Att säga att mycket har hänt under året sedan början av covid-19-pandemin är en underdrift av episka händelser, så pass att det är svårt att minnas de tidiga dagarna för hårdvaruhackergemenskapen som använde massproducerad personlig skyddsutrustning, hemgjord respirator och så vidare. Vi minns dock inte att det gjordes alltför många försök att bygga denna gör-det-själv-syrekoncentrator under den inledande expansionsfasen.
Med tanke på enkelheten och effektiviteten hos designen som kallas OxiKit, verkar det konstigt att vi inte har sett fler sådana enheter. OxiKit använder zeolit, ett poröst mineral som kan användas som en molekylsikt. De små kulorna är packade i en cylinder gjord av PVC-rör och kopplingar från en järnaffär, och anslutna till en oljefri luftkompressor genom en pneumatisk ventil som styrs av ett antal magnetventiler. Efter kylning i kopparrörsspolen tvingas tryckluften att passera genom en zeolitkolonn som företrädesvis håller kvar kväve samtidigt som den tillåter syre att passera igenom. Syreströmmen delas, en del går in i bufferttanken, och den andra delen går in i utloppet från det andra zeolittornet, där det tvångsadsorberade kvävet släpps ut. Arduino styr ventilen för att växelvis flöda gasen fram och tillbaka för att producera 15 liter 96 % rent syre per minut.
OxiKit är inte optimerad som kommersiella syregeneratorer, så den är inte särskilt tyst. Men den här är mycket billigare än en kommersiell enhet, och för de flesta hackare är den enkel att bygga. OxiKits design är helt öppen källkod, men de säljer verktygslådor och en del svårframtagna delar och förbrukningsvaror, som zeolit. Vi ska försöka bygga något liknande eftersom tekniken är så snygg. Att ha en högflödessyrekälla är inte heller en dålig idé.
15 liter per minut verkar mycket imponerande. Skalmässigt räcker det för att uppehålla 7 personers liv under normala omständigheter (2 liter per minut per person).
Jag har alltid velat veta hur dessa fungerar. Intressant. Det verkar nästan bryta mot termodynamikens lagar, men det är inte fallet.
Med en så stor mängd syre som produceras vill jag veta vad som händer om man hänger den här bebisen på en bilmotor och/eller förstorar den. Det kan vara som nitrit. Detta kommer att vara ganska säkert, eftersom man kan ställa in det så att det producerade "rena" syret förbrukas omedelbart nära motorn istället för att lagras någonstans. Jag måste dock justera bilen först. Det misslyckades… "Det kommer att bli dåligt."
Jag tror att detta är bra för svetsning/lödning/skärning av syrgas/propan, syrgas/väte eller syrgas/acetylen.
Ja, efter att jag tittade på den här videon dök YT upp Dalbor Farnys förslagsvideo om O2-koncentratorn. Syftet är att tillhandahålla den syrgasbrännare han behöver till glasblåsningssvarven. Tillverka ditt eget anpassade digitala rör. Faktum är att sex av dem kombineras för att producera 30 lpm O2.
Jag antar att en 2-litersmotor som går på några tusen varv/min kan förbruka 15-litersmotorn istället för 1 minut. Men skulle detta kunna öka syrehalten i insugningsluften till en tillräcklig nivå? Jag vet verkligen inte.
Nitrit kan ge energi eftersom det frigör en kvävemolekyl för varje nedbruten lustgasmolekyl (den bibehåller sin volym när syre förbrukas), precis som det ökar den effektiva syrekoncentrationen (frisättningen kommer också att avge värme). Att pumpa rent syre är inte så fördelaktigt, eftersom du fortfarande förlorar volym och måste hantera problem som kan antända motorblocket.
Du kommer att behöva skala upp rejält. En 2-liters bilmotor med ett varvtal på 2500 rpm "andas" ungefär 2,5 kubikmeter luft per minut (21 % O²). Det är ungefär 600 gånger så mycket som en människa i vila. Andningsvolymen som konsumeras av människor är cirka 25 % av O², medan andningsvolymen som konsumeras av bilar är cirka 90 %…
Den bränner också mycket heta och smälta kolvar. Genom att luta det blandade bränslet kan man faktiskt få mer kraft från vilken motor som helst. Men kolven kommer att smälta på grund av värmeökningen. Den lägre syrehalten förhindrar att metallen smälter.
Vanliga bilmotorer begränsas av luftflödet och producerar maximal effekt när de förbränner allt syre i luften. Detta uppnås genom att anrika blandningen något, vilket inte förbränner någon bensin. Om inte maximal effekt krävs går bilmotorer vanligtvis med en liten lutning, eftersom bränslerik drift innebär minskad bränsleekonomi och ökad kolväteförorening.
