Zeggen dat er in het jaar sinds het begin van de COVID-19-pandemie ontzettend veel is gebeurd, is een understatement. Er is zoveel gebeurd dat het moeilijk voor te stellen is hoe de beginjaren van de hardwarehackercommunity eruitzagen, toen men massaal geproduceerde persoonlijke beschermingsmiddelen gebruikte om zelf beademingsapparatuur te maken, enzovoort. We vergeten echter wel dat er in die beginfase talloze pogingen zijn gedaan om zelf zuurstofconcentratoren te bouwen.
Gezien de eenvoud en effectiviteit van het ontwerp, genaamd OxiKit, is het vreemd dat we niet meer van dit soort apparaten zien. OxiKit gebruikt zeoliet, een poreus mineraal dat als moleculaire zeef kan dienen. De kleine korrels zijn verpakt in een cilinder gemaakt van PVC-buizen en fittingen van een bouwmarkt, en aangesloten op een olievrije luchtcompressor via een pneumatisch ventiel dat wordt aangestuurd door een aantal magneetventielen. Na afkoeling in de koperen buisspiraal wordt de perslucht door een zeolietkolom geperst die bij voorkeur stikstof vasthoudt en zuurstof doorlaat. De zuurstofstroom wordt gesplitst: een deel gaat naar de buffertank en het andere deel naar de uitlaat van de tweede zeolietkolom, waar de geadsorbeerde stikstof wordt vrijgegeven. De Arduino stuurt het ventiel aan om het gas afwisselend heen en weer te laten stromen, waardoor 15 liter 96% zuivere zuurstof per minuut wordt geproduceerd.
OxiKit is niet geoptimaliseerd zoals commerciële zuurstofgeneratoren, dus het is niet bepaald stil. Maar het is veel goedkoper dan een commercieel apparaat en voor de meeste hobbyisten is het eenvoudig te bouwen. De ontwerpen van OxiKit zijn allemaal open source, maar ze verkopen wel gereedschapskits en sommige moeilijk verkrijgbare onderdelen en verbruiksartikelen, zoals zeoliet. We gaan proberen zoiets te bouwen, omdat de technologie zo slim is. Een zuurstofbron met een hoge doorstroming is ook geen slecht idee.
15 liter per minuut klinkt erg indrukwekkend. Qua schaal is dat genoeg om onder normale omstandigheden het leven van 7 mensen te bekostigen (ieder met 2 liter per minuut).
Ik heb altijd al willen weten hoe dit werkt. Interessant. Het lijkt bijna in strijd met de wetten van de thermodynamica, maar dat is niet het geval.
Met zo'n grote hoeveelheid geproduceerde zuurstof wil ik weten wat er gebeurt als je dit ding aan een automotor hangt en/of het vergroot. Het zou wel eens vergelijkbaar kunnen zijn met nitriet. Dit zal vrij veilig zijn, omdat je het zo kunt instellen dat de geproduceerde "pure" zuurstof direct bij de motor wordt verbruikt in plaats van ergens te worden opgeslagen. Ik moet de auto echter eerst aanpassen. Terugslag… "Dat zal slecht aflopen."
Ik denk dat dit geschikt is voor het lassen/solderen/snijden van zuurstof/propaan, zuurstof/waterstof of zuurstof/acetyleen.
Ja, nadat ik deze video had bekeken, verscheen op YouTube de suggestievideo van Dalbor Farny over de zuurstofconcentrator. Het doel is om de zuurstofbrander te leveren die hij nodig heeft voor zijn glasblaasmachine. Maak je eigen digitale buis op maat. Zes ervan samen produceren namelijk 30 liter zuurstof per minuut.
Ik denk dat een 2-liter motor die een paar duizend toeren per minuut draait, een 15-liter motor in minder dan een minuut zou kunnen verbruiken. Maar zou dit het zuurstofgehalte in de inlaatlucht voldoende verhogen? Ik weet het echt niet.
Nitriet kan energie leveren omdat het voor elk afgebroken lachgasmolecuul een stikstofmolecuul vrijgeeft (het behoudt zijn volume terwijl zuurstof wordt verbruikt), net zoals het de effectieve zuurstofconcentratie verhoogt (de vrijgekomen zuurstof geeft ook warmte af). Het pompen van pure zuurstof is niet zo gunstig, omdat je nog steeds volume verliest en te maken krijgt met problemen die het motorblok kunnen doen ontbranden.
