CN112387085A - 干燥机、压缩机设备及干燥压缩气体的方法 - Google Patents

干燥机、压缩机设备及干燥压缩气体的方法 Download PDF

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Abstract

干燥机、压缩机设备及干燥压缩气体的方法。用于压缩气体的干燥机包括压力容器；设置有可再生干燥剂的滚筒；驱动装置，其用于使滚筒旋转，以使得干燥剂相继移动通过干燥区和再生区；用于朝向干燥区供应待干燥的压缩气体的入口；及用于排放干燥的压缩气体的出口。干燥机还包括用于冷却待干燥的气体的至少一个冷却装置，冷却装置具有第一冷却回路和在第一冷却回路下游的第二冷却回路，第一冷却回路被设置用于通过第一冷却介质来冷却待干燥的气体，第二冷却回路被设置用于通过比第一冷却介质温度低的第二冷却介质来进一步冷却待干燥的气体。

Description

干燥机、压缩机设备及干燥压缩气体的方法
技术领域
本发明涉及用于压缩气体的干燥机、设置有这种干燥机的压缩机设备以及干燥压缩气体(例如空气)的方法。
背景技术
用于压缩气体的干燥机是已知的，其设置有压力容器，所述压力容器包括干燥区和再生区以及可能的冷却区；在所述压力容器中还包括带有可再生干燥剂的可旋转滚筒。压力容器包括用于将待干燥的压缩气体供应到干燥区中的入口和用于排出干燥气体的出口。热的再生气体被引入再生区中，以使干燥剂再生。干燥机还包括驱动装置，用于使滚筒旋转，使得干燥剂相继移动通过干燥区和再生区。
已经通过压缩而被加热并且因此具有较低的相对水分含量的压缩气体可以用作用于使干燥剂再生的再生气体。在第一已知实施例中，压缩气体的供应流的一部分被排出用于再生，并且随后被重新引入到压缩气体流。在第二已知实施例中，干燥的压缩气体的排放流的一部分被排出并加热用于再生，并且随后被重新引入到压缩气体流。在第三已知实施例中，待干燥的压缩气体的整个供应流首先被引导通过再生区，并且随后被引导通过干燥区。
其他实施例也是已知的，例如在WO 2015/039193A2中所公开。
发明内容
本发明的一个目的是弥补现有技术的一个或多个缺点。
本发明的另一个目的是提供用于压缩气体的干燥机或干燥装置，利用所述干燥机或干燥装置可以改善干燥的、压缩气体的性能(例如利用其可以降低压力露点)。
压缩气体可以是例如空气，但是其可以是另外的气体。干燥的气体可以在下游的加压空气网络中用于广泛的用途，诸如用于气动运输、气动工具的驱动等。
除非另有明确说明，否则如本文所用的术语“下游”总是指相对于压缩气体的流动方向的下游。
在可以与本文所述的其他方面或实施例结合的第一方面中，本发明提供用于干燥压缩气体的干燥机或干燥装置，所述干燥机或干燥装置包括压力容器，所述压力容器具有旋转对称(例如圆柱形)部分，所述旋转对称部分中具有干燥区和再生区；设置在旋转对称部分中的滚筒，所述滚筒设置有可再生干燥剂；驱动装置，所述驱动装置用于使所述滚筒相对于旋转对称部分旋转，即，使滚筒和/或旋转对称部分旋转，以使得干燥剂相继移动通过干燥区和再生区；入口，所述入口用于朝向干燥区供应待干燥的压缩气体；以及出口，所述出口用于排放干燥的压缩气体。干燥机还包括至少一个冷却装置，所述至少一个冷却装置用于冷却供应到干燥区的待干燥的气体，所述冷却装置利用第一冷却介质。冷却装置中的至少一个冷却装置包括第一冷却回路和在第一冷却回路下游的第二冷却回路，所述第一冷却回路被设置用于使用第一冷却介质来冷却待干燥的气体，所述第二冷却回路被设置用于使用比第一冷却介质温度低的第二冷却介质来进一步冷却待干燥的气体。
