<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze voor het regelen van een drooginrichting en aldus geregelde drooginrichting.
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het regelen van een drooginrichting van het type dat twee kamers bevat die gevuld zijn met een regenereerbaar droogmiddel, waarbij, terwijl in een kamer gas wordt gedroogd, in de andere kamer het droogmiddel wordt geregenereerd, en waarbij na het drogen in de ene kamer en het regenereren in de andere kamer, wordt omgewisseld en dus de andere kamer voor het drogen wordt gebruikt, en de eerstgenoemde kamer voor het regenereren.
Dergelijke werkwijzen worden onder meer gebruikt bij drooginrichtingen aangesloten op een luchtcompressor en dus gebruikt voor het drogen van het samengeperste gas, meestal perslucht. Dergelijke drooginrichtingen, ook adsorptiedrogers genoemd, kunnen de perslucht drogen tot een drukdauwpunt van bijvoorbeeld -70oC.
De perslucht die een compressorelement verlaat, is warm en bevat veel vocht. Een gedeelte van dit vocht wordt gecondenseerd in een koeler en afgescheiden in een waterafscheider, maar de lucht moet verder worden gedroogd, hetgeen geschiedt in de drooginrichting, waar het vocht wordt geadsorbeerd op het droogmiddel, bijvoorbeeld silicagel.
De lucht die wordt gebruikt voor de regeneratie neemt tijdens zijn stroming over het te regenereren droogmiddel
<Desc/Clms Page number 2>
vocht op en meestal wordt deze lucht in de omgeving geloosd of in elk geval niet verder nuttig gebruikt.
Bij een bepaald type van drooginrichting wordt voor de regeneratie een klein gedeelte van de lucht die in een van de kamers werd gedroogd, gebruikt om in de andere kamer het drcogmiddel te regenereren, waarbij in sommige gevallen dit gedeelte lucht nog wordt verwarmd.
Het aftakken van de kleine hoeveelheid lucht voor het regenereren, geschiedt immers over een vaste straalpijp of andere plaatselijke doorgangbeperking, waardoor de druk van deze lucht plots afneemt. De regeneratie vindt meestal op atmosferische druk plaats.
Het is dus duidelijk dat het gedeelte perslucht nodig voor de regeneratie een verlies betekent en dus de persluchtopbrengst vermindert. Het is dan ook van belang niet meer perslucht voor de regeneratie te ontnemen dan strikt noodzakelijk is.
In een ander type van drooginrichting wordt voor de regeneratie geen gedroogde lucht gebruikt maar omgevingslucht die verwarmd werd.
Bij in beide types toegepaste bekende werkwijzen geschiedt het drogen en regenereren gedurende een vast ingestelde tijdspanne, namelijk de tijdspanne waarin aangenomen wordt dat het droogmiddel dat voor het drogen wordt gebruikt, verzadigd geraakt met vocht in de minst gunstige omstandigheden, dit is wanneer de te drogen lucht maximaal
<Desc/Clms Page number 3>
vocht bevat. Tijdens dit drogen in de ene kamer wordt in de andere kamer het droogmiddel geregenereerd door, gedurende een vast-ngestelde tijdspanne, die kleiner of gelijk is aan de voornoemde tijdspanne, ofwel gedroogde lucht, ofwel verwarmde omgevingslucht, met een vast ingesteld debiet door deze andere kamer te sturen.
Het is duidelijk dat de waterbelasting van het te regenereren droogmiddel bij deze bekende werkwijzen niet altijd dezelfde of maximaal is en door gedroogde lucht of verwarmde omgevingslucht met een vast debiet gedurende een vaste tijd voor de regeneratie te gebruiken, regelmatig meer lucht dan nodig gebruikt wordt, hetgeen ofwel een nodeloos verlies aan perslucht, ofwel een nodeloos verlies aan verwarmingsenergie betekent en dus het rendement van het geheel compressor-drooginrichting vermindert.
De ultvinding heeft tot doel dit nadeel te verhelpen en een werkwijze voor het regelen van een drooginrichting te verschaffen die de regeneratie optimaliseert en dus het gebruik van gedroogd gas of verwarmingsenergie voor de regeneratie optimaliseert.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de waterbelasting bepaald wordt van de kamer waarin wordt gedroogd en de regeneratie van het droogmiddel in de andere kamer geregeld wordt in functie van deze waterbelasting.
Voor het regelen van een drooginrichting van het type waarbij een klein gedeelte van het gas dat in een van de kamers werd gedroogd, wordt gebruikt om in de andere kamer
<Desc/Clms Page number 4>
het droogmiddel te regenereren, wordt de waterbelasting bepaald van de kamer waarin wordt gedroogd en wordt de hoeveelheid gedroogd gas gebruikt voor de regeneratie van het droogmiddel in de andere kamer geregeld in functie van deze waterbelasting.
Er wordt bijgevolg niet meer gedroogd gas voor de regeneratie gebruikt dan strikt noodzakelijk is, hetgeen een besparing van gedroogde en dus relatief dure lucht met zieh meebrengt.
Bij voorkeur wordt daarbij tijdens het drogen van het gas in een kamer, de waterbelasting van het droogmiddel in deze kamer bepaald, uitgaande van deze waterbelasting en een gekozen maximale waterbelasting van het droogmiddel in deze kamer, wordt het ogenblik bepaald waarop deze maximale waterbelasting bereikt wordt en wordt uitgaande van de eveneens gekende waterbelasting in de andere kamer waarin droogmiddel wordt geregenereerd, berekend hoeveel gedroogd gas door deze laatste moet stromen binnen de tijdspanne tussen het begin van de regeneratie en voornoemd ogenblik, ervan uitgaande dat het droogmiddel in een kamer waarin gas wordt gedroogd slechts geregenereerd wordt nadat de waterbelasting van dit droogmiddel gelijk is aan voornoemde gekozen maximale waterbelasting voor deze kamer,
zodat dus bij het begin van de regeneratie van het droogmiddel in een kamer mag aangenomen worden dat de waterbelasting van dit droogmiddel maximaal en gekend is.
