CN111054191A - 一种压缩空气干燥装置、压缩空气供气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种压缩空气干燥装置、压缩空气供气系统，该压缩空气干燥装置包括两个装有可再生吸附剂的干燥塔，这两个干燥塔既通过工作管路相互并联，也通过再生管路相互并联，其中，工作管路用于使压缩空气流经处在吸附过程的干燥塔，再生管路用于使大气空气流经处在再生过程的干燥塔，两个干燥塔中的一者进行吸附过程，另一者进行再生过程，交替连续工作。而且，借助再生管路上相互并联的电加热器和后部冷却器，该压缩空气干燥装置采用先加热后降温的方式对吸附剂进行再生，能够有效地缩短再生过程所花费的时间。

Description

一种压缩空气干燥装置、压缩空气供气系统
技术领域
本发明涉及压缩空气处理设备技术领域，特别是涉及一种压缩空气干燥装置、压缩空气供气系统。
背景技术
压缩空气在工业生产中应用广泛，例如带钢轧制生产时使用压缩空气吹扫带钢表面。压缩空气供气系统运行时，如果压缩空气中含有的杂质(包括水分、粉尘等)较多，则意味着供应的气体质量较差，将容易造成管路堵塞及加快气动元件的老化速度，严重影响到设备的稳定和生产的质量。因此，如何高效率地净化压缩空气，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种压缩空气干燥装置、压缩空气供气系统，采用该压缩空气干燥装置可以高效率地除去压缩空气中的水分，使压缩空气得到净化。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种压缩空气干燥装置，包括两个装有可再生吸附剂的干燥塔，两个所述干燥塔的第一端通过第一工作管路连接，两个所述干燥塔的第二端通过第二工作管路连接，所述第一工作管路和所述第二工作管路中的一者上设置有工作风入口，另一者上设置有工作风出口，所述工作风入口与所述干燥塔之间的工作管路上及所述工作风出口与所述干燥塔之间的工作管路上均设置有工作用气动阀；
两个所述干燥塔的第一端还通过第一再生管路连接，两个所述干燥塔的第二端还通过第二再生管路连接，所述第一再生管路上和所述第二再生管路上均设置有再生风接口，两个所述再生风接口通过第三再生管路连接，所述第三再生管路上设置有鼓风机和位于所述鼓风机进口侧的后部冷却器，所述鼓风机进口侧的所述再生风接口与所述鼓风机的出口通过第四再生管路连接，所述第四再生管路上设置有电加热器，所述鼓风机出口侧的所述再生风接口还连接有第五再生管路，所述第五再生管路上设置有再生风出口，所述后部冷却器与所述鼓风机之间的再生管路上设置有再生风入口；
所述再生风接口与所述干燥塔之间的再生管路上、所述鼓风机进口侧的所述再生风接口与所述后部冷却器之间的再生管路上、所述鼓风机出口侧的所述再生风接口与所述鼓风机的出口之间的再生管路上、所述电加热器与所述鼓风机的出口之间的再生管路上，以及所述鼓风机出口侧的所述再生风接口与所述再生风入口之间的再生管路上均设置有再生用气动阀。
可选地，在上述压缩空气干燥装置中，所述鼓风机出口侧的所述再生风接口还连接有第六再生管路，所述第六再生管路上沿远离所述鼓风机的方向依次设置有再生用气动阀、消声器和再生风出口。
可选地，在上述压缩空气干燥装置中，所述工作风出口与所述干燥塔之间的工作管路上还设置有与所述工作用气动阀并联的单向阀，所述单向阀的出口与所述工作风出口连接。
可选地，在上述压缩空气干燥装置中，所述干燥塔设置有自动排水阀。
可选地，在上述压缩空气干燥装置中，所述鼓风机进口侧的所述再生风接口与所述电加热器之间的再生管路旁接有排热管，所述排热管上设置有排热用气动阀。
