Povedať, že sa za rok od začiatku pandémie COVID-19 udialo veľa vecí, je slabé slovo v podobe epických udalostí, a to až do takej miery, že si len ťažko spomenieme na rané dni komunity hardvérových hackerov, ktorí používali masovo vyrábané osobné ochranné prostriedky, domáce ventilátory atď. Nepamätáme si však, že by počas počiatočnej fázy rozširovania bolo príliš veľa pokusov o zostavenie tohto svojpomocného koncentrátora kyslíka.
Vzhľadom na jednoduchosť a účinnosť dizajnu s názvom OxiKit sa zdá zvláštne, že sme nevideli viac takýchto zariadení. OxiKit používa zeolit, pórovitý minerál, ktorý sa dá použiť ako molekulové sito. Drobné guľôčky sú zabalené do valca vyrobeného z PVC rúrok a tvaroviek z obchodu s potrebami predávaných v železiarstve a pripojené k bezolejovému vzduchovému kompresoru prostredníctvom pneumatického ventilu ovládaného niekoľkými solenoidovými ventilmi. Po ochladení v medenej rúrkovej cievke je stlačený vzduch nútený prechádzať cez zeolitový stĺpec, ktorý prednostne zadržiava dusík a zároveň umožňuje prechod kyslíka. Prúd kyslíka sa rozdelí, jedna časť vstupuje do vyrovnávacej nádrže a druhá časť vstupuje do výstupu z druhej zeolitovej veže, kde sa uvoľňuje nútene adsorbovaný dusík. Arduino ovláda ventil tak, aby striedavo prúdil plyn tam a späť, čím sa vyprodukuje 15 litrov 96 % čistého kyslíka za minútu.
OxiKit nie je optimalizovaný ako komerčné generátory kyslíka, takže nie je nijako zvlášť tichý. Je však oveľa lacnejší ako komerčná jednotka a pre väčšinu hackerov je jeho zostavenie jednoduché. Všetky návrhy OxiKit sú open source, ale predávajú sady nástrojov a niektoré ťažko dostupné diely a spotrebný materiál, ako napríklad zeolit. Pokúsime sa niečo také zostaviť, pretože táto technológia je veľmi prepracovaná. Mať zdroj kyslíka s vysokým prietokom tiež nie je zlý nápad.
15 litrov za minútu sa zdá byť veľmi pôsobivé. Z hľadiska rozsahu to za normálnych okolností stačí na udržanie života 7 ľudí (každá osoba s prietokom 2 litre za minútu).
Vždy som chcel vedieť, ako tieto veci fungujú. Zaujímavé. Zdá sa, že to takmer porušuje zákony termodynamiky, ale nie je to tak.
Pri takom veľkom množstve produkovaného kyslíka by som chcel vedieť, čo sa stane, ak toto zariadenie zavesíte na motor auta a/alebo ho zväčšíte. Môže to byť ako dusitan. Bude to celkom bezpečné, pretože to môžete nastaviť tak, aby sa produkovaný „čistý“ kyslík spotreboval okamžite v blízkosti motora, namiesto toho, aby sa niekde ukladal. Najprv však musím auto upraviť. To sa obrátilo proti nemu... „Bude to zlé.“
Myslím si, že je to dobré na zváranie/spájkovanie/rezanie kyslíka/propánu, kyslíka/vodíka alebo kyslíka/acetylénu.
Áno, po zhliadnutí tohto videa mi YT navrhol video s návrhom Dalbora Farnyho ohľadom koncentrátora kyslíka. Účelom je poskytnúť kyslíkový horák, ktorý potrebuje pre sústruh na fúkanie skla. Vyrobte si vlastnú digitálnu trubicu na mieru. V skutočnosti šesť z nich spolu vyprodukuje 30 l/min O2.
Myslím, že 2-litrový motor bežiaci na niekoľkých tisíc otáčkach za minútu by mohol spotrebovať 15-litrový motor namiesto 1 minúty. Mohlo by to však zvýšiť hladinu kyslíka v nasávanom vzduchu na dostatočnú úroveň? Naozaj neviem.
Dusitany môžu poskytovať energiu, pretože uvoľňujú molekulu dusíka za každú rozloženú molekulu oxidu dusného (udržiavajú si svoj objem, keď sa spotrebuje kyslík), rovnako ako zvyšujú efektívnu koncentráciu kyslíka (uvoľňovanie tiež uvoľňuje teplo). Čerpanie čistého kyslíka nie je až také prospešné, pretože stále strácate objem a musíte sa zaoberať problémami, ktoré by mohli zapáliť blok motora.
