Mengatakan bahwa banyak hal telah terjadi dalam setahun sejak awal pandemi COVID-19 adalah pernyataan yang meremehkan peristiwa-peristiwa epik tersebut, sedemikian banyaknya sehingga sulit untuk mengingat masa-masa awal komunitas peretas perangkat keras yang menggunakan APD (Alat Pelindung Diri) yang diproduksi massal, ventilator buatan sendiri, dan sebagainya. Namun, kita tidak ingat bahwa ada terlalu banyak upaya untuk membangun konsentrator oksigen DIY ini selama fase ekspansi awal.
Mengingat kesederhanaan dan efektivitas desain yang disebut OxiKit, tampaknya aneh bahwa kita belum melihat lebih banyak perangkat serupa. OxiKit menggunakan zeolit, mineral berpori yang dapat digunakan sebagai saringan molekuler. Butiran-butiran kecil tersebut dikemas ke dalam silinder yang terbuat dari pipa dan fitting PVC dari toko perangkat keras, dan dihubungkan ke kompresor udara bebas oli melalui katup pneumatik yang dikendalikan oleh sejumlah katup solenoid. Setelah didinginkan dalam kumparan tabung tembaga, udara terkompresi dipaksa melewati kolom zeolit ​​yang secara selektif menahan nitrogen sambil memungkinkan oksigen melewatinya. Aliran oksigen dibagi, satu bagian masuk ke tangki penyangga, dan bagian lainnya masuk ke saluran keluar menara zeolit ​​kedua, tempat nitrogen yang dipaksa terserap dilepaskan. Arduino mengontrol katup untuk mengalirkan gas secara bergantian bolak-balik untuk menghasilkan 15 liter oksigen murni 96% per menit.
OxiKit tidak dioptimalkan seperti generator oksigen komersial, jadi tidak terlalu senyap. Tetapi ini jauh lebih murah daripada unit komersial, dan bagi sebagian besar peretas, mudah untuk membuatnya. Desain OxiKit semuanya bersifat sumber terbuka, tetapi mereka menjual perangkat bantu dan beberapa suku cadang serta bahan habis pakai yang sulit didapatkan, seperti zeolit. Kami akan mencoba membangun sesuatu seperti ini karena teknologinya sangat bagus. Memiliki sumber oksigen aliran tinggi juga bukan ide yang buruk.
15 liter per menit tampaknya sangat mengesankan. Dari segi skala, itu cukup untuk menopang kehidupan 7 orang dalam keadaan normal (masing-masing orang @ 2 liter per menit).
Saya selalu ingin tahu bagaimana cara kerjanya. Menarik. Tampaknya hampir melanggar hukum termodinamika, tetapi sebenarnya tidak demikian.
Dengan jumlah oksigen yang dihasilkan begitu besar, saya ingin tahu apa yang akan terjadi jika Anda memasang alat ini pada mesin mobil dan/atau memperbesarnya. Mungkin akan seperti nitrit. Ini akan cukup aman, karena Anda dapat mengaturnya sehingga oksigen "murni" yang dihasilkan langsung dikonsumsi di dekat mesin, bukan disimpan di tempat lain. Namun, saya perlu menyesuaikan mobilnya terlebih dahulu. Gagal… "Ini akan buruk."
Saya rasa ini bagus untuk pengelasan/penyolderan/pemotongan oksigen/propana, oksigen/hidrogen, atau oksigen/asetilen.
Ya, setelah saya menonton video ini, YouTube menampilkan video saran Dalbor Farny tentang konsentrator O2. Tujuannya adalah untuk menyediakan bahan bakar oksigen yang dibutuhkan obornya untuk mesin bubut peniup kaca. Buat sendiri tabung digital kustom Anda. Bahkan, enam tabung tersebut jika digabungkan dapat menghasilkan 30 lpm O2.