De absoluut maximale waterbelasting van het droogmiddel in een kamer wordt bereikt wanneer dit droogmiddel verzadigd
<Desc/Clms Page number 5>
is met water. Deze waterbelasting hangt dus af, enerzijds, van de aard van het droogmiddel en, anderzijds, van de hoeveelheid droogmiddel of met andere wocrden van de grootte van de kamer.
Uit de voornoemde tijd die beschikbaar is voor de regeneratie en de totale hoeveelheid af te leiden gedroogd gas kan het debiet van dit gedroogde gas worden bepaald, waarbij de regeneratie de volledige beschikbare tijd kan benutten of minder. Indien de drooginrichting gekoppeld is aan een compressor kan dit debiet bij voorkeur worden geregeld met een drukregelklep.
Voor het regelen van een drooginrichting van het type waarbij opgewarmde omgevingslucht voor de regeneratie van het droogmiddel wordt gebruikt, wordt de waterbelasting bepaald van de kamer waarin wordt gedroogd, wordt de tijd bepaald die de deze kamer heeft om een vooraf gekozen maximale waterbelasting te bereiken en wordt de verwarming van de omgevingslucht geregeld om met minimum energie binnen voornoemde tijd het droogmiddel in de andere kamer te regenereren.
Bij beide types van drooginrichtingen wordt bij voorkeur de waterbelasting per tijdseenheid van het droogmiddel in de kamer waar wordt gedroogd, bepaald uitgaande van het debiet en de temperatuur van het te drogen gas aan de ingang van deze kamer, dit is in de praktijk ook aan de ingang van de drooginrichting.
Zoals reeds vermeld, worden dergelijke drooginrichtingen
<Desc/Clms Page number 6>
dikwijls gekoppeld aan een compressor en is dus het gas dat aan de drooginrichting wordt toegevoegd onder druk.
In dergelijk geval kan het debiet worden bepaald uitgaand van de dit is de zogenoemde"Free air delivery", dit is het debiet bij atmosferische druk die door de compressor wordt geleverd, die rekening houdend met druk aan de inlaat van de kamer waar wordt gedroogd, omgerekend wordt in het werkelijke debiet bij de gemeten druk.
De FAD is een waarde die door de besturingsinrichting van de compressor wordt bepaald. Indien de compressor van het type is met een motor met veranderlijke snelheid die geregeld wordt in functie van de belasting dan is deze FAD evenrecig met het toerental en kan de meting van dit toerental de meting van de FAD vervangen.
De waarde van deze FAD wordt door de compressor afgeleverd en moet normaal niet afzonderlijk worden gemeten. Enkel de druk en temperatuur worden gemeten, bijvoorbeeld aan de ingang van de drooginrichting.
Deze uitvinding heeft ook betrekking op een drooginrichting die geregeld wordt volgens de hiervoor beschreven werkwijze, meer bepaald op een drooginrichting die twee kamers bevat die gevuld zijn met een regenereerbaar droogmiddel, een toevoerleiding die door afsluitbare vertakkingen op een uiteinde van elk van de kamers aansluit, een afvoerleiding die via afsluitbare vertakkingen op het andere uiteinde van elk van de kamers aansluit, en een leiding die op beide kamers aansluit voor
<Desc/Clms Page number 7>
het toevoeren van gas vcor de regeneratie, waarbij middelen aanwezig zijn om te beletten dat gedroogd gas van een kamer rechtstreeks naar de andere stroomt zonder over voornoemde middelen te stromen, en elke kamer van een afsluitbare uitlaatleiding is voorzien voor gas van de regeneratie,
daardoor gekenmerkt dat ze middelen bevat om de waterbelasting te bepalen van de kamer waarin wordt gedroogd en een regelinrichting om uitgaande van deze waterbelasting de regeneratie te optimaliseren.
In een uitvoeringsvorm bevat de drooginrichting een afleidleiding tussen de afvoerleiding en beide kamers, in welke afleidleiding middelen aangebracht zijn om de hoeveelheid afgeleid gas te beperken zodat slechts een gedeelte van het debiet gedroogd gas erdoor kan, terwijl de middelen om de hoeveelheid afgeleid gas te beperken in de afleidleiding een regelklep bevatten die bestuurd wordt door een regelinrichting die werkt volgens voornoemde werkwijze.
Bij voorkeur bevatten de middelen om de hoeveelheid afgeleid gas te beperken in serie met deze regelklep een vaste straalpi]p of een andere plaatselijke doorgangbeperking.
De drooginrichting kan gekoppeld zijn aan een compressor, in welk geval de regelklep een drukregelklep is.
In een andere uitvoeringsvorm is de afleidleiding vervangen door een leiding voor het toevoeren van omgevingslucht waarin luchttransportmiddelen en verwarmingsmiddelen zijn
<Desc/Clms Page number 8>
aangebracht die door de regelinrichting bestuurd worden.
Ir beide uitvoeringsvormen kan de drooginrichting aan een compressor gekoppeld zijn, in welk geval dan bij voorkeur ir. de toevoerleidinc aan de drooginrichting een temperatuurmeter en een drukmeter opgesteld zijn die gekoppeld zijn aan de regelinrichting die ook gekoppeld is aan middelen die de FAD van de compressor meten.
