Pikeun nyebatkeun yén seueur hal anu kajantenan dina taun ti mimiti pandémik COVID-19, ieu mangrupikeun pernyataan epik tina kajadian epik, dugi ka sesah émut kana dinten awal komunitas hacker hardware anu nganggo massal. -ngahasilkeun réaksi PPE., ventilator homemade jeung saterusna.Nanging, urang henteu émut yén seueur teuing usaha pikeun ngawangun konséntrator oksigén DIY ieu salami fase ékspansi awal.
Dibikeun kesederhanaan sareng efektivitas desain anu disebut OxiKit, sigana anéh yén kami henteu acan ningali alat sapertos kitu.OxiKit ngagunakeun zeolit, mineral porous nu bisa dipaké salaku ayakan molekular.Manik-manik leutik dipak kana silinder anu didamel tina pipa PVC sareng kelengkapan ti toko hardware, sareng dihubungkeun ka compressor hawa bébas minyak ngalangkungan klep pneumatik anu dikontrol ku sababaraha klep solenoid.Saatos cooling dina coil tube tambaga, hawa dikomprés kapaksa ngaliwatan kolom zeolit ​​nu preferentially nahan nitrogén bari sahingga oksigén ngaliwatan.Aliran oksigén dibeulah, hiji bagian asup ka tanki panyangga, sarta bagian séjén asup ka outlet munara zeolit ​​kadua, dimana nitrogén adsorbed kapaksa dileupaskeun.Arduino ngadalikeun klep pikeun ngalirkeun gas bolak-balik pikeun ngahasilkeun 15 liter 96% oksigén murni per menit.
OxiKit teu dioptimalkeun kawas generator oksigén komérsial, jadi teu utamana sepi.Tapi ieu langkung mirah tibatan unit komérsial, sareng pikeun sabagéan ageung peretas, éta gampang ngawangun.Desain OxiKit sadayana open source, tapi aranjeunna ngajual toolkits sareng sababaraha bagian anu sesah didamel sareng bahan konsumsi, sapertos zeolit.Kami bakal nyobian ngawangun sapertos kieu sabab téknologina rapih.Ngabogaan sumber oksigén aliran luhur ogé sanés ide anu goréng.
15 liter per menit sigana pisan impressive.Dina hal skala, cukup pikeun ngadukung kahirupan 7 jalma dina kaayaan normal (masing-masing @ 2 liter per menit).
Kuring geus salawasna hayang nyaho kumaha ieu jalan.matak pikabitaeun.Sigana ampir ngalanggar hukum térmodinamik, tapi teu kitu.
Kalayan jumlah oksigén anu ageung sapertos kitu, kuring hoyong terang naon anu bakal kajadian upami anjeun ngagantung orok ieu dina mesin mobil sareng / atanapi ngagedekeunana.Bisa jadi kawas nitrite.Ieu bakal rada aman, sabab anjeun tiasa nyetél éta supados oksigén "murni" anu dihasilkeun langsung dikonsumsi caket mesin tinimbang disimpen dimana waé.Nanging, kuring kedah nyaluyukeun mobil heula.Backfired ... "Éta bakal goréng."
Jigana ieu alus keur las / brazing / motong oksigén / propana, oksigén / hidrogén atawa oksigén / asetilena.
Leres, saatos kuring ningali pidéo ieu, YT nampilkeun pidéo saran Dalbor Farny dina konsentrator O2.Tujuanana nyaéta pikeun nyayogikeun obor suluh oksigén anu diperyogikeun pikeun mesin bubut kaca.Ngadamel tabung digital khusus anjeun nyalira.Kanyataanna, genep di antarana ngagabungkeun ngahasilkeun 30 lpm O2.
