CN105944520B - 一种冷干机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷干机，包括热回收器、气水分离器和冷却器，所述热回收器、冷却器由若干板片堆叠而成；所述气水分离器由若干分离板堆叠而成，该气水分离器设置有排水口；所述气水分离器设置在所述热回收器与冷却器之间；所述热回收器、冷却器的外侧分别设置有气体入口和气体出口、冷媒入口和冷媒出口。气水分离器置于热回收器与冷却器之间，使得冷媒流通管路大大缩短，大大提高了换热效率。

Description

一种冷干机

技术领域

本发明涉及一种冷干机。

背景技术

冷干机主要由热回收器、气水分离器和冷却器组成。从压缩机出来的含有水分的高温压缩气体首先在热回收器中被预冷却成中温气体，冷源是来自于经过冷却器冷却成露点温度，并经过气水分离器后的同一干燥低温气体；经过预冷却的中温气体，去往冷却器后被冷媒进一步冷却，使气体的温度降低至露点温度。气体中的水分在此温度下析出，通过气水分离器将气体中冷凝出的水分，油和杂质分离，通过排水器将其排出机外。而干燥的低温气体则进入热回收器，一方面作为冷源来预冷高温气体，同时自身的温度经过与高温气体热交换后升高成次高温干燥气体输出。

申请号201310460951.2的发明专利公开了一种模块化冷干机，湿热气体从端板100的湿热气体进口接管101，预冷器换热板片200的第一角孔201进入由相邻预冷器换热板片200组成的第一预冷器换热通道；由经过蒸发器的低温干燥气体进行预冷却，预冷后的气体经预冷器换热板片200的第二角孔202和蒸发器换热板片300的第三角孔302流入由相邻蒸发器换热板片300组成的蒸发器换热通道；在此区域被制冷剂进一步冷却到露点温度，同时析出水分；气水混合物经蒸发器换热板片300的第四角孔301进入板片405的第五角孔401流入由相邻板片405和丝网500组成的内置气水分离器400；被气水分离器400分离出的水经板片405的第五角孔401和排水接管603排出，同时，析出水分的低温干燥气体经板片405的第六角孔402和蒸发器换热板片300的第七角孔300流入预冷器换热板片200的第八角孔203，最后流入由相邻预冷器换热板片200组成的第二预冷器换热通道，在此区域析出水分的低温干燥气体与刚进入冷干机的湿热气体进行热交换，被加热后经由预冷器换热板片200的第九角孔204和干燥气体出口接管102流出。制冷剂从底板600的制冷剂进口接管601，穿过板片405的第十角孔403和蒸发器换热板片300的第十一角孔303，进入由相邻蒸发器换热板片300组成的第二蒸发器换热通道，在此区域将预冷过的湿热气体冷却到露点温度，蒸发后的制冷剂通过蒸发器换热板片300的第十二角孔304和板片405的第十三角孔404经底板600的制冷剂出口接管602流出。

上述专利具有以下缺陷：(1)气水分离器设置在蒸发器的一端，制冷剂从底板600的制冷剂进口接管601进入，穿过气水分离器后才能进入蒸发器与经过预冷器预冷后的气体进行换热，对气体进行冷却。制冷剂流通管路过长，会造成部分液态制冷剂先期在该处蒸发为气体，换热效率低。(2)被气水分离器400分离出的水经板片405的第五角孔401和排水接管603排出，第五角孔401同时作为经制冷剂冷却后的干燥气体的出孔，液体的流动与气体流动混合，一方面会增加气体的湿度，另一方面，由于液体的液位较高，对气体的流动构成阻碍，气体流动阻力大。(3)蒸发器换热板片300需要开设五孔，其中两孔作为制冷剂流动孔，两孔作为与制冷剂换热的气体的流动孔，还有一孔专门作为气水分离后的干燥气体的流通过道，预冷器板片200也需要开设五孔。常规的板式换热器板片无法用于蒸发器、预冷器板片制作，需要设计专门的板片；由于第五孔的存在，减小了单位换热面积；干燥后的气体重新穿过蒸发器，在该处气体由于经过的通道过长，造成阻力过大。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种冷干机，气水分离器置于热回收器与冷却器之间，使得冷媒流通管路大大缩短，提高换热效率。

