CN111036043A - 一种空气干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气干燥装置，包括出气软管，微型常开电气阀，第一连接软管，气密冷凝器，第二连接软管，微型气泵，进气软管，水冷装置，第三连接软管，微型常闭电水阀，冷凝水出水软管，电源模块，待干燥密闭空间内的空气在微型气泵的作用下进入空气干燥装置到达气密冷凝器，气密冷凝器采用半导体制冷片对冷凝吸热片进行降温，从而使空气中的水蒸气在途经冷凝吸热片时结霜，以去除空气中的水分，干燥完成后将结霜化水排出。本发明使用半导体制冷片作为空气冷凝源，实现空气干燥装置的小型化。

Description

一种空气干燥装置

技术领域

本发明属于空气干燥技术领域，更为具体地讲，涉及一种空气干燥装置。

背景技术

在元器件低温测试时，为了防止待测元器件与冷源的接触面在低于0℃时积霜，测试室都会采用气密空间进行测试，但是原有的气密测试空间仍然有水蒸气的存在，这就需要对设备内低温测试室的密闭空气进行干燥。在现有技术领域中，有的元器件低温测试设备体积较大，如常规低温测试恒温箱，它内部有较大的冷凝压缩机和冷凝管做冷源辅以对流风机以冷冻空气的方式将测试室空气中的水分在冷凝管上结霜达到干燥测试室空气的目的。有的元器件低温测试设备体积较小，如从以色列进口的FlexTC、MaxTc、EldrotecFix-TC、Mug-TC这类可以放置于桌面的设备型号，它们内部没有空气干燥装置，需要外部接入氮气或者干燥空气才能进行元器件的低温测试，否则就会在元器件与冷源接触面上积霜，影响测试，这使得这类设备的低温测试使用需要配备外部干燥压缩气瓶，既增加测试成本又有一定安全隐患。

现有技术领域的元器件低温测试设备体积大、重量重、占地多或者需要依赖外部干燥气体方能使用，为了设计制造出一款不依赖外部干燥气体并且能放置于桌面的元器件低温小型化测试设备，就需要这种设备自身内置空气干燥装置。但是常规的冷凝压缩机和冷凝管以及对流风机的体积是无法满足设备小型化装配要求的，市售最小冷凝压缩机单体的体积也有2/3个可乐罐大小，加上冷凝管和对流风机，体积会更大，这就需要专门设计一种便于元器件低温测试设备小型化的微型空气干燥装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种空气干燥装置，使用半导体制冷片作为空气冷凝源，实现空气干燥装置的小型化。

为实现上述发明目的，本发明空气干燥装置包括出气软管，微型常开电气阀，第一连接软管，气密冷凝器，第二连接软管，微型气泵，进气软管，水冷装置，第三连接软管，微型常闭电水阀，冷凝水出水软管，电源模块，其中：

出气软管的一端连接待干燥密闭空间气口，另一端连接微型常开电气阀的出气口；

第一连接软管的一端连接微型常开电气阀的进气口，另一端连接气密冷凝器的出气口；

第二连接软管的一端连接气密冷凝器的进气口，另一端连接微型气泵的出气口；

进气软管的一端连接微型气泵的进气口，另一端连接待干燥密闭空间气口；

气密冷凝器包括半导体制冷片，冷凝吸热片，水冷式散热头，水冷头进水软管，水冷头出水软管和积水漏斗，其中半导体制冷片的正向得电冷面与冷凝吸热片贴合，正向得电热面与水冷式散热头贴合，水冷式散热头上设置有水冷头进水软管和水冷头出水软管，积水漏斗设置在冷凝吸热片的下方；

水冷装置的一端连接气密冷凝器的水冷头进水软管，另一端连接水冷头出水软管。

第三连接软管的一端连接气密冷凝器中积水漏斗的排水口，另一端连接微型常闭电水阀的进水口；

微型常闭电水阀的出水口连接冷凝水出水软管；

电源模块用于向微型常开电气阀，气密冷凝器中的半导体制冷片，微型气泵、水冷装置和微型常闭电水阀供电；

当需要进行空气干燥，电源模块向微型气泵供电，向气密冷凝器中的半导体制冷片正向供电，向水冷装置供电；此时干燥密闭空间中的空气在微型气泵的作用下由出气软管进入空气干燥装置内，到达气密冷凝器，气密冷凝器中的半导体制冷片的正向得电冷面和冷凝吸热片对通过的空气进行降温，空气中的水蒸气在冷凝吸热片处积霜；半导体制冷片在冷面吸热的同时在热面散发热量，这些热量由贴合在其正向得电热面上的水冷式散热头，以及水冷式散热头的水冷头进水软管、水冷头出水软管引流的循环水流传走，最终由水冷装置将以上热量传递到空气中；

