CN103100285A - 模块式集成化压缩空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块式集成化压缩空气净化装置，旨在提供一种结构更加紧凑、空间暂用率小、安装与维护工作更加方便、能耗比较小的模块式集成化压缩空气净化装置。该所述模块式集成化压缩空气净化装置包括干燥器（1）、设置在所述干燥器（1）侧壁上的油水分离器（2）、高效过滤器（3）、粉尘过滤器（4），从上游空压机输出未净化的压缩空气依次经过所述油水分离器（2）、所述高效过滤器（3）、所述干燥器（1）和所述粉尘过滤器（4）的处理后输送给下游用气设备。本发明可广泛应用于压缩空气净化领域。

Description

模块式集成化压缩空气净化装置

技术领域

本发明涉及一种模块式集成化压缩空气净化装置。

背景技术

压缩空气是一种广泛应用于工业各个领域的重要动力。所有压缩空气系统中的空气都来自大气，这些空气中含有大量的尘埃、水蒸汽以及未充分燃烧的碳氢化合物和细菌，空气压缩机的润滑系统还会产生磨损粒子和油等污染物。压缩空气中的尘埃、油和水混合在一起形成了一种极其有害的腐蚀性油泥，会快速磨损气动设备、堵塞阀门、腐蚀管路，从而造成：空气泄漏、增加能耗、生产停滞、降低生产效率、产品报废、制造成本和维护成本增加、工具和设备损坏、健康和安全受威胁以及工作环境受影响。因此，许多厂家针对这一问题进行了研发，并设计出压缩空气的净化装置，目前，现有的净化装置中设备部件的主要结构为双塔式结构，腔体间采用管路连接，同时油水分离器和高效过滤器往往作为单独机构也通过管路与干燥器相连，塔体采用焊接结构，这样就存在着以下缺陷：（1）传统的空气干燥器的腔体材料为钢材，并采用焊接形式，笨重庞大；（2）空气干燥器需要2个用压缩空气驱动的蝶阀或气缸作为进气控制阀，需要2个用压缩空气驱动的蝶阀或2个分立的单向阀作为出气控制阀，需要2个用压缩空气驱动的蝶阀作为排放控制阀，结构复杂，阀门数量多，故障点多，且蝶阀容易泄漏；（3）采用双塔式结构，连接管路长，压力损失大，能耗高，占用空间大，不宜在空间有限的场合下使用；（4）传统净化装置的塔体为一密封罐体，不便于维护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构更加紧凑、空间暂用率小、安装与维护工作更加方便、能耗比较小的模块式集成化压缩空气净化装置。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括干燥器、设置在所述干燥器侧壁上的油水分离器、高效过滤器、粉尘过滤器，从上游空压机输出未净化的压缩空气依次经过所述油水分离器、所述高效过滤器、所述干燥器和所述粉尘过滤器的处理后输送给下游用气设备。

所述干燥器为并联双腔式模块结构，所述高效过滤器通过进气梭阀分别与所述干燥器的腔室Ⅰ和腔室Ⅱ相连通，所述腔室Ⅰ和所述腔室Ⅱ均通过出气梭阀与所述粉尘过滤器相连通。

所述模块式集成化压缩空气净化装置还包括再生节流阀，所述再生节流阀与所述腔室Ⅰ和所述腔室Ⅱ相连通。

所述模块式集成化压缩空气净化装置还包括设置在所述干燥器的外壁上的电气控制装置以及与所述电气控制装置电连接的排放电磁阀Ⅰ、排放电磁阀Ⅱ、排放电磁阀III、排放电磁阀Ⅳ、快速增压阀，所述排放电磁阀Ⅰ与所述腔室Ⅰ相连通，所述排放电磁阀Ⅱ与所述腔室Ⅱ相连通，所述排放电磁阀III与所述油水分离器相连通，所述排放电磁阀Ⅳ与所述高效过滤器相连通，所述快速增压阀与所述腔室Ⅰ和所述腔室Ⅱ相连通。

本发明的有益效果是：由于本发明包括干燥器、设置在所述干燥器侧壁上的油水分离器、高效过滤器、粉尘过滤器，从上游空压机输出未净化的压缩空气依次经过所述油水分离器、所述高效过滤器、所述干燥器和所述粉尘过滤器的处理后输送给下游用气设备，在所述干燥器入口端集成所述油水分离器和所述高效过滤器，在出口端集成所述粉尘过滤器，三种过滤器与所述干燥器紧密相连，合为一体，结构紧凑合理，节约管路，降低了压力损失，所以本发明结构更加紧凑、空间暂用率小、安装与维护工作更加方便、能耗比较小。