Kuring nebak mesin 2 liter ngajalankeun dina sababaraha rébu rpm bisa meakeun mesin 15 liter tinimbang 1 menit.Nanging, naha ieu tiasa ningkatkeun tingkat oksigén dina hawa asupan ka tingkat anu cekap?bener teu nyaho
Nitrit bisa nyadiakeun énergi sabab ngaleupaskeun molekul nitrogén pikeun tiap molekul oksida nitrous decomposed (eta ngajaga volume na salaku oksigén dikonsumsi), sakumaha ogé ngaronjatkeun konsentrasi oksigén éféktif (Leupaskeun ogé bakal ngaluarkeun panas).Ngompa oksigén murni teu aya mangpaatna, sabab anjeun masih leungit volume sarta kudu nungkulan masalah anu bisa ngahurungkeun blok mesin.
Anjeun bakal kedah skala up serius.Mesin mobil 2 liter kalayan laju 2500 rpm "ngambekan" kira-kira 2,5 méter kubik hawa per menit (21% O²).Éta kira-kira 600 kali lipat ti jalma anu istirahat.Volume pernapasan anu dikonsumsi ku manusa kira-kira 25% tina O², sedengkeun volume pernapasan anu dikonsumsi ku mobil kira-kira 90%…
Ogé nundutan pistons pisan panas tur molten.Ku cara ngadengdekkeun bahan bakar dicampur, anjeun sabenerna bisa meunang kakuatan leuwih ti mesin nanaon.Tapi piston bakal ngalembereh alatan kanaékan panas.Eusi oksigén handap nyegah logam tina lebur.
Mesin mobil biasa diwatesan ku aliran hawa sareng bakal ngahasilkeun kakuatan maksimal nalika ngaduruk sadaya oksigén dina hawa.Ieu kahontal ku rada enriching campuran, nu teu kaduruk sababaraha béngsin.Iwal kakuatan maksimum diperlukeun, mesin mobil biasana ngajalankeun dina Dengdekkeun slight, sabab operasi-beunghar suluh hartina ngurangan ékonomi suluh jeung ngaronjat polusi hidrokarbon.
Upami anjeun hoyong nganggo fitur ieu pikeun ningkatkeun kakuatan, anjeun peryogi cara pikeun nipu komputer mesin pikeun nambihan persentase bahan bakar dina waktos anu sami.
Upami anjeun tiasa ngajaga rasio hawa-bahan bakar konstan, éta kasarna sami sareng muka throttle ku ukur sababaraha persen.
Nanging, upami anjeun ngaleuwihan "sababaraha persen" (ngahaja ambiguitas ...), anjeun tiasa ngahontal wates kamampuan ECU pikeun ngartos sabaraha hawa anu asup, atanapi ngontrol sabaraha bahan bakar anu kaluar, atanapi nyetél waktos panyalaan anu leres henteu paduli kagancangan. sareng aliran hawa anu anjeun anggo.
Laju aliran anu dipikabutuh pikeun ngajaga jalma hirup gumantung pisan kana kaayaanana!2 l / mnt cukup basajan.Loba pasien merlukeun perawatan intensif merlukeun 15 l / mnt.
Ngan ati-ati mun kaluar oksigén.Konsentrasi oksigén anu luhur tiasa ngajantenkeun seueur hal kaduruk sareng ngamajukeun durukan spontan tina seueur minyak sareng pelumas.Éta pisan sababna naha maranéhna ngagunakeun compressors bébas minyak.
Éta, sareng seueur metode pangolahan O2 anu "henteu langsung intuitif" tiasa menyakiti anjeun, khususna dina tekanan anu ningkat.
Upami anjeun maén O2, anjeun tiasa nganggo Vance Harlow's Oxygen Hacker's Companion (panyilem nitrox mungkin parantos gaduh pendamping ieu): http://www.airspeedpress.com/newoxyhacker .html
Abdi henteu terang bukuna, éta pangguna, sanés tuner.Nanging, hatur nuhun pikeun rujukan anjeun, kuring bakal mesen salinan pas formulirna efektif!
