BE1017002A3 - Inrichting voor het drogen van samengeperst gas en werkwijze daarbij toegepast. - Google Patents

Abstract

Inrichting voor het drogen van een samengeperst gas, die bestaat uit een toevoer (2) van samengeperst gas, twee drukvaten (33 en 34) die voorzien zijn van een ingang (37, respectievelijk 38) en een uitgang (39, respectievelijk 40) en een afnamepunt (32) voor gebruikers van samengeperst gedroogd gas, waarbij in de drukvaten (33 en 34) minstens twee lagen droogmiddel (35 en 36) zijn voorzien, respectievelijk een eerste laag (35) uit een watervast droogmiddel en een tweede laag (36) uit een niet noodzakelijk watervast droogmiddel en waarbij de drukvaten (33 en 34) zijn voorzien van een tweede ingang (41, respectievelijk 42) voor de aanvoer van samengeperst gas voor het regenereren van droogmiddel uit de eerste laag (35).

Description

Inrichting voor het drogen van samengeperst gas en werkwijze daarbij toegepast.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het drogen van een samengeperst gas en een werkwijze daarbij toegepast.

Meer speciaal heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het drogen van een samengeperst gas, die in hoofdzaak bestaat uit een toevoer van samengeperst gas, minstens twee drukvaten die gevuld zijn met een droogmiddel en die voorzien zijn van een eerste ingang en een uitgang en een afnamepunt voor gebruikers van samengeperst gedroogd gas, waarbij deze drukvaten alternatief worden gebruikt als drogend vat voor het drogen van het gas en als regenererend vat voor het regenereren van het droogmiddel in het betreffende vat.

Men kent reeds zulke inrichtingen waarbij het te drogen samengeperst gas doorheen een eerste drogend drukvat wordt geleid om door het droogmiddel te worden gedroogd en waarbij minstens een gedeelte van dit gedroogde samengeperst gas, al dan niet na expansie, doorheen een tweede regenererend drukvat wordt gestuurd om vocht uit het droogmiddel op te nemen en aldus dit droogmiddel te regenereren.

Wanneer het droogmiddel in het drogend drukvat is verzadigd, wordt vervolgens de doorstromingsvolgorde van de drukvaten omgewisseld, één en ander zodanig dat het eerste drukvat een regenererend vat wordt, terwijl het tweede drukvat een drogend drukvat wordt.

Aldus wordt door het alternerend gebruik van de voornoemde drukvaten als drogend en regenererend drukvat steeds één drukvat geregenereerd, terwijl het andere drukvat ervoor zorgt dat het samengeperst gas wordt gedroogd.

Men kent reeds zulke inrichtingen die zijn uitgevoerd als zogenaamde "verliesvrije adsorptiedrogers" waarbij in de drukvaten een watervast droogmiddel is aangebracht zoals bijvoorbeeld silicagel of geactiveerd aluminium oxide en waarbij, voor het regenereren van het droogmiddel, het warme samengeperst gas rechtstreeks doorheen het regenererend drukvat wordt geleid voor het opnemen van vocht uit het droogmiddel en om vervolgens het vochtige gas af te koelen en via een wateraf scheider naar het drogend drukvat te sturen om door het droogmiddel te worden gedroogd.

Onder de bewoording "verliesvrije adsorptiedrogers" dienen drogers te worden verstaan waarbij het droogmiddel in het regenererend drukvat wordt gedroogd met behulp van de compressiewarmte van het samengeperst gas.

Met de term watervast droogmiddel wordt hier een droogmiddel verstaan dat niet degradeert onder de invloed van vrij, vloeibaar water dat aanwezig zou kunnen zijn in het samengeperst gas, of dat zou kunnen ontstaan door condensatie op het droogmiddel van het in dampvorm aanwezige water in het samengeperste gas.

Zulk watervast droogmiddel is vereist bij verliesvrije adsorptiedrogers aangezien het dauwpunt van het in het regenererend vat binnenkomende samengeperst gas, de temperatuur van het droogmiddel kan overstijgen, waardoor het vocht dat aanwezig is in dat gas, kan neerslaan op het droogmiddel.

Een nadeel van zulke bekende inrichtingen is dat zij niet toelaten om zeer lage drukdauwpunten van het samengeperst gas te behalen van bijvoorbeeld -70°C of lager.

Men kent tevens inrichtingen die zijn uitgevoerd als zogenaamde PSA-drogers (pressure swing adsorption), waarbij het gecomprimeerde gas doorheen het drogend drukvat wordt gestuurd om door het droogmiddel te worden gedroogd om vervolgens naar een afnamepunt voor gebruikers van gedroogde perslucht te worden geleid.

In dit geval wordt een gedeelte van bijvoorbeeld 15 à 20% van het in het drogend drukvat gedroogde gas afgetakt en geëxpandeerd tot een lagere druk om vervolgens doorheen het regenererend drukvat te worden geleid voor het regenereren van het daarin aanwezige droogmiddel.

