auf den zu Beginn einer Adsorption in einer regenerierten Molekularsiebkammer henschenden Minimaldruck abfallen kann, da sich immer zumindest eine der Molekularsiebkammern in einem mit der Adsorption einhergehenden Druckaufbau befindet und der Druck so stets größer als der bei Beginn des Adsorptionstakts herrschende Minimaldruck ist. Die in der Versorgungsleitung beim Umschalten von einer Molekularsiebkammer mit erschöpften Adsorptionsvermögen auf eine regenerierte Molekularsiebkammer auftretenden Druckschwankungen bzw. Druckspitzen können auf diese Weise deutlich verringert werden; was die Bauteile der Druckluftversorgung, die auf derartige Druckwechsel empfindlich reagieren, entsprechend schont. Je mehr Molekularsiebkammern eine Luftzerlegungsvorrichtung aufweist, desto vorteilhafter kann das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden. Mit zunehmender Anzahl an Molekularsiebkammern können die Zeitintervalle, um die die einzelnen Molekularsiebkammern nacheinander zeitversetzt ein- bzw. umgeschaltet werden, verringert werden. Auf diese Weise befinden sich stets mehrere Molekularsiebkammern in der Adsorptionsphase, wobei sie bezüglich des Druckaufbaus eine nur geringe Phasenverschiebung aufweisen. Beim Umschalten einer Molekularsiebkammer vom Adsorptionstakt in einen Desorptionstakt weist so mindestestens eine andere Molekularsiebkammer ein Druckniveau auf, welches nahe dem Maximaldruck liegt, der eingangs der Luftzerlegungsanlage beim Umschalten einer Molekularsiebkammer von der Adsorption auf die Desorption anliegt. Entspresprechend klein sind die hier auftretenden Druckschwankungen.at the method according to the invention for operating an air separation device are at least three cyclic adsorbing and desorbing molecular sieve chambers time-shifted so that at any time at least one Molecular sieve chamber is located in a Adsorptionstakt. this has advantageous consequence that the input side of the air separation device Hanging air pressure at no time from one at the end of a Adsorptionstakts reached maximum pressure on the beginning of an adsorption in a regenerated Molekularsiebkammer dropping minimum pressure drop can, as always at least one of the molecular sieve chambers in one with the adsorption associated pressure build-up and the pressure so always bigger than the pressure prevailing at the beginning of the Adsorptionstaktts minimal pressure. The in the supply line when switching from a Molekularsiebkammer with exhausted Adsorption on a regenerated molecular sieve chamber occurring pressure fluctuations or pressure peaks can be significantly reduced in this way; what the components of the Compressed air supply, sensitive to such pressure changes react accordingly spares. The more molecular sieve chambers an air separation device has, the more advantageous the inventive method be used. With increasing number of molecular sieve chambers can the time intervals around which the individual Molekularsiebkammern successively be switched on or switched over with a time delay. On This way there are always several molecular sieve chambers in the adsorption phase, with respect to the pressure build-up a have little phase shift. When switching a Molecular sieve chamber from Adsorptionstakt in a desorption Thus, at least one other molecular sieve chamber has a pressure level on, which is near the maximum pressure, the beginning of the air separation plant upon switching a molecular sieve chamber from adsorption to the desorption is present. Accordingly small are the occurring here Pressure fluctuations.

Die erfindungsgemäße Luftzerlegungsvorrichtung zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens ist mit mindestens drei wechselweise adsorbierenden und desorbierenden Molekularsiebkammern versehen und weist eine Steuerung auf, die die Molekularsiebkammern so schaltet, dass sich jederzeit mindestens eine Molekularsiebkammer in einem Adsorptionstakt befindet. Die Steuerung kann beispielsweise eine Zeitschaltung aufweisen, welche zu Betriebsbeginn der Luftzerlegungsvorrichtung nacheinander die einzelnen Molekularsiebkammern so zeitversetzt aktiviert bzw. deren Adsorptionstakt startet, dass Druckschwankungen in der oben beschriebenen Weise verringert werden. Ferner kann die Steuerung das Umschalten von der Adsorption zur Desorption der einzelnen Molekularsiebkammern veranlassen.The Air separation device according to the invention to run of the method described above is alternating with at least three adsorbed and desorbing Molekularsiebkammern provided and has a controller that switches the molecular sieve chambers so that at least one molecular sieve chamber in one Adsorption clock is located. The controller may, for example, a Have timing, which at the beginning of operation of the air separation device sequentially the individual molecular sieve chambers are activated with a time delay or whose adsorption cycle starts, that pressure fluctuations in the above be reduced as described. Furthermore, the controller cause switching from adsorption to desorption of the individual molecular sieve chambers.

