CN110772935A - 压缩空气干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于使输送给车辆、尤其移动式作业机械的压缩空气设备(1)的新鲜空气干燥的干燥装置，干燥装置包括在新鲜空气流动路径中连接在压缩机(2)之后的冷却机构(3)，在新鲜空气流动路径中连接在冷却机构(3)之后的具有吸附剂的干燥剂容器(4)和在新鲜空气流动路径中连接在干燥剂容器(4)之后的再生容器(5)，冷却机构将热量从来自压缩机(2)的新鲜空气中排出，吸附剂从流过干燥剂容器(4)的新鲜空气中吸走水，再生容器容纳来自干燥剂容器(4)的新鲜空气的第一部分并且根据需要再次输出给干燥剂容器(4)，并且再生容器将从冷却机构(3)排出的热量输送给容纳的新鲜空气。

Description

压缩空气干燥装置

技术领域

本发明涉及用于使供给给车辆、尤其移动式作业机械；例如建筑机械或移动式起重机的压缩空气设备的新鲜空气干燥的干燥装置。

背景技术

建筑机械、移动式起重机和类似的移动式机动车的制动设备通常构造成所谓的气压制动器。为了产生所需的压缩空气，抽吸环境空气，进行压缩，然后去湿，以防止压缩空气设备上的腐蚀损伤。因为压缩大多通过油润滑的活塞压缩机来完成，还需要清洁新鲜空气。

为了使压缩空气去湿，已知有不同的干燥方法，这些干燥方法采用物理原理冷凝，扩散或吸附(吸收/附着)。附着方法又根据使用的吸附剂的再生类型分成真空再生、热再生和冷再生方法。

在通过附着干燥压缩空气时，待干燥的空气流过所谓的吸附剂，从而包含在压缩空气中的水积聚在多孔的吸附剂的内表面和外表面上，在此没有化学结合。为此吸附剂具有大的表面以便有助于积聚水。可用的吸附剂是氧化铝，硅胶和活性炭，还有分子筛。

一旦吸附剂通过水积聚而饱和，吸附剂必须通过以下方式再生，即，将积聚的水再次从吸附剂除去。所谓的解吸附在冷再生的情况下在没有额外热输入的情况下进行。为此先前干燥的压缩空气的一部分卸载到近似环境压力并且通过饱和的吸附剂引导。通过卸载而非常干燥的空气流吸收积聚的水并且与其经由排出阀从系统引出。

为了在吸附剂干燥时有助于水在吸附剂上的积聚，输送给吸附剂的压缩空气的温度不会明显高于环境空气的温度。因此待干燥的空气在压缩之后在热交换器中冷却，其中，在已知的系统中将热量排放到环境中。

但是已知的附着冷再生干燥装置具有巨大的结构体积，这在非静态地应用在车辆中并且在此空间比例重要的情况下始终表现出缺点。

发明内容

本发明的目的是弥补这些问题并且相对于已知的实现方案明显降低附着冷再生干燥装置的结构体积。

根据本发明的干燥装置为此包括在新鲜空气流动路径中连接在压缩机之后的冷却机构，在新鲜空气流动路径中连接在冷却机构之后的具有吸附剂的干燥剂容器和在新鲜空气流动路径中连接在干燥剂容器之后的再生容器，冷却机构将热量从来自压缩机的新鲜空气中排出，吸附剂从流过干燥剂容器的新鲜空气中吸走水，再生容器容纳来自干燥剂容器的新鲜空气的第一部分并且根据需要再次输出给干燥剂容器，并且再生容器将从冷却机构排出的热量输送给容纳的新鲜空气。