Zulke inrichting vertoont het nadeel dat zij een groot gedeelte van het toegeleverde debiet samengeperst gas verbruikt, meer speciaal van de grootteorde van 15 à 20% van dit debiet bij een typische werkdruk van 7 bar, waardoor het energieverbruik dan ook groot is.

Nog een nadeel van zulke bekende inrichting is dat zij, door het grote verlies aan perslucht, moet worden overgedimensioneerd voor het kunnen leveren van een bepaald debiet aan gedroogde perslucht.

Een bijkomend nadeel van zulke bekende inrichtingen is dat het vereiste debiet aan regeneratiegas omgekeerd evenredig is met de werkdruk ervan, wat betekent dat bij lagere drukken, het verbruik van samengeperst gas aan de drogerzijde toeneemt.

Tenslotte kent men nog inrichtingen voor het drogen van samengeperst gas waarbij een gedeelte van typisch 8 à 10% van het samengeperst gas, na expansie en opwarming, wordt gebruikt voor het regenereren van het met vocht verzadigde drukvat.

Een nadeel van zulke inrichting is dat, omdat het droogmiddel slechts effectief werkzaam is wanneer het zich op een niet al te hoge temperatuur bevindt van bijvoorbeeld minder dan 50°C, terwijl het op een hoge temperatuur wordt geregenereerd, er een bijkomende cyclusstap vereist is waarin het droogmiddel wordt gekoeld juist na de regeneratie ervan.

Voor deze koeling wordt vaak gebruik gemaakt van een geëxpandeerd gedeelte van het gedroogde samengeperste gas aan de uitlaat van de inrichting, waarvan het koelend vermogen klein is en waardoor dit gas dus voor een lange tijd door het drukvat met het pas geregenereerde droogmiddel moet worden gestuurd.

Vaak zal, na het beëindigen van de koelcyclus, nog steeds een relatief grote hoeveelheid restwarmte in het droogmiddel aanwezig zijn, wat initieel zorgt voor een slechte droging, waardoor er bij het omschakelen van de drukvaten, d.w.z. wanneer het drogend drukvat het regenererend drukvat wordt en vice versa, grote dauwpuntspieken kunnen voorkomen in het samengeperst gas aan de uitlaat van de inrichting.

De huidige uitvinding heeft als doel een antwoord te bieden aan één of meer van de voornoemde en andere nadelen.

Hiertoe betreft de huidige uitvinding een inrichting voor het drogen van een samengeperst gas, die in hoofdzaak bestaat uit een toevoer van samengeperst gas, minstens twee drukvaten die gevuld zijn met een droogmiddel en die voorzien zijn van een eerste ingang en een uitgang en een afnamepunt voor gebruikers van samengeperst gedroogd gas, waarbij deze drukvaten alternatief worden gebruikt als drogend vat voor het drogen van het gas en als regenererend vat voor het regenereren van het droogmiddel in het betreffende vat, waarbij in de voornoemde drukvaten minstens twee lagen droogmiddel zijn voorzien, respectievelijk een eerste laag uit een watervast droogmiddel en een tweede laag uit een niet noodzakelijk watervast droogmiddel en dat de voornoemde drukvaten zijn voorzien van een tweede ingang voor de aanvoer van samengeperst gas voor het regenereren van droogmiddel uit de eerste laag en waarbij de voornoemde eerste ingang is aangebracht tegenover de eerste laag watervast droogmiddel, terwijl de voornoemde uitgang is aangebracht tegenover de tweede laag droogmiddel.

Een belangrijk voordeel van een inrichting volgens de uitvinding is dat zij toelaat om met een laag energieverbruik toch een zeer laag drukdauwpunt van het samengeperste gas te bereiken doordat de voornoemde eerste laag droogmiddel "verliesvrij" kan worden geregenereerd door middel van de compressiewarmte van het samengeperst gas, terwijl voor de voornoemde tweede laag droogmiddel bijvoorbeeld gebruik kan worden gemaakt van een moleculaire zeef waardoor drukdauwpunten van -70°C of lager kunnen worden bereikt en waarvan de regeneratie geschiedt door middel van een gedeelte van het gedroogde samengeperste gas dat na expansie en verwarming doorheen deze tweede laag droogmiddel wordt geleid.

Een bijkomend voordeel is dat het voornoemde gedeelte van het gedroogde samengeperste gas voor het regenereren van de tweede laag droogmiddel ook kan worden toegepast voor het uitvoeren van een bijkomende droging van de eerste laag droogmiddel tijdens de regeneratiecyclus.