Sumuhun, abdi bakal nyebut.Modeu gagalna hawa dikomprés PVC nyaéta ledakan shrapnel, janten awaskeun rating tekanan ieu sacara saksama-sakumaha diaméter pipa naék, rating tekanan bakal turun.
Dina awal 1980-an, kuring digawé pikeun hiji parusahaan leasing parabot médis nu ngajakan sarta serviced generator oksigén Devilbiss.Dina waktos éta, unit ieu ngan ukuran kulkas bir leutik.Kuring émut émut sipat "panyimpen hardware" tina struktur internalna.Kuring masih inget yen ranjang tabung dijieun kalawan pipa PVC 4 inci sarta panutup, jadi struktur digambarkeun dina proyék ieu konsisten jeung sajarah saméméhna (tapi écés praktis) téhnologi.
Kompresor nyaéta tipe piston/diafragma ganda-osilasi, ku kituna teu aya minyak dina hawa anu dikomprés.The klep dina sirah compressor mangrupakeun Reed stainless steel ipis.
Asihan aliran dipigawé ku timer mékanis, euweuh Arduino diperlukeun.Timer gaduh sinkronisasi (motor jam gear) anu ngajalankeun aci sareng sababaraha roda cam.A switch mikro tunggang dina Cam seuneu a klep solenoid, ngabalukarkeun gas pikeun mindahkeun sabudeureun.
Musuh pangbadagna mesin ieu kalembaban tinggi.Adsorpsi molekul cai ngancurkeun ranjang ayakan.
Ngan méméh kuring ninggalkeun parusahaan, urang mimiti acquire concentrator ti saingan of Devilbiss (ngaran ayeuna kanyahoan keur kuring), sarta parusahaan geus ditémbongkeun kamajuan hébat.Salian konsentrator anyar anu langkung alit sareng langkung tenang, perusahaan ogé ngawangun ranjang ayakan nganggo tabung aluminium.Tabung katutupan ku piring kalayan alur machined pikeun O-cingcin.Kuring sigana mikir ngeunaan rojongan full-threaded nu ngagabungkeun rakitan.Kauntungannana desain ieu nyaéta yén upami perlu, ranjang tiasa dipisahkeun sareng bahan ayakan tiasa diganti.Éta ogé ngaleungitkeun timer mékanis jeung diganti ku alat éléktronik basajan tur SSRs pikeun pemicu solenoids.
Éta ngabutuhkeun panggunaan pipa SCH40 (tekanan dipeunteun 260psi @ 3 ″) sareng jelas dilengkepan klep kaamanan 40psi sareng régulator 20-30psi sateuacan PVC diteken, janten aya faktor kaamanan anu saé.Teu yakin kumaha eta bakal kakeunaan O2 Robah inténsitas.
Tekanan burst tina SCH40 sababaraha kali tekanan dipeunteun-gumantung diaméterna.Pipa 3 inci kirang langkung 850 psi, sareng pipa 6 inci kirang langkung 500 psi.1/2 inci deukeut ka 2000 psi.Ganda jumlah SCH80.Ieu sababna peluncur ténis PVC henteu ngabeledug-loba teuing.Ngagedekeun aranjeunna ka kamar durukan 6 atanapi 8 inci bakal ningkatkeun tuah anjeun.Tapi sacara umum, komunitas hacker condong serius underestimate kakuatan tumpukan plastik.https://www.pvcfittingsonline.com/resource-center/strength-of-pvc-pipe-with-strength-chart/
Kuring bakal kabetot dina ngurangan pangabisa amatir urang ngagunakeun petasan (jeung kamungkinan purity).Pasar hobi biasana ngagaleuh tabung oksigén médis pensiunan.Éta ideu munggaran kuring, tapi biaya kit + BOM jauh ngaleuwihan harga unit médis pensiunan.