Vorteilhafterweise weist die Luftzerlegungsvorrichtung vier oder eine höhere geradzahlige Anzahl von Molekularsiebkammern auf. Eine geradzahlige Anzahl von vier oder mehr Molekularsiebkammern ermöglicht es, die Luftzerlegungsvorrichtung in der Art und Weise zu betreiben, in der jeweils eine Molekularsiebkammer adsorbiert bzw. mit Druckluft beaufschlagt wird, während eine andere Molekularsiebkammer regeneriert wird. Diese Anordnung entspricht dem Aufbau bekannter Luftzerlegungsanlagen, wie sie auch bisher, beispielsweise von der Draeger Aerospace GmbH, schon eingesetzt werden. In diesen Luftzerlegungsanlagen sind jeweils zwei paarweise angeordnete Molekularsiebkammern eingangsseitig mit einer Luftversorgungsleitung verbunden, wobei in der Luftversorgungsleitung ein steuerbares Mehrwegeventil angeordnet ist, welches die Leitungsverbindung zu einer der Molekularsiebkammern freigibt, während es die Leitungsverbindung zu der anderen Molekularsiebkammer sperrt. Dabei wird das Mehrwegeventil von einer Steuerungseinheit so gesteuert, dass es die Leitungsverbindungen zu den beiden Molekularsiebkammern in festgelegten Zeitabständen abwechselnd freigibt und sperrt. Ausgangsseitig ist an jeder der beiden Molekularsiebkammern eine Sauerstoffleitung angeordnet, durch welche der durch Adsorption des Stickstoffs aus der Luft getrennte Sauerstoff einer adsorbierenden Molekularsiebkammer zum einen einem Verbraucher zugeführt wird, zum anderen aber auch ein Teilstrom des Sauerstoffs über eine Leitungsverbindung als Spülgas der dann desorbierenden Molekularsiebkammer zugeführt wird. Diese Technologie zum Umschalten paarweise angeordneter Molekularsiebkammern von dem Adsorptionstakt in den Desorptionstakt sowie von nicht mehr adsorptionsfähigen Molekularsiebkammern auf regenerierte Molekularsiebkammern kann von der erfindungsgemäßen Luftzerlegungsvorrichtung aufgrund einer geradzahligen Anzahl von Molekularsiebkammern vorteilhaft übernommen werden. Die Steuerung hat in diesem Fall nur noch die Aufgabe, Paarungen, die jeweils aus einer adsorbierenden und einer desorbierenden Molekularsiebkammer bestehen, zeitversetzt zu aktivieren.advantageously, For example, the air separation device has four or more even numbers Number of Molekularsiebkammern on. An even number of Four or more molecular sieve chambers make it possible to use the air separation device in the way to operate, in each case a molecular sieve chamber adsorbed or acted upon with compressed air, while a other molecular sieve chamber is regenerated. This arrangement corresponds the construction of known air separation plants, as they have so far, For example, from Draeger Aerospace GmbH, already used become. In these air separation plants are two pairs arranged molecular sieve chambers on the input side with an air supply line connected, wherein in the air supply line, a controllable multi-way valve is arranged, which the line connection to one of the molecular sieve chambers releases while it blocks the line connection to the other molecular sieve chamber. In this case, the multi-way valve is controlled by a control unit, that it's the conduit connections to the two molecular sieve chambers at fixed intervals alternately releases and locks. On the output side is at each of the two molecular sieve chambers arranged an oxygen line through which the oxygen separated by adsorption of the nitrogen from the air an adsorbing Molekularsiebkammer on the one hand a consumer supplied but also a partial flow of oxygen over one Line connection as purge gas the then desorbing Molekularsiebkammer is supplied. This technology for switching paired molecular sieve chambers from the Adsorptionstakt in the desorption and not more adsorptive Molecular sieve chambers on regenerated Molekularsiebkammern can from the air separation device according to the invention due to an even number of Molekularsiebkammern taken advantage become. The control in this case has only the task of pairings, each of an adsorbing and a desorbing molecular sieve chamber exist to activate with a time delay.