根据本发明，通过利用具有第一冷却回路和第二冷却回路的这种冷却装置，可以实现对待干燥的气体的更充分的冷却。通过这些装置，可以改善出口处的干燥的压缩气体的性能，例如可以实现较低的压力露点。通过在同一个(单个)冷却装置中设置这些回路，可以实现更充分的冷却，而不会在相关的管线或导管中引起额外的压降。
在根据本发明的实施例中，对于冷却装置中的至少一个冷却装置，可能的是，第一冷却介质和第二冷却介质由相同的冷却介质组成，其中干燥机在第二冷却回路之前(上游)可以具有用于冷却该冷却介质的附加冷却装置。在这种实施例中，冷却装置可以被设置成用于连接到冷却水回路，所述冷却水回路可以是例如工业设备的冷却水回路。附加冷却装置可以是例如深冷器。
在根据本发明的实施例中，对于冷却装置中的至少一个冷却装置，可能的是，第一冷却回路连接到第一冷却介质，例如冷却水回路，并且第二冷却回路单独连接到第二冷却介质，例如冰水回路。这种实施例有利于用于冷却水回路和冰水回路二者都存在的工业设备中。
在根据本发明的实施例中，具有第一回路和第二回路的这种冷却装置可以设置在用于待干燥的压缩气体的供应管线中，和/或在将用于再生的气体与所供应的待干燥的压缩气体合流的连接管线中，和/或在用于再生的气体与所供应的待干燥的压缩气体合流的位置的下游的供应管线中。
在根据本发明的实施例中，可以提供至少一个冷却装置，用于接收来自控制单元(例如，控制干燥机的操作并且为此目的测量一个或多个处理参数的控制单元)的控制信号。
本发明的另一方面涉及压缩机设备，其包括根据本文所述的各方面或实施例中的一个方面或实施例的压缩机和干燥机。
本发明的另一方面涉及干燥压缩气体的方法，所述方法利用根据本文所述的各方面或实施例中的一个方面或实施例的干燥机。
附图说明
下面将参考附图中所示的本发明的示例性实施例更详细地描述本发明。
图1示出根据本发明的包括干燥机的压缩机设备的第一实施例。
图2示出根据本发明的包括干燥机的压缩机设备的第二实施例。
图3和图4示出应用于根据图1和图2的实施例中的冷却装置的实施例的细节。
具体实施方式
将参考某些实施例并参考某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此，而是仅由权利要求来建立。所描述的附图仅是示意性的，并不限制范围。在附图中，某些元件的尺寸可能被放大，而不是按比例绘制；这出于说明的目的。尺寸(和相对尺寸)不一定对应于本发明的实际的实施例。
此外，在说明书中和权利要求中使用了术语“第一”、“第二”、“第三”等以区分相似的元件，并且并不是必然地用于描述顺序或时间次序。术语在适当的情况下是可互换的，并且本发明的实施例可以以不同于本文所描述或示出的顺序使用。
另外，说明书和权利要求中的术语“最顶部”、“上部”、“最底部”、“下部”、“上方”、“下方”等用于说明的目的而不必然用于描述相对位置。术语在适当的情况下是可互换的，并且本文所描述的本发明的实施例可以以不同于本文所描述或示出的取向使用。
另外，可以被描述为“优选实施例”的各种实施例应仅被理解为将本发明得简化为实践的示例性器件和模式，并且不应被理解为限制本发明的范围。
在权利要求中所采用的术语“包括”不应被解释为限于此后提及的器件或步骤；该术语不排除其他元件或步骤。该术语应被解释为指定所描述的特征、元件、步骤或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、元件、步骤或部件或其组的存在或增加。因此，表述“包括器件A和B的装置或设备”的范围不应被认为限于仅由部件A和B组成的装置或设备。含义是，对于本发明，仅具体提到装置的部件A和B，但是权利要求应进一步被解释为包括这些部件的等同形式。