换句话说，根据本发明将经由冷却机构从通过压缩机压缩的空气中吸走的热量至少部分地用于加热经压缩的、干燥的且位于再生容器中的空气。

通过该额外的热量引入进一步提高了再生容器中的总归已经干燥的空气的吸水能力，这在来自再生容器的空气流过吸附剂时最终在再生阶段中更好地解吸附。

由于存储在再生容器中的空气的干燥能力更好，再生所需的空气量以及因此再生容器的体积可减小，这相对于已知的实现方案使得干燥装置的结构体积减小。

在本发明的实施方式中，冷却机构使得热从由压缩机压缩的新鲜空气直接输送给再生容器。这可通过以下方式实现，即，冷却机构直接邻接再生容器或位于紧邻其环境中。

对此，冷却机构可基本借助热辐射将热量传输给再生容器。由此冷却机构和再生容器基本不接触。但是可替代地，本发明可设置成，热流主要借助热引导或热运输(对流)在冷却机构和再生容器之间传输。但是借助热引导的主要传输要求，冷却机构和再生容器具有共同的或在材料方面直接彼此连接的元件。对此需要注意，再生容器如果实施成压力容器，必须满足特定的安全技术要求。在冷却机构在结构上合并在再生容器上时，该要求自然也必须注意。而冷却机构与再生容器的“间隔”以及所伴随的借助辐射和/或热运输的热传递允许为冷却机构以及尤其再生容器使用标准化的、在安全技术方面已经被证实的并因此成本有利的构件。

在一种实施方式中，冷却机构可包括冷却螺旋管，尤其可构造成冷却螺旋管。为此冷却机构原则上可使用任一已知的热交换器，由螺旋状弯曲的管构成的冷却螺旋管提供的优点是，该管不会掺入冰或脏污颗粒，这例如在其他类型的热交换器、例如平板冷却器中可为这种情况。本发明的一种实施方式通过以下方式利用冷却螺旋管的比其他热交换器相对大的空间，即，在此冷却螺旋管全面地环绕再生容器。因此否则不可利用的、由冷却螺旋管环绕的体积被再生容器占据，从而干燥装置所需的结构体积进一步减小。

根据本发明的另一实施方式通过以下方式实现了最大地节省所需的结构体积，即，使得再生容器的填充能力设计用于使干燥剂容器完全再生。换句话说，再生容器如此设置尺寸，使得存储在其中的空气量仅充分用于实现存在于干燥剂容器中的吸附剂的完全解吸附。再生容器的超出的存储容量由于额外地存储在再生容器中的空气量的为此额外所需的结构体积和缺少的应用方案在此不是值得期望的。

类似地，在本发明的另一实施方式中，干燥剂容器的吸附能力可用于完全地装载蓄压器，蓄压器容纳来自干燥剂容器的新鲜空气的第二部分并且根据需要输出给压缩空气设备。换句话说，在干燥剂容器中的吸附剂的特性和量如此设置，使得其刚好足够用于填充蓄压器。

根据另一方案，本发明实现了用于使输送给车辆、尤其移动式作业机械的压缩空气设备的新鲜空气干燥的方法，确切地说尤其在使用如上所述的干燥装置的情况下。

这种方法在此可包括以下步骤：

–在新鲜空气流动路径中连接于压缩机之后的冷却机构中将热量从借助压缩机压缩的新鲜空气中排走；

–通过以下方式从新鲜空气中吸走水，即，使新鲜空气被引导通过在新鲜空气流动路径中连接在冷却机构之后的且具有吸附剂的干燥剂容器；

–将从干燥剂容器中出来的新鲜空气的一部分存储在新鲜空气流动路径中连接在干燥剂容器之后的再生容器中，其中，排出的热量从冷却机构输送给存储的新鲜空气；

–在需要时将存储在再生容器中的新鲜空气输出给干燥剂容器以使包含在其中的吸附剂再生。

附图说明

下面根据优选实施方式并且参考附图详细阐述本发明。此处描述的所有特征单独的以及任意有意义的组合都包括在本发明中。

其中，

图1示出了根据本发明的干燥装置的线路图；

图2示出了根据本发明的由冷却机构和再生容器构成的结构单元的透视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的干燥装置，干燥装置为压缩空气设备1提供压缩空气。