Nog een bijkomend voordeel van een inrichting volgens de uitvinding is dat de koeling van de drukvaten kan worden verwezenlijkt door het samengeperst gas, na koeling, doorheen het te koelen drukvat te sturen, waardoor er geen verlies van gasdebiet is terwijl toch een efficiënte en korte koelcyclus kan worden verwezenlijkt, waardoor, zoals blijkt uit de praktijk, de levensduur van het droogmiddel toeneemt.

De huidige uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het drogen van een samengeperst gas door middel van een inrichting volgens de uitvinding zoals hierboven beschreven, waarbij dit samengeperst gas doorheen een drukvat wordt gestuurd en waarbij het voornoemde drukvat is voorzien van minstens twee lagen droogmiddel, respectievelijk een eerste laag droogmiddel uit een watervast materiaal en een tweede laag droogmiddel uit een niet noodzakelijk watervast materiaal en dat voor het drogen, het gas eerst doorheen de voornoemde eerste laag droogmiddel wordt geleid en vervolgens doorheen de voornoemde tweede laag droogmiddel, terwijl voor het regenereren van het drukvat in een eerste fase, het samengeperst gas enkel doorheen de eerste laag watervast droogmiddel wordt gestuurd gedurende een bepaalde periode voor het drogen van dit watervast droogmiddel, waarna, in een tweede fase, samengeperst gas eerst doorheen de tweede laag droogmiddel wordt gestuurd.

Met het inzicht de kenmerken van de huidige uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een inrichting volgens de uitvinding voor het drogen van samengeperst gas beschreven evenals een werkwijze daarbij toegepast, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen waarin: figuur 1 een inrichting volgens de uitvinding voor het drogen van samengeperst gas weergeeft; de figuren 2 tot 9 een werkwijze weergeven die kan worden toegepast met een inrichting volgens de uitvinding; figuur 10 een variant weergeeft van een inrichting volgens figuur 1 ; de figuren 11 tot 17 een werkwijze weergeven die kan worden toegepast met een inrichting volgens figuur 10; figuur 18 nog een variant van een inrichting volgens figuur 1 weergeeft; de figuren 19 tot 25 een werkwijze weergeven die kan worden toegepast met een inrichting volgens figuur 18.

In figuur 1 is een inrichting 1 volgens de uitvinding voor het drogen van een samengeperst gas weergegeven die is voorzien van een toevoer 2 van een te drogen samengeperst gas die in dit geval wordt gevormd door een eerste compressietrap 3, een tussenkoeler 4 en een tweede compressietrap 5.

De voornoemde toevoer 2 sluit via afsluiter 6 aan op een eerste verdeelinrichting 7 die is opgebouwd uit drie parallel met elkaar verbonden leidingen 8, 9 en 10, respectievelijk een eerste leiding 8 waarin twee terugslagkleppen 11-12 zijn voorzien met tegengestelde doorlaatzin en een tweede en derde leiding 9, respectievelijk 10, waarin telkens twee afsluitbare kleppen 13-14, respectievelijk 15-16 zijn aangebracht, die in dit geval, doch niet noodzakelijk, zijn uitgevoerd in de vorm van gestuurde ventielen die verbonden zijn met een niet in de figuren weergegeven besturingssysteem.

In het weergegeven voorbeeld zijn de voornoemde terugslagkleppen 11 en 12, waartussen de voornoemde toevoer 2 is aangesloten op de eerste leiding 8, zodanig geplaatst dat zij een stroming toelaten in de richting van één terugslagklep naar de andere terugslagklep in de betreffende leiding 8 .

Verder omvat de inrichting 1 een tweede verdeelinrichting 17 die, in dit geval, nagenoeg dezelfde afmetingen en geometrie vertoont als de voornoemde eerste verdeelinrichting 7 en die in hoofdzaak eveneens bestaat uit drie parallel met elkaar verbonden leidingen 18, 19 en 20, respectievelijk een eerste leiding 18 en een tweede leiding 19 waarin telkens twee afsluitbare kleppen 21-22, respectievelijk 23-24 zijn aangebracht, die in dit geval, doch niet noodzakelijk, eveneens zijn uitgevoerd in de vorm van gestuurde ventielen die verbonden zijn met het voornoemde besturingssysteem.

In de derde leiding 20 van de tweede verdeelinrichting 17 is slechts één afsluitbare klep 25 aangebracht, die bij voorkeur ook is uitgevoerd als een gestuurd ventiel dat door het besturingssysteem wordt aangestuurd.

De leidingen 8 en 9 zijn tussen de voornoemde terugslagkleppen 11-12 en de kleppen 13-14 onderling met elkaar verbonden via een koeler 26.

Tussen de afsluitbare kleppen 15 en 16 van de leiding 10 sluit een eerste vertakking 27 aan die een verbinding vormt met de eerste verdeelinrichting 17 en die meer speciaal via een tweede koeler 28 aansluit op de leiding 18, tussen de afsluitbare kleppen 21 en 22.