Je moet de schaal flink opschalen. Een 2-liter automotor met een toerental van 2500 rpm "ademt" ongeveer 2,5 kubieke meter lucht per minuut (21% O²). Dat is ongeveer 600 keer zoveel als een mens in rust. Het ademhalingsvolume van mensen bedraagt ​​ongeveer 25% van de O², terwijl dat van auto's ongeveer 90% is...
Het zorgt er ook voor dat de zuigers erg heet worden en smelten. Door de brandstofmix te kantelen, kun je in feite meer vermogen uit elke motor halen. Maar de zuiger zal smelten door de toegenomen hitte. Het lagere zuurstofgehalte voorkomt dat het metaal smelt.
Gewone automotoren worden beperkt door de luchtstroom en leveren maximaal vermogen wanneer alle zuurstof in de lucht wordt verbrand. Dit wordt bereikt door het mengsel iets te verrijken, waardoor een deel van de benzine niet verbrandt. Tenzij maximaal vermogen vereist is, draaien automotoren meestal met een licht gekantelde brandstofmengeling, omdat een te rijk mengsel leidt tot een lager brandstofverbruik en een verhoogde uitstoot van koolwaterstoffen.
Als je deze functie wilt gebruiken om het vermogen te verhogen, moet je de motorcomputer kunnen misleiden zodat deze tegelijkertijd een bepaald percentage brandstof toevoegt.
Als je de lucht-brandstofverhouding constant kunt houden, is dat ongeveer hetzelfde als het gaspedaal slechts een paar procent verder openzetten.
Als je echter meer dan "een paar procent" (opzettelijke ambiguïteit...) gebruikt, bereik je mogelijk de grens van het vermogen van de ECU om te begrijpen hoeveel lucht er binnenkomt, hoeveel brandstof er uitstroomt of de juiste ontstekingstiming in te stellen, ongeacht de snelheid en luchtstroom die je gebruikt.
De benodigde bloedstroom om iemand in leven te houden, hangt grotendeels af van zijn of haar toestand! 2 l/min is vrij eenvoudig. Veel patiënten die intensieve zorg nodig hebben, hebben 15 l/min nodig.
Pas wel op dat er geen zuurstoftekort ontstaat. Hoge zuurstofconcentraties kunnen veel stoffen ontvlambaar maken en spontane verbranding van veel oliën en smeermiddelen bevorderen. Daarom worden er olievrije compressoren gebruikt.
Dat, en vele andere "niet direct intuïtieve" methoden voor zuurstofverwerking, kunnen schadelijk zijn, vooral onder toenemende druk.
Als je met zuurstof speelt, kun je Vance Harlows Oxygen Hacker's Companion gebruiken (nitrox-duikers hebben deze companion mogelijk al): http://www.airspeedpress.com/newoxyhacker.html
Ik ken het boek niet, het gaat om de gebruiker, niet om de tuner. Maar bedankt voor de tip, ik bestel een exemplaar zodra het formulier beschikbaar is!
Ja, ik zal het vermelden. Het defect raken van PVC-persluchtleidingen kan worden veroorzaakt door een fragmentatie-explosie, dus let goed op deze drukwaarden: naarmate de diameter van de leiding toeneemt, neemt de drukwaarde af.
Begin jaren tachtig werkte ik voor een leasebedrijf voor medische apparatuur dat Devilbiss-zuurstofgeneratoren verhuurde en onderhield. Destijds waren deze apparaten niet groter dan een kleine koelkast voor bier. Ik herinner me nog goed hoe de interne structuur eruitzag als een soort 'opslag voor hardware'. Ik weet nog dat het filterbed was gemaakt van 10 cm dikke PVC-buizen met een deksel, dus de structuur die in dit project wordt beschreven, komt overeen met eerdere (maar uiteraard praktische) technologieën.
De compressor is van het type met dubbele oscillatiezuiger en membraan, waardoor er geen olie in de perslucht zit. De klep in de compressorkop is een dunne roestvrijstalen klep.
Het sorteren van de gasstroom gebeurt met een mechanische timer; een Arduino is niet nodig. De timer heeft een synchronisatiemechanisme (een tandwielmotor) dat een as met meerdere nokken aandrijft. Een microschakelaar op de nok activeert een magneetventiel, waardoor het gas in beweging komt.
De grootste vijand van deze machines is een hoge luchtvochtigheid. De adsorptie van watermoleculen vernietigt het zeefbed.
