Comments 43
Я, как технарь и железячник, всегда улыбаюсь попыткам программеров влезть в несвойственную им область. Наверное, когда я пытаюсь рассуждать о коде, кто-то рядом тоже улыбается )))
Цеолит, или силикагель, давно и успешно применяется во фреоновых холодильных установках, в каждом бытовом холодильнике. Там полно своих нюансов в применении. И да — ушедшее поколение холодильщиков сушило силикагель в духовках для повторного применения.
Винтового компрессора без смазки не бывает. У винтов масло — это рабочая среда, которая не только смазывает, но и охлаждает винтовые пары, а также переносит воздух. После винтов стоит сепаратор, разделяющий две среды, и охладитель для масла. А заодно термостат, поддерживающий температуру масла не ниже определенной. В бытовом секторе этот вид компрессоров не распространен, ввиду сложности настройки и обслуживания. А также насущной необходимости в замене масла. Которое теряет свои свойства не только от наработки, но и от содержания влаги в воздухе, который качает компрессор.
В общем, статья — мечты. Но никак не стартап.
О весе "рюкзака", содержащего винтовой компрессор + ДВС + генератор + вакуумный насос + цеолит в полупромышленных объемах. Я даже представлять не буду.
Коммент без зла, ведь кто-то на серьезных щщах будет потом рассуждать, используя отсылки к этой статье. А тут технических моментов столько упущено, что еще на статью хватит.
Винтового компрессора без смазки не бывает. У винтов масло — это рабочая среда, которая не только смазывает, но и охлаждает винтовые пары, а также переносит воздух. После винтов стоит сепаратор, разделяющий две среды, и охладитель для масла. А заодно термостат, поддерживающий температуру масла не ниже определенной. В бытовом секторе этот вид компрессоров не распространен, ввиду сложности настройки и обслуживания. А также насущной необходимости в замене масла. Которое теряет свои свойства не только от наработки, но и от содержания влаги в воздухе, который качает компрессор.
Про это знаю. И именно поэтому и написал, что в данном случае, требования к нему минимальны: 1 атмосфера на выходе (нам не надо давить 6-8 и т.д. атмосфер, сильно смазывать, бороться с перегревом, фильтровать поток и т.д и т.п. Всё намного проще, в этом, конкретном случае). Так что вполне может прокатить. Тем более 3d печатный и простой в изготовлении (об этом тоже есть;-) )
Насчёт в целом: я имел в виду, что "можно задуматься" ;-) об использовании для обогащения кислородом - воздуха для дыхания. Уж если есть кислородные концентраторы -то почему бы не быть по сути, носимому кислородному концентратору? ;-) Уж если больничные концентраторы имеют вполне себе рюкзачный размер - просто дело техники увеличить производительность (компактный винтовой компрессор).
Источник энергии для них имеет нерюкзачный размер - в этом вся беда. Это как электровертолет - чудесная была бы штука, если бы аккумулятор весил поменьше
Попробуйте посчитать, сколько киловатчасов на куб кислорода уходит в этих аппаратах
Не вижу в пожеланиях к устройству пожеланий в выработке сотен кубов кислорода. Возможно литра достаточно будет кому-то. Вот пример, альпинисты на Эверест берут баллоны по 2 литра несколько штук и дышат кислородом с 5 км до 8 км подъема. Возможно рюкзак с генератором кислорода и солнечными батареями будет легче.
Литр - это до "забивания" одного из цилиндров - азотом. Потом - переключение на другой цилиндр и т.д. и т.п.
И, насколько я находил информацию об этом - это касается компактных настольных медицинских концентраторов кислорода (у них банально цилиндры с цеолитом маленькие).
В каждом таком баллоне треть куба кислорода, то есть как видите, потребление идет кубами. Сколько киловатчасов тратится на куб вы прикинули?
А если помпа будет приводиться в движение мышцами тела носителя (напрямую)?