Tussen de afsluitbare kleppen 13 en 14 van de leiding 9 is een tweede vertakking 29 voorzien die via een afsluitbare klep 30 verbonden is met de voornoemde eerste vertakking 27, meer speciaal tussen de koeler 28 en de leiding 18.

In de leiding 19 sluit tussen de afsluitbare kleppen 23 en 24 een derde vertakking 31 aan die verbonden is met een afnamepunt 32 voor een gebruiker van gedroogd samengeperst gas.

Verder is de inrichting 1 voor het drogen van samengeperst gas nog voorzien van twee drukvaten 33 en 34 die volgens de uitvinding gevuld zijn met minstens twee lagen droogmiddel, respectievelijk een eerste, onderste laag 35 uit een watervast droogmiddel zoals bijvoorbeeld silicagel, geactiveerd aluminium of dergelijke en een tweede, bovenste laag 36 uit een niet noodzakelijk watervast droogmiddel zoals bijvoorbeeld in de vorm van een moleculaire zeef of dergelijke, waarbij de voornoemde drukvaten 33 en 34 beide zijn voorzien van een ingang 37, respectievelijk 38 die tegenover de voornoemde eerste laag droogmiddel 35 is aangebracht en een uitgang 39, respectievelijk 40 die tegenover de voornoemde tweede laag droogmiddel 36 is aangebracht.

De voornoemde eerste verdeelinrichting 7 staat met de respectievelijke parallelverbindingen tussen de leidingen 8, 9 en 10 in verbinding met de ingangen 37 en 38 van de drukvaten 33 en 34, terwijl de tweede verdeelinrichting 17 met de respectievelijke parallelverbindingen tussen de leidingen 18, 19 en 20 in verbinding staat met de uitgangen 39 en 40 van deze drukvaten 33 en 34.

Volgens de uitvinding zijn elk van de voornoemde drukvaten 33 en 34 voorzien van een tweede ingang 41, respectievelijk 42 die uitmondt tussen de voornoemde eerste en de tweede laag droogmiddel 35-36 en die elk afzonderlijk via een afsluitbare klep 43, respectievelijk 44, aansluit op de leiding tussen de toevoer 2 van samengeperst gas en de afsluiter 6.

Bij voorkeur zijn de voornoemde afsluitbare kleppen 43 en 44 ook uitgevoerd als gestuurde ventielen die verbonden zijn met het voornoemde besturingssysteem.

De voornoemde ingangen 37 en 38 van de drukvaten 33 en 34 zijn elk via een afsluitbare klep 45, respectievelijk 46 aangesloten op een gemeenschappelijke afblaasleiding 47 naar de atmosfeer.

Tenslotte is tussen elk van deze ingangen 37 en 38, enerzijds, en de kleppen 45 en 46, anderzijds, een aanstuurbare afblaasklep 48, respectievelijk 49 voorzien waarop een geluidsdemper 50, respectievelijk 51 is aangesloten.

De werking van een inrichting volgens de uitvinding voor het drogen van een samengeperst gas is zeer eenvoudig en wordt geïllustreerd aan de hand van de figuren 2 tot 9, waarbij in deze figuren afsluitbare kleppen in gesloten toestand in het zwart zijn weergegeven, terwijl kleppen in geopende positie in het wit zijn weergegeven en de stroming van het gas in het vet wordt voorgesteld.

In een eerste fase die is weergegeven in figuur 2, wordt het drukvat 33 gebruikt voor het regenereren van de eerste laag droogmiddel 35 aanwezig in dit drukvat 33 en wordt het drukvat 34 gebruikt voor het drogen van het samengeperst gas afkomstig van de toevoer 2.

Hiertoe wordt het warm samengeperst gas afkomstig van de toevoer 2, via de geopende klep 43 en langs de tweede ingang 41 in het eerste drukvat 33 gevoerd.

Vocht dat zich in de eerste laag droogmiddel 35 in dit eerste drukvat 33 bevindt, wordt door het warm samengeperst gas opgenomen, één en ander zodanig dat de eerste laag watervast droogmiddel 35 in dit eerste drukvat 33 wordt geregenereerd.

Vervolgens wordt de gasstroom via de terugslagklep 11 naar de koeler 26 en vervolgens via de tweede vertakking 29 naar de tweede koeler 28 gestuurd, waardoor deze gasstroom wordt gekoeld en een gedeelte van het vocht dat zich in de gasstroom bevindt, zal condenseren, om daarna via de klep 16 doorheen het tweede drukvat 34 gevoerd te worden waar het gas door de aanwezige lagen droogmiddel 35 en 36 wordt gedroogd tot een dauwpunt van -70°C of lager.

De uitgang 40 van het tweede drukvat 34 is op dat ogenblik via de klep 24 verbonden met het afnamepunt 32 waarop één of meer niet weergegeven gebruikers van gedroogd samengeperst gas zijn aangesloten.