Indien de compressor een motor bevat met veranderlijke snelheid in functie van de compressorbelasting, dan kan de regelinrichting gekoppeld zijn aan een toerentalmeter van deze motor in plaats van middelen om de FAD te meten aangezien er een verband is tussen beide.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een werkwijze voor het regelen van een drooginrichting en van een aldus geregelde drooginrichting, volgens de uitvinding, beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een compressorinstallatie met drooginrichting volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 schematisch de compressorinstallatie van figuur 1 weergeeft maar tijdens een andere fase van het droogproces ; figuur 3 schematisch een compressorinstallatie weergeeft analoog aan deze van figuur l, maar met betrekking tot een andere uitvoeringsvorm van de
<Desc/Clms Page number 9>
uitvinding.
De compressorinstallatie met drooginrichting weergegeven in de figuren 1 en 2 bevat een compressor 1. die in hoofdzaak bestaat uit, enerzijds, een door een motor 2 aangedreven compressorelement 3, en in de persleiding 4 daarvan achtereenvolgens een koeler 5 en een waterafscheider 6 en, anderzijds, een drooginrichting 7 die twee gelijke kamers 8 en 9 bevat die bijvoorbeeld door opstaande trommels zijn gevormd.
De persleiding 4 splitst zieh in twee vertakkingen 10 en 11. De vertakking 10 s uit aan op een uiteinde, het onderste in de figuur 1, van de kamer 8 en bevat een afsluiter 12. De vertakking 11 sluit aan op een uiteinde, het onderste uiteinde in figuur 1, van de kamer 9 en bevat een afsluiter 13.
De twee afsluiters 12 en 13 kunnen vervangen worden door een driewegkraan op de splitsing van de persleiding 4.
Voornoemde uiteinden van de kamers 8 en 9 staan ook met de omgeving in verbinding door een afsluitbare uitlaatleiding 14 of 15, waarin een afsluiter 16, respectievelijk 17, is aangebracht.
In feite sluiten de uitlaatleidingen 14 en 15 niet rechtstreeks op de kamers 8 en 9 aan maar wel via de vertakkingen 10 en 11.
Op de andere, in figuur 1 de bovenste, uiteinden van de
<Desc/Clms Page number 10>
twee kamers 8 en 9 sluiten respectievelijk vertakkingen 18 en 19 aan van een afvoerleiding 20 vocr gedroogd gas onder druk.
In de aftakkingen 18 en 19 zijn terugslagkleppen 21 en 22 aangebracht zodat het gedroogde gas uitsluitend in de richting van de arvoer kan stromen en niet naar de kamer 8 of 9.
Daar waar de aftakkingen 18 en 19 samenkomen op de rest van de afvoerleiding 20, sluit een afleidleiding 23 aan waarin middelen om de hoeveelheid gas erdoor te beperken, zijn aangebracht, bestaande uit een drukregelklep 24 en een vaste straalpijp 25 of andere plaatselijke doorgangbeperking.
De doorgang van de straalpijp 25 is voldoende groot om het maximum debiet nodig voor het regenereren door te laten.
De afleidleiding 23 splitst zieh voorbij de drukregelklep 24 en de straalpijp 25 in twee takken 26 en 27 die respectievelijk op het in de figuren 1 en 2 bovenaan gelegen uiteinde van de kamer 8, respectievelijk 9, meer bepaald op de vertakking 18, respectievelijk 19, aansluiten.
In de takken 26 en 27 zijn respectievelijk terugslagkleppen 28 en 29 aangebracht die uitsluitend een stroming naar de kamer 8 of 9 toelaten.
De terugslagkleppen 28 en 29 vormen samen met de
<Desc/Clms Page number 11>
terugslagkleppen 21 en 22 middelen cm te beletten dat gedroogd gas van eer. kamer 8 of 9 rechtstreeks naar de andere stroomt zonder over de drukregelklep 24 en de straalpijp 25 te stromen.
De drukregelklep 24 is een bestuurbare klep, bijvoorbeeld een elektromagnetische klep, die gekoppeld is aan een regelinrichting 30 door middel van de verbinding 31.
De regelinrichting 30 is bijvoorbeeld een PLC sturing en is via de lijn 32 aangesloten op een temperatuurmeter 33 en via een lijn 34 aangesloten op een drukmeter 35. Beide meters 33 en 35 zijn in de persleiding 4, juist voor de drooginrichting 7 en dus in de toevoerleiding van deze laatste opgesteld.
Hierdoor zijn deze temperatuurmeter 33 en deze drukmeter 35 aan de ingang gelegen van zowel de kamer 8 als de kamer 9 in zoverre de desbetreffende kamer als droogkamer dienst doet.
Een derde ingang 36 van de regelinrichting 30 is aangesloten op de regelinrichting van de compressor 1, voor het ontvangen van de FAD-waarde, of het toerental indien de compressor 1 een motor 2 met een, in functie van de belasting, veranderlijk toerental bezit, en een signaal of de compressor 1 belast of onbelast is.
De regelinrichting 30 is ook verbonden met alle afsluiters 12, 13,16 en 17 die van op afstand kunnen gesloten of geopend worden.
<Desc/Clms Page number 12>
De regeling van de drooginrichting 7 geschiedt als volgt : In de fase waarop figuur 1 betrekking heeft, zijn de afsluiters 12 en 17 open, terwijl de afsluiters 13 en 16 dicht zijn.
De kamer 8 vormt dus een droogkamer waaraan het te drogen samengeperst gas via de persleiding 4 en de vertakking 10 wordt toegevoerd.