Пусть насос качают ноги и руки, размахивающиеся при ходьбе естественным образом, на сколько повысится нагрузка на носителя чтобы этого хватило для обогащения дыхания кислородом?
Ну, если это нечто поршневое, можно грубо подсчитать, насколько я понимаю, что 1 атмосфера - это 1 кг на 1 см2. И, соответственно, нужно прикинуть, какого диаметра понадобится цилиндр с поршнем, чтобы прокачивать необходимое количество воздуха для дыхания. Для этого понять, какой объём воздуха в легких и какой объём помещается в цилиндр поршня, соответствующего диаметра. И вычислить. Там и более сложные варианты расчетов есть, но так, навскидку можно понять. Надо считать, но что то мне интуитивно подсказыает, что это будет ни разу не легко:-)
Зато можно совместить с велотренажером. Крутишь педали и дышишь обогащенной кислородом смесью. Возможно еще и на коктейль после занятий останется кислорода.
Есть цифра, сколько ватт развивает обычный человек на велосипеде - 250. Спортсмен в пике может до 500 ватт - но не очень долго. От этого думаю можно отталкиваться. И от этого всего затея теряет смысл. Топливо даже для паровой машины будет стоить дешевле, чем держать при больнице зал с качками и велогенераторами =) Человеческая мускульная энергия нынче стоит очень дорого в сравнению с современными (и не очень) методами выработки-хранения оной. Поэтому она только в велосипедах по сути и осталась, да и то - кому нужно просто ездить а не тренировки, переходят на электротягу.
Именно велосипеды показывают, что крутить педали человек может кратно дольше чем делать это будет адекватный по весу аккумулятор... но как временный помошник аккумулятор на велосипед ставить смысл есть
Но тут вопрос стоит, не будет ли выгоднее концентрировать кислород за счет мускульной энергии, вместо того чтобы таскать запас этого кислорода с собой за счет той же мускульной энергии.
Винтовой насос малых размеров - нифига не простая вещь.
И на лёгких режимах тут не выехать. Без смазки этот шайтан аппарат проработает не сильно долго.
У винтовиков малый размер - это скорее минус по условиям эксплуатации; высокие требование к гладкости поверхности, форма и точность конструкции, общая жёсткость.
Масло, как не странно, воду всасывает очень жадно. И на малых объёмах достаточно одного тумана, что бы образовалась водно-маслянная эмульсия, после чего шнеки просто сожрут друг друга.
Ну и до кучи, все эти замечательные суперпористые структуры имеют ограниченный ресурс. И насколько помню, там при "удаче" пары десятков циклов хватит до необходимости полной замены содержимого.
Может быть, надо глубже изучать тему. Но, учитывая, что их цеолиты используют на потоковой коммерческой генерации кислорода, тоннами в день, - в том числе, для описанного в статье дожигания отходов - не думаю, что всё так плохо.
Там даже есть типа номограммы, где можно поиграться производительностью-ресурсом, в зависимости от входных условий.
Проблема, в том, что мобильный генератор в силу мобильности, не может быть слишком сложным. Иначе это потянет за собой резкий взлёт цены.
Есть форумы, где народ обсуждает домашние станции кислорода. Как подшаманить, чем что заменить.
производительность в 8 раз превышающую производительность любого поршневого компрессора соизмеримой мощности!
Почему эти компрессоры не так сильно распространены, как поршневые:
Вот это да, в 8 раз при одинаковой мощности. Где такое написано, в рекламном проспекте винтовых насосов? Срочно надо регистрировать вечный двигатель
Ну вы можете легко поисследовать, поизучать тему - и убедиться самостоятельно;-). Почему это вас удивляет? Взять те же автомобили - в зависимости от технологий, с одного и того же объёма двигателя, - разные производители выжимают разные показатели и никого это не удивляет и про вечные двигатели никто не вспоминает :-)
Почему это вас удивляет?
