CN100553743C - 气体干燥净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压的压缩气体的干燥净化装置，其特征在于：a.上板(1)和下板(12)之间连接一组连接杆(8)、(9)、(10)，使上下板和两气体干燥塔(A)、(B)连为一体；b.上板上设有两个二位三通阀(2)；c.下板内部设有与两气体干燥塔相通的通道，以及内嵌式单向阀(13)；d.前置过滤器(7)、精密过滤器(6)和末端过滤器(16)等分别连接在对应的支撑板(5)上，支撑板上设有轴套(4)及螺钉与相应的连接杆固定。本发明有如下优点：上下板将两个气体干燥塔夹在中间的结构，上板上采用两个电磁先导式高压二位三通阀，下板中设置了4只内嵌式单向阀，使得本发明整体结构简单，零部件集成度高，互换性强，故障率低，利于维护，使用可靠、紧凑、美观。

Description

气体干燥净化装置

技术领域：

本发明涉及高压的压缩气体的干燥净化装置。

背景技术

在高技术领域中，对压缩空气的质量有极严格的规定。压缩空气的干燥净化工艺在气源净化流程中起着极为重要的主导作用。压缩空气中水分含量不仅影响管道、阀门、仪表及各种执行机构的正常工作寿命，而且直接影响了最终产品的内在质量。特别是一些对即使是微量水分的存在都十分敏感的部门。吸附干燥成了制备极低露点压缩空气的主要技术，吸附干燥器也因此而发展成压缩空气深度除水的最主要的装备。按GB/T13277-91《一般用压缩空气质量等级》(等效采用IS08573第II部分)，压缩空气含水量等级共分6级，其中1～3级的压力露点均在-20℃以下，必须使用吸附干燥器才能达到。国内现有的吸附式干燥器一般采用双塔式，将双塔和各种附件都设置在一个框架中，一塔进行吸附，另一塔进行解吸。双塔结构干燥器运行还采用5只低压电磁阀和5只气动执行器、5只高压球阀在可编程控制器控制下受控运行无热再生吸附式干燥器。上述吸附式干燥器的各种管路都暴露在外，因此，它存在着体积庞大、结构复杂凌乱、可靠性较低、使用不便的缺点。针对上述问题进行广泛的检索，尚未发现对此问题的相关解决方案。

发明内容

本发明的目的就是提供一种气体干燥净化装置，以克服已有技术中存在的吸附式干燥器的各种管路都暴露在、外体积庞大、结构复杂凌乱、可靠性较低、使用不便的缺点。

本发明采用的技术方案是：

一种气体干燥净化装置，它由两个气体干燥塔和相连接的各种附件组成，其特征在于：

a.设置一个上板和一个下板，上、下板之间还连接一组连接杆，它使上下板和两气体干燥塔连为一体；

b.上板内部设有与两气体干燥塔、以及与相应附件对应连接的通道，上板上设有两个电磁先导式高压二位三通阀与相应的通道联通；

c.下板内部设有与两气体干燥塔、以及与相应附件对应连接的通道，在相应的通道中分别设置有内嵌式单向阀；

d.各种相应的附件连接固定于对应的连接杆上，各种附件通过管道分别与对应的上、下板中设置的通道相连通。

相应附件与连接杆的连接方式为：相应附件，主要是前置过滤器、精密过滤器和末端过滤器，分别连接在对应的支撑板上，每个支撑板上设有轴套与相应的连接杆配合，轴套上设有可以将轴套固定在连接杆上的紧定螺钉，以便在调节好附件的位置后再将其固定。

另外在所述的下板下边连接有安装板，以便将本发明与压缩机等设备连接；上板上连接有两只电磁先导式高压二位三通阀分别与上板中设置的通道相连通，该电磁先导式高压二位三通阀是本申请人申请的另一项专利。上板上还连接两个气压表。

本发明与现有技术相比有如下优点：由于采用上下板，将两个气体干燥塔夹在中间的结构，上板上采用两个电磁先导式高压二位三通阀代替原有的5只电磁阀、5只气动执行器、5只高压球阀的作用，下板中设置了4只内嵌式单向阀，使得本发明整体结构简单，零部件集成度高，体积小，使用方便，互换性强，故障率低，利于维护，并缩小了整机的体积，使之可靠、紧凑、美观。