Dit gas wordt door het droogmiddel in de kamer 8 gedroogd en stroomt via de vertakking 18, over de terugslagklep 21 naar de rest van de afvoerleiding 20.
Een klein gedeelte van het gedroogde gas wordt van de afvoerleiding 20 afgeleid via de afleidleiding 23, over de drukregelklep 24, de straalpijp 25 en de terugslagklep 29, naar de kamer 9 waar het daarin aanwezige droogmiddel wordt geregenereerd.
Het met vocht geladen gas van de regeneratie wordt via de uitlaatleiding 15 en de open afsluiter 17 in de atmosfeer vrijgelaten.
In figuur 1 is de stroming van het gas met pijlen aangeduid.
De regelbare drukregelklep 24 vermindert de druk van het afgeleide gas tot een bepaalde waarde zodat samen met de vaste straalpijp 25 een bepaald debiet op lage druk
<Desc/Clms Page number 13>
doorgelaten wordt.
De regeling van de drukregelklep 24 door de regelinrichting 3C geschiedt in functie van de waterbelasting van het droogmiddel.
Zodra voornoemde stap start, begint de regelinrichting 30 de waterbelasting van het droogmiddel in de kamer 8 te berekenen, uitgaande van de temperatuur gemeten door de temperatuurmeter 33, de druk gemeten door de drukmeter 35 en de FAD afkomstig van de regelinrichting van de compressor 1.
Aan de hand van een vergelijking, met enkele parameters ter vereenvoudiging wordt op regelmatige en bij voorkeur korte tijdstippen berekend en vergeleken met een gekende vaste waarde waarbij het droogmiddel verzadigd is. Deze waarde hangt af van het type en de grootte van de drooginrichting 7.
De waterbelasting kan ook rechtstreeks gemeten worden door een daarvoor speciaal ontwikkelde sensor die in de toevoerleiding aan de inlaat van drooginrichting 7 is opgesteld.
Een nog andere manier om de waterbelasting te meten kan erin bestaan de luchtvochtigheid aan de inlaat van de drooginrichting 7 te meten, waarna uit deze vochtigheid en het debiet gedurende een bepaalde tijd de waterbelasting kan worden gemeten.
<Desc/Clms Page number 14>
De regelinrichting 30 bepaalt hieruit de tijd gedurende dewelke in de kamer 8 kan worden gedroogc tot de waterbelastir. g van het droogmiddel maximaal is of met andere woorden tot dit droogrriddel verzadigd is.
Wanneer deze waterbelasting maximaal is, beveelt de regelinrichting 30 het omschakelen van drogen naar genereren in de kamer 8.
Terwijl in de kamer 8 wordt gedroogd, wordt het droogmiddel in de kamer 9 geregenereerd.
Aangezien het drogen pas gestopt wordt nadat het droogmiddel verzadigd is, is het droogmiddel in de kamer 9 bij het begin van de regeneratie ook verzadigd en is de waterbelasting ervan bekend.
Daaruit kan worden afgeleid hoeveel gedroogd gas via de afleidleiding 23 moet afgeleid worden voor deze regeneratie.
De regelinrichting 30 regelt de drukregelklep 24 zodanig dat deze hoeveelheid gas afgeleid wordt, uiteraard binnen de beschikbare tijd voor de regeneratie die gelijk is aan de berekende tijd voor het drogen tot het droogmiddel verzadigd is.
Aangezien er niet meer gedroogd gas dan nodig voor de regeneratie wordt gebruikt, is deze werkwijze dus voordeliger dan de bekende.
<Desc/Clms Page number 15>
In een variante stelt de regelinrichting 30 niet enkel de totale hoeveelheid afgeleid gas in voor de regeneratie, maar ook het debiet ervan.
Uit de beschikbare tijd voor de regeneratie en de hoeveelheid gedroogd gas dat nodig is voor de regeneratie, berekent de regelinrichting 30 het debiet doorheen de afleidleiding 23.
De volledige beschikbare tijd kan voor de regeneratie worden benut, maar het is ook mogelijk de regeneratie in een kortere tijdspanne te doen plaatsvinden. Hiermee moet dan bij de berekening van het debiet rekening worden gehouden.
Het debiet kan daarbij nagenoeg constant worden gehouden gedurende de beschikbare tijdspanne of een kortere tijdspanne, maar in een variante kan de regelinrichting dit debiet tijdens deze tijdspanne wijzigen.
Zo kan de regeneratie in verschillende tijdspanne worden ingedeeld.
Na het stoppen van het drogen in de kamer 8, beveelt de regelinrichting 30 het sluiten van de afsluiters 12 en 17 en het openen van de afsluiters 13 en 16. Het te drogen gas stroomt dan via de vertakking 11 naar de kamer 9 waar nu wordt gedroogd, zoals in figuur 2 met pijlen is weergegeven. Een kleine hoeveelheid van het gedroogde gas wordt via de afleidleiding 23 nu teruggevoerd naar de kamer 8 voor de regeneratie van het droogmiddel in deze kamer 8.
<Desc/Clms Page number 16>
Deze hoeveelheid cf het debiet van het afgeleide gedroogde gas wordt, op dezelfde manier als hoger beschreven, bepaald door de regelinrichting 30, waarbij uiteraard de waterbelasting en de tijden worden herbepaald.
De regelinrichting 30 regelt dus daarom het drukdauwpunt zonder het eigenlijke drukdauwpunt te meten. Het drukdauwpunt zal ook instelbaar zijn door de gebruiker, waardoor de hceveelheid lucht voor de regeneratie ook aangepast wordt.