Het is duidelijk dat het debiet afkomstig van de toevoer 2 volledig en zonder verlies doorheen de twee drukvaten 33 en 34 naar het afnamepunt 32 stroomt.

Tijdens de tweede fase, die wordt weergegeven in figuur 3, en die zich voordoet op het einde van de regeneratiecyclus van de eerste laag droogmiddel 35 in het drukvat 33, wordt het volledige debiet samengeperst gas via de geopende afsluiter 6 en de koelers 2 6 en 28 naar het drukvat 34 geleid om te worden gedroogd, waarna het gedroogde samengeperste gas via klep 24 in leiding 19 naar het afnamepunt 32 wordt gestuurd.

Tijdens deze stap wordt de klep 48 geopend, zodat het gas in het regenererend drukvat 33 kan worden afgeblazen via geluidsdemper 50.

Een derde stap, die is weergegeven in figuur 4, bestaat er volgens de uitvinding in dat het volledige gasdebiet afkomstig van de toevoer 2, analoog als bij stap 2, via koelers 26 en 28 naar het drogend drukvat 34 wordt geleid om te worden gedroogd, waarna echter in dit geval een gedeelte van het gedroogde gas, via leiding 20 en de geheel of gedeeltelijk geopende klep 25 en, na al dan niet te zijn verhit in bijvoorbeeld een niet in de figuren weergegeven verwarmingselement, naar de uitgang van het regenererend drukvat 33 te worden geleid.

De droge opgewarmde gasstroom wordt vervolgens doorheen het regenererend drukvat 33 gestuurd voor het regenereren van, respectievelijk, de tweede laag droogmiddel 36 en de eerste, reeds geheel of gedeeltelijk geregenereerde laag droogmiddel 35 om vervolgens via de klep 45 en de afblaasleiding 47 te worden afgeblazen in de atmosfeer.

Een volgende stap bestaat erin om, indien van toepassing, de verwarmingselementen uit te schakelen terwijl de gedroogde en geëxpandeerde lucht verder over de beide lagen droogmiddel stroomt volgens het schema weergegeven in figuur 4, waardoor deze lagen, tenminste gedeeltelijk, kunnen afkoelen of verder regenereren.

Een volgende stap die in dit geval wordt toegepast in de werkwijze voor het drogen van het samengeperst gas, bestaat erin om, zoals weergegeven in figuur 5, de klep 45 te sluiten, zodanig dat in het regenererend drukvat 33 een druk wordt opgebouwd door een gedeelte van het afgetakte gedroogde gas.

In een volgende fase, die is weergegeven in figuur 6, en die zich voordoet wanneer het drukvat 33 volledig is geregenereerd en op druk gebracht, wordt het samengeperst gas afkomstig van de toevoer 2, via afsluiter 6 naar de eerste koeler 26 geleid, waarna deze gasstroom wordt opgesplitst in een eerste gasstroom en een tweede gasstroom.

De voornoemde eerste gasstroom wordt via klep 13 en ingang 37 doorheen het drukvat 33 en vervolgens via klep 21 naar de tweede koeler 28 geleid, om tenslotte via klep 16 en doorheen het drogend drukvat 34 doorheen leiding 19 naar het afnamepunt 32 te worden gestuurd.

De voornoemde tweede gasstroom wordt via de geheel of gedeeltelijk geopende klep 30 naar de voornoemde eerste vertakking 27 geleid om samen met de voornoemde eerste gasstroom via de koeler 28 en het drogend drukvat 34 naar het afnamepunt 32 te worden gestuurd.

In de volgende stap, die is weergegeven in figuur 7, wordt het volledige debiet samengeperst gas via de afsluiter 6 en de eerste koeler 26 naar de ingang 37 van het eerste drukvat 33 geleid voor het verder koelen daarvan en vervolgens via klep 21 en de eerste vertakking 27, via de tweede koeler 28 en doorheen het drogend drukvat 34 naar het afnamepunt 32 gevoerd.

Tijdens de voorlaatste stap van de werkwijze, wordt, zoals blijkt uit figuur 8, het samengeperst gas afkomstig van de toevoer 2, achtereenvolgens doorheen de koelers 26 en 28 gestuurd, om vervolgens te worden opgesplitst in een eerste gasstroom die doorheen het eerste drukvat 33 en klep 23 naar het afnamepunt 32 stroomt en een tweede gasstroom die doorheen het tweede drukvat 34 en klep 24 naar het afnamepunt 32 wordt geleid.

Tenslotte, wordt in een laatste fase, die is weergegeven in figuur 9, het volledige debiet van het samengeperst gas achtereenvolgens via de koelers 26 en 28 doorheen het nagenoeg verzadigde tweede drukvat 34 gevoerd en via klep 24 naar het voornoemde afnamepunt 32 gestuurd. Teneinde steeds eenzelfde druk in beide drukvaten te garanderen, wordt de klep 25 in deze laatste fase geopend.