Om du vill använda den här funktionen för att öka effekten behöver du ett sätt att lura motordatorn att samtidigt tillsätta en viss procentandel bränsle.
Om du kan hålla luft-bränsleförhållandet konstant är det ungefär som att öppna gasen med bara några procent.
Men om du överskrider "några procent" (avsiktligt tvetydighet...) kan du nå gränsen för ECU:ns förmåga att förstå hur mycket luft som kommer in, eller kontrollera hur mycket bränsle som flödar ut, eller ställa in rätt tändningstid oavsett vilken hastighet och luftflöde du använder.
Flödeshastigheten som behövs för att hålla någon vid liv beror till stor del på deras tillstånd! 2 l/min är ganska enkelt. Många patienter som behöver intensivvård behöver 15 l/min.
Var bara försiktig så att syret inte får slut. Höga koncentrationer av syre kan göra många saker brandfarliga och främja självantändning av många oljor och smörjmedel. Det är därför de använder oljefria kompressorer.
Det, och många andra "inte omedelbart intuitiva" O2-bearbetningsmetoder, kan skada dig, särskilt under ökande press.
Om du spelar O2 kan du använda Vance Harlows Oxygen Hacker's Companion (nitroxdykare kanske redan har den här följeslagaren): http://www.airspeedpress.com/newoxyhacker .html
Jag känner inte till boken, det är användaren, inte tunern. Men tack för din hänvisning, jag beställer ett exemplar så snart formuläret träder i kraft!
Ja, det ska jag nämna. Felläget för PVC-tryckluft är en splitterexplosion, så håll noga koll på dessa tryckvärden – allt eftersom rörets diameter ökar kommer tryckvärdet att minska.
I början av 1980-talet arbetade jag för ett leasingföretag för medicinsk utrustning som leasade och servade Devilbiss-syregeneratorer. Vid den tiden var dessa enheter bara lika stora som ett litet ölkylskåp. Jag minns tydligt hur den interna strukturen var avsedd för "hårdvaruförvaring". Jag minns fortfarande att silbädden var gjord av 10 cm PVC-rör och lock, så strukturen som beskrivs i detta projekt överensstämmer med tidigare historisk (men uppenbarligen praktisk) teknik.
Kompressorn är av typen med dubbeloscillerande kolv/membran, så det finns ingen olja i tryckluften. Ventilen i kompressorhuvudet är ett tunt rör av rostfritt stål.
Strömsortering görs med en mekanisk timer, ingen Arduino krävs. Timern har en synkronisering (klockmotor) som driver en axel med flera kamhjul. En mikrobrytare som sitter på kammen aktiverar en magnetventil, vilket får gasen att röra sig runt.
Den största fienden för dessa maskiner är hög luftfuktighet. Adsorptionen av vattenmolekyler förstör silbädden.
Strax innan jag lämnade företaget började vi förvärva ett koncentrator från en konkurrent till Devilbiss (namnet är numera okänt för mig), och företaget har visat stora framsteg. Förutom det mindre och tystare nya koncentratorn byggde företaget även silbädden av aluminiumrör. Röret är täckt med en platta med maskinfrästa spår för O-ringar. Jag tänker på det helgängade stödet som kombinerar enheter. Fördelen med denna design är att bädden vid behov kan separeras och silmaterialet kan bytas ut. De har också eliminerat mekaniska timers och ersatt dem med enkla elektroniska enheter och SSR:er för att utlösa solenoider.
De kräver användning av SCH40-rör (nominellt tryck 260 psi @ 3 tum) och är uppenbarligen utrustade med en 40 psi säkerhetsventil och en 20-30 psi regulator innan PVC:n trycksätts, så det finns en god säkerhetsfaktor. Inte säker på hur den kommer att utsättas för O2. Ändra intensiteten.
Sprängtrycket för SCH40 är många gånger det nominella trycket – beroende på diametern. Ett 3-tums rör är ungefär 850 psi, och ett 6-tums rör är ungefär 500 psi. 1/2 tum är nära 2000 psi. Dubbelt så många SCH80. Det är därför PVC-tenniskastare inte exploderar – för många. Att förstora dem till en 6 eller 8 tums förbränningskammare kommer att öka din tur. Men i allmänhet tenderar hackercommunityn att kraftigt underskatta styrkan hos plastpålar. https://www.pvcfittingsonline.com/resource-center/strength-of-pvc-pipe-with-strength-chart/
Jag skulle vara intresserad av att minska amatörers möjlighet att använda fyrverkerier (och eventuellt minska renheten). Hobbymarknaden köper vanligtvis uttjänta medicinska syrgasflaskor. Det var min första idé, men kostnaden för kit + stycklista översteg vida priset för en uttjänt medicinsk enhet.