Vorteilhaft sind die Molekularsiebkammern zu Gruppen geschaltet. Dabei adsorbiert in jeder Gruppe mindestens eine Molekularsiebkammer, während gleichzeitig eine andere Molekularsiebkammer desorbiert. Diese Anordnung ist insbesondere bei Luftzerlegungsvorrichtungen zu bevorzugen, die eine Vielzahl von Molekularsiebkammern aufweisen. Durch die Bildung von Gruppen mit mindestens zwei Molekularsiebkammern kann die Steuerung der Luftzerlegungsvorrichtung vereinfacht werden. So ist es beispielsweise nicht erforderlich, dass alle Molekularsiebkammern zeitversetzt aktiviert werden, stattdessen ist nur noch eine zeitlich versetzte Aktivierung der Gruppen durch die Steuerung erforderlich.Advantageous the molecular sieve chambers are connected in groups. Adsorbed in each group at least one molecular sieve chamber while at the same time desorbs another molecular sieve chamber. This arrangement is in particular in air separation devices to prefer a Have variety of Molekularsiebkammern. Through the formation of Groups with at least two molecular sieve chambers can control the air separation device can be simplified. That's the way it is, for example not required that all molecular sieve chambers be time-delayed be activated, instead is only a staggered Activation of the groups required by the controller.

Zum wechselweisen Schalten der Molekularsiebkammern der einzelnen Gruppen von einem Adsorptionstakt in einen Desorptionstakt ist jeder Gruppe der Luftzerlegungsvorrichtung bevorzugt zumindest ein Umschaltventil zugeordnet. Hierbei kann es sich zum Beispiel um ein steuerbares Mehrwegeventil handeln, das von einer Zeitsteuerung so geschaltet wird, dass es nach einem festgelegten Zeitintervall die Luftzufuhr zu einer zuvor adsorbierenden Molekularsiebkammer versperrt und gleichzeitig die Luftzufuhr zu einer zuvor desorbierenden Molekularsiebkammer freigibt. Nach einem weiteren Zeitintervall schaltet das Mehrwegeventil die beiden Molekularsiebkammern in umgekehrter Weise. Die Zeitintervalle zwischen dem Umschalten des Ventils sind so ausgelegt, dass unter allen Betriebsbedingungen der Luftzerlegungsvorrichtung sichergestellt ist, dass immer eine der beiden Molekularsiebkammern einen Sauerstoffstrom liefert.To the alternating switching of the molecular sieve chambers of the individual groups from one adsorption cycle to one desorption cycle is each group the air separation device preferably at least one switching valve assigned. This can be, for example, a controllable Multi-way valve that is switched by a timer so that after a specified time interval, the air supply to a previously adsorbed Molekularsiebkammer obstructed and simultaneously the air supply to a previously desorbing molecular sieve chamber releases. After a further time interval, the multi-way valve switches the two Molekularsiebkammern in the reverse manner. The time intervals between the switching of the valve are designed so that under ensured all operating conditions of the air separation device is that always one of the two Molekularsiebkammern an oxygen flow supplies.