А зачем сюда приплетать мощность? Это как путать тёплое с мягким. Что нельзя сделать поршневой компрессор большой производительност?. Вероятно вы хотели написать: соизмеримую с поршневым компрессором того же размера или той же массы? Но не надо сюда мощность приплетать.
Если вам важна производительность берите зубчатый компрессор который применяется для наддува в ДВС, такой компрессор состоит из двух шестернёй с двумя зубьями, там огромная производительность
Вы неправы, шестеренчатый насос в ДВС стоит для циркуляции масла в моторе и производительности там нет никакой. Не бывает шестеренчатых компрессоров. Только насосы. В ДВС стоит турбина, которая раскручивается выхлопными газами, и тем самым нагнетает воздух в впускной коллектор. Схема очень похожая на турбореактивный двигатель самолета - компрессор - камера сгорания - турбина, только узлы разнесены. И еще, турбина задавливая своим сопротивлением выхлопные газы, отбирает от двигателя часть мощности - это все учитывается при разработке подобных конструкций.
Я прав. В прочем внизу уже ответили.
Современный кулачковый нагнетатель имеет два трех- или четырехкулачковых ротора, которые вращаются навстречу друг другу. Кулачки расположены по спирали на всей длине ротора. Угол закрутки кулачков обеспечивает максимальную эффективность в плане нагнетания и потерь.
По конструкции и принципу действия кулачковый нагнетатель очень похож на шестеренный масляный насос. Воздух в нагнетателе захватывается кулачками, перемещается в пространстве между кулачками и стенками корпуса, нагнетается в впускной трубопровод. Имеет место т.н. внешнее нагнетание.
Нагнетатель Roots характеризует быстрое создание необходимого давления наддува
Кстати зубчатые насосы применяются не только для смазки мотора , насосы похожей конструкции создают давление в в гидроцилиндрах навесного оборудования
А зачем альпинистам городить систему с разделением воздуха на кислород и остальное?
Если уж заморачиваться с компрессором, то просто повысить давление наружного воздуха и подать его в герметичную маску - будет вполне достаточно.
Наверное, как вариант. С другой стороны, если иметь возможность увеличивать давление до нормального + иметь возможность увеличивать содержание кислорода по потребности, по идее, это должно позитивно сказаться на силах человека, в условиях повышенных нагрузок.
Так не получится. Человек может дышать только воздухом с давлением равным давлении среды. Иначе просто раздуется и лопнет.
А можно почитать где-нить про это, интересно очень?
В смысле прочитать? Если в легких будет воздух с повышенном давлением, то вы элементарно не сможете выдохнуть. Мышцы не хватят. Человек может создать с огромным трудом давление в 0.1 бар. И это на границе физических возможностей. Для нормального дыхания нужна нулевая разница в принципе. Или будут проблемы либо с вдохом либо с выдохом. Поэтому на аквалангах ставят автоматические регуляторы давления, которые поднимают давление с погружением. Почитайте вот: баротравма.
Кстати, очень хороший коммент! Все забывал про это сказать: именно поэтому я и задумался именно о повышении концентрации кислорода, а не просто о повышении давления для дыхания.
Достаточно избыточного давления в 0,2 атмосферы, чтобы получить разрыв лёгкого - что, кстати, одна из наиболее частых травм у быстро поднимающихся без соответствующей продувки аквалангистов. И если у них в большинстве случаев это приводит лишь к продолжительному лечению, то для альпиниста при такой травме надо говорить о весьма приличном шансе склеить ласты.
Лет 10 назад какойтостартап предлагал фильтр для воды туристам, утверждая что молекула воды самая маленькая а у них там какойто графеновый фильтр, в котором ячейки как раз такого размера. Вот и получается чистая вода на выходе.
Осмос. Ровно этот принцип.
Для обратного осмоса нужно давление, а туристов скорее всего "разводили".
Для любого более-менее фильтра нужно давление.
А графен... ну, для рекламы его прикрутили. А внутри может классика. Вполне вода получится.