Saya kira mesin 2 liter yang berputar beberapa ribu RPM mungkin akan menghabiskan bahan bakar mesin 15 liter dalam waktu kurang dari 1 menit. Namun, apakah ini dapat meningkatkan kadar oksigen dalam udara masuk hingga tingkat yang cukup? Saya benar-benar tidak tahu.
Nitrit dapat menghasilkan energi karena melepaskan molekul nitrogen untuk setiap molekul nitrogen oksida yang terurai (volume tetap terjaga saat oksigen dikonsumsi), sekaligus meningkatkan konsentrasi oksigen efektif (pelepasan juga akan menghasilkan panas). Memompa oksigen murni tidak begitu bermanfaat, karena Anda tetap kehilangan volume dan harus mengatasi masalah yang dapat menyebabkan blok mesin terbakar.
Anda perlu meningkatkan skalanya secara signifikan. Mesin mobil 2 liter dengan kecepatan 2500 rpm "menghirup" sekitar 2,5 meter kubik udara per menit (21% O²). Ini sekitar 600 kali lipat dari yang dihirup manusia saat istirahat. Volume pernapasan yang dikonsumsi manusia sekitar 25% O², sedangkan volume pernapasan yang dikonsumsi mobil sekitar 90%…
Selain itu, pembakarannya juga sangat panas dan dapat melelehkan piston. Dengan memiringkan campuran bahan bakar, Anda sebenarnya bisa mendapatkan tenaga lebih dari mesin apa pun. Tetapi piston akan meleleh karena peningkatan panas. Kandungan oksigen yang lebih rendah mencegah logam meleleh.
Mesin mobil biasa dibatasi oleh aliran udara dan akan menghasilkan daya maksimum ketika membakar semua oksigen di udara. Hal ini dicapai dengan sedikit memperkaya campuran bahan bakar, yang tidak membakar sebagian bensin. Kecuali jika daya maksimum diperlukan, mesin mobil biasanya beroperasi dengan sedikit kemiringan, karena operasi dengan campuran bahan bakar yang kaya berarti mengurangi efisiensi bahan bakar dan meningkatkan polusi hidrokarbon.
Jika Anda ingin menggunakan fitur ini untuk meningkatkan tenaga, Anda memerlukan cara untuk mengelabui komputer mesin agar menambahkan persentase bahan bakar tertentu secara bersamaan.
Jika Anda dapat menjaga rasio udara-bahan bakar tetap konstan, itu kurang lebih sama dengan membuka katup gas hanya beberapa persen.
Namun, jika Anda melebihi "beberapa persen" (sengaja dibuat ambigu...), Anda mungkin mencapai batas kemampuan ECU untuk memahami berapa banyak udara yang masuk, atau mengontrol berapa banyak bahan bakar yang keluar, atau mengatur waktu pengapian yang tepat terlepas dari kecepatan dan aliran udara yang Anda gunakan.
Laju aliran yang dibutuhkan untuk menjaga seseorang tetap hidup sangat bergantung pada kondisinya! 2 l/min cukup sederhana. Banyak pasien yang membutuhkan perawatan intensif memerlukan 15 l/min.
Hati-hati jangan sampai kehabisan oksigen. Konsentrasi oksigen yang tinggi dapat membuat banyak benda mudah terbakar dan memicu pembakaran spontan banyak oli dan pelumas. Inilah mengapa mereka menggunakan kompresor tanpa oli.
Hal itu, dan banyak metode pemrosesan O2 lainnya yang "tidak langsung intuitif", dapat membahayakan Anda, terutama di bawah tekanan yang meningkat.
Jika Anda bermain O2, Anda dapat menggunakan Oxygen Hacker's Companion karya Vance Harlow (penyelam nitrox mungkin sudah memiliki pendamping ini): http://www.airspeedpress.com/newoxyhacker.html
Saya tidak tahu buku itu, yang penting penggunanya, bukan penyetelnya. Namun, terima kasih atas referensinya, saya akan memesan salinannya segera setelah formulir tersebut berlaku!
