Říct, že se za rok od začátku pandemie COVID-19 událo mnoho věcí, je slabé slovo o epických událostech, natolik, že je těžké si vzpomenout na rané dny komunity hardwarových hackerů, kteří používali masově vyráběné osobní ochranné prostředky, domácí ventilátory a tak dále. Nepamatujeme si však, že by během počáteční fáze expanze bylo příliš mnoho pokusů o sestavení tohoto kutilského koncentrátoru kyslíku.
Vzhledem k jednoduchosti a efektivitě konstrukce s názvem OxiKit se zdá zvláštní, že jsme se s podobnými zařízeními nesetkali více. OxiKit používá zeolit, porézní minerál, který lze použít jako molekulární síto. Drobné kuličky jsou zabaleny do válce vyrobeného z PVC trubek a tvarovek z železářství a připojeny k bezolejovému vzduchovému kompresoru prostřednictvím pneumatického ventilu ovládaného řadou solenoidových ventilů. Po ochlazení v měděné trubicové cívce je stlačený vzduch nucen procházet zeolitovým sloupcem, který přednostně zadržuje dusík a zároveň umožňuje průchod kyslíku. Proud kyslíku se rozdělí, jedna část vstupuje do vyrovnávací nádrže a druhá část vstupuje do výstupu z druhé zeolitové věže, kde se uvolňuje nuceně adsorbovaný dusík. Arduino ovládá ventil tak, aby střídavě proudil plyn tam a zpět a produkoval 15 litrů 96% čistého kyslíku za minutu.
OxiKit není optimalizován jako komerční generátory kyslíku, takže není nijak zvlášť tichý. Je to ale mnohem levnější než komerční jednotka a pro většinu hackerů je jeho sestavení snadné. Všechny návrhy OxiKitů jsou open source, ale prodávají sady nástrojů a některé obtížně sehnatelné díly a spotřební materiál, jako je zeolit. Pokusíme se něco takového postavit, protože technologie je tak šikovná. Mít zdroj kyslíku s vysokým průtokem také není špatný nápad.
15 litrů za minutu se zdá být velmi působivé. Z hlediska rozsahu to za normálních okolností stačí k udržení života 7 lidí (každá osoba s průtokem 2 litry za minutu).
Vždycky jsem chtěl vědět, jak tohle funguje. Zajímavé. Zdá se, že to skoro porušuje zákony termodynamiky, ale není to tak.
S tak velkým množstvím produkovaného kyslíku chci vědět, co se stane, když tuhle věc pověsíte na motor auta a/nebo ji zvětšíte. Mohlo by to být jako dusitan. Bude to docela bezpečné, protože to můžete nastavit tak, aby se produkovaný „čistý“ kyslík spotřebovával bezprostředně v blízkosti motoru, místo aby se někde jinde ukládal. Nejdřív ale musím auto seřídit. To se mi vymstilo… „Bude to zlé.“
Myslím, že je to dobré pro svařování/pájení/řezání kyslíku/propanu, kyslíku/vodíku nebo kyslíku/acetylenu.
Ano, poté, co jsem viděl toto video, YT narazil na video s návrhem Dalbora Farnyho ohledně koncentrátoru kyslíku. Účelem je poskytnout hořák s kyslíkem, který potřebuje pro soustruh na foukání skla. Vyrobte si vlastní digitální trubici na míru. Ve skutečnosti šest z nich dohromady produkuje 30 l/min O2.
Myslím, že dvoulitrový motor běžící na několika tisících otáčkách za minutu by mohl spotřebovat 15litrový motor místo 1 minuty. Mohlo by to ale dostatečně zvýšit hladinu kyslíku v nasávaném vzduchu? Opravdu nevím.
Dusitany mohou poskytovat energii, protože uvolňují molekulu dusíku za každou rozloženou molekulu oxidu dusného (udržují si svůj objem, zatímco se spotřebovává kyslík), stejně jako zvyšují efektivní koncentraci kyslíku (uvolňování také uvolňuje teplo). Čerpání čistého kyslíku není tak výhodné, protože stále ztrácíte objem a musíte se potýkat s problémy, které by mohly zapálit blok motoru.