附图说明：

图1是本发明提供的气体干燥净化装置(为了描述清楚、方便，先去掉气体干燥塔)的主视图；

图2是本发明提供的气体干燥净化装置(加上两个气体干燥塔)的主视图；

图3是图2的右视图；

图4是图2的左视图；

图5是图2的B-B剖视图；

图6是图2的C-C剖视图；

图7是本发明提供的气体干燥净化装置的系统原理图；

图8是本发明所采用的电磁先导式高压二位三通阀的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

一、如图1所示，本发明提供的气体干燥净化装置首先包括上板1和下板12，在上、下板的四角以及中心位置设置五根连接杆8、10，其位置如图6中的螺孔12d、12f所示，每个连接杆和上板1、下板12的连接方式采用螺纹、螺帽连接，如图1中的螺帽8a所示。如图1所示，在上、下板之间还连接一根气管9将上、下板中相应的通道联通，其位置如图6中的连接孔9a所示。

如图1、图4所示，在左边的连接杆8上设置两个套管4，每个套管4上焊接一个支撑板5，上面的支撑板5上连接精密过滤器6、下面的支撑板上连接前置过滤器7，两个过滤器用管道相连，精密过滤器6用管道3与上板1相连。

如图1、图3所示，在右边的连接杆10上也设有与左边相同的套管和焊接的支撑板，上面的支撑板上连接末端过滤器16，末端过滤器16用管道17与上板1相连，并通过管道与排气柱14a和压力保持阀连接。压力保持阀15通过管道与排气柱14b连接，排气柱14b固定在下板上。

上述各种过滤器、压力保持阀以及没有在图1中表示出来的零部件，它们都是气体干燥净化装置所必须的附件，这些附件及其所起的作用和原有的气体干燥净化装置中的附件是相同的。

二、如图1所示，本发明提供的气体干燥净化装置还包括上板1连接的两个电磁先导式高压二位三通阀2、以及下板12上连接的安装板11，安装板11与下板12用螺帽8a连接，安装板11的背面设有两对安装孔11a，以便与压缩机等设备连接。安装板11的侧面为三角形，如图3、图4所示。

上板1中连接两个电磁先导式高压二位三通阀2、它也是本申请人申请的另一项与本发明相关的专利，如图8所示，其主要特征结构为：

a.阀体2上设有进气口(208)以及左右的通道、阀体2上还设有电磁阀(2a)，电磁阀芯(202)中设有轴向孔和相通的径向孔，

b.阀体2中设置一滑动密封配合的变径阀芯(201)，以及一个弹性顶杆(207)，在它们之间的密封锥孔空腔内设有一个可以活动的钢球(205)，它可以在阀芯(201)或弹性顶杆(207)的作用下分别和对应的锥孔形成密封配合。

c.阀芯(201)左端的截面积大于顶杆(207)所配合锥孔的截面积。

根据以上结构，可以看出其工作过程如下：

A：如图8所示的是电磁阀(2a)处于失电状态，由进气口(208)进入的高压空气(35Mpa以上)同时进入阀芯(201)和顶杆(207)的两侧，由于它们的面积差，高压空气推动阀芯(201)、钢球(205)将顶杆(207)所在的锥孔封闭，此时与气体干燥塔相连的通道(204)与排空通道(203)联通。

B：反之，当电磁阀(2a)处于得电状态，电磁阀芯(202)向下伸出，电磁阀芯(202)的柱面将进气通道(208)封闭，将左阀室(209)、电磁阀孔与排气通道(203)联通，即与大气联通，此时钢球(205)在高压气体及弹性顶杆的推动下向左移动，将左边的锥孔封闭，此时形成了进气通道(206)与干燥塔通道(204)联通。

由以上描述可以得知，本发明采用的电磁先导式高压二位三通阀的本质是利用阀芯两端的压力差来推动钢球开启或关闭相应的通道，而阀芯两端的压力差的方向是由电磁阀芯来控制的。

三、如图3、图4所示，上板1和下板12上还分别连接附件中的消音器20，以及节流减压调节阀21和再生气体压力表22等部件。

四、两气体干燥塔18、19连接在上下板1、12之间的状况如图2所示，每个气体干燥塔的上下端分别与上、下板密封连接，并且气体干燥塔的空腔分别对应与上下板中的通道联通，具体情况如图5所示：气体干燥塔18的两端都设有端盖18a，它通过螺钉18b、12b分别连接于上板1和下板12上，气体干燥塔内的两端分别设有滤网18c与上、下板中相应的通道联通，气体干燥塔内腔中充满分子筛18d，下板12中还设置有可将滤网固定的换料螺纹堵头12a，以便在使用一段时间后，卸掉滤网、更换塔内分子筛。