Ya, saya akan sebutkan. Mode kegagalan udara bertekanan PVC adalah ledakan serpihan, jadi perhatikan baik-baik peringkat tekanan ini—semakin besar diameter pipa, semakin rendah peringkat tekanannya.
Pada awal tahun 1980-an, saya bekerja untuk sebuah perusahaan penyewaan peralatan medis yang menyewakan dan melayani generator oksigen Devilbiss. Saat itu, unit-unit ini hanya sebesar lemari pendingin bir kecil. Saya masih ingat dengan jelas struktur internalnya yang berfungsi sebagai "penyimpanan perangkat keras". Saya masih ingat bahwa alas saringan terbuat dari pipa PVC 4 inci dan penutup, sehingga struktur yang dijelaskan dalam proyek ini konsisten dengan teknologi historis sebelumnya (tetapi jelas praktis).
Kompresor ini berjenis piston/diafragma osilasi ganda, sehingga tidak ada oli dalam udara terkompresi. Katup di kepala kompresor berupa katup buluh tipis dari baja tahan karat.
Pengurutan aliran dilakukan oleh pengatur waktu mekanis, tidak diperlukan Arduino. Pengatur waktu memiliki sinkronisasi (motor roda gigi jam) yang menggerakkan poros dengan beberapa roda cam. Sakelar mikro yang terpasang pada cam mengaktifkan katup solenoida, menyebabkan gas bergerak.
Musuh terbesar mesin-mesin ini adalah kelembapan tinggi. Penyerapan molekul air merusak lapisan saringan.
Tepat sebelum saya meninggalkan perusahaan, kami mulai mengakuisisi konsentrator dari pesaing Devilbiss (nama perusahaan tersebut sekarang tidak saya ketahui), dan perusahaan tersebut telah menunjukkan kemajuan yang besar. Selain konsentrator baru yang lebih kecil dan lebih senyap, perusahaan tersebut juga membangun alas saringan menggunakan tabung aluminium. Tabung tersebut ditutupi dengan pelat dengan alur yang diproses untuk cincin-O. Saya sepertinya teringat pada penyangga berulir penuh yang menggabungkan rakitan. Keuntungan dari desain ini adalah jika perlu, alas saringan dapat dipisahkan dan material saringan dapat diganti. Mereka juga menghilangkan pengatur waktu mekanis dan menggantinya dengan perangkat elektronik sederhana dan SSR untuk memicu solenoida.
Mereka memang mensyaratkan penggunaan pipa SCH40 (tekanan terukur 260psi @ 3″) dan jelas dilengkapi dengan katup pengaman 40psi dan regulator 20-30psi sebelum PVC diberi tekanan, sehingga faktor keamanannya cukup baik. Tidak yakin bagaimana pipa tersebut akan terpapar O2. Ubah intensitasnya.
Tekanan pecah pipa SCH40 berkali-kali lipat lebih tinggi dari tekanan nominalnya—tergantung pada diameternya. Pipa 3 inci kira-kira 850 psi, dan pipa 6 inci kira-kira 500 psi. Pipa 1/2 inci mendekati 2000 psi. Dua kali lipat angka untuk SCH80. Inilah mengapa peluncur bola tenis PVC tidak meledak—terlalu banyak. Memperbesar ruang bakarnya menjadi 6 atau 8 inci akan meningkatkan peluang Anda. Tetapi secara umum, komunitas peretas cenderung meremehkan kekuatan pipa plastik. https://www.pvcfittingsonline.com/resource-center/strength-of-pvc-pipe-with-strength-chart/
Saya tertarik untuk mengurangi kemampuan amatir dalam menggunakan kembang api (dan mungkin juga kemurniannya). Pasar hobi biasanya membeli tabung oksigen medis bekas. Itu ide pertama saya, tetapi biaya kit + daftar komponen jauh melebihi harga unit medis bekas.