Na deze laatste fase wordt teruggekeerd naar de eerste fase, doch, hierbij worden de drukvaten 33 en 34 omgeschakeld en het eerste drukvat 33 wordt nu het drogend drukvat, terwijl het tweede drukvat 34 het regenererend drukvat wordt, enzovoort.

Aangezien de eerste laag watervast droogmiddel 35, op een drukval van het gas tussen in- en uitlaat van de inrichting na, verliesvrij kan worden gedroogd, kan energie worden bespaard ten aanzien van klassieke inrichtingen voor het drogen van een samengeperst gas.

In figuur 10 is een variant van de inrichting 1 volgens de uitvinding weergegeven waarin, ten opzichte van de inrichting 1 weergegeven in figuur 1, het gestuurde ventiel 30 en de leiding 29 zijn weggelaten, echter zonder dat dit invloed heeft op de functionaliteit van de inrichting 1.

De functionaliteit van de hierboven reeds beschreven eerste fase uit figuur 2 kan dan bijvoorbeeld behouden blijven door de gasstroom aan de uitgang van de koeler 26 over de geopende klep 14 naar het drogend drukvat 34 te sturen, zoals weergegeven in figuur 11.

Vergelijkbaar met de fase zoals weergegeven in figuur 3, zal de drukafbouw in het te regenereren drukvat 33 bij deze uitvoeringsvorm gebeuren zoals weergegeven in figuur 12, en de regeneratie van de tweede laag, analoog aan wat weergegeven is in figuur 4, door het openen van de klep 45 zoals aangegeven in figuur 13, en het al dan niet aanschakelen van een niet in de figuren weergegeven verwarmingselement.

Vervolgens vindt er, analoog als bij de fase die is weergegeven in figuur 5, een drukopbouw plaats, die voor de huidige uitvoeringsvorm is weergegeven in figuur 14, gevolgd door koelfases die zijn weergegeven in de figuren 15 en 16 en die overeenstemmen met de fases uit de respectievelijke figuren 7 en 8.

Tenslotte wordt, analoog aan de fase uit figuur 9, de volledige stroom van samengeperst gas via koeler 26 en de klep 14 doorheen het nagenoeg verzadigde drukvat 34 naar het afnamepunt 32 gestuurd, volgens het schema in figuur 17.

Na deze laatste fase worden de drukvaten 33 en 34 omgeschakeld, waardoor het eerste drukvat 33 nu een drogend drukvat wordt, het tweede drukvat 34 een regenererend drukvat enzovoort.

In figuur 18 is nog een andere uitvoeringsvorm van een inrichting 1 volgens de uitvinding weergegeven die eveneens een nagenoeg analoge opbouw kent als de inrichting 1 uit figuur 1, doch die minder leidingen en kleppen vertoont dan deze eerste uitvoeringsvorm van inrichting 1.

In dit geval zijn de derde leiding 10 van de eerste verdeelinrichting 7 en de eerste leiding 18 van de tweede verdeelinrichting 17 zoals weergegeven in de uitvoeringsvorm van figuur 1 echter weggelaten, evenals de eerste aftakleiding 27, de tweede aftakleiding 29 en de tweede koeler 28.

De werking van de inrichting 1 volgens figuur 18 is nagenoeg identiek aan die van de vorige uitvoeringsvorm en is stapsgewijs weergegeven in de figuren 19 tot 25.

In de eerste stap die is weergegeven in figuur 19, wordt, analoog als bij de eerste stap in de inrichting volgens figuur 1, het volledige debiet aan samengeperst gas afkomstig van de toevoer 2, via de tweede ingang 41 van het eerste, regenererend drukvat 33 naar het watervast droogmiddel 35 gestuurd voor het regenereren daarvan.

Vervolgens wordt het samengeperste gas doorheen de koeler 26 gestuurd om daarna te worden gedroogd in het tweede drogend drukvat 34 en via klep 24 en aftakleiding 31 naar het afnamepunt 32 te worden geleid.

In de tweede stap, die is weergegeven in figuur 20, wordt, overeenkomstig met de fase die is weergegeven in figuur 3, het ganse debiet samengeperst gas in eerste instantie doorheen de koeler 26 geleid en vervolgens doorheen het drogend drukvat 34 naar het afnamepunt 32.

Tijdens deze stap wordt de klep 48 geopend, zodat het gas in het regenererend drukvat 33 kan worden afgeblazen via geluidsdemper 50.