Budete musieť poriadne narásť. Dvojlitrový motor auta s otáčkami 2500 ot./min. „vdýchne“ približne 2,5 kubického metra vzduchu za minútu (21 % O²). Je to asi 600-krát viac ako u človeka v pokoji. Objem dýchania spotrebovaný ľuďmi je asi 25 % O², zatiaľ čo objem dýchania spotrebovaný autami je asi 90 %…
Taktiež spaľuje veľmi horúce a roztavené piesty. Naklonením zmesi paliva môžete v skutočnosti získať väčší výkon z akéhokoľvek motora. Piest sa však v dôsledku zvýšenia teploty roztaví. Nižší obsah kyslíka zabraňuje roztaveniu kovu.
Bežné automobilové motory sú obmedzené prúdením vzduchu a maximálny výkon dosiahnu pri spaľovaní všetkého kyslíka vo vzduchu. To sa dosiahne miernym obohatením zmesi, pri ktorom sa nespáli časť benzínu. Pokiaľ nie je potrebný maximálny výkon, automobilové motory zvyčajne bežia s miernym sklonom, pretože prevádzka s bohatým palivom znamená zníženú spotrebu paliva a zvýšené znečistenie uhľovodíkmi.
Ak chcete túto funkciu použiť na zvýšenie výkonu, potrebujete spôsob, ako oklamať počítač motora, aby súčasne pridal určité percento paliva.
Ak dokážete udržať pomer vzduchu a paliva konštantný, je to zhruba podobné, ako keby ste otvorili škrtiacu klapku len o niekoľko percent.
Ak však prekročíte „niekoľko percent“ (zámerne nejednoznačnosť...), môžete dosiahnuť limit schopnosti riadiacej jednotky motora (ECU) pochopiť, koľko vzduchu vstupuje, alebo kontrolovať, koľko paliva vyteká, alebo nastaviť správne načasovanie zapaľovania bez ohľadu na to, akú rýchlosť a prietok vzduchu používate.
Prietok potrebný na udržanie človeka nažive závisí vo veľkej miere od jeho stavu! 2 l/min je pomerne jednoduché. Mnoho pacientov vyžadujúcich intenzívnu starostlivosť potrebuje 15 l/min.
Len si dávajte pozor, aby vám neminul kyslík. Vysoké koncentrácie kyslíka môžu spôsobiť horľavosť mnohých vecí a podporiť samovznietenie mnohých olejov a mazív. Preto sa používajú bezolejové kompresory.
To a mnoho ďalších „nie okamžite intuitívnych“ metód spracovania O2 vám môže ublížiť, najmä pod rastúcim tlakom.
Ak hráte O2, môžete použiť príručku Vancea Harlowa Oxygen Hacker's Companion (potápači s nitroxom ju už možno majú): http://www.airspeedpress.com/newoxyhacker .html
Nepoznám tú knihu, je to používateľ, nie tuner. Ďakujem však za referenciu, objednám si kópiu hneď ako formulár nadobudne účinnosť!
Áno, spomeniem. Spôsobom poruchy stlačeného vzduchu z PVC je výbuch šrapnelu, preto pozorne sledujte tieto tlakové hodnoty – so zväčšujúcim sa priemerom potrubia sa tlaková hodnota znižuje.
Začiatkom 80. rokov som pracoval pre spoločnosť zaoberajúcu sa prenájmom zdravotníckych zariadení, ktorá prenajímala a servisovala kyslíkové generátory Devilbiss. V tom čase mali tieto jednotky veľkosť len malej chladničky na pivo. Jasne si pamätám charakter „hardvérového úložiska“ ich vnútornej štruktúry. Stále si pamätám, že sitové lôžko bolo vyrobené zo 4-palcovej PVC rúrky a krytu, takže štruktúra opísaná v tomto projekte je v súlade s predchádzajúcou historickou (ale samozrejme praktickou) technológiou.
Kompresor je dvojito oscilujúci piestový/membránový typ, takže v stlačenom vzduchu nie je olej. Ventil v hlave kompresora je tenký jazýčkový ventil z nehrdzavejúcej ocele.
Triedenie streamu sa vykonáva mechanickým časovačom, nie je potrebný žiadny Arduino. Časovač má synchronizáciu (motor s prevodovkou), ktorá poháňa hriadeľ s viacerými vačkovými kolesami. Mikrospínač umiestnený na vačke spúšťa solenoidový ventil, ktorý spôsobuje pohyb plynu.