Mesin mobil 2 liter dapat mengonsumsi 9.000 liter/menit oksigen (kecepatan tinggi), jadi 15 liter/menit oksigen sekitar 600 kali lebih singkat. Ini adalah alat yang keren. Saya membeli beberapa konsentrator bekas berkapasitas 5 liter per menit seharga $300 masing-masing (harganya tampaknya naik). Alat ini menghasilkan 5 liter/menit. Beberapa ratus watt digunakan, jadi diperkirakan bahwa 9000 liter per menit (hanya untuk tujuan hiburan) membutuhkan sekitar 360 kW (480 hp).
Karena algoritma mereka ditulis oleh band asal Berlin tersebut. (Hitung satu dan Anda akan mendapatkan bintang emas.)
Coba lihat situs web perusahaan… yah, spesifikasi di toko mereka agak samar, tetapi mereka akan menjual 5 pon seharga $75,00. Jadi mari kita lihat GitHub. Jangan. Tidak ada daftar komponen di sana.
Kami memiliki desain elektromekanik sumber terbuka yang dapat memberi tahu Anda cara membangunnya, bukan cara mengisinya. Saya menyebut ini tempat di mana informasi penting hilang. Ini seperti karakter yang mengangkat alis… sungguh menarik.
OxiKit menyebutkan dalam komentar di salah satu video mereka (yang saya tautkan dalam cerita, kalau tidak salah ingat) bahwa ini adalah zeolit ​​natrium.
Sama seperti saringan molekuler lainnya, Anda memberi tahu produsen untuk apa Anda ingin menggunakannya, bukan untuk apa sebenarnya alat itu. Karena pada dasarnya keduanya sama, hanya ukuran lubangnya yang berbeda.
Konsentrator O2 biasanya menggunakan zeolit ​​13X 0,4 mm-0,8 mm atau zeolit ​​JLOX 101, yang kedua adalah yang paling mahal. Saat membangun kembali konsentrator O2 bekas dari Craigslist, saya menggunakan zeolit ​​13X. Lampu hijau selalu menyala, jadi kemurnian O2 setidaknya 94%.

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

Saringan molekuler 5A (5 angstrom) juga dapat digunakan. Saya rasa saringan ini kurang selektif terhadap nitrogen, tetapi masih bisa digunakan.
Terdapat animasi yang bagus di Wikipedia yang dapat membantu Anda memahami prinsip kerja perangkat ini secara intuitif: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Pressure_swing_adsorption_principle.svg I udara terkompresi masukan A adsorpsi O oksigen Keluaran D desorpsi E pembuangan
Ketika kolom zeolit ​​hampir penuh dengan nitrogen, semua katup akan dibuka untuk melepaskan nitrogen yang terserap oleh kolom tersebut.
Terima kasih banyak atas penjelasan singkat Anda. Saya selalu bertanya-tanya apakah generator nitrogen dapat digunakan untuk proyek DIY pengelasan nitrogen di rumah. Oleh karena itu, limbah keluaran konsentrator oksigen pada dasarnya adalah nitrogen: sempurna, saya akan menggunakannya di stasiun penyolderan bebas timbal saya.
Memang, bagi para amatir, sangat berguna untuk dapat mengubah udara menjadi oksigen yang hampir murni dan nitrogen yang hampir murni. Saya ingin tahu apakah "sebagian besar nitrogen" dapat digunakan sebagai gas pelindung untuk pengelasan.
Untuk TIG (juga dikenal sebagai GTAW), karena semburan plasma sangat sensitif, saya tidak yakin. Gas argon terutama digunakan, kadang-kadang dengan sedikit gas helium untuk menembus material seperti aluminium dan titanium. Laju alirannya sekitar 6 hingga 8 l/menit, yang mungkin terlalu besar untuk kompresor standar.
Untuk pengelasan, merek-merek stasiun pengelasan utama semuanya menjual gas pelindung nitrogen untuk produksi RoHS, tetapi harga kitnya berkisar antara 1-2 ribu euro. Laju alirannya sekitar 1 liter/menit, yang sangat cocok untuk saringan molekuler. Jadi, mari kita rakit beberapa perangkat keras dan lakukan penyolderan bebas fluks dan bebas timbal di rumah!