En 2-liters bilmotor kan förbruka 9 000 liter/minut syre (hög hastighet), så 15 liter/minut syre är ungefär 600 gånger kortare. , Det här är en cool apparat. Jag köpte flera renoverade koncentratorer på 5 liter per minut för 300 dollar styck (priset verkar stiga). Den producerar 5 liter/minut. Några hundra watt används, så det extrapoleras att 9 000 liter per minut (endast för underhållningsändamål) kräver cirka 360 kW (480 hk).
Eftersom deras algoritm skrevs av Berlinbandet. (Beräkna ett så får du en guldstjärna.)
Kolla in företagets hemsida… ja, specifikationerna i deras butik är lite vaga, men de säljer dig 5 pund för 75 dollar. Så låt oss ta en titt på GitHub. Gör inte det. Det finns ingen stycklista där.
Vi har en elektromekanisk design med öppen källkod som kan berätta hur man bygger den istället för hur man fyller den. Jag kallar detta en plats där viktig information saknas. Det är som en karaktär som får en att höja på ögonbrynen ... det är fascinerande.
OxiKit nämnde i en kommentar till en av deras videor (den jag länkade till i storyn, nämligen om jag minns rätt) att detta är natriumzeolit.
Precis som med alla andra molekylsiktar talar du om för tillverkaren vad du vill använda den till, inte vad den är till för. För de är samma sak, men öppningen är annorlunda.
O2-koncentratorer använder vanligtvis 13X zeolit ​​0,4 mm-0,8 mm eller JLOX 101 zeolit, den andra är den dyraste. När jag renoverade Craigslist O2-koncentratorn använde jag 13X. Den gröna lampan lyser alltid, så renheten hos O2 är minst 94 %.

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

Molekylsiktar på 5A (5 Ångström) kan också användas. Jag tror att de är mindre selektiva för kväve, men de kan fortfarande användas.
Det finns en bra animation på Wikipedia som intuitivt kan hjälpa dig att förstå enhetens funktionsprincip: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Pressure_swing_adsorption_principle.svg I tryckluftsingång A adsorption O syre Utgång D desorption E avgas
När en zeolitkolonn är nästan full med kväve, vrids alla ventiler för att frigöra det kväve som adsorberats av kolonnen.
Tack så mycket för din korta förklaring. Jag har alltid undrat om kvävegeneratorn kan användas för gör-det-själv-projekt med kvävesvetsning hemma. Därför är spillproduktionen från syrgaskoncentratorn i princip kväve: perfekt, jag kommer att använda den i min blyfria lödstation.
För amatörer är det verkligen mycket användbart att kunna omvandla luft till mestadels rent syre och mestadels rent kväve. Jag undrar om man kan använda "mestadels kväve" som skyddsgas för svetsning.
För TIG (även känt som GTAW), eftersom plasmaplymen är mycket känslig, är jag inte säker. Argongas används huvudsakligen, ibland med lite heliumgas för att tränga in i material som aluminium och titan. Flödet är cirka 6 till 8 l/min, vilket kan vara för stort för en standardkompressor.
För svetsning måste det vara så att de stora märkena av svetsstationer alla säljer kvävgasskyddsgas för RoHS-produktion, men priset på satsen ligger mellan 1-2 000 euro. Deras flödeshastighet är cirka 1 l/min, vilket är mycket lämpligt för molekylsiktar. Så låt oss montera lite hårdvara och göra flussfri blyfri lödning hemma!
Svetsare vill kunna använda rent kväve som skyddsgas. Det är billigare än argon eller billigare helium. Tyvärr är det tillräckligt reaktivt vid den temperatur som bågen når och tenderar att bilda oönskade nitrider i svetsen.
Den används för svetsning med skyddsgas, men endast en liten mängd kan ändra svetsfogens egenskaper.
Det är självklart möjligt att använda det vid lasersvetsning, men även en välutrustad fabrik kanske inte har denna funktion.
Därför kan i teorin åtminstone en PSA användas för att reducera kväve, och sedan en annan PSA (med en annan zeolit) för att reducera syre, vilket lämnar en högre koncentration av ämnen som varken är syre eller kväve.
När du har rätt, föreslår jag att du kondenserar luften och sedan destillerar den för att separera den gas du vill ha/oönskad.
@Foldi - En vikpunkt vad gäller energiinmatning och gasutmatning. Jag håller helt med om att verkningsgraden blir mycket högre i större skala eftersom man kan använda avdunstning för förkylning.
Men i väldigt liten skala kommer du att ha 1 kompressor, 4 zeolittorn och en massa elektroniska tryckventiler och den initiala kostnaden för en billig regulator (The Brain), som jag tror kommer att vara mindre.
