Concentrador de oxígeno de alto flujo simple pero efectivo de repuestos para tiendas de electrodomésticos

Decir que ha sucedido mucho en el año desde que comenzó la pandemia de COVID-19 es una subestimación de proporciones épicas, tanto que puede ser difícil recordar cómo reaccionó la comunidad de piratería de hardware durante esos primeros días, con PPE de producción masiva. , aficionados a la cerveza en casa y similares. Pero no recordamos haber visto demasiados intentos de construir algo como este concentrador de oxígeno de bricolaje durante esa fase de construcción inicial.

Teniendo en cuenta la simplicidad y eficiencia del diseño, llamado OxiKit, parece extraño que no hayamos visto más de estos dispositivos. OxiKit utiliza zeolita, un mineral poroso que se puede utilizar como tamiz molecular. Las pequeñas cuentas de arte se empaquetan en columnas de accesorios y accesorios de plomería de PVC y se conectan a un compresor de aire sin aceite mediante algunas válvulas neumáticas controladas por solenoide. Enfriado en una bobina de tubo de cobre, el aire comprimido se fuerza a través de una columna de zeolita, que preferiblemente retiene el nitrógeno dejando pasar el oxígeno. El flujo de oxígeno se divide, parte ingresando a un tanque de compensación y parte ingresando a la salida de la segunda columna de zeolita, donde fuerza la liberación del nitrógeno adsorbido. Arduino controla las válvulas, que alternan el flujo de gas hacia adelante y hacia atrás, lo que da como resultado 15 litros por minuto de 96% de oxígeno puro.

OxiKit no está optimizado como concentrador de oxígeno comercial, por lo que no es particularmente silencioso. Pero es mucho más barato que una unidad comercial y de fácil construcción para la mayoría de los piratas informáticos. Los diseños de OxiKit son todos de código abierto, pero venden kits y algunas de las piezas y suministros más difíciles de obtener, como la zeolita. Nos sentiríamos tentados a construir algo como esto solo porque la tecnología es tan elegante; tener una fuente disponible de oxígeno de alto flujo tampoco es una mala idea.

  • irox dice:

    15 litros por minuto parece muy impresionante. Para una báscula, eso es suficiente para mantener con vida a 7 personas (a ~ 2 litros por persona por minuto) en circunstancias nominales.

    • Steve L dice:

      Siempre me pregunté cómo podrían funcionar estos. Muy interesante. Casi parecía violar las leyes de la termodinámica, pero no lo hizo.

      Con tanta producción de oxígeno, me pregunto qué pasaría si uniera a este bebé al motor de un automóvil y / o lo agrandara. Podría ser como nitra. Sería bastante seguro, ya que podría disponerlo de tal manera que el oxígeno "puro" producido se consumiera inmediatamente muy cerca del motor y no se almacenara en ningún lugar. Sin embargo, yo configuraría el coche primero. Tiros por la espalda ... "sería malo".

      • Brian dice:

        Creo que sería bueno para soldadura / soldadura fuerte / corte con oxi / propano, oxi / hidrógeno u oxi / acetileno.

        • Dan Maloney dice:

          Realmente, después de ver este video, YT lanzó un video sugerido de Dalibor Farny en un concentrador de O2 que construyó para suministrar los combustibles de óxido que necesita en sus tornos de vidrio para construir sus tubos nix habituales. Básicamente, hay seis de estos combinados para producir 30 lpm de O2.

      • JoJo dice:

        Supongo que un motor de 2 litros que funciona a unos pocos miles de RPM podría consumir esos 15 litros considerablemente más rápido que 1 minuto. ¿Pero tal vez podría elevar el nivel de oxígeno en el aire de entrada lo suficiente como para ser significativo? Realmente no tengo idea.

      • DH dice:

        La nitrosa da tanto poder como libera una molécula de nitrógeno por cada molécula de óxido de nitruro rota (manteniendo su volumen mientras se consume el oxígeno) como lo hace para aumentar la concentración efectiva de oxígeno (la liberación también es exotérmica). Bombear oxígeno puro no es tan útil ya que todavía está perdiendo volumen y tiene que luchar con la posibilidad de encender el bloque del motor.