由于所述干燥器为并联双腔式模块结构，所述高效过滤器通过进气梭阀分别与所述干燥器的腔室Ⅰ和腔室Ⅱ相连通，所述腔室Ⅰ和所述腔室Ⅱ均通过出气梭阀与所述粉尘过滤器相连通，所述模块式集成化压缩空气净化装置还包括再生节流阀，所述再生节流阀的两端分别连通所述腔室Ⅰ和所述腔室Ⅱ，所述模块式集成化压缩空气净化装置还包括设置在所述干燥器的外壁上的电气控制装置以及与所述电气控制装置电连接的排放电磁阀Ⅰ、排放电磁阀Ⅱ、排放电磁阀III、排放电磁阀Ⅳ、快速增压阀，所述排放电磁阀Ⅰ与所述腔室Ⅰ相连通，所述排放电磁阀Ⅱ与所述腔室Ⅱ相连通，所述排放电磁阀III与所述油水分离器相连通，所述排放电磁阀Ⅳ与所述高效过滤器相连通，所述快速增压阀Ⅴ的两端分别连通所述腔室Ⅰ和所述腔室Ⅱ，与现有技术相比，所述干燥器采用一对并联的双腔室模块，即每个模块包括两个腔室，两腔室合为一体，两个模块之间采用端盖密封连接，这样与双塔式相比，当压缩空气额定处理量相同的情况下，一个并联的双腔室模块不仅使得整机高度减半，而且拆卸方便，同时避免了双塔间的管路连接，节约安装空间，方便维护，而采用一个所述进气梭阀作为进气控制阀、一个所述出气梭阀作为出气控制阀、两个电磁阀作为排放控制阀，结构简单、减少了阀门数量，且梭阀没有泄漏，阀门结构简单且可靠性高、维修和更换也非常方便，从而避免了传统干燥器中的进排气阀为一整体活塞结构，结构复杂、故障率高且维修不便的缺点，。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的管路系统连接原理图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明所述模块式集成化压缩空气净化装置包括干燥器1、设置在所述干燥器1侧壁上的油水分离器2、高效过滤器3、粉尘过滤器4、电气控制装置8以及与所述电气控制装置8电连接的排放电磁阀Ⅰ21、排放电磁阀Ⅱ22、排放电磁阀III23、排放电磁阀Ⅳ24、快速增压阀25，从上游空压机输出未净化的压缩空气依次经过所述油水分离器2、所述高效过滤器3、所述干燥器1和所述粉尘过滤器4的处理后输送给下游用气设备，所述干燥器1包括并联双腔式模块结构、与所述并联双腔式模块结构两端连通的进气阀组件和出气阀组件，所述进气阀组件包括一单球的进气梭阀5，所述出气阀组件包括一双球的出气梭阀6，所述高效过滤器3通过所述进气梭阀5分别与所述干燥器1的腔室Ⅰ10和腔室Ⅱ11相连通，所述腔室Ⅰ10和所述腔室Ⅱ11均通过所述出气梭阀6与所述粉尘过滤器4相连通，所述模块式集成化压缩空气净化装置还包括再生节流阀7和单向节流阀9，所述再生节流阀7的两端分别连通所述腔室Ⅰ10和所述腔室Ⅱ11，所述单向节流阀9设置在所述出气梭阀6与所述粉尘过滤器4连接的管道上，所述排放电磁阀Ⅰ21与所述腔室10相连通，所述排放电磁阀Ⅱ22与所述腔室Ⅱ11相连通，所述排放电磁阀III23与所述油水分离器2相连通，所述排放电磁阀Ⅳ24与所述高效过滤器3相连通，所述快速增压阀25的两端分别连通所述腔室Ⅰ10和所述腔室Ⅱ11  ，另外，所述模块式集成化压缩空气净化装置还包括分别与所述排放电磁阀Ⅰ21、所述排放电磁阀Ⅱ22、所述排放电磁阀III23、所述排放电磁阀Ⅳ24相接触的且与所述电气控制装置8电连接的四个PTC加热器，所述电气控制装置8控制电磁阀I21和电磁阀II22的通断电，实现进气梭阀5的切换；控制所述排放电磁阀III23、所述排放电磁阀Ⅳ24分别对所述油水分离器2、所述高效过滤器3进行排污；对所述PTC加热器进行加热。

本发明工作原理为：。

吸附过程

潮湿的压缩空气通过所述油水分离器2进行气/液分离和所述高效过滤器3进行过滤后，经进所述进气梭阀5进入所述腔室Ⅰ10，空气流经其中的吸附剂时，吸附剂的特殊结构吸附压缩空气中的水分，压缩空气得以干燥。绝大部分干燥后空气经排气单向阀进入所述粉尘过滤器4进行粉尘过滤后送到下游，少量干燥的空气通过所述再生节流阀7对所述腔室Ⅱ11吸附剂进行解析/再生。

 解析/再生过程

当所述腔室Ⅰ10在进行吸附过程时，所述腔室Ⅱ11同时在进行解析/再生过程，解析/再生开始时，所述排放电磁阀Ⅱ22通电打开，所述腔室Ⅱ11通过排放电磁阀Ⅱ22和排放消声器32释放压力，少量的经所述腔室Ⅰ10干燥后的空气通过所述再生节流阀7对所述腔室Ⅱ11内的吸附剂进行解析，携带吸附剂内残余的水分从所述排放电磁阀Ⅱ22和所述排放消声器32排出，所述腔室Ⅱ11腔体内的吸附剂得以再生，恢复吸附能力。