Budete muset pořádně zvětšit objem. Dvoulitrový motor automobilu s otáčkami 2500 ot./min „dýchá“ přibližně 2,5 krychlových metrů vzduchu za minutu (21 % O²). To je asi 600krát více než u člověka v klidu. Objem dýchacích cest spotřebovaných lidmi je asi 25 % O², zatímco objem dýchacích cest spotřebovaných automobily je asi 90 %…
Také spaluje velmi horké a roztavené písty. Nakloněním směsi paliva můžete ve skutečnosti získat větší výkon z jakéhokoli motoru. Píst se však v důsledku zvýšení teploty roztaví. Nižší obsah kyslíku zabraňuje roztavení kovu.
Běžné automobilové motory jsou omezeny prouděním vzduchu a maximálního výkonu dosahují spálením veškerého kyslíku ve vzduchu. Toho se dosahuje mírným obohacováním směsi, při kterém se nespaluje část benzínu. Pokud není vyžadován maximální výkon, automobilové motory obvykle běží s mírným náklonem, protože provoz s bohatým palivem znamená sníženou spotřebu paliva a zvýšené znečištění uhlovodíky.
Pokud chcete tuto funkci využít ke zvýšení výkonu, potřebujete způsob, jak obelstít řídicí jednotku motoru, aby současně přidala určité procento paliva.
Pokud se vám podaří udržet konstantní poměr vzduchu a paliva, je to zhruba podobné, jako byste otevřeli plyn jen o několik procent.
Pokud však překročíte „několik procent“ (záměrně nejednoznačnost…), můžete dosáhnout limitu schopnosti řídicí jednotky motoru (ECU) pochopit, kolik vzduchu vstupuje, kolik paliva vytéká nebo nastavit správné načasování zapalování bez ohledu na to, jakou rychlost a průtok vzduchu používáte.
Průtok potřebný k udržení člověka naživu závisí do značné míry na jeho stavu! 2 l/min je celkem jednoduché. Mnoho pacientů vyžadujících intenzivní péči potřebuje 15 l/min.
Jen si dávejte pozor, abyste nevyčerpali kyslík. Vysoké koncentrace kyslíku mohou způsobit vznícení mnoha věcí a podpořit samovznícení mnoha olejů a maziv. Proto se používají bezolejové kompresory.
To a mnoho dalších „ne okamžitě intuitivních“ metod zpracování kyslíku vám může uškodit, zejména pod rostoucím tlakem.
Pokud hrajete O2, můžete použít knihu Vance Harlow's Oxygen Hacker's Companion (nitroxoví potápěči ji již mohou mít): http://www.airspeedpress.com/newoxyhacker .html
Neznám tu knihu, je to uživatel, ne tuner. Nicméně díky za referenci, objednám si kopii, jakmile formulář vstoupí v platnost!
Ano, zmíním se. Způsobem selhání stlačeného vzduchu z PVC je exploze šrapnelu, proto pečlivě sledujte tyto jmenovité tlaky – s rostoucím průměrem potrubí se jmenovitý tlak snižuje.
Na začátku 80. let jsem pracoval pro leasingovou společnost zdravotnického vybavení, která pronajímala a servisovala kyslíkové generátory Devilbiss. V té době měly tyto jednotky velikost jen malé lednice na pivo. Jasně si pamatuji, jak jejich vnitřní struktura sloužila jako „skladování hardwaru“. Stále si pamatuji, že sítové lůžko bylo vyrobeno ze 4palcové PVC trubky a krytu, takže konstrukce popsaná v tomto projektu je v souladu s předchozí historickou (ale samozřejmě praktickou) technologií.
Kompresor je pístovo-membránového typu s dvojitou oscilací, takže ve stlačeném vzduchu není žádný olej. Ventil v hlavě kompresoru je tenký jazýčkový ventil z nerezové oceli.
Třídění streamu se provádí mechanickým časovačem, není potřeba Arduino. Časovač má synchronizaci (hodinový převodový motor), která pohání hřídel s několika vačkovými koly. Mikrospínač umístěný na vačce aktivuje solenoidový ventil, což způsobuje pohyb plynu.
Největším nepřítelem těchto strojů je vysoká vlhkost. Adsorpce molekul vody ničí sítové lože.
