CN100556508C - 气体干燥装置 - Google Patents

Abstract

一种气体干燥装置，该装置包括：除湿式干燥机(2)，这种干燥器(2)利用具有干燥区(5)和再生区(6)的压力箱(4)，该压力箱(4)具有交替地引导通过干燥区(5)和再生区(6)的吸附和/或吸收介质(7)；初级回路(8)，其中，包括上述除湿式干燥机(2)，该初级回路(8)使有可能将待干燥的气体引导通过除湿式干燥机(2)的干燥区(5)；次级回路(9)，该回路(9)使有可能将待干燥气体的一部分引导通过除湿式干燥机(2)的再生区(6)，并在那里吸收水分，其特征在于，该装置还包含在初级回路(8)中上述除湿式干燥机(2)的上游接入的冷却干燥器(1)。

Description

气体干燥装置

技术领域

本发明涉及一种用于干燥气体，特别是用于干燥压缩气体的装置。

特别是本发明涉及一种用于干燥气体的装置，该装置包含叫做除湿式干燥机的器具，该除湿式干燥机利用具有干燥区和再生区的压力箱，该箱装有吸附和/或吸收介质，该介质交替地引导通过干燥区和再生区。

背景技术

这种装置已知的问题是，例如在热带出现极端环境的条件下，气体总是不被充分地干燥用于全部所需用途。

在高温和高湿情况下，的确超出了这种除湿式干燥机的再生能力。

除除湿式干燥机之外，冷却干燥器也广为人知，但在热带环境下的冷却干燥不是效率低，就是导致不希望有的高能消耗。

发明内容

为了使这种除湿式干燥机在热带条件下也实用，本发明提供一种气体干燥装置，该气体干燥装置包括：除湿式干燥机，这种型式的干燥器利用具有干燥区和再生区的压力箱，该压力箱具有交替地引导通过干燥区和再生区的吸附和/或吸收介质；初级回路，其中，包括上述除湿式干燥机，该初级回路使得能将待干燥的气体引导通过除湿式干燥机的干燥区；次级回路，该回路使得能将待干燥气体的一部分引导通过除湿式干燥机的再生区并在那里吸收水分，其中，该装置还包含在初级回路中上述除湿式干燥机的上游接入的冷却干燥器，该冷却干燥器包括其主要部分是冷却回路的蒸发器的热交换器，在该冷却回路中，在热交换器的主要部分下游，依次设有压缩机、冷凝器和在冷凝器出口与蒸发器入口之间的节流阀，所述冷却干燥器进一步包括位于所述热交换器的第二部分下游的水分离器。

本发明这种装置的优点是，待干燥的气体可被强烈地冷却，并在引导通过除湿式干燥机之前被部分干燥，其结果是，除湿式干燥机被减压，并且可高效地起作用，且在极潮湿和湿润条件下不饱和。

本发明的装置可在任何时间提供干燥的气体，该气体满足最高要求，并且具有可接受的能量消耗。

附图说明

为了更好地说明本发明的特性，下面参照附图给出本发明的气体干燥装置的优选实施例，该实施例仅作为示例，而无论如何不是限制性的，其中：

图1示意性地表示本发明的气体干燥装置；

图2和3各表示曲线图，示出本发明装置的工作状况。

具体实施方式

如图1所示，气体干燥装置主要包括冷却干燥器1、除湿式干燥机2以及在这个实施例中还有压缩机部分3。

除湿式干燥机2是利用压力箱4型式的，该压力箱4具有干燥区5和再生区6、内有交替地引导通过干燥区5和再生区6的吸附和/或吸收介质7。

此外，该装置还包括包含具有部分8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G、8H、8I、8J及8K的管的初级回路8，上述冷却干燥器1、除湿式干燥机2和上述压缩机部分3接入在该初级回路8中，该初级回路8使有可能将待干燥的气体首先压缩，然后在冷却干燥器1中至少部分地干燥，并随后引导通过除湿式干燥机2的干燥区5以被进一步干燥。

该装置还包括次级回路9，该次级回路9作为压缩机部分2中的分支10，使有可能将待干燥的气体的一部分引导通过除湿式干燥机2的再生区6并在那里从吸附和吸收介质7中吸收水分。

除湿式干燥机2具有主要包括圆柱形干燥元件的旋转器11，该干燥元件由上述吸附和吸收介质7形成。

旋转器11借助于可能装有传动装置的电动机12，以例如每小时七转的低速转动。

除湿式干燥机2具有与干燥区5的入口和出口分别相邻的湿空间13和干空间14。

旋转器11在靠近其轴向端的部分，例如用护板15和16被保护，使得在除湿式干燥机2中紧挨着湿空间13和干空间14形成再生区6。旋转器11的其余部分然后形成干燥区5。在由护板16限定的空间中设有冷却器17，例如空气冷却器或液体冷却器和用于水分的排放管18。