@irox kan analogt med säkerhet, men ingen som använder 2 liter syrgas kommer snabbt att dö/försämras utan att få syrgas. Som jämförelse får våra intensivvårdspatienter (IVA) som har sekundärt högt flöde på grund av COVID 45-55 liter när FIO2 är 60-90 %. Dessa är våra "stabila" patienter. Om det inte finns något högt flöde kommer de definitivt att försämras snabbt, men de kommer inte att bli så sjuka att vi kommer att intuberas. Du kommer att se liknande eller högre siffror för andra ARDS-patienter eller de flesta andra situationer som kräver en större näskanyl än en konventionell näskanyl.
För mig är användning en nisch. Detta kan rimligen hålla 2 patienter vid ett tryck på 6-8 liter, vilket faktiskt är en plats där högt flöde bestrålas ovanför den konventionella näskanylen eller NIPPV. Jag skulle vilja säga att detta är mycket effektivt för ett litet sjukhus med begränsad syretillförsel, och kan ge medicinska tjänster till patienter med kroniska sjukdomar i kortvariga akuta situationer.
Förbrukar patienten 6 liter (eller 45-55 liter) syre per minut, eller går det delvis förlorat, utandas ut till omgivningen eller något?
Min bakgrund/erfarenhet är bara ett begränsat livsuppehållande system för friska människor (med koldioxid borttagen och cirka 2 liter koldioxid tillsatt per person och minut), så tack vare antalet medicinska användningsområden är detta en ögonöppnare!
Det är viktigt att komma ihåg att de tar in syrgas, eftersom deras lungor är mycket trånga när de tar in syrgas. Därför är kostnaden, jämfört med människokroppens teoretiska behov, mycket hög, eftersom det i själva verket är väldigt få människor som kommer in.
Jag vet inte om personen som talade var den som designade den, men det här stämmer inte överens med hur han beskrev det. Molekylsiktar och zeoliter fångar inte N2, de kan fånga O2. För att fånga N2 behöver man en kväveabsorberare, vilket är ett helt annat djur. Sikten fångar O2 under tryck medan kvävet fortsätter att passera igenom. Detta måste stämma, för när man släpper ut trycket och använder det för att tömma N2 i en annan kolonn är det ingen mening att försöka ta bort N2 med N2. Dessa är trycksvängningsadsorptionsenheter (PSA), de fungerar genom att fånga O2. Högre tryck och större cylindrar kan ge högre effektivitet (4 cylindrar har en effektivitet på upp till 85%). Detta kondenserar O2, men det fungerar inte som han säger (eller som artikeln säger).
Du måste ange den begärda informationskällan, eftersom du absolut kan adsorbera N2 på 13X och 5A zeolitmolekylsiktar. http://www.phys.ufl.edu/REU/2008/reports/magee.pdf
Wikipedias PSA-artikel bekräftar också att zeoliten absorberar kväve. https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_swing_adsorption#Process
”Det är dock mycket billigare än en kommersiell enhet.” Eftersom stycklistan överstiger 1 000 dollar är det svårt för mig att stödja detta påstående. Materiallistan för kommersiella koncentratorer för hushållsbruk (icke-bärbara) kostar nära 1/3, är lätt att hitta och kräver ingen arbetskraft. Jag vet att 17 LPM är coolt, men ingen utanför sjukhuset kommer att begära sådan trafik. Vem som helst med en sådan begäran är på väg att checka ut eller bli intuberad.
Ja, det här är ett coolt projekt, men ja, dess kostnadseffektivitet är försumbar till viss del. I Australien kostar den nya 10l/pm-utrustningen bara cirka 1500 AUD. Om man antar att 1000 dollar är amerikanska dollar minskar detta kostnaden för att köpa ny utrustning.
Innan pandemin köpte jag en på eBay för runt 160 pund med ett flöde på 1,5 liter per minut till ett pris på 98 %. Och den här är mycket tystare än den här! På så sätt kan man verkligen somna.
Men med det sagt är det här en enorm ansträngning. Placera den i rummet bredvid det långa röret för att undvika buller och explosionsrisker…
Jag undrar om det är möjligt för er att använda det som en nästan ren kvävekälla, i skyddande miljöer eller till och med vid svetsning?
Hur är det med kvävgasfyllda däck? Med tanke på avgifterna de tar ut för den här tjänsten måste kvävgas vara väldigt dyrt…
Nästa steg kan vara intressant – hämta uteffekten från denna koncentrator och separera en blandning av 95 % O2 + 5 % Ar. Detta kan göras genom kinetisk separation med hjälp av CMS-molekylsikten i PSA-systemet. Ställ sedan in en 150 bars pump för att fylla argoncylindern.
Nu behöver vi bara någon som utför Linde-processen hemma för att ha riktigt explosivt roligt.
Genom att använda vår webbplats och våra tjänster godkänner du uttryckligen vår placering av prestanda-, funktionalitets- och annonscookies. Läs mer