Een derde stap, die is weergegeven in figuur 21, bestaat er volgens de uitvinding in dat het volledige gasdebiet afkomstig van de toevoer 2, analoog als bij stap 2 uit figuur 20, via de koeler 26 naar het drogend drukvat 34 wordt geleid om te worden gedroogd, waarna echter in dit geval een gedeelte van de gedroogde gasstroom via leiding 20 wordt afgetakt en, na te zijn verhit in bijvoorbeeld een niet in de figuren weergegeven verwarmingselement, naar de uitgang 39 van het regenererend drukvat 33 stroomt.

De droge opgewarmde gasstroom wordt vervolgens doorheen het regenererend drukvat 33 gestuurd voor het regenereren van, respectievelijk, de tweede laag droogmiddel 36 en de eerste laag watervast droogmiddel 35 om vervolgens via de klep 45 en de afblaasleiding 47 en, mogelijk maar niet noodzakelijk, via klep 48 te worden afgeblazen in de atmosfeer.

Tijdens de volgende stap die in dit geval wordt toegepast in de werkwijze voor het drogen van het samengeperst gas en die is weergegeven in figuur 22, wordt een gedeelte van het gedroogde gas door de geheel of gedeeltelijk geopende klep 25 geëxpandeerd tot een lagere druk en wordt het voornoemde verwarmingselement uitgeschakeld en wordt deze gasstroom vervolgens doorheen het droogmiddel 35 en 36 geleid voor het koelen daarvan om vervolgens te worden afgeblazen in de atmosfeer via klep 45 en leiding 47 en, mogelijk maar niet noodzakelijk, via klep 48.

Een volgende stap bestaat erin dat, zoals weergegeven in figuur 23, de kleppen 45 en 48 worden afgesloten zodat in het eerste drukvat 33 een druk wordt opgebouwd.

In een volgende fase, die is weergegeven in figuur 24, en die zich voordoet wanneer het drukvat 33 volledig is op druk gebracht, wordt het samengeperst gas afkomstig van de toevoer 2, via afsluiter 6 naar de koeler 26 geleid, waarna deze gasstroom wordt opgesplitst in een eerste gasstroom en een tweede gasstroom.

De voornoemde eerste gasstroom wordt via klep 13 en ingang 37 doorheen het drukvat 33 gestuurd voor het verder koelen van het droogmiddel 35 en 36, om vervolgens, via klep 23, naar het afnamepunt 32 te worden gestuurd.

De voornoemde tweede gasstroom wordt via de klep 14 naar de ingang 38 van het drogend drukvat 34 geleid om vervolgens via klep 24, samen met de voornoemde eerste gasstroom, naar het afnamepunt 32 te worden gestuurd.

Tenslotte, wordt in een laatste fase, die is weergegeven in figuur 25, het volledige debiet van het samengeperst gas via de koeler 26 doorheen het nagenoeg verzadigde tweede drukvat 34 gevoerd, waarna het gedroogde gas naar het voornoemde afnamepunt 32 wordt gestuurd.

Na deze laatste fase wordt teruggekeerd naar de eerste fase, doch, waarbij de drukvaten 33 en 34 worden omgeschakeld en het eerste drukvat 33 nu het drogend drukvat wordt, terwijl het tweede drukvat 34 zal worden geregenereerd, enzovoort.

Volgens een niet in de figuren weergegeven voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding is in de nabijheid van elke laag droogmiddel 35 en 36, en in het bijzonder onder elke laag droogmiddel 35 en 36, minstens één temperatuursensor voorzien die bij voorkeur is verbonden met het voornoemde besturingssysteem.

Dit heeft als voordeel dat elke regeneratiestap kan worden beëindigd vanaf het ogenblik dat de temperatuur een vooraf bepaalde waarde overstijgt, wat erop wijst dat het droogmiddel voldoende gedroogd of geregenereerd is, waardoor bijkomend energie kan worden bespaard.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een inrichting volgens de uitvinding voor het drogen van een samengeperst gas en een werkwijze daarbij toegepast kan op velerlei wijzen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (17)

1. Inrichting voor het drogen van een samengeperst gas, die in hoofdzaak bestaat uit een toevoer (2) van samengeperst gas, minstens twee drukvaten (33 en 34) die gevuld zijn met een droogmiddel (35-36) en die voorzien zijn van een eerste ingang (37, respectievelijk 38) en een uitgang (39, respectievelijk 40) en een afnamepunt (32) voor gebruikers van samengeperst gedroogd gas, waarbij deze drukvaten (33 en 34) alternatief worden gebruikt als drogend vat voor het drogen van het gas en als regenererend vat voor het regenereren van het droogmiddel in het betreffende vat, daardoor gekenmerkt dat in de voornoemde drukvaten (33 en 34) minstens twee lagen droogmiddel (35 en 36) zijn voorzien, respectievelijk een eerste laag (35) uit een watervast droogmiddel en een tweede laag (36) uit een niet noodzakelijk watervast droogmiddel en dat de voornoemde drukvaten (33 en 34) zijn voorzien van een tweede ingang (41, respectievelijk 42) voor de aanvoer van samengeperst gas voor het regenereren van droogmiddel uit de eerste laag (35) en dat de voornoemde eerste ingang (37, respectievelijk 38) is aangebracht tegenover de eerste laag watervast droogmiddel, terwijl de voornoemde uitgang (39, respectievelijk 40) is aangebracht tegenover de tweede laag droogmiddel.

2. Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde tweede ingang (41, respectievelijk 42) uitmondt tussen de voornoemde eerste laag (35) watervast droogmiddel en de voornoemde tweede laag (36) droogmiddel.

3. Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde eerste laag (35) watervast droogmiddel is uitgevoerd uit silicagel of geactiveerd aluminium.

4. Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde tweede laag droogmiddel (36) bestaat uit een moleculaire zeef.

5. Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde tweede ingang (41, respectievelijk 42) van elk van de drukvaten (33, respectievelijk 34) via een respectievelijke afsluitbare klep (43 of 44) is aangesloten op de voornoemde toevoer (2) van samengeperst gas.

6. Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van minstens één verwarmingselement voor het verhitten van gedroogd gas afkomstig van het drogend drukvat.

7. Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat nabij elk van de voornoemde lagen droogmiddel (35 en 36) minstens één temperatuursensor is voorzien.

8. Inrichting volgens conclusies 1 en 5, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde temperatuursensoren zijn aangesloten op een besturingssysteem dat de voornoemde afsluitbare kleppen (43 en 44) aanstuurt.

9. Werkwijze voor het drogen van een samengeperst gas door middel van een inrichting (1) volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij dit samengeperst gas doorheen een drukvat (33 of 34) wordt gestuurd, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde drukvat (33 of 34) is voorzien van minstens twee lagen droogmiddel (35 en 36), respectievelijk een eerste laag droogmiddel (35) uit een watervast materiaal en een tweede laag droogmiddel (36) uit een niet noodzakelijk watervast materiaal en dat voor het drogen, het gas eerst doorheen de voornoemde eerste laag (35) droogmiddel wordt geleid en vervolgens doorheen de voornoemde tweede laag (36) droogmiddel, terwijl voor het regenereren van het drukvat (33 of 34) in een eerste fase, het samengeperst gas enkel doorheen de eerste laag (35) watervast droogmiddel wordt gestuurd gedurende een bepaalde periode voor het drogen van dit watervast droogmiddel, waarna, in een tweede fase, samengeperst gas eerst doorheen de tweede laag (36) droogmiddel wordt gestuurd.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat voor de regeneratie van het drukvat (33 of 34) in de tweede fase, het samengeperst gas, na de doorgang doorheen de tweede laag (36) droogmiddel vervolgens doorheen de eerste laag (35) droogmiddel wordt gestuurd.

11. Werkwijze volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat voor de regeneratie van het drukvat (33 of 34) in de tweede fase, het samengeperst gas, na de doorgang doorheen de tweede laag (36) droogmiddel vervolgens wordt af geblazen tussen de eerste laag (35) en de tweede laag (36) droogmiddel.

12. Werkwijze volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat voor het regenereren van de voornoemde eerste laag (35) watervast droogmiddel, samengeperst gas doorheen dit watervast droogmiddel wordt gestuurd dat rechtstreeks afkomstig is van de voornoemde toevoer (2) van samengeperst gas en waarbij de regeneratie gebeurt door middel van de in het gas aanwezige compressiewarmte.

13. Werkwijze volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat voor het regenereren van de tweede laag (36) droogmiddel een gedeelte van het samengeperst gas doorheen deze tweede laag (36) droogmiddel wordt gestuurd dat afkomstig is van de uitgang van het drogend drukvat (33 of 34) .

14. Werkwijze volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde gedeelte samengeperst gas dat afkomstig is van de uitgang (39 of 40) van het drogend drukvat (33 of 34) wordt verhit alvorens het doorheen de tweede laag (36) droogmiddel in het regenererend drukvat (34 of 33) wordt geleid.

15. Werkwijze volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde gedeelte samengeperst gas dat afkomstig is van de uitgang (39 of 40) van het drogend drukvat (33 of 34) wordt geëxpandeerd alvorens het doorheen de tweede laag (36) droogmiddel in het regenererend drukvat (34 of 33) wordt geleid.

16. Werkwijze volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat de duur van de regeneratiefase wordt bepaald door een besturingssysteem dat verbonden is met afsluitbare kleppen (13 tot 16; 21 tot 25; 30 en 43 tot 46) voor het sturen van de toevoer van samengeperst gas doorheen de drukvaten (33 en 34).

17. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 9 tot 16, daardoor gekenmerkt dat bij het overstijgen van een bepaalde temperatuurwaarde in het regenererend drukvat (33 of 34), de regeneratiefase wordt beëindigd.