可选地，在上述压缩空气干燥装置中，至少有一处的所述再生用气动阀由电动阀替换。
可选地，在上述压缩空气干燥装置中，至少有一处的所述工作用气动阀由电动阀替换。
一种压缩空气供气系统，包括压缩空气干燥装置，所述压缩空气干燥装置为如上述任意一项所公开的压缩空气干燥装置。
可选地，在上述压缩空气供气系统，在所述压缩空气干燥装置的上游，沿供气气流方向依次设置有后部冷却器、除油过滤器和除尘过滤器；在所述压缩空气干燥装置的下游，沿供气气流方向依次设置有除尘过滤器和储气罐。
根据上述技术方案可知，本发明提供的压缩空气干燥装置中，两个装有可再生吸附剂的干燥塔既通过工作管路相互并联，也通过再生管路相互并联，其中，工作管路用于使压缩空气流经处在吸附过程的干燥塔，再生管路用于使大气空气流经处在再生过程的干燥塔，两个干燥塔中的一者进行吸附过程，另一者进行再生过程，交替连续工作。使用时，借助再生管路上相互并联的电加热器和后部冷却器，该压缩空气干燥装置采用先加热后降温的方式对吸附剂进行再生，能够有效地缩短再生过程所花费的时间。综上所述，采用本发明提供的压缩空气干燥装置可以高效率地除去压缩空气中的水分，使压缩空气得到净化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1和图2是本发明实施例一提供的压缩空气干燥装置的原理示意图；
图3是本发明实施例二提供的压缩空气干燥装置的原理示意图；
图4是本发明实施例三提供的压缩空气干燥装置的原理示意图；
图5是本发明实施例提供的一种压缩空气供气系统的示意图。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例一
参见图1，本发明实施例一提供的压缩空气干燥装置包括两个装有可再生吸附剂的干燥塔，分别是干燥塔A和干燥塔B，当压缩空气干燥装置运行时，干燥塔A和干燥塔B两者交替连续工作输出干燥洁净的压缩空气，也就是说，在同一时刻，两者中的一者进行吸附过程，另一者进行再生过程。
如图1所示，干燥塔A和干燥塔B的第一端(图1中的下端)通过第一工作管路连接，第一工作管路上设置有工作风入口，待干燥的压缩空气从工作风入口进入到工作管路中，并流向此时处在吸附过程的干燥塔。第一工作管路上设置有气动阀A1和气动阀B1，其中，气动阀A1位于工作风入口和干燥塔A之间，气动阀B1位于工作风入口和干燥塔B之间。
干燥塔A和干燥塔B的第二端(图1中的上端)通过第二工作管路连接，第二工作管路设置有工作风出口，已完成干燥的压缩空气从工作风出口离开压缩空气干燥装置，去往下游设备。第二工作管路上设置有气动阀A2和气动阀B2，其中，气动阀A2位于工作风出口和干燥塔A之间，气动阀B2位于工作风出口和干燥塔B之间。
需要说明的是，图中黑的(实心)气动阀表示处于关闭状态，白的(空心)气动阀表示处于打开状态。图1和图2展示的是干燥塔A进行吸附，干燥塔B进行再生的过程，如图中箭头方向所示，工作风(即压缩空气)的流动路径为：工作风入口→气动阀A1→干燥塔A→气动阀A2→工作风出口。应当理解，当干燥塔A进行再生，干燥塔B进行吸附时，气动阀A1和A2关闭，而气动阀B1和B2打开。
除了用于使工作风流过干燥塔以完成吸附过程的工作管路以外，压缩空气干燥装置还包括用于使再生风(即大气空气)流过干燥塔以完成吸附过程的再生管路，如图1所示，干燥塔A和干燥塔B的第一端还通过第一再生管路连接，干燥塔A和干燥塔B的第二端还通过第二再生管路连接，第一再生管路上和第二再生管路上均设置有再生风接口。
第一再生管路上设置有气动阀A3和气动阀B3，其中，气动阀A3位于再生风接口和干燥塔A之间，气动阀B3位于再生风接口和干燥塔B之间。