Najväčším nepriateľom týchto strojov je vysoká vlhkosť. Adsorpcia molekúl vody ničí sitovú vrstvu.
Tesne predtým, ako som odišiel z firmy, sme začali získavať koncentrátor od konkurenta Devilbiss (názov mi je teraz neznámy) a firma zaznamenala veľký pokrok. Okrem menšieho a tichšieho nového koncentrátora firma vyrobila aj sitové lôžko s použitím hliníkových rúrok. Rúrka je pokrytá doskou s opracovanými drážkami pre O-krúžky. Zdá sa mi, že napadá celozávitová podpera, ktorá spája zostavy. Výhodou tejto konštrukcie je, že v prípade potreby je možné lôžko oddeliť a materiál sita vymeniť. Taktiež eliminovali mechanické časovače a nahradili ich jednoduchými elektronickými zariadeniami a SSR na spustenie solenoidov.
Vyžadujú použitie potrubia SCH40 (menovitý tlak 260 psi pri 3″) a sú jednoznačne vybavené poistným ventilom 40 psi a regulátorom 20-30 psi pred natlakovaním PVC, takže je tu dobrý bezpečnostný faktor. Nie som si istý, ako bude vystavené O2. Zmeňte intenzitu.
Tlak pri roztrhnutí SCH40 je mnohonásobne vyšší ako menovitý tlak – v závislosti od priemeru. 3-palcová rúra má približne 850 psi a 6-palcová rúra približne 500 psi. 1/2 palca sa blíži k 2000 psi. Dvojnásobok tlaku SCH80. Preto PVC tenisové rakety nevybuchujú – príliš často. Ich zväčšenie na 6 alebo 8-palcovú spaľovaciu komoru zvýši vaše šťastie. Vo všeobecnosti však hackerská komunita má tendenciu vážne podceňovať pevnosť plastových pilót. https://www.pvcfittingsonline.com/resource-center/strength-of-pvc-pipe-with-strength-chart/
Zaujímalo by ma zníženie schopnosti amatérov používať ohňostroje (a prípadne aj ich čistotu). V hobbymarkete sa zvyčajne kupujú vyradené fľaše s lekárskym kyslíkom. To bol môj prvý nápad, ale cena súpravy + kusovník ďaleko presiahla cenu vyradenej zdravotníckej jednotky.
Dvojlitrový motor auta dokáže spotrebovať 9 000 litrov kyslíka za minútu (pri vysokej rýchlosti), takže 15 litrov kyslíka za minútu je asi 600-krát kratšie. , Toto je skvelé zariadenie. Kúpil som niekoľko repasovaných koncentrátorov s výkonom 5 litrov za minútu za 300 dolárov za kus (cena sa zdá stúpať). Vyrába 5 litrov za minútu. Spotrebuje niekoľko stoviek wattov, takže sa odhaduje, že 9 000 litrov za minútu (len na zábavné účely) vyžaduje približne 360 ​​kW (480 koní).
Pretože ich algoritmus napísala berlínska kapela. (Vypočítajte jeden a dostanete zlatú hviezdu.)
Pozrite si webovú stránku spoločnosti… no, špecifikácie v ich obchode sú trochu vágne, ale predajú vám 5 libier za 75,00 dolárov. Tak sa pozrime na GitHub. Nerobte to. Tam nie je žiadny kusovník.
Máme elektromechanický dizajn s otvoreným zdrojovým kódom, ktorý vám môže povedať, ako ho zostaviť, namiesto toho, ako ho naplniť. Toto nazývam miestom, kde chýbajú kľúčové informácie. Je to ako keby postava zdvihla obočie... je to fascinujúce.
OxiKit v komentári k jednému zo svojich videí (tomu, na ktoré som odkázal v príbehu, konkrétne ak si dobre pamätám, tak to je), že ide o zeolit ​​sodný.
Rovnako ako pri každom inom molekulárnom site, výrobcovi poviete, na čo ho chcete použiť, nie na čo slúži. Pretože sú to isté, ale clona je iná.
Koncentrátory O2 zvyčajne používajú zeolit ​​13X 0,4 mm-0,8 mm alebo zeolit ​​JLOX 101, druhý je najdrahší. Pri prestavbe koncentrátora O2 z Craigslistu som použil 13X. Zelená kontrolka stále svieti, takže čistota O2 je najmenej 94 %.

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

Môžu sa použiť aj molekulové sitá s veľkosťou pórov 5 Å (5 Å). Myslím si, že sú menej selektívne pre dusík, ale stále sa dajú použiť.