Těsně před mým odchodem z firmy jsme začali pořizovat koncentrátor od konkurenta Devilbiss (jméno mi nyní není známo) a firma vykázala velký pokrok. Kromě menšího a tiššího nového koncentrátoru firma také postavila sítové lože s použitím hliníkových trubek. Trubka je pokryta deskou s obráběnými drážkami pro O-kroužky. Zdá se mi, že přemýšlím o celozávitové podpěře, která kombinuje sestavy. Výhodou této konstrukce je, že v případě potřeby lze lože oddělit a materiál síta vyměnit. Také eliminovali mechanické časovače a nahradili je jednoduchými elektronickými zařízeními a SSR pro spouštění solenoidů.
Vyžadují použití potrubí SCH40 (jmenovitý tlak 260 psi při 3″) a jsou zjevně vybaveny pojistným ventilem 40 psi a regulátorem 20-30 psi před natlakováním PVC, takže je zde dobrý bezpečnostní faktor. Nejsem si jistý, jak bude vystaveno O2. Změňte intenzitu.
Tlak při prasknutí u SCH40 je mnohonásobně vyšší než jmenovitý tlak – v závislosti na průměru. Trubka o průměru 3 palce (7,6 cm) má tlak přibližně 850 psi a trubka o průměru 6 palců (15,2 cm) přibližně 500 psi. Tlak o průměru 1/2 palce (12,7 cm) se blíží 2000 psi. Dvojnásobek tlaku u SCH80. Proto PVC tenisové odpalovací kladky neexplodují – příliš mnoho jich nevybuchují. Zvětšením spalovací komory na 6 nebo 8 palců (15,2 cm) se vám zvýší štěstí. Obecně však hackerská komunita má tendenci silně podceňovat pevnost plastových pilot. https://www.pvcfittingsonline.com/resource-center/strength-of-pvc-pipe-with-strength-chart/
Zajímalo by mě, jak amatérům snížit schopnost používat ohňostroje (a případně i čistotu). V hobbymarketu se obvykle kupují vyřazené lékařské kyslíkové lahve. To byl můj první nápad, ale cena sady + kusovníku daleko převyšovala cenu vyřazené zdravotnické jednotky.
Dvoulitrový motor auta dokáže spotřebovat 9 000 litrů kyslíku za minutu (při vysoké rychlosti), takže 15 litrů kyslíku za minutu je asi 600krát kratší doba. , Tohle je skvělé zařízení. Koupil jsem si několik repasovaných koncentrátorů s výkonem 5 litrů za minutu za 300 dolarů za kus (cena zřejmě roste). Produkuje 5 litrů za minutu. Spotřebovává se několik stovek wattů, takže se odhaduje, že 9 000 litrů za minutu (pouze pro zábavní účely) vyžaduje přibližně 360 kW (480 koní).
Protože jejich algoritmus napsala berlínská kapela. (Vypočítejte jeden a dostanete zlatou hvězdu.)
Podívejte se na webové stránky společnosti… no, specifikace v jejich obchodě jsou trochu vágní, ale prodají vám 5 liber za 75 dolarů. Tak se podívejme na GitHub. Nedělejte to. Tam žádný kusovník není.
Máme open source elektromechanický návrh, který vám řekne, jak ho postavit, místo jak ho naplnit. Tomu říkám místo, kde chybí klíčové informace. Je to, jako by postava zvedla obočí… je to fascinující.
OxiKit v komentáři k jednomu ze svých videí (k tomu, na které jsem v článku odkazoval, konkrétně pokud si dobře vzpomínám), zmínil, že se jedná o zeolit ​​sodný.
Stejně jako u jakéhokoli jiného molekulárního síta, výrobci sdělíte, k čemu ho chcete používat, ne k čemu slouží. Protože je to totéž, ale clona je jiná.
Koncentrátory O2 obvykle používají zeolit ​​13X 0,4 mm-0,8 mm nebo zeolit ​​JLOX 101, druhý je nejdražší. Při přestavbě koncentrátoru O2 z Craigslistu jsem použil 13X. Zelená kontrolka svítí pořád, takže čistota O2 je nejméně 94 %.

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

Lze použít i molekulová síta 5A (5 Å). Myslím, že jsou méně selektivní pro dusík, ale stále se dají použít.