        • DH dice:

          Además, un motor utiliza miles de litros por minuto.

        • SteveS dice:

          >> y tiene que luchar para posiblemente arrancar el bloque del motor.

          Esto ... no parece óptimo ...

          • Khordas dice:

            Sin embargo emocionante.

      • Roca dice:

        necesitaría una escala seria. Un motor de 2 litros que gira a 2500 rpm "respira" aproximadamente 2,5 metros cúbicos de aire (21% O²) por minuto. Aproximadamente 600 veces más que un hombre descansando.
        Una persona consume aproximadamente el 25% del quirófano que respira, pero un automóvil aproximadamente el 90% ...

      • Gran tiburon dice:

        También quema pistones muy calientes y derrite. De hecho, puede obtener mucha más potencia de cualquier motor inclinando el combustible. Pero el pistón tiende a derretirse debido al aumento de calor. Los niveles más bajos de oxígeno detienen la fusión del metal.

        • Chris Maple dice:

          Los motores de automóviles frecuentes tienen un flujo de aire limitado y producen la máxima potencia cuando se quema todo el oxígeno del aire. Esto se logra mediante una mezcla ligeramente rica que deja algo de gasolina sin quemar. Los motores de los automóviles suelen ser ligeramente delgados, excepto cuando se requiere la máxima potencia, ya que un funcionamiento rico significa una baja eficiencia de combustible y una mayor contaminación por hidrocarburos.

        • NSFW dice:

          Si desea usar esto para aumentar la potencia, necesitará una forma de engañar a la computadora del motor para que agregue una cantidad proporcional de combustible a la vez.

          Si puede mantener constante la relación aire-combustible, entonces es más o menos similar a simplemente abrir el acelerador en un pequeño porcentaje adicional.

          Pero si excede mucho "un pequeño porcentaje" (intencionalmente inexacto ...), puede llegar al límite de la capacidad de la ECU para comprender cuánto aire entra, o controlar cuánto combustible sale, o establecer la chispa correcta para cualquier RPM y flujo de aire.

  • Buzo de Nitrox dice:

    Solo tenga cuidado para qué usa ese oxígeno. La alta concentración de O2 hace que muchas cosas sean inflamables y hace que muchos aceites y lubricantes se autoinflamaran. Por eso utilizan un compresor sin aceite.

    • Dan Maloney dice:

      Eso además, nadie quiere inhalar oxígeno aceitoso ...

      • Ostraco dice:

        El oxígeno burbujeaba a través del agua.

      • Buzo de Nitrox dice:

        O fuego 😜

    • irox dice:

      Eso, y muchas otras formas “no intuitivas de inmediato” de abusar del O2 lo lastimarán, especialmente cuando la presión aumente.

      Si estás jugando a O2, Oxygen Hacker's Companion de Vance Harlow (un buceador de Nitrox puede tener esto) es un texto útil sobre:
      http://www.airspeedpress.com/newoxyhacker.html

      • Buzo de Nitrox dice:

        No conocía ese libro porque soy un usuario y no un mezclador. Sin embargo, gracias por la referencia, pediré una copia tan pronto como funcione el formulario.

  • Brian dice:

    Y los comentarios del último día sobre "Barco a presión de PVC" comienzan en 3 ... 2 ... 1 ...

    • Erik dice:

      Sí, lo mencionaré. El modo fallido del PVC para aire comprimido es una explosión con metralla, así que preste mucha atención a estos índices de presión, ya que disminuyen con el diámetro del tubo.

    • AMS dice:

      Exigen el uso de una tubería SCH40 (nominal de 260 psi a 3 ″) y explícitamente tienen una válvula de seguridad de 40 psi y un regulador de 20-30 psi frente al PVC del preamplificador, por lo que es un factor de seguridad decente. Sin embargo, no es seguro cómo la exposición al O2 cambiará esa fuerza.

  • andarb dice:

    Me interesaría marcar la capacidad (y probablemente la limpieza) para usar como hobby flamear. El mercado de pasatiempos suele comprar medicamentos retirados. Ese fue mi primer pensamiento, pero el costo + BOM supera con creces el precio de una unidad médica jubilada.