Vlak voordat ik het bedrijf verliet, begonnen we met de aanschaf van een concentrator van een concurrent van Devilbiss (de naam is me nu even onbekend), en het bedrijf heeft grote vooruitgang geboekt. Naast de kleinere en stillere nieuwe concentrator bouwde het bedrijf ook het zeefbed met aluminium buizen. De buis is bedekt met een plaat met machinaal bewerkte groeven voor O-ringen. Ik denk hierbij aan een volledig schroefdraadbevestiging die de verschillende onderdelen met elkaar verbindt. Het voordeel van dit ontwerp is dat het bed indien nodig kan worden losgekoppeld en het zeefmateriaal kan worden vervangen. Ze hebben ook de mechanische timers vervangen door eenvoudige elektronische apparaten en SSR's om de solenoïden aan te sturen.
Ze vereisen het gebruik van SCH40-leidingen (nominale druk 260 psi bij 3 inch) en zijn duidelijk uitgerust met een veiligheidsventiel van 40 psi en een drukregelaar van 20-30 psi voordat de PVC-leiding onder druk wordt gezet, dus er is een goede veiligheidsmarge. Ik weet niet zeker hoe het zal reageren op de blootstelling aan zuurstof. Verander de intensiteit.
De barstdruk van de SCH40 is vele malen hoger dan de nominale druk, afhankelijk van de diameter. Een buis van 7,6 cm (3 inch) heeft een druk van ongeveer 850 psi, een buis van 15 cm (6 inch) ongeveer 500 psi. Een buis van 12,7 cm (1/2 inch) heeft een druk van bijna 2000 psi. Verdubbel het aantal SCH80 buizen. Dit is de reden waarom PVC tenniswerpers niet exploderen: er zijn er te veel. Het vergroten van de verbrandingskamer naar 15,2 of 20,2 cm (6 of 8 inch) vergroot de kans op een explosie. Maar over het algemeen onderschat de doe-het-zelversgemeenschap de sterkte van PVC-buizen ernstig. https://www.pvcfittingsonline.com/resource-center/strength-of-pvc-pipe-with-strength-chart/
Ik zou graag de mogelijkheden (en mogelijk ook de zuiverheid) van vuurwerk voor amateurs willen beperken. De hobbyistenmarkt koopt doorgaans afgedankte medische zuurstofcilinders. Dat was mijn eerste idee, maar de kosten van de kit plus de materiaallijst waren veel hoger dan de prijs van een afgedankte medische cilinder.
Een automotor van 2 liter kan 9000 liter zuurstof per minuut verbruiken (bij hoge snelheid), dus 15 liter zuurstof per minuut is ongeveer 600 keer minder. Dit is een gaaf apparaat. Ik heb verschillende gereviseerde zuurstofconcentratoren van 5 liter per minuut gekocht voor $300 per stuk (de prijs lijkt te stijgen). Deze produceert 5 liter per minuut. Er wordt een paar honderd watt gebruikt, dus geëxtrapoleerd kan worden dat 9000 liter per minuut (puur voor de lol) ongeveer 360 kW (480 pk) vereist.
Omdat hun algoritme is geschreven door de Berlijnse band. (Reken er één uit en je krijgt een gouden ster.)
Bekijk de website van het bedrijf… de specificaties in hun webshop zijn een beetje vaag, maar ze verkopen je wel 5 pond voor $75,00. Laten we eens op GitHub kijken. Doe dat maar niet. Daar is geen materiaallijst te vinden.
We hebben een open source elektromechanisch ontwerp dat je vertelt hoe je het moet bouwen in plaats van hoe je het moet vullen. Ik noem dit een plek waar cruciale informatie ontbreekt. Het is alsof een personage wenkbrauwen optrekt... het is fascinerend.
OxiKit vermeldde in een reactie op een van hun video's (de video waarnaar ik in het artikel linkte, als ik me goed herinner) dat dit natriumzeoliet is.
Net als bij elk ander moleculair zeef, vertel je de fabrikant waarvoor je het wilt gebruiken, niet waarvoor het is. Want het is in principe hetzelfde, alleen de maaswijdte is anders.
Zuurstofconcentratoren gebruiken meestal 13X zeoliet (0,4-0,8 mm) of JLOX 101 zeoliet, waarbij de laatste het duurst is. Bij het herbouwen van de zuurstofconcentrator die ik via Craigslist had gekocht, heb ik 13X gebruikt. Het groene lampje brandt continu, dus de zuiverheid van de zuurstof is minstens 94%.

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

Moleculaire zeven van 5 Å (5 Ångström) kunnen ook worden gebruikt. Ik denk dat ze minder selectief zijn voor stikstof, maar ze kunnen nog steeds worden toegepast.