Na Wikipedii je dobrá animace, která vám intuitivně pomůže pochopit princip fungování zařízení: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Pressure_swing_adsorption_principle.svg I vstup stlačeného vzduchu A adsorpce O kyslík Výstup D desorpce E výfuk
Když je zeolitová kolona téměř plná dusíku, všechny ventily se otočí, aby se uvolnil dusík adsorbovaný kolonou.
Moc děkuji za stručné vysvětlení. Vždycky jsem si říkal, jestli se dá generátor dusíku použít pro domácí kutilské projekty dusíkového svařování. Proto je odpadní produkt kyslíkového koncentrátoru v podstatě dusík: perfektní, budu ho používat ve své bezolovnaté pájecí stanici.
Pro amatéry je skutečně velmi užitečné mít možnost přeměnit vzduch převážně na čistý kyslík a převážně čistý dusík. Chtěl bych vědět, zda lze použít „převážně dusík“ jako ochranný plyn pro svařování.
U TIG (také známého jako GTAW) si nejsem jistý, protože plazmový proud je velmi citlivý. Používá se hlavně argon, někdy s trochou hélia pro pronikání do materiálů, jako je hliník a titan. Průtok je asi 6 až 8 l/min, což může být pro standardní kompresor příliš velké.
Pro svařování musí být nutné, aby všechny hlavní značky svářecích stanic prodávaly ochranný plyn dusík pro výrobu RoHS, ale cena sady se pohybuje mezi 1-2 tisíci eury. Jejich průtok je asi 1 l/min, což je pro molekulární síta velmi vhodné. Pojďme si tedy sestavit nějaký hardware a začít bezolovnaté pájení bez tavidla doma!
Svářeči chtějí mít možnost používat jako ochranný plyn čistý dusík. Je levnější než argon nebo levnější hélium. Bohužel je při teplotě dosažené obloukem dostatečně reaktivní a má tendenci ve svaru tvořit nežádoucí nitridy.
Používá se pro svařování v ochranné atmosféře plynu, ale i malé množství může změnit vlastnosti svaru.
Je samozřejmě možné jej použít při laserovém svařování, ale ani dobře vybavená továrna nemusí tuto funkci mít.
Teoreticky lze tedy alespoň jeden PSA použít k redukci dusíku a poté další PSA (s použitím jiného zeolitu) k redukci kyslíku, čímž vznikne vyšší koncentrace látek, které nejsou ani kyslíkem, ani dusíkem.
Pokud máte pravdu, v tom okamžiku doporučuji, abyste vzduch kondenzovali a poté ho destilovali, abyste oddělili plyn, který chcete/nežádoucí.
@Foldi - Bod zlomu, co se týče vstupní energie a výstupu plynu. Naprosto souhlasím s tím, že účinnost bude ve větším měřítku mnohem vyšší, protože k předchlazení lze použít odpařování.
Ale ve velmi malém měřítku budete mít 1 kompresor, 4 zeolitové věže a spoustu elektronických tlakových ventilů a počáteční náklady na levný regulátor (The Brain), které si myslím, že budou nižší.
@irox to dokáže analogicky s jistotou, ale nikdo, kdo spotřebuje 2 litry kyslíku, bez přístupu kyslíku rychle nezemře/nezhorší se. Pro srovnání, naši pacienti na jednotce intenzivní péče (JIP), kteří mají sekundárně vysoký průtok v důsledku COVIDu, dostávají 45-55 l, když je FIO2 60-90 %. To jsou naši „stabilní“ pacienti. Pokud nedochází k vysokému průtoku, jejich stav se určitě rychle zhorší, ale nebudou tak nemocní, abychom museli být intubováni. Podobná nebo vyšší čísla uvidíte u jiných pacientů s ARDS nebo ve většině dalších situací, které vyžadují větší nosní kanylu než konvenční nosní kanylu.
Pro mě je toto použití okrajovou oblastí. To dokáže rozumně udržet 2 pacienty při tlaku 6-8 litrů, což je ve skutečnosti místo, kde je vysoký průtok ozařován nad konvenční nosní kanylou nebo NIPPV. Rád bych řekl, že je to velmi efektivní pro malou nemocnici s omezeným přísunem kyslíku a může poskytovat lékařské služby pacientům s chronickými onemocněními v krátkodobých naléhavých situacích.