Na Wikipédii je dobrá animácia, ktorá vám intuitívne pomôže pochopiť princíp fungovania zariadenia: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Pressure_swing_adsorption_principle.svg I vstup stlačeného vzduchu A adsorpcia O kyslík Výstup D desorpcia E výfuk
Keď je zeolitová kolóna takmer plná dusíka, všetky ventily sa otočia, aby sa uvoľnil dusík adsorbovaný kolónou.
Ďakujem veľmi pekne za stručné vysvetlenie. Vždy som sa čudoval, či sa dá generátor dusíka použiť na domáce zváranie dusíkom. Preto je odpadový produkt kyslíkového koncentrátora v podstate dusík: perfektné, použijem ho vo svojej bezolovnatej spájkovacej stanici.
Pre amatérov je skutočne veľmi užitočné vedieť premieňať vzduch prevažne na čistý kyslík a prevažne čistý dusík. Chcem vedieť, či sa dá použiť „prevažne dusík“ ako ochranný plyn pri zváraní.
Pri TIG (tiež známom ako GTAW) si nie som istý, keďže plazmový prúd je veľmi citlivý. Používa sa hlavne argónový plyn, niekedy s trochou hélia na preniknutie do materiálov, ako je hliník a titán. Prietok je približne 6 až 8 l/min, čo môže byť pre štandardný kompresor príliš veľké.
Pri zváraní musia byť všetky hlavné značky zváracích staníc predávané ako ochranný plyn dusík na výrobu RoHS, ale cena súpravy sa pohybuje medzi 1 000 a 2 000 eurami. Ich prietok je približne 1 l/min, čo je veľmi vhodné pre molekulové sitá. Takže si zostavme nejaký hardvér a urobme si bezolovnaté spájkovanie bez tavidla doma!
Zvárači chcú mať možnosť používať ako ochranný plyn čistý dusík. Je lacnejší ako argón alebo lacnejšie hélium. Bohužiaľ, pri teplote dosiahnutej oblúkom je dostatočne reaktívny a má tendenciu tvoriť nežiaduce nitridy vo zvare.
Používa sa na zváranie v ochrannom plyne, ale len malé množstvo môže zmeniť vlastnosti zvaru.
Je zrejmé, že je možné ho použiť pri laserovom zváraní, ale ani dobre vybavená továreň nemusí mať túto funkciu.
Preto teoreticky možno na redukciu dusíka použiť aspoň jeden PSA a potom ďalší PSA (s použitím iného zeolitu) na redukciu kyslíka, čím vznikne vyššia koncentrácia látok, ktoré nie sú ani kyslíkom, ani dusíkom.
Keď máš pravdu, v tom bode navrhujem, aby si skondenzoval vzduch a potom ho destiloval, aby si oddelil plyn, ktorý chceš/nežiaduci.
@Foldi - Bod zlomu, čo sa týka vstupu energie a výstupu plynu. Úplne súhlasím s tým, že účinnosť bude vo väčšom meradle oveľa vyššia, pretože na predchladenie môžete použiť odparovanie.
Ale vo veľmi malom meradle budete mať 1 kompresor, 4 zeolitové veže a kopu elektronických tlakových ventilov a počiatočné náklady na lacný ovládač (The Brain), ktoré si myslím, že budú nižšie.
@irox to dokáže analogicky s istotou, ale nikto, kto spotrebuje 2 litre kyslíka, rýchlo nezomrie/nezhorší sa bez toho, aby dostal kyslík. Pre porovnanie, naši pacienti na jednotke intenzívnej starostlivosti (JIS), ktorí majú sekundárne vysoký prietok v dôsledku COVID-u, dostávajú 45 – 55 l, keď je FIO2 60 – 90 %. Toto sú naši „stabilní“ pacienti. Ak nie je vysoký prietok, ich stav sa určite rýchlo zhorší, ale nebudú tak chorí, aby sme museli byť intubovaní. Podobné alebo vyššie čísla uvidíte aj u iných pacientov s ARDS alebo vo väčšine iných situácií, ktoré vyžadujú väčšiu nosovú kanylu ako konvenčná nosová kanyla.
Pre mňa je toto využitie len okrajovou oblasťou. Toto dokáže primerane udržať 2 pacientov pri tlaku 6 – 8 litrov, čo je v skutočnosti miesto, kde sa vysoký prietok ožaruje nad konvenčnou nosovou kanylou alebo NIPPV. Chcel by som povedať, že je to veľmi efektívne pre malú nemocnicu s obmedzeným prísunom kyslíka a môže poskytovať lekárske služby pacientom s chronickými ochoreniami v krátkodobých núdzových situáciách.