Bevorzugt weisen die Gruppen der Luftzerlegungsvorrichtung ein steuerbares Absperrventil auf. Dabei ist vorzugsweise jeder Gruppe ein Absperrventil zugeordnet. Die Absperrventile trennen die Gruppen der Molekularsiebkammer von der Druckluftversorgung. Zu Betriebsbeginn der Luftzerlegungsvorrichtung können die Absperrventile der einzelnen Gruppen von der Steuerung geöffnet werden, so dass in jeder Gruppe zumindest eine Molekularsiebkammer mit Druckluft beaufschlagt wird. Dabei steuert die Steuerung die einzelnen Absperrventile nacheinander so zeitversetzt an, dass die Druckschwankungen sowohl an- als auch abströmseitig verringert werden.Prefers the groups of the air separation device have a controllable Shut-off valve on. In this case, preferably each group is a shut-off valve assigned. The shut-off valves separate the groups of the molecular sieve chamber from the compressed air supply. At the beginning of operation of the air separation device can the shut-off valves of each group are opened by the controller, so that in each group at least one molecular sieve chamber with compressed air is charged. The control system controls the individual shut-off valves one after the other delayed so that the pressure fluctuations both on and off downstream reduced become.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, die eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Luftzerlegungsvorrichtung zeigt näher erläutert.following the invention with reference to the drawing, which is a schematic diagram an air separation device according to the invention shows closer explained.

In der Figur ist eine Luftzerlegungsvorrichtung 2 dargestellt. In dieser sind eine Baugruppe 4, eine Baugruppe 4' sowie eine Baugruppe 4'' mit jeweils zwei Molekularsiebkammern 6 und jeweils zwei Molekularsiebkammern 8 angeordnet. Die in der Figur dargestellte Anzahl an Molekularsiebkammern 6 und 8 ist exemplarisch. Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind mindestens drei Molekularsiebkammern erforderlich. Bilden Molekularsiebkammern 6 und 8 eine Baugruppe ähnlich der dargestellten Baugruppen 4, 4' und 4'', kann die Anzahl der in einer Baugruppe zusammengefassten Molekularsiebkammern 6 und 8 je nach Größe der Luftzerlegungsvorrichtung 2 zwischen jeweils einer Molekularsiebkammer 6 und einer Molekularsiebkammer 8 und einer Vielzahl von Molekularsiebkammern 6 und 8 liegen, wobei die Luftzerlegungsvorrichtung 2 mindestens zwei in der oben beschriebenen Weise ausgebildete Baugruppen 4 und 4' beinhaltet.In the figure is an air separation device 2 shown. In this is an assembly 4 , an assembly 4 ' as well as an assembly 4 '' each with two molecular sieve chambers 6 and two molecular sieve chambers each 8th arranged. The number of Molekularsiebkammern shown in the figure 6 and 8th is exemplary. To carry out the process according to the invention, at least three molecular sieve chambers are required. Form molecular sieve chambers 6 and 8th an assembly similar to the illustrated assemblies 4 . 4 ' and 4 '' , may be the number of molecular sieve compartments combined in an assembly 6 and 8th depending on the size of the air separation device 2 between each one molecular sieve chamber 6 and a molecular sieve chamber 8th and a variety of molecular sieve chambers 6 and 8th lie, wherein the air separation device 2 at least two formed in the manner described above assemblies 4 and 4 ' includes.

Ferner weisen die identischen Baugruppen 4, 4' und 4'' jeweils ein Absperrventil 10 auf. Die Absperrventile 10 sind steuerbar ausgebildet und werden von einer Steuerung 14 angesteuert. Über die Absperrventile 10 sind die Baugruppen 4, 4' und 4'' mit einer Druckluftversorgung 12 über eine Versorgungsleitung 13 verbunden. Bei nicht aktiver Luftzerlegungsvorrichtung 2 verschließen die Absperrventile die Leitungsverbindung zwischen Druckluftversorgung 12 und den Baugruppen 4, 4' und 4''.Furthermore, the identical assemblies 4 . 4 ' and 4 '' one stop valve each 10 on. The shut-off valves 10 are controllable and are controlled by a controller 14 driven. About the shut-off valves 10 are the assemblies 4 . 4 ' and 4 '' with a compressed air supply 12 via a supply line 13 connected. With non-active air separation device 2 the shut-off valves close the line connection between the compressed air supply 12 and the assemblies 4 . 4 ' and 4 '' ,