  • Bill B dice:

    El motor de un automóvil de 2 litros puede consumir 9000 litros / minuto de oxígeno (torres altas), por lo que 15 litros / minuto es aproximadamente 600 veces menos ... No estoy seguro de que realmente notarás la aceleración ... Pero como un salvavidas dispositivo, es más fresco. Tomé algunos concentradores de 5 litros / min reacondicionados por $ 300 cada uno (los precios parecen estar aumentando). Creando 5 litros / min. utiliza unos pocos cientos de vatios, por lo que extrapolar hasta 9000 litros / min (solo por diversión) requeriría alrededor de 360 ​​kW (480 hp).

  • bkwilli dice:

    ¿Por qué Norton marca el enlace de Oxykit como "Web peligrosa"?

    • Roca dice:

      ¿Por qué la gente sigue usando North ... en 2021 ???

    • Hirudinea dice:

      Porque su algoritmo fue escrito por la banda Berlin. (Inventa eso y obtendrás una estrella dorada).

    • Tomaz Z. dice:

      Porque les quita el aliento.

    • 𐂅 dice:

      Instale Linux y el dolor se detendrá.

  • Bruce Ferrell dice:

    Estaba buscando una "zeolita" ... El diablo está en los detalles.

    La pregunta entonces se convirtió en CUÁL de las muchas zeolitas se utilizan aquí. Mmm ...

    Mirando el sitio web de la compañía ... Bueno, la especificación en su tienda es un poco borrosa, pero le venderán 5 libras por $ 75.00 dólares estadounidenses. Así que echemos un vistazo a github. No. Tampoco hay nada en ninguna de las listas de materiales que existen.

    Tenemos un proyecto electromecánico de código abierto que te dice cómo construirlo pero no cómo llenarlo. Yo diría que falta información importante. Como diría cualquier personaje con una ceja levantada ... Fascinante.

    • Dan Maloney dice:

      OxiKit menciona en los comentarios de uno de sus videos, el que vinculé en la historia, IIRC, que se trata de zeolita de sodio.

      • Bruce Ferrell dice:

        Según wikipedia, hay una serie de zeolitas de sodio Dan.

  • Cierto dice:

    Una tecnología muy interesante, nunca escuché hablar de PSA (Pressure Adsorption).

    Hay una buena animación en wikipedia que ayuda visualmente a comprender cómo funciona el dispositivo:
    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Pressure_swing_adsorption_principle.svg
    Yo comprimí aire
    Adsorbido
    O salida de oxígeno
    D-sorción
    E escape

    Cuando una columna de zeolita está casi saturada con nitrógeno, todas las válvulas se liberan para liberar el nitrógeno adsorbido de esa columna.

    • Tweepy dice:

      Muchas gracias por tu sencilla explicación. Siempre me he preguntado si un generador de nitrógeno es asequible a partir de un proyecto de bricolaje para nitrógeno. soldar en casa.
      Entonces, básicamente, el desperdicio de un concentrador de oxígeno es nitrógeno: perfecto, lo tendré para mi estación de soldadura de plomo.

      • Eric Weatherby dice:

        De hecho, para el aficionado, ser capaz de producir aire en su mayor parte oxígeno puro y en su mayor parte nitrógeno puro es quizás muy útil. Me pregunto si podría utilizar "principalmente nitrógeno" como gas protector para soldar.

        • Tweepy dice:

          Para TIG (también conocido como GTAW), no estoy seguro, debido a que la pluma de plasma es muy sensible, el argón se usa principalmente, a veces con algo de helio para penetrar en materiales como el aluminio y el titanio. Además, el flujo es de aproximadamente 6 a 8 l / min, probablemente demasiado para un compresor estándar.

          Para soldar, claro, una marca importante de estaciones de soldadura vende gas protector de nitrógeno para la producción de rohs, pero cuesta entre 1 y 2 mil euros por un kit completo. Tienen un caudal de aproximadamente 1 l / min, perfecto para un tamiz molecular.
          ¡Así que vamos a montar un poco de hardware y tener una soldadura de plomo perfecta en casa!