Spotrebuje pacient 6 litrov (alebo 45 – 55 litrov) kyslíka za minútu, alebo ho čiastočne stráca, vydýcha do okolitého prostredia alebo niečo podobné?
Moje skúsenosti sú len obmedzený systém podpory života pre zdravých ľudí (s odstráneným oxidom uhličitým a pridaním približne 2 litrov oxidu uhličitého na osobu za minútu), takže vďaka počtu medicínskych použití je to pre mňa prevratné!
Je dôležité si uvedomiť, že užívajú kyslík, pretože ich pľúca sú pri užívaní kyslíka veľmi stiesnené. Preto sú náklady v porovnaní s teoretickými potrebami ľudského tela veľmi vysoké, pretože v skutočnosti do nich vstupuje len veľmi málo ľudí.
Neviem, či to navrhol ten, kto to hovoril, ale toto nezodpovedá tomu, ako to opísal. Molekulárne sitá a zeolity nezachytávajú N2, ale dokážu zachytiť O2. Na zachytenie N2 potrebujete absorbér dusíka, čo je úplne iný proces. Sito zachytáva O2 pod tlakom, zatiaľ čo dusík ním ďalej prechádza. To musí byť správne, pretože keď uvoľníte tlak a použijete ho na vypustenie N2 do iného stĺpca, nemá zmysel snažiť sa odstrániť N2 pomocou N2. Ide o jednotky na adsorpciu s kolísavým tlakom (PSA), ktoré fungujú tak, že zachytávajú O2. Vyšší tlak a väčšie valce môžu priniesť vyššiu účinnosť (4 valce majú účinnosť až 85 %). Tým sa O2 síce kondenzuje, ale nefunguje to tak, ako on hovorí (alebo ako sa píše v článku).
Musíte uviesť požadovaný zdroj informácií, pretože N2 môžete absolútne adsorbovať na molekulových sitách zeolitu 13X a 5A. http://www.phys.ufl.edu/REU/2008/reports/magee.pdf
Článok na Wikipédii PSA tiež potvrdzuje, že zeolit ​​absorbuje dusík. https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_swing_adsorption#Process
„Je to však oveľa lacnejšie ako komerčná jednotka.“ Keďže kusovník presahuje 1 000 dolárov, je pre mňa ťažké toto tvrdenie podporiť. Kusovník pre domáce (neprenosné) komerčné koncentrátory stojí takmer 1/3, je ľahko dostupný a nevyžaduje si žiadnu prácu. Viem, že 17 libier za minútu je fajn, ale nikto mimo nemocnice si takúto prevádzku nevyžiada. Každý, kto má takúto požiadavku, sa chystá na odhlásenie alebo intubáciu.
Áno, je to skvelý projekt, ale áno, jeho nákladová efektívnosť je do istej miery zanedbateľná. V Austrálii stojí nové zariadenie s prietokom 10 l/min len okolo 1 500 austrálskych dolárov. Za predpokladu, že 1 000 dolárov sú americké doláre, znižuje to náklady na nákup nového zariadenia.
Pred pandémiou som si jeden kúpil na eBayi za cenu okolo 160 libier s prietokom 1,5 litra za minútu za cenu 98 %. A táto vec je oveľa tichšia ako táto! Takto sa dá naozaj zaspať.
Ale napriek tomu je to obrovská námaha. Umiestnite ho do miestnosti vedľa dlhého potrubia, aby ste predišli hluku a nebezpečenstvu výbuchu…
Chcem vedieť, či je možné ho použiť ako takmer čistý zdroj dusíka v ochrannom prostredí alebo dokonca pri zváraní?
A čo pneumatiky plnené dusíkom? Vzhľadom na poplatky, ktoré si za túto službu účtujú, musí byť dusík veľmi drahý…
Ďalší krok môže byť zaujímavý – získať výstup z tohto koncentrátora a oddeliť zmes 95 % O2 + 5 % Ar. To sa dá dosiahnuť kinetickou separáciou pomocou molekulárneho sita CMS v systéme PSA. Potom sa nastaví 150 barové čerpadlo na naplnenie argónovej fľaše.
Teraz už len potrebujeme niekoho, kto by nám doma vykonal Lindeho proces, aby sme si užili poriadnu dávku zábavy.
Používaním našej webovej stránky a služieb výslovne súhlasíte s umiestňovaním výkonnostných, funkčných a reklamných súborov cookie. Zistite viac