第二再生管路上设置有气动阀A4和气动阀B4，其中，气动阀A4位于再生风接口和干燥塔A之间，气动阀B4位于再生风接口和干燥塔B之间。
第一再生管路上的再生风接口和第二再生管路上的再生风接口通过第三再生管路连接，第三再生管路上设置有鼓风机和位于鼓风机进口侧(图1中的上侧)的后部冷却器，后部冷却器与鼓风机之间的再生管路上设置有再生风入口，再生用的空气从再生风入口进入到再生管路中，并流向此时处在再生过程的干燥塔。
第三再生管路上设置有气动阀C2和气动阀D2，其中，气动阀C2位于第二再生管路和后部冷却器之间，气动阀D2位于鼓风机和第一再生管路之间。
鼓风机进口侧的再生风接口(位于第二再生管路上)与鼓风机的出口通过第四再生管路连接，第四再生管路上设置有电加热器和气动阀C1，气动阀C1位于电加热器和鼓风机之间。
鼓风机出口侧的再生风接口(位于第一再生管路上)还连接有第五再生管路，第五再生管路上设置有再生风出口和气动阀D1，当气动阀D1打开时，再生管路中的空气能够从再生风出口离开压缩空气干燥装置，去往大气。
下面介绍吸附剂的再生过程，以干燥塔B为例，吸附剂的再生过程分为两个阶段，先后分别是图1所示的加热阶段和图2所示的冷却阶段。
如图1中箭头方向所示，在加热阶段，再生风的流动路径为：再生风入口→鼓风机→气动阀C1→电加热器→气动阀B4→干燥塔B→气动阀B3→气动阀D1→再生风出口。具体实际应用中，大气空气先经电加热器加热至200℃左右再通过干燥塔B，使干燥塔B中的吸附剂的吸附能力大大降低，使吸附剂中的水分子逸出。
如图2中箭头方向所示，在冷却阶段，再生风的流动路径为：再生风入口→鼓风机→气动阀D2→气动阀B3→干燥塔B→气动阀B4→气动阀C2→后部冷却器→鼓风机。由此可见，再生风在冷却阶段沿闭环回路循环流动，能够对干燥塔B进行充压，而且，通过后部冷却器的作用使再生风降温，降低干燥塔B中吸附剂的温度(一般降至40℃左右即可)。
使用时，借助再生管路上相互并联的电加热器和后部冷却器，采用先加热后降温的方式对吸附剂进行再生，能够有效地缩短再生过程所花费的时间。
实施例二
在进行吸附过程时，干燥塔与工作管路连通，所以干燥塔内的压力较高，当干燥塔切换到再生过程时，干燥塔与再生管路连通，气动阀D1打开瞬间，干燥塔中的高压气体会向外冲，此时会此时很大的声音，为了避免噪音对工作环境的影响，实施例二在实施例一的基础上设置了第六再生管路，如图3所示，第六再生管路与鼓风机出口侧的再生风接口(位于第一再生管路上)连接，第六再生管路上沿远离鼓风机的方向依次设置有气动阀D3、消声器和再生风出口。
当干燥塔要切换到再生过程时，先打开气动阀D3消音排气，然后关闭气动阀D3，并打开气动阀D1，这样在加热阶段，再生风能够从第五再生管路流向大气，而不必经过消声器，避免了因消声器的阻力而影响通风效率。
实施例三
如图4所示，为了提高装置的安全性，实施例三在实施例二的基础上增加了单向阀A5和单向阀B5，其中，单向阀A5与气动阀A2并联，单向阀B5与气动阀B2并联，单向阀A5和单向阀B5的出口均与工作风出口连接。压缩空气干燥装置运行时，单向阀和与之并联的工作用气动阀同步开闭，这样当气动阀因故障而无法打开时，工作风能够由单向阀流向工作风出口。
另外，实施例三还在工作风出口处设置了安全阀，以便进一步提高装置的安全性。
需要说明的是，本说明书中，工作管路上设置的气动阀称为“工作用气动阀”，例如图1中的气动阀A1、A2、B1和B2。再生管路上设置的气动阀称为“再生用气动阀”，例如图1中的气动阀A3、A4、B3、B4、C1、C2、D1和D2。具体实际应用中，每一处的工作用气动阀及再生用气动阀都可以由电动阀替换，替换后，压缩空气干燥装置的工作原理不变，在此不再赘述。