本发明提供的冷干机，包括热回收器、气水分离器和冷却器，所述热回收器、冷却器由若干板片堆叠而成；所述气水分离器由若干分离板堆叠而成，该气水分离器设置有排水口，堆叠而成的冷干机被施以钎焊，激光焊或其它密封方式连为一体；所述气水分离器设置在所述热回收器与冷却器之间；所述热回收器、冷却器的外侧分别设置有气体入口和气体出口、冷媒入口和冷媒出口。

本发明的气水分离器设置于热回收器与冷却器之间，冷媒从冷媒入口直接进入冷却器，冷媒流通管路短，提高了换热效率。气水分离器设置了排水口，冷凝水直接从排水口排出，由于液位较低，不存在冷凝水阻碍气体流动的问题。

为避免储液腔中的冷凝水影响到气体流动，同时，避免频繁打开储液腔排水口阀门释放冷凝水，所述分离板的长度大于所述板片的长度，由于堆叠成气水分离器的分离板长度较长，可以在气水分离器下端设计一个大的储液腔，该储液腔可以完全位于气体流通管路的下方，不会干扰气体流通；所述分离板的两端边缘位置具有延伸部，两延伸部成中心对称，这种设计使得切割制作分离板的材料较为节省，在同等长度的情况下，所用材料最省。

由于分离板具有延伸部，优选将排水口设置在最外侧分离板的延伸部。

由于高温潮湿气体在热回收器与干燥气体进行了一次换热，存在部分水蒸气达到较高露点温度的情况，因此，热回收器中会产生冷凝水，为及时将这部分冷凝水排出，避免造成干扰，所述热回收器设置有预排水口，这部分水先期除去，可减小热回收器和冷却器的功率。

优选地，所述热回收器的内侧设置有后盖板，所述预排水口设置在后盖板底部。该后盖板的长度与分离板长度相等，两端边缘位置也具有延伸部，两延伸部成中心对称。

优选地，所述分离板之间的间距大于板片之间的间距，大大降低了制造成本。

优选地，所述气水分离器连接热回收器的一侧设置有前盖板，气水分离器连接冷却器的一侧设置有过渡板，所述排水口设置在过渡板的底部。

优选地，所述气水分离器内部具有空腔，所述空腔内设置有丝网除沫器，通常设计是，分离板上设计有空窗，多块分离板堆叠后形成空腔，达到经过换热冷却的气体经过丝网除沫器后，水留在丝网除沫器上并落入储液腔。

丝网除沫器可以替换为折流板除沫器，即，所述分离板的中部设计成折流板形状，此时，分离板上不再设计空窗结构，而是直接在分离板上设计折流板。

为及时清洗气水分离器，避免堵塞，所述气水分离器上设置有除沫器清洗口。除沫器清洗口优选设置在所述后盖板的上端，也可以将除沫清洗口设置在过渡板的上端。

本发明具有以下有益效果：

(1)当高温潮湿气体经预冷后，部分水汽已凝结成水，如果将这部分水先期除去，可减小热回收器和冷却器的功率，本发明在热回收器部分设计了预排水口。

(2)本发明分离板长度大于板片长度，气水分离器的储液腔位于气体流通管路下方，排液时储液腔中液体不会阻碍气体的流动，气体阻力更小。

(3)由于分离板较长，使得储液腔的容积更大，不必频繁开启排水阀。

(4)当冷媒选用有相变的制冷剂时(此时的冷却器为蒸发器)，制冷剂直接进入蒸发器，制冷剂流通管路短，制冷剂的干度较有长过道孔的要优越，换热效率更高。

(5)本发明可选用常规板式换热器板片组成热回收器和冷却器，单位换热面积较背景技术大，不必专门制作仅用于冷干机的板片。本发明的气体经过冷却器换热后，进入气水分离器进行气水分离，气水分离后的气体回到热回收器换热，与背景技术采用的技术方案不同，背景技术需要在蒸发器换热板片开设过道孔，即第十一角孔303，供气水分离的气体流通进入预冷器换热板片，气体从第十一角孔组成的通道流动过程中不进行热量交换，换热效率低，也增加了制作成本。