Mesin mobil 2 liter bisa ngonsumsi 9.000 liter/menit oksigén (kecepatan tinggi), jadi 15 liter/menit oksigén kira-kira 600 kali leuwih pondok., Ieu alat tiis.Kuring meuli sababaraha concentrators refurbished 5 liter per menit pikeun $300 unggal (harga sigana naek).Éta ngahasilkeun 5 liter / menit.Sababaraha ratus watt dianggo, janten diekstrapolasi yén 9000 liter per menit (ngan ukur hiburan) peryogi kirang langkung 360 kW (480 hp).
Kusabab algoritma maranéhanana ditulis ku band Berlin.(Itung hiji jeung anjeun bakal meunang béntang emas.)
Parios halaman wéb perusahaan… nya, spésifikasi di tokona rada samar, tapi aranjeunna bakal ngajual anjeun 5 pon pikeun $75.00.Janten hayu urang tingali github.Ulah.Henteu aya BOM di dinya.
Kami ngagaduhan desain éléktromékanis open source anu tiasa nyarioskeun ka anjeun kumaha ngawangun éta tibatan kumaha ngeusianana.Kuring nelepon ieu tempat dimana informasi konci leungit.Éta sapertos karakter anu ngangkat alis… éta matak pikaresepeun.
OxiKit nyarios dina koméntar dina salah sahiji pidéo na (anu kuring numbu dina carita, nyaéta IIRC) yén ieu natrium zeolit.
Sapertos ayakan molekular anu sanés, anjeun nyarios ka produsén naon anu anjeun hoyong dianggo, sanés pikeun naon éta.Kusabab aranjeunna hal anu sami, tapi aperturena béda.
Konsentrator O2 biasana ngagunakeun 13X zeolit ​​0,4 mm-0,8 mm atanapi JLOX 101 zeolit, anu kadua anu paling mahal.Nalika ngawangun deui craigslist o2 concentrator, I dipaké 13X.Lampu héjo salawasna hurung, jadi purity of o2 sahenteuna 94%.

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

5A (5 angstrom) ayakan molekular ogé bisa dipaké.Jigana éta kirang selektif pikeun nitrogén, tapi masih bisa dipaké.
Aya animasi anu saé dina Wikipedia anu sacara intuitif tiasa ngabantosan anjeun ngartos prinsip kerja alat: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Pressure_swing_adsorption_principle.svg I input hawa dikomprés A adsorption O oxygen Output D desorption E knalpot
Lamun kolom zeolit ​​ampir pinuh nitrogén, sadaya valves dibalikkeun pikeun ngaleupaskeun nitrogén adsorbed ku kolom.
Hatur nuhun pisan pikeun katerangan ringkes anjeun.Kuring geus salawasna wondered lamun generator nitrogén bisa dipaké pikeun proyék-proyék DIY las nitrogén di imah.Ku alatan éta, kaluaran runtah tina concentrator oksigén dasarna nitrogén: sampurna, abdi bakal make eta di stasiun soldering bebas kalungguhan abdi.
Mémang, pikeun amatir, éta mangpaat pisan pikeun bisa ngarobah hawa kana lolobana oksigén murni tur lolobana nitrogén murni.Abdi hoyong terang upami anjeun tiasa nganggo "lolobana nitrogén" salaku gas pelindung pikeun las.
Pikeun TIG (ogé katelah GTAW), saprak plume plasma sensitip pisan, kuring henteu yakin.Gas argon utamana dipaké, sakapeung ku gas hélium saeutik pikeun nembus kana bahan kayaning aluminium sarta titanium.Aliranna sakitar 6 dugi ka 8l / mnt, anu tiasa ageung teuing pikeun compressor standar.
Pikeun las, éta kudu jadi yén merek stasiun las utama sadayana ngajual gas shielding nitrogén pikeun produksi rohs, tapi harga kit nyaeta antara 1-2k euro.Laju aliranna sakitar 1l/​​mnt, anu cocog pisan pikeun ayakan molekular.Ku kituna hayu urang ngumpul sababaraha hardware sarta ngalakukeun soldering bebas timah fluks di imah!