Spotřebuje pacient 6 litrů (nebo 45-55 litrů) kyslíku za minutu, nebo ho částečně ztrácí, vydechuje do okolního prostředí nebo tak něco?
Moje zkušenosti/zázemí jsou jen omezeným systémem podpory života pro zdravé lidi (s odstraněným oxidem uhličitým a přidanými asi 2 litry oxidu uhličitého na osobu za minutu), takže díky řadě lékařských použití je to pro mě převratné!
Je důležité si uvědomit, že užívají kyslík, protože jejich plíce jsou při příjmu kyslíku velmi stísněné. Proto jsou náklady ve srovnání s teoretickými potřebami lidského těla velmi vysoké, protože ve skutečnosti dovnitř vstupuje jen velmi málo lidí.
Nevím, jestli ten, kdo to mluvil, byl ten, kdo to navrhl, ale tohle neodpovídá tomu, jak to popsal. Molekulární síta a zeolity nezachycují N2, ale O2. K zachycení N2 potřebujete absorbér dusíku, což je úplně jiný proces. Síto zachycuje O2 pod tlakem, zatímco dusík jím dále prochází. To musí být správně, protože když uvolníte tlak a použijete ho k vypuštění N2 do jiné kolony, nemá smysl se snažit odstraňovat N2 pomocí N2. Jedná se o adsorpční jednotky s kolísáním tlaku (PSA), které fungují tak, že zachycují O2. Vyšší tlak a větší válce mohou přinést vyšší účinnost (4 válce mají účinnost až 85 %). Tím se sice O2 kondenzuje, ale nefunguje to tak, jak uvádí (nebo jak uvádí článek).
Musíte uvést požadovaný zdroj informací, protože N2 můžete bez problémů adsorbovat na molekulárních sítech zeolitu 13X a 5A. http://www.phys.ufl.edu/REU/2008/reports/magee.pdf
Článek na Wikipedii v rámci PSA také potvrzuje, že zeolit ​​absorbuje dusík. https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_swing_adsorption#Process
„Je to však mnohem levnější než komerční jednotka.“ Vzhledem k tomu, že kusovník přesahuje 1 000 dolarů, je pro mě těžké toto tvrzení podpořit. Kusovník pro domácí (nepřenosné) komerční koncentrátory stojí téměř třetinu ceny, je snadno k sehnání a nevyžaduje žádnou práci. Vím, že 17 litrů za minutu je fajn, ale nikdo mimo nemocnici si takový provoz nevyžádá. Každý, kdo má takový požadavek, se chystá na prohlídku nebo intubaci.
Ano, je to skvělý projekt, ale jeho nákladová efektivita je do jisté míry zanedbatelná. V Austrálii stojí nové zařízení s výkonem 10 l/min jen asi 1 500 australských dolarů. Za předpokladu, že 1 000 dolarů jsou americké dolary, snižuje to náklady na pořízení nového zařízení.
Před pandemií jsem si jeden koupil na eBayi za cenu kolem 160 liber s průtokem 1,5 litru za minutu za cenu 98 %. A tahle věc je mnohem tišší než tahle! Díky tomu se dá opravdu usnout.
Ale i tak je to obrovská námaha. Umístěte to do místnosti vedle dlouhého potrubí, abyste se vyhnuli hluku a nebezpečí výbuchu…
Chci se zeptat, zda je možné jej použít jako téměř čistý zdroj dusíku, v ochranném prostředí nebo dokonce při svařování?
A co pneumatiky plněné dusíkem? Vzhledem k poplatkům, které si za tuto službu účtují, musí být dusík velmi drahý…
Další krok může být zajímavý – získat výstup tohoto koncentrátoru a oddělit směs 95 % O2 + 5 % Ar. Toho lze dosáhnout kinetickou separací pomocí molekulárního síta CMS v systému PSA. Poté nastavit čerpadlo o tlaku 150 barů pro naplnění argonové lahve.
Teď už jen potřebujeme někoho, kdo by nám doma provedl Lindeho proces, abychom si užili opravdu explozivní zábavu.
Používáním našich webových stránek a služeb výslovně souhlasíte s umisťováním výkonnostních, funkčních a reklamních souborů cookie. Zjistěte více.