De FAD waarde gebruikt bij voornoemde berekeningen kan ook worden afgeleid uit de drukval over de drooginrichting 7, meer bepaald de kamer 8 waarin wordt gedroogd.
In plaats van de FAD-waarde, kan de regelinrichting het toerental van de motor 2 gebruiken indien deze motor 2 een in functie van de belasting van de compressor 1 veranderlijk toerental bezit. Dit toerental en de FAD zijn dan evenredig aan elkaar.
Indien de compressor 1 onbelast draait, levert hij geen gas onder druk en is de FAD dan nul. De regelinrichting 30 houdt rekening met deze periodes doordat ze een signaal
EMI16.1
over het al dan niet belast zijn ontvangt van de compressor 1.
Ook de temperatuur en de druk hebben invloed op de belasting van de drooginrichting 7 en dus op het energieverbruik van deze drooginrichting 7.
<Desc/Clms Page number 17>
In plaats van een drukregelklep 24 kunnen de middelen om het debiet te beperken eer. aantal in parallel geschakelde kleppen bevatten, waarbij, naargelang het gewenste debiet, een of meer kleppen door de regelinrichting worden geopend.
Doordat telkens wordt gedroogd tot het droogmiddel een gekozen graad van verzadiging bereikt heeft, zijn het aantal omschakelingen van drogen naar regenereren en dus het aantal veranderingen van stand van de afsluiters 12, 13, 16 en 17 minimaal, waardoor de levensduur van de drooginrichting 7 relatief groot is.
Een zelfde drooginrichting 7 kan door de regeling in uiteenlopende omstandigheden werken.
Er wordt niet meer gedroogd gas voor de regeneratie gebruikt dan nodig is. De hoeveelheid gedroogd gas dat verloren is voor de regeneratie is minimaal, waardoor de drooginrichting 7 economisch werkt.
Het gas voor de regeneratie kan verwarmd worden, bijvoorbeeld elektrisch of door een warmtewisselaar die bijvoorbeeld de compressorwarmte overdraagt. Door deze verwarming is nog minder gedroogd gas nodig voor de regeneratie.
In elk van de kamers 8 en 9 kan bijvoorbeeld aan de inlaat voor het gedroogde gas voor de regeneratie een dergelijk verwarmingsmiddel opgesteld zijn.
<Desc/Clms Page number 18>
Deze verwarming en dus de temperatuur van het gas voor de regeneratie kan door de regelinrichting 30 worden geregeld.
Ce u tvoeringsvorm van de compressorinstallatie weergegeven in figuur 3 verschilt van deze volgens de figuren 1 en 2 doordat de afleidleiding 23 vervangen is door een leiding 37 voor omgevingslucht, waarin, naar de leiding 26 toe, achtereenvolgens luchttransportmiddelen, bijvoorbeeld een blazer 38 en verwarmingsmiddelen 39, bijvoorbeeld met elektrische weerstanden, opgesteld zijn.
Deze blazer 38 en verwarmingsmiddelen 39 worden bestuurd door de regelinrichting 30, op een manier die gelijkaardig is aan de hiervoor beschreven manier.
Met behulp van de parameters druk, temperatuur en FAD of toerental van de motor 2 wordt met een algoritme de waterbelasting bepaald in de kamer 8 waarin wordt gedroogd.
Uitgaande van de gekozen maximum waterbelasting berekent de regelinrichting 30 de tijd tussen het begin van het drogen in de kamer 8 en het bereiken van deze maximum waterbelasting en dus de tijd die beschikbaar is om in de andere kamer 9 het droogmiddel te regenereren.
Aangezien bij het begin van de regeneratie in deze laatste kamer 9 de waterbelasting van het droogmiddel maximaal was, is de hoeveel thermische energie gekend of berekenbaar die moet toegevoerd worden voor de regeneratie.
Uitgaande van deze tijd of een kortere tijd en de
<Desc/Clms Page number 19>
hoeveelheid vereiste thermische energie bepaalt de regelinrichting 30 het debiet en de temperatuur van de omgevingslucht nodig voor de regeneratie en bestuurt ze de blazer 38 en de verwarmer overeenkomstig. Na voornoemde tijd stopt de regelinrichting 30 de luchttransportmiddelen 38 en de verwarmingsmiddelen 39. Niet meer energie dan nodig wordt verbruikt.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de hieraan toegevoegde tekeningen weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijke werkwijze voor het controleren van een drooginrichting en aldus gecontroleerde drooginrichting kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding, zoals bepaald in de hieraan toegevoegde conclusies, te vallen.
<Desc / Clms Page number 1>
Method for controlling a drying device and thus controlled drying device.
This invention relates to a method for controlling a drying device of the type containing two chambers filled with a regenerable drying agent, wherein, while gas is being dried in one chamber, the drying agent is regenerated in the other chamber, and wherein drying in one chamber and regenerating in the other chamber is exchanged and thus the other chamber is used for drying, and the former chamber for regenerating.
Such methods are used inter alia for drying devices connected to an air compressor and thus used for drying the compressed gas, usually compressed air. Such drying devices, also called adsorption dryers, can dry the compressed air to a pressure dew point of, for example, -70 ° C.
The compressed air leaving a compressor element is warm and contains a lot of moisture. A portion of this moisture is condensed in a cooler and separated in a water separator, but the air must be further dried, which takes place in the dryer, where the moisture is adsorbed on the drying agent, e.g. silica gel.
The air used for regeneration takes over the desiccant to be regenerated during its flow
<Desc / Clms Page number 2>
moisture and usually this air is discharged into the environment or in any case no further useful used.