 充压过程

当再生腔转换为吸附腔前12S，所述排放电磁阀Ⅱ22提前关闭，通过所述再生节流阀7和所述快速增压阀25向再生腔充压，使腔室I10与腔室II11压力相等，确保向下游稳定供气，不产生脉冲。

切换原理

当充压过程结束时，所述腔室Ⅰ10、所述腔室Ⅱ11两腔室压力相等，所述快速增压阀25关闭，此时所述排放电磁阀Ⅰ21通电，所述腔室Ⅰ10压力瞬间减小，所述进气梭阀5中小球在压差作用下运动到左侧，压缩空气进入所述腔室Ⅱ11，完成进气切换，进入下半个运行周期。

 循环控制

所述腔室Ⅰ10、所述腔室Ⅱ11两腔的吸附、解析/再生过程是循环进行的，除充压阶段，在工作中的任何时候，其中一腔处于吸附状态，而另一腔则处于解析/再生状态，以保证系统的连续运行。

所述腔室Ⅰ10、所述腔室Ⅱ11两腔的工作状态周期性进行切换，所述干燥器1两腔体吸附、解析/再生的标准循环周期为2分钟，即每1分钟阀门切换一次，循环进行吸附、解析/再生的过程是由所述电气控制装置8输出的控制信号来控制所述排放电磁阀Ⅰ21和所述排放电磁阀Ⅱ22，通过瞬间形成的压差控制所述进气梭阀5的小球位置，完成进气切换。

所述电气控制装置8提供一个与空压机启、停状态相关联的控制接口，这个接口要求连接一个无源接点，当空压机泵风时，该接点为闭合状态，干燥器按标准运行周期循环运行。当空压机停止泵风时，无源接点断开，控制器中断记时，停止循环并关闭排放阀。空压机重新启动后，控制器将在原来停止的记时时刻恢复记时，继续循环运行（状态记忆功能）。

通过上述结构，在标况下运行时，出口压缩空气质量可以达到如下等级：⑴ 压缩空气固体粒子等级符合ISO 8573-1：2001（E）中表2规定的2级；⑵ 压缩空气含水率等级应符合ISO 8573-1：2001（E）中表3规定的2级；⑶ 压缩空气含油量等级应符合ISO 8573-1：2001（E）中表5规定的2级。其中固体粒子等级与含油量等级均高出TB/T 3183 — 2007《机车、动车用吸附式压缩空气干燥器》中规定的压缩空气质量一个等级（TB/T 3183 — 2007《机车、动车用吸附式压缩空气干燥器》中规定干燥器出口压缩空气固体粒子等级符合ISO 8573-1：2001（E）中表2规定的3级，压缩空气含油量等级应符合ISO 8573-1：2001（E）中表5规定的3级），所以本发明能够更有效地防止机车压缩空气管路、气动元件和气动设备的锈蚀、堵塞失灵等故障发生，能够明显有效地延长气动元件和气动设备的检修周期和使用寿命，提高机车运行和检修效率，同时降低机车维护成本。

本发明可广泛应用于压缩空气净化领域。

Claims (4)

1.一种模块式集成化压缩空气净化装置，其特征在于：所述模块式集成化压缩空气净化装置包括干燥器（1）、设置在所述干燥器（1）侧壁上的油水分离器（2）、高效过滤器（3）、粉尘过滤器（4），从上游空压机输出未净化的压缩空气依次经过所述油水分离器（2）、所述高效过滤器（3）、所述干燥器（1）和所述粉尘过滤器（4）的处理后输送给下游用气设备。

2.根据权利要求1所述的模块式集成化压缩空气净化装置，其特征在于：所述干燥器（1）为并联双腔式模块结构，所述高效过滤器（3）通过进气梭阀（5）分别与所述干燥器（1）的腔室Ⅰ（10）和腔室Ⅱ（11）相连通，所述腔室Ⅰ（10）和所述腔室Ⅱ（11）均通过出气梭阀（6）与所述粉尘过滤器（4）相连通。

3.根据权利要求2所述的模块式集成化压缩空气净化装置，其特征在于：所述模块式集成化压缩空气净化装置还包括再生节流阀（7），所述再生节流阀（7）与所述腔室Ⅰ（10）和所述腔室Ⅱ（11）相连通。

4.根据权利要求2所述的模块式集成化压缩空气净化装置，其特征在于：所述模块式集成化压缩空气净化装置还包括设置在所述干燥器（1）的外壁上的电气控制装置（8）以及与所述电气控制装置（8）电连接的排放电磁阀Ⅰ（21）、排放电磁阀Ⅱ（22）、排放电磁阀III（23）、排放电磁阀Ⅳ（24）、快速增压阀（25），所述排放电磁阀Ⅰ（21）与所述腔室（10）相连通，所述排放电磁阀Ⅱ（22）与所述腔室Ⅱ（11）相连通，所述排放电磁阀III（23）与所述油水分离器（2）相连通，所述排放电磁阀Ⅳ（24）与所述高效过滤器（3）相连通，所述快速增压阀（25）与所述腔室Ⅰ（10）和所述腔室Ⅱ（11）相连通。

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