在以上各实施例中，干燥塔可以设置有自动排水阀。为了能够在紧急停机等情况发生后迅速降低电加热器的温度，可以在鼓风机进口侧的再生风接口与电加热器之间的再生管路上旁接排热管，并在排热管上设置排热用气动阀。
本发明还提供一种压缩空气供气系统，该压缩空气供气系统包括上述实施例公开的压缩空气干燥装置。由于上述实施例公开的压缩空气干燥装置具有上述技术效果，因此具有该压缩空气干燥装置的压缩空气供气系统同样具有上述技术效果，本文在此不再赘述。
如图5所示，本发明提供的压缩空气供气系统中，在压缩空气干燥装置的上游，沿供气气流方向依次设置有后部冷却器、除油过滤器和除尘过滤器；在压缩空气干燥装置的下游，沿供气气流方向依次设置有除尘过滤器和储气罐。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种压缩空气干燥装置，其特征在于，包括两个装有可再生吸附剂的干燥塔，两个所述干燥塔的第一端通过第一工作管路连接，两个所述干燥塔的第二端通过第二工作管路连接，所述第一工作管路和所述第二工作管路中的一者上设置有工作风入口，另一者上设置有工作风出口，所述工作风入口与所述干燥塔之间的工作管路上及所述工作风出口与所述干燥塔之间的工作管路上均设置有工作用气动阀；
两个所述干燥塔的第一端还通过第一再生管路连接，两个所述干燥塔的第二端还通过第二再生管路连接，所述第一再生管路上和所述第二再生管路上均设置有再生风接口，两个所述再生风接口通过第三再生管路连接，所述第三再生管路上设置有鼓风机和位于所述鼓风机进口侧的后部冷却器，所述鼓风机进口侧的所述再生风接口与所述鼓风机的出口通过第四再生管路连接，所述第四再生管路上设置有电加热器，所述鼓风机出口侧的所述再生风接口还连接有第五再生管路，所述第五再生管路上设置有再生风出口，所述后部冷却器与所述鼓风机之间的再生管路上设置有再生风入口；
所述再生风接口与所述干燥塔之间的再生管路上、所述鼓风机进口侧的所述再生风接口与所述后部冷却器之间的再生管路上、所述鼓风机出口侧的所述再生风接口与所述鼓风机的出口之间的再生管路上、所述电加热器与所述鼓风机的出口之间的再生管路上，以及所述鼓风机出口侧的所述再生风接口与所述再生风入口之间的再生管路上均设置有再生用气动阀。
2.根据权利要求1所述的压缩空气干燥装置，其特征在于，所述鼓风机出口侧的所述再生风接口还连接有第六再生管路，所述第六再生管路上沿远离所述鼓风机的方向依次设置有再生用气动阀、消声器和再生风出口。
3.根据权利要求1或2所述的压缩空气干燥装置，其特征在于，所述工作风出口与所述干燥塔之间的工作管路上还设置有与所述工作用气动阀并联的单向阀，所述单向阀的出口与所述工作风出口连接。
4.根据权利要求3所述的压缩空气干燥装置，其特征在于，所述干燥塔设置有自动排水阀。
5.根据权利要求3所述的压缩空气干燥装置，其特征在于，所述鼓风机进口侧的所述再生风接口与所述电加热器之间的再生管路旁接有排热管，所述排热管上设置有排热用气动阀。
6.根据权利要求3所述的压缩空气干燥装置，其特征在于，至少有一处的所述再生用气动阀由电动阀替换。
7.根据权利要求3所述的压缩空气干燥装置，其特征在于，至少有一处的所述工作用气动阀由电动阀替换。
8.一种压缩空气供气系统，包括压缩空气干燥装置，其特征在于，所述压缩空气干燥装置为如权利要求1～7中任意一项所述的压缩空气干燥装置。
9.根据权利要求8所述的压缩空气供气系统，其特征在于，在所述压缩空气干燥装置的上游，沿供气气流方向依次设置有后部冷却器、除油过滤器和除尘过滤器；在所述压缩空气干燥装置的下游，沿供气气流方向依次设置有除尘过滤器和储气罐。
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