Bei Inbetriebnahme der Luftzerlegungsvorrichtung 2 veranlasst die Steuerung 14 das Öffnen des Absperrsperrventils 10 der Baugruppe 4. Die beiden Molekularsiebkammern 6 werden mit Druckluft beaufschlagt und die Molekularsiebe adsorbieren den in der Luft enthaltenden Stickstoff, der sich an ihnen festsetzt. Gleichzeitig passiert der Sauerstoff der Luft die Molekularsiebe und verlässt die Baugruppe 4 über die Sauerstoffleitung 16. Mit zunehmender Adsorptionsdauer setzen sich die Molekularsiebe der Molekularsiebkammern 6 immer mehr mit Stickstoff zu, wodurch sich gleichzeitig deren Sauerstoffdurchlässigkeit verringert. Der Druck in den Molekularsiebkammern 6 und in der Versorgungsleitung 13 steigt an. Nach einer Zeit kommt das Adsorptionsvermögen der Molekularsiebkammern 6 völlig zum Erliegen. Zu diesem Zeitpunkt schaltet eine in der 1 nicht dargestellte Steuerung so, dass nicht mehr die Molekularsiebkammern 6 sondern die Molekularsiebkammern 8 mit der Druckluft der Druckluftversorgung 12 beaufschlagt werden, während die Molekularsiebkammern 6 in einem Desorptionstakt regeneriert werden können. Ist das Adsorptionsvermögen der Molekularsiebkammern 8 erschöpft, wird in umgekehrter Weise wieder auf die dann regenerierten Molekularsiebkammern 6 als adsorbierende Kammern zurückgeschaltet. Dieses Umschalten zwischen den Molekularsiebkammern 6 und 8 wiederholt sich während der gesamten Betriebszeit der Luftzerlegungsvorrichtung 2.When commissioning the air separation device 2 initiates the control 14 opening the shut-off valve 10 the assembly 4 , The two molecular sieve chambers 6 are pressurized with compressed air and the molecular sieves adsorb the nitrogen contained in the air, which attaches to them. At the same time, the oxygen in the air passes through the molecular sieves and leaves the assembly 4 via the oxygen line 16 , As the adsorption time increases, the molecular sieves of the molecular sieve chambers settle 6 More and more with nitrogen, which simultaneously reduces their oxygen permeability. The pressure in the molecular sieve chambers 6 and in the supply line 13 rises. After a while, the adsorption capacity of the molecular sieve chambers comes 6 completely to succumbing. At this time, one in the 1 not shown control so that no longer the Molekularsiebkammern 6 but the molecular sieve chambers 8th with the compressed air of the compressed air supply 12 be charged while the Molekularsiebkammern 6 can be regenerated in a desorption cycle. Is the adsorption capacity of the molecular sieve chambers 8th is exhausted, in the opposite way back to the then regenerated Molekularsiebkammern 6 switched back as adsorbing chambers. This switching between the molecular sieve chambers 6 and 8th Repeats during the entire operating time of the air separation device 2 ,

Um zu verhindern, dass der Druck in der Versorgungsleitung 13, der zuvor mit dem Druck in den Molekularsiebkammern 6 stetig gestiegen ist, durch das Umschalten auf die Molekularsiebkammer 8, die dann ihre größtmögliche Sauerstoffdurchlässigkeit besitzt, zusammenbricht, veranlasst die Steuerung 14 kurze Zeit nach dem Öffnen des Absperrventils 10 der Baugruppe 4 das Öffnen des Absperrventils der Baugruppe 4' sowie nach einem weiteren Zeitraum das Öffnen des Absperrventils 10 der Baugruppe 4'', deren Molekularsiebkammern 6 dann ihren Adsorptionstakt aufnehmen und, wie anhand der Molekularsiebkammern 6 und 8 der Baugruppe 4 beschrieben, wechselweise mit den Molekularsiebkammern 8 von dem Adsorptionstakt in einen Desorptionstakt geschaltet werden.To prevent the pressure in the supply line 13 previously with the pressure in the molecular sieve chambers 6 has risen steadily, by switching to the molecular sieve chamber 8th , which then breaks down their maximum oxygen permeability, causes the control 14 short time after opening the shut-off valve 10 the assembly 4 Opening the shut-off valve of the module 4 ' and after a further period opening the shut-off valve 10 the assembly 4 '' , whose molecular sieve chambers 6 then record their Adsorptionstakt and, as the molecular sieve chambers 6 and 8th the assembly 4 described, alternately with the molecular sieve chambers 8th be switched from the Adsorptionstakt in a Desorptionstakt.

