עקרונות עיצוב של תאי חמצן לחיות מחמד

עקרונות העיצוב של תאי חמצן לחיות מחמד כוללים תיאוריות מדעיות מרובות ואמצעים טכניים, במטרה לספק חיות מחמד לסביבת תוספי חמצן בטוחה ויעילה.

1. טכנולוגיית ספיחת נדנדה בלחץ (PSA)
טכנולוגיית ספיחת נדנדה בלחץ תופסת עמדה חשובה בתכנון תאי חמצן לחיות מחמד. זה משיג בעיקר הפרדת גז על סמך ההבדל במאפייני הספיחה של גזים על פני הספיגה בלחצים שונים. לדוגמה, ביישום תיבות נשימה של חמצן לחיות מחמד, לטכנולוגיה זו יתרונות רבים. ראשית, זה יכול להגדיל את ריכוז החמצן באוויר לרמה המתאימה לחיות מחמד לנשום, ולהפריד ביעילות חמצן טוהר גבוה מהאוויר. תהליך העבודה שלו הוא ללחוץ על האוויר ולהשתמש בספיחה מועדפת של חנקן על ידי הספיגה (בדרך כלל מסננת מולקולרית באיכות גבוהה) לספיגת חנקן על מיטת הספיחה, והחמצן הבלתי מוסמך מועשר. לאחר איסוף וטיהור, ניתן להשיג חמצן בעל טוהר גבוה. למערכת זו עם מסננת מולקולרית כספיגה יש זיקה חזקה לחנקן בגלל המבנה המיקרופורי הייחודי שלה, שיכול להבטיח ספיחה יעילה של חנקן במהלך תהליך שינוי הלחץ, ובכך להשיג אספקה ​​קבועה של חמצן. יתר על כן, הציוד המשתמש בטכנולוגיית PSA מייצר חמצן במהירות ויכול לספק במהירות את החמצן הנדרש עבור חיות מחמד. לדוגמה, כאשר לחיית מחמד יש צורך דחוף בנשימה, תא החמצן יכול להשתמש בטכנולוגיה זו כדי להתחיל במהירות ולהגדיל את ריכוז החמצן.

2. טכנולוגיית הפרדת אוויר
דחיסה בצפיפות גבוהה והפרדה נוזלי גז כמו טכנולוגיית הפרדת האוויר המשמשת גנרטורים לחמצן תעשייתי, האוויר נדחס לראשונה בצפיפות גבוהה. זה מקטין את המרחק המולקולרי בתוך האוויר ומגביר את הלחץ, ומניח את הבסיס לשלבי ההפרדה הבאים. ככל שהטמפרטורה משתנה, ההבדל בנקודות העיבוי של רכיבים שונים באוויר (בעיקר חמצן וחנקן) משמש להפרדת האוויר לבין גז ונוזל בטמפרטורה ספציפית. לדוגמה, בתנאי תהליך ספציפיים, נקודת העיבוי של חנקן גבוהה יותר מזו של חמצן, והיא תחילה נוזל, ובכך נפרדת מהחמצן הגזי.

תהליך זיקוק האוויר לאחר הפרדת נוזלי גז צריך להיות מזוקק עוד יותר. זיקוק משתמש בהבדל הקל בנקודות הרתיחה של גזים שונים כדי לבצע תהליכי אידוי ועיבוי מרובים במגדל זיקוק אנכי כדי להשיג הפרדה נוספת של חמצן וגזי טומאה אחרים. לאחר סדרת תהליכים זו, ניתן להשיג חמצן בעל טוהר גבוה כדי לעמוד בדרישות אספקת החמצן בתא החמצן של PET.

3. ספיחה פיזית טכנולוגיית ספיחה ופיזציה (בעיקר מסננת מולקולרית)
העיקרון של טכנולוגיה זו מבוסס על מאפייני המיון של מסננים מולקולריים בגדלי מולקולת גז שונים. ישנן מיקרופוריות אחידות רבות בתוך המסננת המולקולרית, וגודל המיקרופוריות הללו די מספיק כדי לאפשר כמה מולקולות קטנות לעבור, בעוד שמולקולות גדולות יורטות וסופגות. בציוד חמצן לחיות מחמד, המסננת המולקולרית המלאה יכולה לספוג מולקולות חנקן באוויר בעת הלחץ, מכיוון שמולקולות חנקן גדולות יחסית ואינן יכולות לעבור דרך המיקרופוריות של המסננת המולקולרית, ואילו מולקולות חמצן קטנות יותר ויכולות לעבור דרך המיקרופוריות, ובכך משיגות הפרדת חמצן וחנקן. לאחר איסוף וטיהור החמצן הבלתי מוסמך, הוא הופך להיות חמצן טוהר גבוה עבור חיות מחמד. טכנולוגיה זו משמשת לרוב יחד עם טכנולוגיית ספיחת נדנדה בלחץ, ומשלימה זה את זה כדי להבטיח שניתן יהיה לספק חמצן ביציבות ולתמיד לחדר החמצן.