Para tukang las ingin dapat menggunakan nitrogen murni sebagai gas pelindung. Harganya lebih murah daripada argon atau helium yang lebih murah. Sayangnya, nitrogen cukup reaktif pada suhu yang dicapai oleh busur las dan cenderung membentuk nitrida yang tidak diinginkan pada hasil pengelasan.
Gas ini digunakan sebagai gas pelindung pengelasan, tetapi hanya sedikit saja yang dapat mengubah karakteristik hasil pengelasan.
Jelas, hal itu memungkinkan untuk digunakan dalam pengelasan laser, tetapi bahkan pabrik yang dilengkapi dengan baik pun mungkin tidak memiliki fungsi ini.
Oleh karena itu, secara teori, setidaknya satu PSA dapat digunakan untuk mereduksi nitrogen, dan kemudian PSA lain (menggunakan zeolit ​​lain) untuk mereduksi oksigen, sehingga menyisakan konsentrasi zat yang lebih tinggi yang bukan oksigen maupun nitrogen.
Jika Anda benar, pada titik itu, saya sarankan Anda untuk mengembunkan udara dan kemudian menyulingnya untuk memisahkan gas yang Anda inginkan/tidak inginkan.
@Foldi-A titik lipatan dalam hal masukan energi dan keluaran gas. Saya sepenuhnya setuju bahwa efisiensi akan jauh lebih tinggi pada skala yang lebih besar karena Anda dapat menggunakan penguapan untuk pendinginan awal.
Namun dalam skala yang sangat kecil, Anda akan memiliki 1 kompresor, 4 menara zeolit, dan sejumlah katup tekanan elektronik serta biaya awal sebuah pengontrol murah (Otak), yang menurut saya akan lebih rendah.
@irox bisa dengan analogi memastikan hal itu, tetapi tidak ada pasien yang menggunakan 2 liter oksigen akan cepat meninggal/memburuk tanpa mendapatkan oksigen. Sebagai perbandingan, pasien unit perawatan intensif (ICU) kami yang memiliki aliran oksigen tinggi sekunder karena COVID, mendapatkan 45-55L ketika FIO2 adalah 60-90%. Ini adalah pasien "stabil" kami. Jika tidak ada aliran oksigen tinggi, mereka pasti akan memburuk dengan cepat, tetapi mereka tidak akan sampai sakit parah sehingga kami harus melakukan intubasi. Anda akan melihat angka yang serupa atau lebih tinggi untuk pasien ARDS lainnya atau sebagian besar situasi lain yang membutuhkan kanula hidung yang lebih besar daripada kanula hidung konvensional.
Bagi saya, penggunaannya masih terbatas. Alat ini cukup efektif untuk menjaga tekanan oksigen 6-8 L pada 2 pasien, yang sebenarnya merupakan titik di mana aliran udara tinggi lebih unggul daripada kanula hidung konvensional atau NIPPV. Saya ingin mengatakan bahwa ini sangat efektif untuk rumah sakit kecil dengan pasokan oksigen terbatas, dan dapat memberikan layanan medis kepada pasien dengan penyakit kronis dalam situasi darurat jangka pendek.
Apakah pasien mengonsumsi 6 liter (atau 45-55 liter) oksigen per menit, atau sebagian hilang, dihembuskan ke lingkungan atau dengan cara lain?
Latar belakang/pengalaman saya hanya sebatas sistem pendukung kehidupan terbatas untuk orang sehat (dengan karbon dioksida yang dihilangkan dan sekitar 2 liter karbon dioksida ditambahkan per orang per menit), jadi berkat banyaknya penggunaan medis, ini sungguh membuka wawasan!
Penting untuk diingat bahwa mereka menggunakan oksigen, karena paru-paru mereka sangat sesak saat menggunakan oksigen. Oleh karena itu, dibandingkan dengan kebutuhan teoritis tubuh manusia, biayanya sangat tinggi, karena pada kenyataannya, sangat sedikit orang yang masuk ke dalam kondisi ini.