在除湿式干燥机2中，特别是在旋转器11内部中心设有混合装置19，该混合装置19例如是比利时专利No.1,005,764中所述的型式，主要由喷管20、混合管21及吸入口22形成。

在这个实施例中，在干燥区5的入口设有液体分离器23。在底部箱4还设有用于水分的排放管18。

在干区14，压力箱4设有至初级回路8的连接部，该初级回路8经过阀24引向更远下游装置的排放管25。

在除湿式干燥机2的上游，特别是在初级回路8中首先设置阀26，并在更远上游设置本发明的上述冷却干燥器1。

此外，在冷却干燥器1与阀26之间初级回路8的部分8H直接连接到排放管25上，而且要经过阀27。

如已知的那样，冷却干燥器1主要包括热交换器28，该热交换器28的主要部分形成冷却回路30的蒸发器29，该冷却回路30填充有冷却剂，例如氟利昂404a，该冷却剂的流动方向用箭头C表示。

在冷却回路30中，在热交换器28的下游依次设置液体分离器31、压缩机32、止回阀33、带有风扇35的冷凝器34、冷却剂过滤器/干燥器36以及可调节恒温节流阀37。

上述可调节恒温节流阀37还连接到在冷却回路30中、相对于蒸发器29下游的连接点上。在液体分离器31的下游测量用作控制信号的温度信号。

在过滤器/干燥器36的上游，可设置连接到控制单元39的压力/断路开关38。在给定的实施例中，靠近上述压力/断路开关38设有同样连接到控制单元39的温度测量点40。

冷却回路30在冷凝器34的上游仍要经过断流阀41和旁通阀42连接到上述液体分离器31上游的冷却回路30的一部分上，或者换句话说，连接到蒸发器回路上。

断流阀41电气连接到控制单元39上。此外，控制单元39连接到测量点43上，该测量点43探测在预冷却器53与热交换器28之间待干燥气体的温度。

通过热交换器28的第二部分沿着箭头G所示的流动方向流动待干燥的气体。在热交换器28的下游设置测量待干燥气体温度的测量点44，并且在更远下游设置带有电子排水阀46的水分离器45，该测量点44和电子排水阀46都电气连接到控制单元39上。

最后，控制单元39一方面同样连接到在此情况为气冷式的冷凝器34的风扇35上，并且另一方面也连接到压缩机32上。

在热交换器28第二部分的上游，在初级回路8中，设有上述压缩机部分3，该压缩机部分3包括：带有入口48的过滤器47；接着是可调节进给阀49；由第一压缩机元件50、中间冷却器51和第二压缩机元件52组成的双级压缩机。

在双级压缩机的更远下游，初级回路8继续有管部分8C，该管部分8C在分支10之后的管部分8D中改变，该分支10将待干燥的气体输送到预冷却器53。

此外，在这个实施例中，中间冷却器51和预冷却器53已结合一起，并且两者设有一个共用风扇54。

在分支10与压力箱4之间设有止回阀55。

如上所述，气体干燥装置的工作简单，其过程如下。

待干燥的气体，例如空气经过入口48被吸入，再引导通过过滤器47。

第一压缩机元件50增大气体压力，此后气体在中间冷却器51中冷却，并在此后，气体压力在压缩机元件52中进一步增大。

在分支10，待干燥气体的一部分被带走到次级回路9，而待干燥气体的主要部分在初级回路8中被进一步引导通过预冷却器53。

在初级回路8的更远下游，待干燥的气体在冷却干燥器1的热交换器28中、例如在空气的情况下被冷却到预冷却器53的启动温度以下大约30℃的温度。水分的部分在带有电子排水阀46的水分离器45中与空气分离。

然后，待干燥的气体在初级回路8的更远下游被输送到阀26和27，该阀26和27分别给出除湿式干燥机2、排放管25的通路。

在阀27关闭和阀26敞开的情况下，待干燥的气体被引导到除湿式干燥机2中，其中，待干燥的气体被向下引导通过混合装置19的混合管21。

在液体分离器23中，水分的第一部分与待干燥的气体分离，并且这种水分经排放管18排出。

待干燥的气流被进一步向上输送通过旋转器11的干燥区5。吸附和/或吸收介质7没有饱和，因为旋转器11连续地或及时至少在固定时刻旋转，使得旋转器11的一部分每次被置于再生区6中。结果，待干燥的气体被进一步干燥，因为在旋转器11的干燥区5中有水分沉积。

待干燥的气体然后被最大程度地干燥，并且经过压力箱4中的干区14和初级回路8和阀24的延续部分，进一步被引导到装置的排放管25。

在分支10中被引导通过次级回路9的待干燥气体的一部分被引导经过在旋转器11再生区6中的止回阀47，在这里气体吸收已经初次由吸附和/或吸收介质7吸收的水分，特别是当旋转器11的这一部分处于干燥区5中时。