In a certain type of drying device, for regeneration, a small portion of the air that has been dried in one of the chambers is used to regenerate the drying agent in the other chamber, with this portion of air still being heated in some cases.
The tapping of the small amount of air for regeneration, after all, takes place over a fixed jet pipe or other local passage restriction, whereby the pressure of this air suddenly decreases. The regeneration usually takes place at atmospheric pressure.
It is therefore clear that the part of compressed air needed for regeneration means a loss and thus reduces the compressed air yield. It is therefore important not to take more compressed air for regeneration than is strictly necessary.
In another type of dryer, dried air is not used for regeneration, but ambient air that has been heated.
In known methods used in both types, drying and regeneration takes place during a fixed period of time, namely the period in which it is assumed that the desiccant used for drying becomes saturated with moisture in the least favorable conditions, that is when the to be dried air maximum
<Desc / Clms Page number 3>
moisture. During this drying in one chamber, the desiccant is regenerated in the other chamber by, for a fixed period of time that is less than or equal to the aforementioned period of time, either dried air or heated ambient air, with a fixed flow rate through these other send room.
It is clear that in these known processes the water load of the desiccant to be regenerated is not always the same or maximum and that by using dried air or heated ambient air at a fixed flow rate for a fixed time for the regeneration, more air than necessary is regularly used, which means either an unnecessary loss of compressed air or an unnecessary loss of heating energy and thus reduces the efficiency of the entire compressor dryer.
The object of the invention is to remedy this drawback and to provide a drying control method that optimizes regeneration and thus optimizes the use of dried gas or heating energy for regeneration.
This object is achieved according to the invention in that the water load of the chamber in which drying is determined and the regeneration of the drying agent in the other chamber is controlled as a function of this water load.
For controlling a drying apparatus of the type in which a small portion of the gas that has been dried in one of the chambers is used to enter the other chamber
<Desc / Clms Page number 4>
to regenerate the desiccant, the water load of the chamber in which is being dried is determined and the amount of dried gas used for regeneration of the desiccant in the other room is controlled as a function of this water load.
Consequently, no more dried gas is used for the regeneration than is strictly necessary, which entails a saving of dried and therefore relatively expensive air.
Preferably, during drying of the gas in a room, the water load of the drying agent in this room is determined, starting from this water load and a selected maximum water load of the drying agent in this room, the moment at which this maximum water load is reached is determined and based on the also known water load in the other chamber in which desiccant is regenerated, it is calculated how much dried gas must flow through the latter within the time period between the start of the regeneration and the aforementioned moment, assuming that the desiccant in a chamber in which gas is dried is only regenerated after the water load of this drying agent is equal to the aforementioned chosen maximum water load for this chamber,
so that at the start of the regeneration of the desiccant in a room it can be assumed that the water load of this desiccant is maximum and known.
The absolute maximum water load of the desiccant in a room is achieved when this desiccant is saturated
<Desc / Clms Page number 5>
is with water. This water tax thus depends, on the one hand, on the nature of the desiccant and, on the other hand, on the amount of desiccant or with other wrocden of the size of the room.
From the aforementioned time available for regeneration and the total amount of dried gas to be diverted, the flow rate of this dried gas can be determined, whereby the regeneration can utilize the entire available time or less. If the drying device is coupled to a compressor, this flow rate can preferably be controlled with a pressure control valve.
For controlling a drying device of the type where heated ambient air is used for the regeneration of the drying agent, the water load of the chamber in which drying is carried out is determined, the time this room has to reach a pre-selected maximum water load and the heating of the ambient air is controlled to regenerate the desiccant in the other room with minimum energy within the aforementioned time.
In both types of drying devices, the water load per unit time of the drying agent in the room where drying is preferably determined on the basis of the flow rate and the temperature of the gas to be dried at the entrance of this room, this is in practice also on the entrance to the dryer.
As already mentioned, such drying devices become
<Desc / Clms Page number 6>
often coupled to a compressor and thus the gas added to the dryer is under pressure.
In such a case the flow rate can be determined starting from this is the so-called "Free air delivery", this is the flow rate at atmospheric pressure that is supplied by the compressor, taking into account the pressure at the inlet of the room where drying takes place, is converted into the actual flow at the measured pressure.
The FAD is a value determined by the compressor control device. If the compressor is of a variable speed motor controlled by the load, then this FAD is equal to the speed and the measurement of this speed can replace the measurement of the FAD.
The value of this FAD is delivered by the compressor and does not normally have to be measured separately. Only the pressure and temperature are measured, for example at the entrance of the dryer.
This invention also relates to a drying device controlled according to the method described above, more particularly to a drying device comprising two chambers filled with a regenerable drying agent, a supply line which connects to one end of each of the chambers by means of closable branches. a discharge pipe that connects to the other end of each of the chambers via lockable branches, and a pipe connecting to both chambers for
<Desc / Clms Page number 7>
supplying gas for the regeneration, wherein means are provided to prevent dried gas from flowing from one chamber directly to the other without flowing over said means, and each chamber is provided with a closable outlet line for gas from the regeneration,
characterized in that it comprises means for determining the water load of the room in which is being dried and a control device for optimizing regeneration on the basis of this water load.
In one embodiment, the drying device comprises a diversion line between the discharge line and both chambers, in which discharge line means are arranged to limit the amount of derived gas so that only a portion of the flow of dried gas can pass through, while the means to limit the amount of derived gas contain in the diversion line a control valve which is controlled by a control device which operates according to the aforementioned method.
Preferably, the means for limiting the amount of derived gas in series with this control valve includes a fixed jet nozzle or other local passage restriction.