Saya tidak tahu apakah orang yang berbicara adalah orang yang mendesainnya, tetapi ini tidak sesuai dengan cara dia menjelaskannya. Saringan molekuler dan zeolit ​​tidak menjebak N2, mereka dapat menjebak O2. Untuk menangkap N2, Anda membutuhkan penyerap nitrogen, yang merupakan hal yang sama sekali berbeda. Saringan menjebak O2 di bawah tekanan sementara nitrogen terus melewatinya. Ini pasti benar, karena ketika Anda melepaskan tekanan dan menggunakannya untuk membuang N2 di kolom lain, tidak masuk akal untuk mencoba menghilangkan N2 dengan N2. Ini adalah unit adsorpsi ayunan tekanan (PSA), mereka bekerja dengan menjebak O2. Tekanan yang lebih tinggi dan silinder yang lebih besar dapat menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi (4 silinder memiliki efisiensi hingga 85%). Ini memang mengkondensasi O2, tetapi tidak bekerja seperti yang dia katakan (atau yang dikatakan artikel).
Anda harus menyediakan sumber informasi yang diminta, karena Anda benar-benar dapat menyerap N2 pada saringan molekuler zeolit ​​13X dan 5A. http://www.phys.ufl.edu/REU/2008/reports/magee.pdf
Artikel PSA di Wikipedia juga mengkonfirmasi bahwa zeolit ​​menyerap nitrogen. https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_swing_adsorption#Process
“Namun, harganya jauh lebih murah daripada unit komersial.” Karena daftar komponen (BOM) melebihi $1.000, sulit bagi saya untuk mendukung pernyataan ini. Daftar komponen untuk konsentrator komersial rumahan (non-portabel) harganya mendekati 1/3, mudah ditemukan, dan tidak memerlukan tenaga kerja. Saya tahu 17 LPM itu bagus, tetapi tidak ada seorang pun di luar rumah sakit yang akan meminta aliran udara seperti itu. Siapa pun yang meminta aliran udara seperti itu akan segera keluar atau diintubasi.
Ya, ini proyek yang keren, tetapi ya, efektivitas biayanya bisa diabaikan sampai batas tertentu. Di Australia, peralatan baru berkapasitas 10 l/pm hanya sekitar $1500 AUD. Dengan asumsi $1000 adalah dolar AS, ini mengurangi biaya pembelian peralatan baru.
Sebelum pandemi, saya membeli satu di eBay dengan harga sekitar £160 dengan aliran 1,5 liter per menit dengan harga 98%. Dan alat ini jauh lebih tenang daripada yang ini! Dengan cara ini, Anda benar-benar bisa tertidur.
Namun demikian, ini adalah upaya yang sangat besar. Letakkan di ruangan di sebelah pipa panjang untuk menghindari kebisingan dan bahaya ledakan…
Saya ingin tahu apakah mungkin Anda dapat menggunakannya sebagai sumber nitrogen yang hampir murni, di lingkungan pelindung atau bahkan dalam pengelasan?
Bagaimana dengan ban yang diisi nitrogen? Mengingat biaya yang mereka kenakan untuk layanan ini, nitrogen pasti sangat mahal…
Langkah selanjutnya mungkin menarik—ambil hasil keluaran dari konsentrator ini dan pisahkan campuran 95% O2 + 5% Ar. Ini dapat dilakukan dengan pemisahan kinetik menggunakan saringan molekuler CMS dalam sistem PSA. Kemudian pasang pompa 150 bar untuk mengisi tabung argon.
Sekarang, kita hanya perlu seseorang untuk melakukan proses Linde di rumah agar bisa merasakan keseruan yang sesungguhnya.
Dengan menggunakan situs web dan layanan kami, Anda secara tegas menyetujui penempatan cookie kinerja, fungsionalitas, dan iklan kami. Pelajari selengkapnya