当空气干燥结束，电源模块向微型气泵供电，向气密冷凝器中的半导体制冷片反向供电，控制微型常开电气阀得电关闭气路，控制微型常闭电水阀得电开通水路；此时半导体制冷片的冷热面发生对换，正向得电冷面会转换成热面，冷凝吸热片升温将积霜加热化水并滴落到积水漏斗中，在微型气泵所产生的气压作用下使以上积水由连接气密冷凝器排水口和常闭电水阀的第三连接软管流入冷凝水出水软管并排出。

本发明空气干燥装置，包括出气软管，微型常开电气阀，第一连接软管，气密冷凝器，第二连接软管，微型气泵，进气软管，水冷装置，第三连接软管，微型常闭电水阀，冷凝水出水软管，电源模块，待干燥密闭空间内的空气在微型气泵的作用下进入空气干燥装置到达气密冷凝器，气密冷凝器采用半导体制冷片对冷凝吸热片进行降温，从而使空气中的水蒸气在途经冷凝吸热片时结霜，以去除空气中的水分，干燥完成后将结霜化水排出。

本发明具有以下技术效果：

1)本发明中主要部件的单体体积都较小，例如作为空气冷凝源的半导体制冷片，能满足小型化装配要求，实现空气干燥装置的小型化；

2)本发明中各部件之间的气体流通、冷凝水排水均采用软管连接，当本发明空气干燥装置作为其他设备(如元器件低温测试设备)的部件时，本发明各个部件能够灵活分散布置，能更合理利用空间，有利于设备整体的小型化；

3)本发明中气阀和冷凝水排水水阀都是电控的，并且利用半导体制冷片的技术特性，能让冷凝水的排出是自动化可控的。

附图说明

图1是本发明空气干燥装置的具体实施方式结构图；

图2是本发明中气密冷凝器的组件分解图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

实施例

图1是本发明空气干燥装置的具体实施方式结构图。如图1所示，本发明空气干燥装置包括出气软管1，微型常开电气阀2，第一连接软管3，气密冷凝器4，第二连接软管5，微型气泵6，进气软管7，水冷装置8，第三连接软管9，微型常闭电水阀10，冷凝水出水软管11，电源模块12，下面分别对各个模块进行详细说明。

出气软管1的一端连接待干燥密闭空间气口，另一端连接微型常开电气阀2的出气口。本实施例中微型常开电气阀2的尺寸为20mm×21.4mm×47mm，具体应用中还可以根据实际情况来选型。

第一连接软管3的一端连接微型常开电气阀2的进气口，另一端连接气密冷凝器4的出气口。

第二连接软管5的一端连接气密冷凝器4的进气口，另一端连接微型气泵6的出气口。

进气软管7的一端连接微型气泵6的进气口，另一端连接待干燥密闭空间气口。

可见，通过以上的连接使得本发明空气干燥装置与待干燥密闭空间形成一个空气流体密闭循环环境，在微型气泵6上电时，气体就会在微型气泵6的作用下沿着上述连接流程单向一直循环。本实施例中微型气泵6为SC3802PM-A型Micro Air Pump，它的整体为直径32.8mm高64.5mm的类圆柱构造。

气密冷凝器4是本发明空气干燥装置的核心部件。图2是本发明中气密冷凝器的组件分解图。如图1和图2所示，本发明中气密冷凝器4包括半导体制冷片41，冷凝吸热片42，水冷式散热头43，水冷头进水软管44，水冷头出水软管45和积水漏斗46。其中，半导体制冷片41是基于帕尔帖效应生产的电热转换器件，它在电能的作用下具有冷面和热面，半导体制冷片41的正向得电冷面与冷凝吸热片42贴合，正向得电热面与水冷式散热头43贴合，水冷式散热头上设置有水冷头进水软管44和水冷头出水软管45，积水漏斗46设置在冷凝吸热片42的下方。本实施例中半导体制冷片41的尺寸为40mm×40mm×4.2mm。

水冷装置8的一端连接气密冷凝器4的水冷头进水软管44，另一端连接水冷头出水软管45。当本发明空气干燥装置作为其他设备(如元器件低温测试设备)的部件时，可以和整体设备共用一个水冷装置。