The drying device can be coupled to a compressor, in which case the control valve is a pressure control valve.
In another embodiment the diversion line is replaced by a line for supplying ambient air in which air transport means and heating means are
<Desc / Clms Page number 8>
mounted which are controlled by the control device.
In both embodiments the drying device can be coupled to a compressor, in which case then preferably the supply line to the drying device is a temperature meter and a pressure meter arranged which are coupled to the control device which is also coupled to means that the FAD of the compressor measure.
If the compressor contains a variable speed motor as a function of the compressor load, the control device may be coupled to a speed meter of this motor instead of means to measure the FAD since there is a relationship between the two.
With the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, a few preferred embodiments of a method for controlling a drying device and a drying device according to the invention, as described below, are described below with reference to one without limiting character. to the accompanying drawings, in which: figure 1 schematically represents a compressor installation with drying device according to the invention; figure 2 schematically represents the compressor installation of figure 1 but during a different phase of the drying process; figure 3 schematically represents a compressor installation analogous to that of figure 1, but with regard to another embodiment of the
<Desc / Clms Page number 9>
invention.
The compressor installation with drying device shown in Figs. 1 and 2 comprises a compressor 1. which essentially consists, on the one hand, of a compressor element 3 driven by a motor 2, and in the pressure line 4 thereof successively a cooler 5 and a water separator 6 and, on the other hand a drying device 7 comprising two equal chambers 8 and 9 which are formed, for example, by standing drums.
The pressure line 4 splits into two branches 10 and 11. The branch 10 connects to one end, the lower one in Figure 1, of the chamber 8 and contains a valve 12. The branch 11 connects to one end, the lower one. 1 of the chamber 9 and includes a valve 13.
The two valves 12 and 13 can be replaced by a three-way valve on the junction of the discharge line 4.
The aforementioned ends of the chambers 8 and 9 are also in communication with the environment through a closable outlet pipe 14 or 15, in which a valve 16, 17, respectively, is arranged.
In fact, the outlet pipes 14 and 15 do not connect directly to the chambers 8 and 9, but via the branches 10 and 11.
On the other, in Figure 1 the top, ends of the
<Desc / Clms Page number 10>
two chambers 8 and 9 connect branches 18 and 19, respectively, of a discharge pipe 20 for dried gas under pressure.
In the branches 18 and 19, non-return valves 21 and 22 are arranged so that the dried gas can only flow in the direction of the feed and not to the chamber 8 or 9.
Where the taps 18 and 19 meet on the rest of the discharge line 20, a discharge line 23 connects in which means for limiting the amount of gas through it are provided, consisting of a pressure control valve 24 and a fixed nozzle 25 or other local passage restriction.
The passage of the nozzle 25 is large enough to allow the maximum flow required for regeneration.
The diversion line 23 splits past the pressure control valve 24 and the nozzle 25 into two branches 26 and 27 which, respectively, at the upper end of the chamber 8, 9 respectively at the top of the figures 8 and 9, in particular on the branches 18, 19, respectively. to connect.
In the branches 26 and 27, non-return valves 28 and 29 are provided, respectively, which only allow flow to the chamber 8 or 9.
The non-return valves 28 and 29 together with the
<Desc / Clms Page number 11>
non-return valves 21 and 22 means to prevent that dried gas of honor. chamber 8 or 9 flows directly to the other without flowing over the pressure control valve 24 and the nozzle 25.
The pressure control valve 24 is a controllable valve, for example an electromagnetic valve, which is coupled to a control device 30 by means of the connection 31.
The control device 30 is, for example, a PLC control and is connected via line 32 to a temperature meter 33 and via a line 34 to a pressure meter 35. Both meters 33 and 35 are in the discharge line 4, just before the drying device 7 and thus in the supply line of the latter.
As a result, this temperature meter 33 and this pressure meter 35 are located at the entrance of both the chamber 8 and the chamber 9 insofar as the relevant chamber serves as a drying chamber.
A third input 36 of the control device 30 is connected to the control device of the compressor 1, for receiving the FAD value, or the speed if the compressor 1 has a motor 2 with a variable speed as a function of the load, and a signal whether the compressor 1 is loaded or unloaded.
The control device 30 is also connected to all valves 12, 13, 16 and 17 that can be closed or opened remotely.
<Desc / Clms Page number 12>
The control of the drying device 7 takes place as follows: In the phase to which Figure 1 relates, the valves 12 and 17 are open, while the valves 13 and 16 are closed.
The chamber 8 thus forms a drying chamber to which the compressed gas to be dried is supplied via the pressure line 4 and the branch 10.
This gas is dried by the desiccant in the chamber 8 and flows via the branch 18 over the non-return valve 21 to the rest of the discharge line 20.
A small portion of the dried gas is diverted from the discharge line 20 via the discharge line 23, via the pressure regulating valve 24, the jet pipe 25 and the non-return valve 29, to the chamber 9 where the drying agent contained therein is regenerated.
The moisture-loaded gas from the regeneration is released into the atmosphere via the outlet line 15 and the open valve 17.
In figure 1 the flow of the gas is indicated by arrows.
The controllable pressure control valve 24 reduces the pressure of the derived gas to a certain value so that, together with the fixed nozzle 25, a certain low-pressure flow rate
<Desc / Clms Page number 13>
is let through.
The control of the pressure control valve 24 by the control device 3C takes place in function of the water load of the drying agent.
As soon as said step starts, the control device 30 starts to calculate the water load of the desiccant in the chamber 8, starting from the temperature measured by the temperature meter 33, the pressure measured by the pressure meter 35 and the FAD from the control device of the compressor 1.