Op Wikipedia staat een goede animatie die je intuïtief kan helpen het werkingsprincipe van het apparaat te begrijpen: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Pressure_swing_adsorption_principle.svg Invoer perslucht A adsorptie O zuurstof Uitvoer D desorptie E uitlaat
Wanneer een zeolietkolom bijna volledig gevuld is met stikstof, worden alle kleppen opengedraaid om de door de kolom geadsorbeerde stikstof vrij te laten.
Hartelijk dank voor uw beknopte uitleg. Ik heb me altijd afgevraagd of een stikstofgenerator gebruikt kan worden voor doe-het-zelfprojecten met stikstoflassen thuis. Het afvalproduct van de zuurstofconcentrator is dus in principe stikstof: perfect, ik ga het gebruiken in mijn loodvrije soldeerstation.
Voor amateurs is het inderdaad erg handig om lucht om te kunnen zetten in voornamelijk zuivere zuurstof en voornamelijk zuivere stikstof. Ik wil graag weten of je "voornamelijk stikstof" als beschermgas bij het lassen kunt gebruiken.
Voor TIG-lassen (ook wel GTAW genoemd), aangezien de plasmastroom erg gevoelig is, weet ik het niet zeker. Er wordt voornamelijk argongas gebruikt, soms met een beetje heliumgas om in materialen zoals aluminium en titanium door te dringen. De gasstroom is ongeveer 6 tot 8 l/min, wat mogelijk te groot is voor een standaardcompressor.
Voor lassen is het belangrijk om te weten dat de grote merken lasstations allemaal stikstofbeschermgas verkopen voor RoHS-gecertificeerde productie, maar de prijs van een dergelijke set ligt tussen de 1.000 en 2.000 euro. De doorstroomsnelheid is ongeveer 1 liter per minuut, wat zeer geschikt is voor moleculaire zeven. Laten we dus wat onderdelen in elkaar zetten en thuis fluxvrij en loodvrij solderen!
Lassers willen graag zuivere stikstof als beschermgas gebruiken. Het is goedkoper dan argon of het nog goedkopere helium. Helaas is het bij de temperatuur van de lasboog voldoende reactief en heeft het de neiging om ongewenste nitriden in de las te vormen.
Het wordt gebruikt als beschermgas bij het lassen, maar zelfs een kleine hoeveelheid kan de eigenschappen van de las veranderen.
Het is uiteraard mogelijk om het bij laserlassen te gebruiken, maar zelfs een goed uitgeruste fabriek beschikt mogelijk niet over deze functie.
Theoretisch gezien kan dus ten minste één PSA worden gebruikt om stikstof te reduceren, en vervolgens een andere PSA (met een andere zeoliet) om zuurstof te reduceren, waardoor een hogere concentratie van stoffen overblijft die noch zuurstof noch stikstof zijn.
Als je op dat moment gelijk hebt, raad ik je aan de lucht te condenseren en vervolgens te destilleren om het gewenste/ongewenste gas te scheiden.
@Foldi-A vouwpunt in termen van energie-input en gasoutput. Ik ben het er helemaal mee eens dat de efficiëntie op grotere schaal veel hoger zal zijn, omdat je verdamping kunt gebruiken voor voorkoeling.
Maar op zeer kleine schaal heb je 1 compressor, 4 zeoliettorens en een aantal elektronische drukventielen, plus de initiële kosten van een goedkope controller (het brein), die naar mijn mening lager zullen uitvallen.
@irox kan dat bij wijze van analogie met zekerheid stellen, maar niemand die 2 liter zuurstof gebruikt, zal snel overlijden of achteruitgaan zonder zuurstof. Ter vergelijking: onze IC-patiënten met secundaire hoge flow als gevolg van COVID krijgen 45-55 liter wanneer de FIO2 60-90% is. Dit zijn onze "stabiele" patiënten. Als er geen hoge flow is, zullen ze zeker snel achteruitgaan, maar ze zullen niet zo ziek worden dat we ze moeten intuberen. Je zult vergelijkbare of hogere aantallen zien bij andere ARDS-patiënten of in de meeste andere situaties die een grotere neuscanule vereisen dan een conventionele neuscanule.
Voor mij is het gebruik ervan een niche. Hiermee kunnen twee patiënten redelijkerwijs op een druk van 6-8 liter worden gehouden, wat feitelijk een hogere flow is dan bij een conventionele neuscanule of NIPPV. Ik wil benadrukken dat dit zeer effectief is voor een klein ziekenhuis met een beperkte zuurstofvoorraad en dat het medische zorg kan bieden aan patiënten met chronische aandoeningen in kortdurende noodsituaties.