Welders hoyong tiasa nganggo nitrogén murni salaku gas shielding.Éta langkung mirah ti argon atanapi hélium langkung mirah.Hanjakalna, éta cukup réaktif dina suhu anu dihontal ku busur sareng condong ngabentuk nitrida anu teu dipikahoyong dina las.
Hal ieu dipaké pikeun las shielding gas, tapi ngan jumlah leutik bisa ngarobah karakteristik weld nu.
Jelas, éta bisa dipaké dina las laser, tapi malah hiji fab well-dilengkepan bisa jadi teu boga fungsi ieu.
Ku alatan éta, dina téori, sahenteuna hiji PSA bisa dipaké pikeun ngurangan nitrogén, lajeng PSA séjén (ngagunakeun zeolit ​​sejen) pikeun ngurangan oksigén, ninggalkeun konsentrasi luhur zat nu lain oksigén atawa nitrogén.
Nalika anjeun leres, dina waktos éta, kuring nyarankeun yén anjeun ngembunkeun hawa teras nyuling pikeun misahkeun gas anu anjeun pikahoyong / teu dihoyongkeun.
@Foldi-A titik tilepan dina watesan input énergi jeung kaluaran gas.Abdi satuju pisan yén efisiensi bakal langkung luhur dina skala anu langkung ageung sabab anjeun tiasa nganggo évaporasi pikeun pre-cooling.
Tapi dina skala leutik pisan, anjeun bakal boga 1 compressor, 4 munara zeolit ​​jeung kebat valves tekanan éléktronik jeung biaya awal controller mirah (The Brain), nu Jigana bakal kirang.
@irox tiasa ku analogi sareng pasti, tapi teu aya anu nganggo 2 liter oksigén bakal gancang maot / rusak tanpa nampi oksigén.Pikeun babandingan, pasien unit perawatan intensif (ICU) urang anu ngagaduhan aliran tinggi sekundér kusabab COVID, kéngingkeun 45-55L nalika FIO2 60-90%.Ieu pasien "stabil" kami.Upami teu aya aliran anu luhur, aranjeunna pasti bakal gancang mudun, tapi aranjeunna moal gering pisan ku kituna urang bakal diintubasi.Anjeun bakal ningali angka nu sarupa atawa leuwih luhur pikeun penderita ARDS séjén atawa paling kaayaan sejen nu merlukeun kanula nasal leuwih badag batan kanula nasal konvensional.
Pikeun kuring, panggunaan mangrupikeun ceruk.Ieu alesan bisa tetep 2 penderita dina tekanan 6-8 L, nu sabenerna ngarupakeun tempat dimana aliran tinggi ieu irradiated luhureun nasal cannula konvensional atanapi NIPPV.Abdi hoyong disebutkeun yen ieu pohara efektif pikeun rumah sakit leutik kalawan suplai oksigén kawates, sarta bisa nyadiakeun layanan médis pikeun penderita kasakit kronis dina kaayaan darurat jangka pondok.
Naha pasien ngonsumsi 6 liter (atanapi 45-55 liter) oksigén per menit, atanapi sawaréh leungit, dikaluarkeun ka lingkungan atanapi naon waé?
Kasang tukang / pangalaman kuring ngan ukur sistem pangrojong hirup anu terbatas pikeun jalma anu séhat (kalayan karbon dioksida dipiceun sareng sakitar 2 liter karbon dioksida ditambah per jalma per menit), janten hatur nuhun kana jumlah panggunaan médis, ieu mangrupikeun pambuka panon!
Penting pikeun émut yén aranjeunna nyandak oksigén, sabab paru-paruna kénging pisan nalika nyandak oksigén.Ku alatan éta, dibandingkeun jeung kabutuhan téoritis awak manusa, biaya pisan tinggi, sabab dina kanyataanana, saeutik pisan jalma asup.