On the basis of a comparison, with a few parameters for simplification, calculations are made at regular and preferably short times and compared with a known fixed value where the drying agent is saturated. This value depends on the type and size of the drying device 7.
The water load can also be measured directly by a sensor specially developed for this purpose, which is arranged in the supply line at the inlet of drying device 7.
Another way to measure the water load can be to measure the air humidity at the inlet of the drying device 7, after which the water load can be measured from this humidity and the flow for a certain time.
<Desc / Clms Page number 14>
The control device 30 determines from this the time during which it is possible to dry in the chamber 8 until the water load. g of the drying agent is maximum or in other words until this drying agent is saturated.
When this water load is maximum, the control device 30 commands switching from drying to generation in the chamber 8.
While drying in the chamber 8, the drying agent in the chamber 9 is regenerated.
Since the drying is only stopped after the drying agent is saturated, the drying agent in the chamber 9 is also saturated at the start of the regeneration and its water load is known.
From this it can be deduced how much dried gas must be diverted via the diversion line 23 for this regeneration.
The control device 30 controls the pressure control valve 24 such that this amount of gas is diverted, of course within the available regeneration time which is equal to the calculated time for drying until the drying agent is saturated.
Since no more dried gas than necessary for regeneration is used, this method is therefore more advantageous than the known one.
<Desc / Clms Page number 15>
In a variant, the control device 30 not only sets the total amount of derived gas for the regeneration, but also the flow thereof.
From the time available for the regeneration and the amount of dried gas required for the regeneration, the control device 30 calculates the flow through the diversion line 23.
The entire available time can be used for the regeneration, but it is also possible to have the regeneration take place in a shorter period of time. This must then be taken into account when calculating the flow.
The flow rate can thereby be kept practically constant during the available period of time or a shorter period of time, but in a variant the control device can change this flow rate during this period of time.
For example, the regeneration can be divided into different time periods.
After stopping drying in the chamber 8, the control device 30 commands the closing of the valves 12 and 17 and the opening of the valves 13 and 16. The gas to be dried then flows via the branch 11 to the chamber 9 where now dried, as shown with arrows in Figure 2. A small amount of the dried gas is now returned via the diversion line 23 to the chamber 8 for the regeneration of the drying agent in this chamber 8.
<Desc / Clms Page number 16>
This amount or the flow rate of the derived dried gas is determined, in the same manner as described above, by the control device 30, whereby the water load and the times are of course redetermined.
The control device 30 therefore controls the pressure dew point without measuring the actual pressure dew point. The pressure dew point will also be adjustable by the user, whereby the amount of air for regeneration will also be adjusted.
The FAD value used in the aforementioned calculations can also be derived from the pressure drop across the drying device 7, more specifically the chamber 8 in which is dried.
Instead of the FAD value, the control device can use the speed of the motor 2 if this motor 2 has a variable speed as a function of the load of the compressor 1. This speed and the FAD are then proportional to each other.
If the compressor 1 is running without load, it does not supply gas under pressure and the FAD is then zero. The control device 30 takes these periods into account by providing a signal
EMI16.1
about whether or not the load is received from the compressor 1.
The temperature and the pressure also influence the load on the drying device 7 and thus on the energy consumption of this drying device 7.
<Desc / Clms Page number 17>
Instead of a pressure regulating valve 24, the means for limiting the flow can occur. contain a number of valves connected in parallel, one or more valves being opened by the control device depending on the desired flow rate.
Because drying is continued until the desiccant has reached a selected degree of saturation, the number of switching from drying to regeneration and thus the number of changes in position of the valves 12, 13, 16 and 17 are minimal, so that the life of the drying device 7 is relatively high. is big.
The same drying device 7 can operate in a variety of conditions due to the control.
No more dried gas is used for regeneration than is necessary. The amount of dried gas lost for regeneration is minimal, so that the drying device 7 operates economically.
The gas for regeneration can be heated, for example electrically or by a heat exchanger that transfers, for example, the compressor heat. Because of this heating, even less dried gas is needed for regeneration.
In each of the chambers 8 and 9, for example, such a heating means may be arranged at the inlet for the dried gas for regeneration.
<Desc / Clms Page number 18>
This heating and thus the temperature of the gas for regeneration can be controlled by the control device 30.
The embodiment of the compressor installation shown in Fig. 3 differs from that according to Figs. 1 and 2 in that the diversion line 23 is replaced by a line 37 for ambient air, in which, towards the line 26, successively air transport means, for example a blower 38 and heating means 39 , for example with electrical resistors.
This blower 38 and heating means 39 are controlled by the control device 30 in a manner similar to the above described.
With the help of the parameters pressure, temperature and FAD or speed of the motor 2, the water load in the chamber 8 in which is dried is determined with an algorithm.
Starting from the selected maximum water load, the control device 30 calculates the time between the start of drying in the chamber 8 and the attainment of this maximum water load and thus the time available to regenerate the drying agent in the other chamber 9.
Since at the beginning of the regeneration in this last chamber 9 the water load of the desiccant was maximum, the amount of thermal energy known or calculated that must be supplied for the regeneration is known.
Starting from this time or a shorter time and the
<Desc / Clms Page number 19>
amount of required thermal energy, the control device 30 determines the flow rate and temperature of the ambient air required for the regeneration and controls the blower 38 and the heater accordingly. After the aforementioned time, the control device 30 stops the air transport means 38 and the heating means 39. No more energy is consumed than necessary.
The invention is by no means limited to the embodiment described above and represented in the attached drawings, but such a method for checking a drying device and thus controlled drying device can be realized in different variants without departing from the scope of the invention as defined in the appended drawings added conclusions.