Verbruikt de patiënt 6 liter (of 45-55 liter) zuurstof per minuut, of gaat er een deel verloren, bijvoorbeeld door uitademing naar de omgeving?
Mijn achtergrond/ervaring beperkt zich tot een beademingsapparaat voor gezonde mensen (waarbij koolstofdioxide wordt verwijderd en ongeveer 2 liter koolstofdioxide per persoon per minuut wordt toegevoegd), dus dankzij de vele medische toepassingen is dit een echte eye-opener!
Het is belangrijk om te onthouden dat ze zuurstof toegediend krijgen, omdat hun longen erg samengedrukt worden tijdens het gebruik van zuurstof. Daarom zijn de kosten, vergeleken met de theoretische behoeften van het menselijk lichaam, erg hoog, omdat er in de praktijk maar heel weinig mensen gebruik van maken.
Ik weet niet of de persoon die sprak ook degene was die het ontworpen heeft, maar dit komt niet overeen met hoe hij het beschreef. Moleculaire zeven en zeolieten vangen geen N2 op, ze kunnen wel O2 opvangen. Om N2 op te vangen, heb je een stikstofabsorber nodig, wat iets heel anders is. De zeef houdt de O2 onder druk vast, terwijl de stikstof erdoorheen blijft stromen. Dit moet wel kloppen, want als je de druk verlaagt en de N2 in een andere kolom afvoert, heeft het geen zin om de N2 met N2 te proberen te verwijderen. Dit zijn drukschommelingsadsorptie-eenheden (PSA), die werken door O2 op te vangen. Hogere druk en grotere cilinders kunnen een hogere efficiëntie opleveren (4 cilinders hebben een efficiëntie tot 85%). Dit condenseert wel O2, maar het werkt niet zoals hij (of het artikel) zegt.
U dient de gevraagde informatiebron te vermelden, aangezien het absoluut mogelijk is om N2 te adsorberen op 13X en 5A zeoliet moleculaire zeven. http://www.phys.ufl.edu/REU/2008/reports/magee.pdf
Het Wikipedia-artikel over drukswingadsorptie bevestigt ook dat zeoliet stikstof absorbeert. https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_swing_adsorption#Process
“Het is echter veel goedkoper dan een commercieel apparaat.” Aangezien de materiaalkosten meer dan $1.000 bedragen, kan ik deze bewering moeilijk onderbouwen. De materiaalkosten voor commerciële zuurstofconcentratoren voor thuisgebruik (niet-draagbaar) bedragen bijna een derde, ze zijn gemakkelijk te vinden en vereisen geen arbeid. Ik weet dat 17 liter per minuut indrukwekkend is, maar niemand buiten het ziekenhuis zal om zo'n debiet vragen. Iedereen die dat wel vraagt, staat op het punt ontslagen te worden of geïntubeerd te worden.
Ja, dit is een gaaf project, maar de kosteneffectiviteit ervan is tot op zekere hoogte verwaarloosbaar. In Australië kost de nieuwe apparatuur met een capaciteit van 10 l/min slechts ongeveer $1500 AUD. Ervan uitgaande dat $1000 Amerikaanse dollars zijn, verlaagt dit de aanschafkosten van nieuwe apparatuur.
Vóór de pandemie kocht ik er eentje op eBay voor ongeveer £160 met een debiet van 1,5 liter per minuut en een rendement van 98%. En dit apparaat is veel stiller dan deze! Zo kun je echt in slaap vallen.
Maar dat gezegd hebbende, dit is een enorme inspanning. Plaats het in de ruimte naast de lange pijp om geluidsoverlast en explosiegevaar te vermijden...
Ik wil graag weten of het mogelijk is om het te gebruiken als een vrijwel zuivere stikstofbron, in beschermende omgevingen of zelfs bij het lassen?
En wat te denken van banden gevuld met stikstof? Gezien de kosten die ze hiervoor in rekening brengen, moet stikstof wel erg duur zijn...
De volgende stap kan interessant zijn: neem de output van deze concentrator en scheid een mengsel van 95% O₂ + 5% Ar. Dit kan worden gedaan door middel van kinetische scheiding met behulp van de CMS-moleculaire zeef in het PSA-systeem. Stel vervolgens een pomp van 150 bar in om de argoncilinder te vullen.
Nu hebben we alleen nog iemand nodig die het Linde-proces thuis uitvoert om echt explosief plezier te beleven.
Door onze website en diensten te gebruiken, gaat u uitdrukkelijk akkoord met het plaatsen van prestatie-, functionaliteits- en advertentiecookies. Lees meer.