        • Douggie dice:

          A los soldadores les encantaría poder utilizar nitrógeno directo como gas protector. Es mucho más barato que el argón o, peor aún, el helio. Desafortunadamente, reacciona mucho a las temperaturas que alcanza un arco eléctrico y tiende a formar nitruros indeseables en la costura de soldadura.

          Se utiliza en la soldadura de gas de protección, pero solo en cantidades proporcionalmente pequeñas para cambiar las características de la costura de soldadura.

          Aparentemente, es algo viable de usar con soldadura láser, pero eso no es exactamente algo que probablemente tenga un taller fabuloso bien equipado.

          • Cierto dice:

            Por volumen, el aire seco contiene 78,09% de nitrógeno, 20,95% de oxígeno, 0,93% de argón, 0,04% de dióxido de carbono.

            Entonces, teóricamente, al menos, podría reducir el nitrógeno en un PSA, y luego reducir el oxígeno en un segundo PSA (usando otra zeolita) y quedarse con una concentración más alta de todo lo que no sea oxígeno ni nitrógeno.

  • JM dice:

    @irox Definitivamente entiendo la analogía, pero nadie que tenga 2L de oxígeno morirá / se deteriorará rápidamente debido a la falta de oxígeno. En comparación, nuestros pacientes de la UCI con alto flujo secundario a COVID reciben 45-55L a 60-90% de FIO2. Estos son nuestros pacientes “con enfermedad estable”; de lo contrario, ciertamente se deteriorarán rápidamente sin un flujo alto, pero no tan enfermos como para intubarnos. Vería números similares o más altos para otros pacientes con SDRA o la mayoría de los otros escenarios que requieren algo más grande que una cánula nasal normal.

    Para mí, el uso es un nicho. Esto podría soportar razonablemente a 2 pacientes con 6-8 L, que realmente brilla con un alto flujo sobre una cánula nasal normal o NIPPV. Yo diría que esto funcionaría bien para un hospital pequeño que está limitado por su suministro de oxígeno y podría proporcionar temporalmente a un paciente moderadamente enfermo en un suministro de emergencia.

  • Roberto dice:

    No sé si el tipo que habla es el que lo diseñó, pero eso no funciona como él describe. Los tamices moleculares y las zeolitas no atrapan N2, pueden atrapar O2. Para capturar N2, necesita nitrógeno, que es un animal completamente diferente. Los tamices capturan O2 bajo presión mientras el N2 está encendido, y eso debe ser cierto, porque cuando sueltas la presión y la usas para descartar el N2 en la otra columna, no tendría sentido intentar remover N2 con N2. Esta es una unidad de adsorción de presión (PSA) y funcionan capturando O2. Una mejor eficiencia viene con una presión más alta y más cilindros (hasta un 85% de eficiencia con 4 cilindros). Esto concentra O2, pero no funciona como dice (o dice el artículo)

  • Enfermera Bob dice:

    "Pero es mucho más barato que una unidad de negocio"
    Con una lista de materiales que supera los $ 1000, me resulta difícil respaldar esa afirmación. Los concentradores comerciales para uso doméstico (portátiles) se encuentran fácilmente por casi 1/3 del costo de la lista de materiales y no hay mano de obra. Entiendo que 17LPM es genial, pero nadie fuera de un hospital necesitaría tal flujo. Cualquiera con tales requisitos está cerca de la salida o está intubado.

  • Nieve dice:

    Me pregunto si podría usar esto como una fuente de nitrógeno casi puro para aplicaciones en atmósferas protectoras y tal vez incluso para soldadura.

    • AMS dice:

      Estoy pensando en producir almacenamiento. Las manzanas son excelentes bajo nitrógeno frío.

      • Steve L dice:

        ¿Qué pasa con los neumáticos llenos de nitrógeno? El nitrógeno REALMENTE tiene que ser caro considerando lo que pagan por este servicio ... 🙂

        Creo que los neumáticos llenos de nitrógeno son aproximadamente un 80% de raquetas de todos modos ...

Óscar Soto
Óscar Soto

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