这部分的潮湿气体当初次在冷却器17中冷却时被部分干燥，在这里冷凝的水分经过排放管18排出。

然后，这部分气体向上传送到吸入口22，而被吸入到混合装置19中，在这里来自次级回路的这部分气体与来自初级回路8的待干燥气体部分相混合。

显然，次级回路9不必与初级回路8分开，若非可能还包括每次用来干燥变湿的吸附和/或吸收介质7的单独气流。

当然，装置中的许多参数是可调的，例如象电动机12的转速和冷却器17与冷却干燥器1的冷却能力，并且为优化起见可设置测量仪器和控制电路。

另外，还可调节在初级回路的部分8I处喷管20或其上游的待干燥气体的入口温度。

显然，具有上述控制单元39的冷却干燥器1通常为后者入口温度和本发明装置的控制提供多种可能性。

因此，可以调节冷却干燥器1的转速，结果是，即使在热带条件下，也可以节能方式得到具有所需露点的气体或空气。

的确，通过接通调速冷却干燥器1，活动范围显著扩展到较高的环境温度。

优选地，冷却干燥器1仅从这种环境温度开始，例如从35℃的温度起接通，这时除湿式干燥机2已不再能将待干燥的空气干燥到预期的露点。

冷却干燥器1不必立即全负荷工作，而是可考虑到获得预期露点的干燥空气以稳定方式、能量消耗最小来激发。

部分由于温度测量43和44，本发明的装置可以在较大环境温度范围内和以节能方式产生具有预期最大露点的干燥空气或气体。调速冷却干燥器1由此以适当强度来冷却待干燥的空气。

图2和3将举例说明几个要点，其中，图2表示该装置随环境温度OT而变实现的露点dP。

曲线A表示露点随上述装置环境温度而变的过程，但没有激发冷却干燥器1。

曲线B表示露点随上述装置环境温度而变的过程，由此冷却干燥器1完全被激发。

显然，从一定环境温度，如给定曲线中的35℃起，通过适当的激发控制冷却干燥器1可获得预期的露点。

图3表示当如上所述那样控制冷却干燥器1时测量点44的温度T44随着测量点43的温度T33的变化是如何改变的。

通常，在测量点43的温度与环境温度成正比改变，特别地其将位于环境温度以上大约8℃。

的确，测量点44的温度实际上与测量点43的温度相对应，只要不激发冷却干燥器1，或者在给出的示例中高达35℃的环境温度。

当冷却干燥器1有点再被激发时，测量点44的温度便下降。

本发明决不限于作为示例给出和在附图中所示的实施例；相反，在仍然保持在本发明范围内的情况下可以根据几种变型制作这种气体干燥装置。

Claims (8)

1.一种气体干燥装置，该装置包括：除湿式干燥机(2)，该除湿式干燥机(2)使用具有干燥区(5)和再生区(6)的压力箱(4)，该压力箱(4)具有交替地引导通过干燥区(5)和再生区(6)的吸附和/或吸收介质(7)；初级回路，上述除湿式干燥机(2)包括在该初级回路中，该初级回路使得能将待干燥的气体引导通过除湿式干燥机(2)的干燥区(5)；次级回路(9)，该次级回路(9)使得能将待干燥气体的一部分引导通过除湿式干燥机(2)的再生区(6)，并在那里吸收水分，其特征在于，该干燥装置还包含冷却干燥器(1)，该冷却干燥器(1)接入在初级回路(8)中的上述除湿式干燥机(2)的上游，并且包括其主要部分是冷却回路(30)的蒸发器的热交换器(28)，其中在该冷却回路(30)中，在热交换器(28)的主要部分下游，依次设有压缩机(32)、冷凝器(34)和在冷凝器(34)的出口与蒸发器的入口之间的节流阀(37)，所述冷却干燥器进一步包括位于所述热交换器(28)的第二部分下游的水分离器(45)。

2.根据权利要求1所述的气体干燥装置，其特征在于，冷却回路(30)包括具有变速控制的压缩机(32)。

3.根据权利要求1所述的气体干燥装置，其特征在于，除湿式干燥机(2)包括冷却器(17)，该冷却器(17)至少提供对来自次级回路(9)的气体的冷却，由此液体被分离。

4.根据权利要求1所述的气体干燥装置，其特征在于，除湿式干燥机(2)包括混合装置(19)，以将来自次级回路(9)的气体与来自初级回路(8)的气体再次混合。

5.根据权利要求4所述的气体干燥装置，其特征在于，混合装置(19)被结合到除湿式干燥机(2)中。

6.根据权利要求1所述的气体干燥装置，其特征在于，在冷却干燥器(1)的上游设置在初级回路(8)中的热交换器(28)和预冷却器(53)。

7.根据权利要求6所述的气体干燥装置，其特征在于，次级回路(9)在冷却干燥器(1)上游的分支(10)处连接到初级回路(8)上。

8.根据权利要求7所述的气体干燥装置，其特征在于，在上述分支(10)的上游设置有一级或多级的压缩机元件，和一个或数个中间冷却器(51)。

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