Die Zeitintervalle zwischen dem Öffnen der Absperrventile 10 der Baugruppen 4, 4' sowie 4'' sind so bemessen, dass sie sicherstellen, dass sich während des gesamten Betriebs der Luftzerlegungsvorrichtung 2 immer mindestens eine der Molekularsiebkammern 6 und 8 der Baugruppen 4, 4' und 4'' in ihrem Adsorptionstakt befindet und somit druckbeaufschlagt ist, so dass auf diese Weise die Druckschwankungen in der Versorgungsleitung 13 deutlich abgeschwächt werden können und so daraus resultierende mögliche Beschädigungen der Versorgungsleitung 13 und weiterer daran angebundener Bauteile wie beispielsweise hier nicht dargestellter Ventile und Sensoren verhindert werden.The time intervals between the opening of the shut-off valves 10 of the assemblies 4 . 4 ' such as 4 '' are sized so that they ensure that throughout the operation of the air separation device 2 always at least one of the molecular sieve chambers 6 and 8th of the assemblies 4 . 4 ' and 4 '' is in their Adsorptionstakt and thus pressurized, so that in this way the pressure fluctuations in the supply line 13 can be significantly attenuated and thus resulting possible damage to the supply line 13 and further connected thereto components such as valves and sensors, not shown here are prevented.

22: LuftzerlegungsvorrichtungAir separation device
44: Baugruppemodule
66: Molekularsiebkammermolecular sieve
88th: Molekularsiebkammermolecular sieve
1010: Absperrventilshut-off valve
1212: DruckluftversorgungAir Supply
1313: Versorgungsleitungsupply line
1414: Steuerungcontrol
1616: Sauerstoffleitungoxygen line

Claims

Method for operating an air separation device ( 2 ) with at least three cyclically adsorbing and desorbing molecular sieve chambers ( 6 . 8th ), characterized in that the molecular sieve chambers ( 6 . 8th ) are switched with a time delay so that at least one molecular sieve chamber ( 6 . 8th ) is in an adsorption cycle.

Air separation device ( 2 ) with at least three mutually adsorbing and desorbing molecular sieve chambers ( 6 . 8th ) as well as with a controller ( 14 ) containing the molecular sieve chambers ( 6 . 8th ) so that at any time at least one molecular sieve chamber ( 6 . 8th ) is in an adsorption cycle.

Air separation device ( 2 ) according to claim 2, characterized in that the air separation device ( 2 ) four or more even number of molecular sieve chambers ( 6 . 8th ) having.

Air separation device ( 2 ) according to claim 3, characterized in that the molecular sieve chambers ( 6 . 8th ) to groups ( 4 . 4 ' . 4 '' ), where in each group ( 4 . 4 ' . 4 '' ) at least one molecular sieve chamber ( 6 . 8th ) and at the same time a molecular sieve chamber ( 6 . 8th ) desorbed.

Air separation device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that each group ( 4 . 4 ' . 4 '' ) of the air separation device ( 2 ) at least one switching valve is assigned, which the molecular sieve chambers ( 6 . 8th ) of the groups ( 4 . 4 ' . 4 '' ) alternately switches from an adsorption cycle to a desorption cycle.

Air separation device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the groups ( 4 . 4 ' . 4 '' ) of the air separation device ( 2 ) a controllable shut-off valve ( 10 ) and preferably each group ( 4 . 4 ' . 4 '' ) a shut-off valve ( 10 ) assigned.