第三连接软管9的一端连接气密冷凝器4中积水漏斗46的排水口，另一端连接微型常闭电水阀10的进水口。

微型常闭电水阀10的出水口连接冷凝水出水软管11。

电源模块12用于向微型常开电气阀2，气密冷凝器4中的半导体制冷片41，微型气泵6、水冷装置8和微型常闭电水阀10供电，通过电源的通断来控制以上部件工作状态。

本发明中电源模块12有两种工作模式：干燥、排水，用于控制空气干燥装置的工作状态，下面分别对这两种工作模式进行说明。

当需要对某待干燥密闭空间进行空气干燥时，电源模块12工作在干燥模式，电源模块12向微型气泵6供电，向气密冷凝器4中的半导体制冷片41正向供电，向水冷装置8供电，此时待干燥密闭空间中的空气在微型气泵6的作用下由出气软管1进入空气干燥装置内，到达气密冷凝器4。气密冷凝器4中的半导体制冷片41的正向得电冷面和冷凝吸热片42对通过的空气进行降温，空气中的水蒸气将会在气流途经最冷处——冷凝吸热片42上凝水、马上冷冻结霜、逐步积霜直至密闭空间空气没有水蒸气为止。半导体制冷片41在冷面吸热的同时，同时在热面散发热量，这些热量由贴合在其正向得电热面上的水冷式散热头43，以及水冷式散热头43的水冷头进水软管44、水冷头出水软管45引流的循环水流传走，最终由水冷装置8将以上热量传递到空气中。干燥模式的工作时间根据待干燥密闭空间的大小来确定，以元器件低温测试这一应用场景为例，待干燥密闭空间的体积不会超过1L，而目前常用的微型气泵6每分钟至少可以让气体单向循环1.5L以上，所以干燥空气的过程时间较短，十分钟足以完成干燥。

当对密闭空间的空气干燥结束，需要排除冷凝水，此时电源模块12需要工作在排水模式，电源模块12向微型气泵6供电，向气密冷凝器4中的半导体制冷片41反向供电，控制微型常开电气阀2得电关闭气路，控制微型常闭电水阀9得电开通水路。此时半导体制冷片41的冷热面发生对换，正向得电冷面会转换成热面，原先与冷面接触的冷凝吸热片42将变成与热面接触并快速升温，把积霜加热化水。在重力作用下，水由冷凝吸热片42上滴落到积水漏斗46中。由于半导体制冷片的制冷和发热都非常快，经过一分钟左右时间的化水，水将滴落积累在(16)积水漏斗的底部。在微型气泵6所产生的气压作用下使以上积水由连接气密冷凝器4排水口和常闭电水阀9的第三连接软管8流入冷凝水出水软管11并排出。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (1)

1.一种空气干燥装置，其特征在于，包括出气软管，微型常开电气阀，第一连接软管，气密冷凝器，第二连接软管，微型气泵，进气软管，水冷装置，第三连接软管，微型常闭电水阀，冷凝水出水软管，电源模块，其中：

出气软管的一端连接待干燥密闭空间气口，另一端连接微型常开电气阀的出气口；

第一连接软管的一端连接微型常开电气阀的进气口，另一端连接气密冷凝器的出气口；

第二连接软管的一端连接气密冷凝器的进气口，另一端连接微型气泵的出气口；

进气软管的一端连接微型气泵的进气口，另一端连接待干燥密闭空间气口；

气密冷凝器包括半导体制冷片，冷凝吸热片，水冷式散热头，水冷头进水软管，水冷头出水软管和积水漏斗，其中半导体制冷片的正向得电冷面与冷凝吸热片贴合，正向得电热面与水冷式散热头贴合，水冷式散热头上设置有水冷头进水软管和水冷头出水软管，积水漏斗设置在冷凝吸热片的下方；

水冷装置的一端连接气密冷凝器的水冷头进水软管，另一端连接水冷头出水软管。

第三连接软管的一端连接气密冷凝器中积水漏斗的排水口，另一端连接微型常闭电水阀的进水口；

微型常闭电水阀的出水口连接冷凝水出水软管；

电源模块用于向微型常开电气阀，气密冷凝器中的半导体制冷片，微型气泵、水冷装置和微型常闭电水阀供电；

当需要进行空气干燥，电源模块向微型气泵供电，向气密冷凝器中的半导体制冷片正向供电，向水冷装置供电；此时干燥密闭空间中的空气在微型气泵的作用下由出气软管进入空气干燥装置内，到达气密冷凝器，气密冷凝器中的半导体制冷片的正向得电冷面和冷凝吸热片对通过的空气进行降温，空气中的水蒸气在冷凝吸热片处积霜；半导体制冷片在冷面吸热的同时在热面散发热量，这些热量由贴合在其正向得电热面上的水冷式散热头、以及水冷式散热头的水冷头进水软管、水冷头出水软管引流的循环水流传走，最终由水冷装置将以上热量传递到空气中；

当空气干燥结束，电源模块向微型气泵供电，向气密冷凝器中的半导体制冷片反向供电，控制微型常开电气阀得电关闭气路，控制微型常闭电水阀得电开通水路；此时半导体制冷片的冷热面发生对换，正向得电冷面会转换成热面，冷凝吸热片升温将积霜加热化水并滴落到积水漏斗中，在微型气泵所产生的气压作用下使以上积水由连接气密冷凝器排水口和常闭电水阀的第三连接软管流入冷凝水出水软管并排出。

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