(6)气水分离器用分离板片组合而成，一般而言，板片压制较其它加工成本要低，加工效率较高，因此可根据气体的流量方便且低成本定制分离器的厚度。

(7)本发明具有除沫器的清洗口，可以及时清理气水分离器。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明所述分离板结构示意图；

图3为本发明所述折流板结构示意图；

图4为本发明所述折流板波纹剖面图。

图中：1-冷却器；2-气水分离器；3-热回收器；4-除沫器清洗口；5-折流板；6-储液腔；7-延伸部；8-空窗；

110、310-底板；120、130、320、330、340-板片；400-过渡板；500、600-分离板；700-前盖板；800-后盖板；900-除沫器；

101-冷媒入口；102-冷媒出口；103-过渡板孔一；104-排水口；105-过渡板孔二；201-前盖板孔一；202-前盖板孔二；301-气体入口；302-气体出口；303-后盖板孔一；304-后盖板孔二；305-预排水口。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括冷却器1、气水分离器2、热回收器3，气水分离器2安装在冷却器1与热回收器3之间，堆叠而成的冷干机被施以钎焊、激光焊或其它密封方式连为一体。

冷却器1由多块板片(120、130)堆叠而成，板片120的外侧设置有底板110，冷媒入口101、冷媒出口102分别设置在冷却器1的底板110的下、上端。热回收器3也是由多块板片(320、330、340)堆叠而成，板片320的外侧也设置有底板310，气体入口301、气体出口302设置在热回收器3的底板310的下端；热回收器3设置有冷凝水预排水口，本发明在板片340的左端设置有后盖板800，后盖板800的下端设置预排水口305。气水分离器2由多块分离板(500、600)堆叠而成，气水分离器2下端设置有储液腔，并设置有供储液腔中液体排出的排水口，本发明在分离板500的左侧设置过渡板400，过渡板400的下端设置排水口104，分离板600的右侧设置有前盖板700。气水分离器2内设置有除沫器900，除沫器900的结构有多种形式，如，可以使用丝网除沫器，如图2所示，分离板500、600上开设有空窗8，多块分离板堆叠后形成空腔，将丝网除沫器放置在空腔内；也可以采用折流板除沫器，如图3、4所示，此时，分离板500、600不开设空窗，而是在设置丝网除沫器时开设空窗的对应位置设计折流板。为避免气水分离器堵塞，气水分离器2设置有除沫器清洗口，本发明将除沫器清洗口设置在后盖板800的上端，也可以将除沫器清洗口设置在过渡板400的上端。

需要说明的是，本发明的采用的板片具有极大的互用性，其中，底板110与310的结构基本相同，差别在于底板110上开设的冷媒入口、冷媒出口与底板310上开设的气体入口和气体出口的位置有所不同，本发明的板片120、130、320、330、340结构相同，在使用时，根据需要旋转180°即可。

如图2所示，分离板可采用图2所示，分离板的长度大于冷却器、热回收器的板片的长度，可以将储液腔6设置在气体流通管路的下方，避免储液腔内的冷凝水影响气体流通。分离板的两端边缘位置具有延伸部7，两延伸部7成中心对称，这种设计在同等长度的情况下可以大为节省材料。过渡板400、前盖板700、后盖板800也可以采用这种结构，此时，排水口104设置在过渡板400下端的延伸部上。