五、下板12中设置有4只单体内嵌式单向阀13，具体情况如图6所示：每个单向阀结构均相同，它们分别由螺旋堵头、弹簧和钢球组成。在下板12的四角及中间设置有连接孔12d、12f与连接杆配合，下板12中部两侧分别设有与气体干燥塔18、19相通的孔12g，孔12g的周围设有气体干燥塔与下板的固定孔12e。上下侧的内嵌式单向阀分别对应与通道12c、12h相通。

六、本发明按吸附和解吸流程使用2只独创的电磁先导式高压二位三通阀，就可用PLC受控运行无热(微热)再生式吸附干燥器。本发明集成式上板和下板，全部采用了3Cr13材料制造。该干燥塔由塔体和上、下端盖3个零件组成。上、下端盖由42CrMO材料加工制造，由于要求塔体能承受40MPa压力，塔体用42CrMO无缝钢管加工制造，而上、下端盖处又不能有丝毫泄漏，故该3只零件加工配合精度要求很高，要求累积误差＜0.02mm。我们研制的吸附塔和国内同类产品比较，结构简洁，外型美观。

七，本发明的工作过程：

如图7所示是本发明的系统原理图，干燥装置中A(18)、B(19)两塔分别在吸附-卸压-再生-充压-吸附循环下工作，工作周期为15min。

a.吸附(A塔吸附)和再生(B塔再生)

安装在上板1中的电磁先导式高压二位三通阀MA得电，待干燥的压缩空气P通过前置过滤器7和精密过滤器6，气体中的液态水、固体杂质及油雾粒子被分离下来。经过过滤后的气体，通过二位三通阀MA和集成上板由上向下流过A塔，气体中的水蒸气被塔中的分子筛吸附，干燥后的气体通过集成下板12中的单向阀13a流向末端过滤器16，分子筛磨损后的细微粉尘在末端过滤器中被滤除，干燥洁净的气体A通过压力保持阀21进入后续系统。

再生(B塔再生)：

在A塔进入吸附状态时，B塔同时进行吸附剂(分子筛)的再生。再生气来自干燥之后的气体。干燥气体通过节流减压调节阀和节流小孔进入集成下板12中的单向阀13d由下向上流过B塔，对分子筛(吸附剂)脱附后再通过二位三通阀MB和消声器20排入大气。

b.充压：(B塔充压)

B塔再生结束时，电磁阀MB得电，从气源来的气体通过二位三通阀MB和集成上板由上向下对B塔充气。此时二位三通阀MA仍处在得电状态，由于B塔再生结束时，塔内压力等同大气压，因此A塔的高压气体亦向B塔放气，A塔压力随之降低，B塔的压力很快升高，当B塔和A塔压力相等时，充压结束。随即电磁阀MA失电。A塔中的高压气体通过二位三通阀MA和消声器20排入大气，A塔卸压直至等同大气压力。

该过程结束时，两塔切换，转入新一轮吸附(B塔吸附)再生(A塔再生)过程，其过程同a所述，只是A塔和B塔过程互换。

Claims (6)

1、一种气体干燥净化装置，它由两个气体干燥塔和相连接的各种附件组成，其特征在于：

a.设置一个上板和一个下板，上、下板之间连接一组连接杆，它使上、下板和两气体干燥塔连为一体；

b.上板内部设有与两气体干燥塔、以及与相应附件对应连接的通道，上板上设有两个电磁先导式高压二位三通阀与相应的通道联通；

c.下板内部设有与两气体干燥塔、以及与相应附件对应连接的通道，在相应的通道中分别设置有内嵌式单向阀；

d.各种相应的附件固定于对应的连接杆上，各种附件通过管道分别与对应的上、下板中设置的通道相连通。

2、根据权利要求1所述的气体干燥净化装置，其特征在于所述的下板中连接有安装板。

3、根据权利要求1所述的气体干燥净化装置，其特征在于连接杆上设置有一组支撑板，每个支撑板上设有轴套与相应的连接杆配合，轴套上设有可以将轴套固定在连接杆上的紧定螺钉，每个支撑板分别连接对应的附件。

4、根据权利要求3所述的气体干燥净化装置，其特征在于每个支撑板分别连接对应的附件分别是前置过滤器、精密过滤器和末端过滤器。

5、根据权利要求1所述的气体干燥净化装置，其特征在于上板上还连接两个气压表。

6、根据权利要求1所述的气体干燥净化装置，其特征在于上板上连接有两只电磁先导式高压二位三通阀分别与上板中设置的通道相连通。

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