借助压缩机2抽吸环境空气并且进行压缩。通过压缩而加热的空气在连接于压缩机2之后的热交换器3中再次被冷却，其中，排出的热量至少部分地直接输送给再生容器5和存储在其中的压缩空气。如在图1中可见，热交换器或冷却装置3由足够厚且长的管形成，管螺旋状地环绕构造成圆柱形压力容器的再生容器5。如在图2中更清楚看出地，由管7形成的冷却螺旋管6在此构造成，使得在冷却时可能在管7中形成的冷凝物可排走。然后，借助冷却机构3冷却的空气流被输送给过滤器12，过滤器从空气流中除去可能的杂质。压缩的、冷却的和经清洁的空气流然后被输送给干燥剂容器4，以在此流过位于其中的吸附剂。在此存储在空气中的水积聚在吸附剂的表面上。此时也经干燥的空气流大部分存储在后置的蓄压器9中，以在需要时提供给压缩设备1。离开干燥剂容器4的空气流的另一小部分被输送给再生容器5并且存储在其中。先前从冷却机构3排出的热流至少部分地被输送给再生容器5，从而加热位于其中的空气。

当干燥剂容器4中的吸附剂的容量通过流过干燥剂容器4的空气流的干燥被用尽之后，借助切换阀14中断压缩机2的空气输送，从而借助所谓的冷再生能够使位于干燥剂容器4中的吸附剂干燥。通过切换切换阀13，使存储在再生容器5中的空气以相反的方向通过干燥剂容器4并且经由阀13和出口11导出到环境中。在进入干燥剂容器4中之前，来源于再生容器5的压缩空气借助孔板或节流部10卸载到近似环境压力，并且因此非常干燥。由此压缩空气可简单吸收先前积聚在吸附剂表面上的水并且从系统中排走。在干燥剂容器4中的吸附剂成功再生之后，阀13和阀14可再次切换，以开始重新的吸附阶段。

图2示出了结构单元8，结构单元主要由构造成压缩容器的圆柱形再生容器5和螺旋形环绕该再生容器的管状冷却螺旋管3构成。

根据本发明的干燥装置的节省空间的构造方式尤其基于，再生容器5布置在由冷却螺旋管3环绕的容积中。此外，由冷却螺旋管3输出的热量用于加热存储在再生容器5中的压缩空气并且由此提高其吸水能力。由于再生容器5中的压缩空气的吸水量提高，待存储在再生容器5中的压缩空气量可降低，从而也可减小再生容器5并最终也减小整个结构单元8。

Claims (10)

1.一种用于使输送给车辆、尤其移动式作业机械的压缩空气设备(1)的新鲜空气干燥的干燥装置，所述干燥装置具有：

在新鲜空气流动路径中连接在压缩机(2)之后的冷却机构(3)，所述冷却机构将热量从来自所述压缩机(2)的新鲜空气中排出；

在新鲜空气流动路径中连接在所述冷却机构(3)之后的具有吸附剂的干燥剂容器(4)，所述吸附剂从流过所述干燥剂容器(4)的新鲜空气中吸走水；

在新鲜空气流动路径中连接在所述干燥剂容器(4)之后的再生容器(5)，所述再生容器(5)容纳来自所述干燥剂容器(4)的新鲜空气的第一部分并且根据需要再次输出给所述干燥剂容器(4)，并且所述再生容器(5)将从所述冷却机构(3)排出的热量输送给容纳的新鲜空气。

2.根据权利要求1所述的干燥装置，其中，所述冷却机构(3)使得热量直接输送给所述再生容器(5)。

3.根据权利要求1或2所述的干燥装置，其中，所述冷却机构(3)基本借助热辐射将热量传输给所述再生容器(5)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的干燥装置，其中，所述冷却机构(3)包括冷却螺旋管(6)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的干燥装置，其中，所述冷却机构(3)包括具有基本为正斜率的流动通道(7)、尤其通过这种流动通道形成。

6.根据权利要求4或5所述的干燥装置，其中，所述冷却螺旋管(6)环绕所述再生容器(5)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的干燥装置，其中，所述冷却机构(3)与所述再生容器(5)形成结构单元(8)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的干燥装置，其中，所述再生容器(5)构造成基本为圆柱形的压力容器。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的干燥装置，其中，所述再生容器(5)的填充能力设计为用于使所述干燥剂容器(4)完全再生。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的干燥装置，还具有在新鲜空气流动路径中连接在所述干燥剂容器(4)之后的蓄压器(9)，所述蓄压器(9)容纳来自所述干燥剂容器(4)的新鲜空气的第二部分并且在需要时输出给压缩空气设备(1)，其中，所述干燥剂容器(4)的吸附能力设计为用于完全地装载所述蓄压器(9)。

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