Kuring henteu terang upami anu nyarios éta anu ngarancang éta, tapi ieu henteu cocog sareng cara anjeunna ngajelaskeunana.Ayakan molekular sareng zeolit ​​henteu ngajebak N2, aranjeunna tiasa ngajebak O2.Pikeun néwak N2, anjeun peryogi nyerep nitrogén, anu mangrupikeun sato anu béda-béda.Ayakan bubu O2 dina tekenan bari nitrogén terus ngaliwatan.Ieu kudu bener, sabab mun anjeun ngaleupaskeun tekanan sarta ngagunakeun eta pikeun dump nu N2 dina kolom sejen, teu aya rasa nyoba nyabut N2 kalawan N2..Ieu mangrupikeun unit adsorption pressure swing (PSA), aranjeunna tiasa dianggo ku bubu O2.Tekanan anu langkung luhur sareng silinder anu langkung ageung tiasa nyababkeun efisiensi anu langkung luhur (4 silinder gaduh efisiensi dugi ka 85%).Ieu ngembun O2, tapi teu jalan sakumaha anjeunna nyebutkeun (atawa artikel nyebutkeun)
Anjeun kedah nyayogikeun sumber inpormasi anu dipénta, sabab anjeun leres-leres tiasa nyerep N2 dina ayakan molekular 13X sareng 5A zeolit.http://www.phys.ufl.edu/REU/2008/reports/magee.pdf
Artikel PSA Wikipedia ogé negeskeun yén zeolit ​​nyerep nitrogén.https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_swing_adsorption#Process
"Tapi, éta langkung mirah tibatan unit komérsial."Kusabab BOM ngaleuwihan $ 1,000, hese pikeun kuring ngadukung pernyataan ieu.Bill bahan pikeun rumah tangga (non-portabel) concentrators komérsial hargana deukeut 1/3, gampang pikeun manggihan, sarta teu merlukeun tanaga gawé.Kuring nyaho 17LPM téh tiis, tapi teu saurang ogé di luar rumah sakit bakal menta lalulintas saperti.Saha waé anu gaduh pamundut sapertos kitu badé pariksa atanapi di-intubasi.
Leres, ieu mangrupikeun proyék anu saé, tapi enya, éféktivitas biayana tiasa diabaikan dina tingkat anu tangtu.Di Australia, alat anyar 10l/pm ngan ukur $1500AUD.Anggap $ 1000 nyaeta dollar AS, ieu ngurangan biaya meuli parabot anyar.
Sateuacan pandémik, kuring ngagaleuh hiji di eBay kalayan harga sakitar £ 160 kalayan aliran 1,5 liter per menit kalayan harga 98%.Sareng hal ieu langkung sepi tibatan anu ieu!Ku cara kieu, anjeun leres-leres tiasa bobo.
Tapi sanggeus ngomong yén, ieu téh usaha badag.Pasang di kamar gigireun pipa panjang pikeun ngahindarkeun bising sareng bahaya ledakan…
Abdi hoyong terang naha anjeun tiasa nganggo éta salaku sumber nitrogén ampir murni, dina lingkungan pelindung atanapi bahkan dina las?
Kumaha upami ban anu dieusi nitrogén.Mertimbangkeun biaya anu ditagihkeun pikeun jasa ieu, nitrogén kedah mahal pisan…
Lengkah saterusna bisa jadi metot-meunang kaluaran concentrator ieu sarta misahkeun campuran 95% O2 + 5% Ar.Ieu tiasa dilakukeun ku pemisahan kinétik nganggo ayakan molekular CMS dina sistem PSA.Teras nyetél pompa 150 bar pikeun ngeusian silinder argon.
Ayeuna, urang ngan ukur peryogi batur pikeun ngalaksanakeun prosés Linde di bumi pikeun ngabeledug nyata
Ku ngagunakeun situs wéb sareng jasa kami, anjeun sacara eksplisit satuju kana panempatan kinerja, fungsionalitas sareng cookies iklan kami.Diajar deui