如图1所示，本发明工作时，高温潮湿气体从气体入口301进入热回收器3，沿箭头方向流动，在热回收器3内与经过气水分离器分离冷凝水后的干燥低温气体换热，使得经过气水分离的气体被加热。高温潮湿气体从后盖板800上的后盖板孔二304流出热回收器3，并经前盖板上的前盖板孔一201、过渡板上的过渡板孔一103通过气水分离器，即，从气水分离器上的过道流过，此时，并不在气水分离器中进行气水分离。随后，进入冷却器1，冷媒从底板110上的冷媒入口101进入冷却器，与气体进行换热，使气体温度冷却成露点温度，冷媒从冷媒出口102流出。冷却后的气体从过渡板400的过渡板孔二105进入气水分离器2，沿箭头方向在气水分离器中流动，进行气水分离，分离后的冷凝水进入储液腔，并从排水口104流出。气水分离后的干燥低温气体从前盖板孔二202、后盖板孔一303进入热回收器1，在热回收器1中与高温潮湿气体换热，对高温潮湿气体预冷却，干燥气体吸热后成为次高温干燥气体从气体出口302流出。冷却后的干燥气体与高温潮湿气体在换热器1中换热时，高温潮湿气体中部分水蒸气达到较高露点温度，在热回收器1中成冷凝水，这部分冷凝水从后盖板的预排水口305排出。为避免气水分离器堵塞，可通过除沫器清洗口4向气水分离器中注清洗液冲洗。

Claims (10)

1.一种冷干机，包括热回收器、气水分离器和冷却器，所述热回收器、冷却器由若干板片堆叠而成；所述气水分离器由若干分离板堆叠而成，该气水分离器设置有排水口；其特征在于：所述气水分离器设置在所述热回收器与冷却器之间；所述热回收器、冷却器的外侧分别设置有气体入口和气体出口、冷媒入口和冷媒出口；所述气水分离器上具有供气体直接从热回收器进入冷却器的过道，该过道由分离板上的孔组成，该过道位于气水分离器的端部，所述分离板的两端还分别设有一孔，这两个孔作为气体进出气水分离器以及在气水分离器中进行气水分离的流通孔；堆叠形成热回收器、冷却器的板片的两端分别开设有两孔，冷却器的板片的其中两孔作为冷媒流通孔，另外两孔作为气体流通孔，热回收器的板片的其中两孔作为换热前的气体的流通孔，另外两孔作为气水分离后的气体的流通孔；换热前的气体从气体入口进入热回收器，随后从气水分离器上的过道直接进入冷却器，在冷却器中与冷媒换热后，进入气水分离器中进行气水分离，气水分离后的气体进入热回收器，从气体出口排出；所述热回收器设置有预排水口。

2.如权利要求1所述的冷干机，其特征在于：所述分离板的长度大于所述板片的长度，所述分离板的两端边缘位置具有延伸部，两延伸部成中心对称。

3.如权利要求2所述的冷干机，其特征在于：所述排水口设置在最外侧分离板的延伸部。

4.如权利要求1所述的冷干机，其特征在于：所述热回收器的内侧设置有后盖板，所述预排水口设置在后盖板底部。

5.如权利要求1所述的冷干机，其特征在于：所述分离板之间的间距大于板片之间的间距。

6.如权利要求1-5任一权利要求所述的冷干机，其特征在于：所述气水分离器连接热回收器的一侧设置有前盖板，气水分离器连接冷却器的一侧设置有过渡板，所述排水口设置在过渡板的底部。

7.如权利要求6所述的冷干机，其特征在于：所述气水分离器上设置有除沫器清洗口，该除沫器清洗口设置在所述过渡板的上端。

8.如权利要求1-5任一权利要求所述的冷干机，其特征在于：所述气水分离器内部具有空腔，所述空腔内设置有丝网除沫器；或者，所述分离板的中部设计成折流板形状。

9.如权利要求1-5任一权利要求所述的冷干机，其特征在于：所述气水分离器上设置有除沫器清洗口。

10.如权利要求4所述的冷干机，其特征在于：所述气水分离器上设置有除沫器清洗口，所述除沫器清洗口设置在所述后盖板的上端。