Лет 15-20 назад, у меня знакомые купили трековый фильтр. Чисто по фану, для туризма на дачу. Там реклама тоже была какая-то сказочная. Более чем отработал свои деньги. А фильтры классического исполнения оказались туфтой.
Для ионообменников и механических фильтров не нужно дополнительно нагнетать.
Создать необходимое для обратного давление в типоразмере "бутылки для туриста" - маловероятно. Трековые фильтры - не осмос, там фильтрация механических примесей и это все. А фильтры классического исполнения, это что-то вроде "кувшин"? Там не туфта, та ионообменники, другой принцип.
Если грубо
Осмос + морскую воду → дистиллят
Трековые фильтры + морскую воду → хорошо отфильтрованая морская вода
Ионообменник + морскую воду → "мягкая" отфильтрованая вода (не дистиллят)
Давление, необходимое для работы обратноосмотической установки (порядка 3-5 ати), вполне можно создать обычным бытовым насосом. Даже ручным. А для ультрафильтрационной мембраны с последующим ионообменником достаточно менее 1 ати.
Проблема в другом - для работы такой установки нужен постоянный проток разделяемой жидкости вдоль мембраны, иначе она мгновенно забьётся и практически перестанет работать. А вот организовать это - уже гораздо более сложная задача, не получится просто накачать давления и ждать результата. Ну или придётся таскать с собой комплект одноразовых мембран и, получив стакан-другой очищенной воды, менять мембрану.
Мало ли что можно. Я загуглил по ключевым словам, там формфактор - термос. https://www.techcult.ru/gadgets/12606-grafenovyj-filtr-defender
Забивание мембраны и потоки жидкости это уже усложнение вопроса, там после давления следующий вопрос - время, а забивание или организация потоков где-то в десятой-двадцатой очереди вопросов про невозможность портативного обратного осматора размером с маленький термос.
есть еще синтез подобных материалов.
Чистый кислород не приводит к ожогу легких. Им можно дышать и в некоторых случаях это часть лечения. Если дышать долго, то можно получить кислородное отравление. Время очень сильно зависит от давления, при атмосферном - 24 часа. Но при давлении 2 атмосферы там минут десять, если память не изменяет. Поэтому нельзя акваланг сделать покомпактнее забив в него чистый кислород.
Чисты кислород применяют, например, при баротравме, пока везут до больницы.
Покопавшись в теме немножко, возникают некоторые вопросы:
В концентраторах, выходит что цеолит абсорбирует кислород и аргон, а не абсорбирует азот. Но как это возможно, если размер молекулы кислорода и азота примерно одинаковы и даже у кислорода несколько больше. Выходит, если вопрос в размере пор, то цеолит должен поглощать азот лучше чем кислород. А по сути одинаково.
Попробовал искать синтетические цеолиты в Интернете, но постоянно попадаются всякие ЗОЖ темы. По каким запросом искать цеолиты с определенными техническими параметрами и где в принципе их продают?
Мне вообще-то нужно молекулярное сито для гелия. Выходит у него должны быть совершенно мелкие поры, ведь атом гелия это самая маленькая молекула в природе (у водорода атом меньше, но двухатомная молекула больше чем атом гелия, который молекулы не образует). Так, есть ли такие сита и где брать?
Отличный пример КРАЙНЕ неудачной терминологии. Термин "молекулярные сита" по отношению к объёмно-структурным веществам, проявляющим различную сорбционную либо проникающую способность по отношению к разделяемым молекулам, кажется подходящим лишь до того момента, как узнаёшь о существовании разделяющих мембран (микро-, ультра-, обратноосмотических). Но как только узнал, так сразу понимаешь, насколько неудачен термин.
Аналогия с ситом - она вообще ни о чём. Гораздо лучшая аналогия разделения в этом случае - выуживание железных опилок из песка с помощью магнита, например...
Как просеять молекулы?