在图1和图2所示的压缩机设备的实施例中，在每种情况下，压缩机60设置有用于压缩气体的干燥机10；30。在每种情况下，干燥机包括压力容器11，所述压力容器包括旋转对称部分，所述旋转对称部分中限定干燥区12和再生区13；滚筒14，所述滚筒设置在旋转对称部分中并且设置有可再生干燥装置；驱动装置，用于使所述滚筒相对于旋转对称部分旋转，即，致使滚筒在旋转对称部分中旋转，或者致使旋转对称部分围绕固定滚筒旋转，以使得干燥装置相继移动通过干燥区和再生区。优选地，旋转对称部分是圆柱形的；然而，这不是必须的，其他旋转对称形状也是可以的。干燥机还包括入口15，所述入口连接到压力容器11的干燥区的入口侧，用于供应待干燥的压缩气体；以及出口16，所述出口连接到压力容器11的干燥区的出口侧，被设置用于排放干燥的压缩气体。待干燥的气体由压缩机60供应，所述压缩机60可以包括第一压缩级61、第二压缩级62以及中间设置的冷却器(“中间冷却器”)(“IC”)63。在从压缩机60到入口15的输送管线中，压缩气体可以通过热交换器(热交换器，HE)64和/或冷却装置(后冷却器，“AC”)65。
在根据图1和图2的实施例中，连接管线17设置在干燥机的出口侧上，用于排出(抽出)干燥的压缩气体的部分流。该部分流被引导通过热交换器64，以便利用由于压缩而存在于供应流中的热量进行加热，并且随后被进一步引导到再生区13。在其他实施例中，在压缩机60的出口侧处，待干燥的压缩气体的一部分(其由于压缩而具有升高的温度)被排出并且被引导到再生区用于再生。在另外的实施例中，待干燥的压缩气体的整个供应流首先被引导通过再生区，并且随后被引导通过干燥区。(已知的干燥机的)其他实施例也是已知的，例如在WO 2015/039193A2中公开的。
在包括根据图1和图2的实施例的上述实施例中，用于再生的部分流经由连接管线19返回到用于供应待干燥的压缩气体流的主管线18。这经由诸如文丘里喷射器21的装置或用于产生压力差并维持用于再生的部分流的其他装置(例如鼓风机)来发生。可以在连接管线19中和/或在主管线18中、和/或在入口15处(合流位置之后)设置一个或多个冷却装置，冷却装置例如示出的后冷却器65(“后冷却器AC”)、和/或再生冷却器20(“再生冷却器RC”)和/或过程冷却器22(“过程冷却器PC”)。
这些冷却装置20、22、65中的至少一个冷却装置包括第一冷却回路31和在第一冷却回路下游的第二冷却回路32，所述第一冷却回路31被设置用于通过第一冷却介质(例如冷却水)来冷却待干燥的气体，所述第二冷却回路32被设置用于通过比第一冷却介质温度低的第二冷却介质(诸如冰水)来进一步冷却待干燥的气体。
图3和图4示出这些冷却装置(20、22、65)的两个可能的实施例。
在根据图3的实施例中，第一冷却回路31连接到第一冷却介质，诸如冷却水回路，并且第二冷却回路32单独连接到第二冷却介质，诸如冰水回路。这种实施例有利于用于冷却水回路和冰水回路二者都存在的工业设备中。更一般地，这种实施例可以有利地用于存在具有处于不同温度的冷却介质的两个不同的冷却介质回路的工业设备中。
在根据图4的实施例中，第一冷却介质和第二冷却介质是相同的冷却介质，其中干燥机可以在第二冷却回路的入口之前具有用于冷却冷却介质的附加冷却装置33。在这种实施例中，可以设置冷却装置，例如用于连接到冷却水回路，例如工业设备的冷却水回路。附加冷却装置33可以是例如深冷器。
根据图3和图4的冷却装置可以在用于待干燥的压缩气体的供应管线18中、和/或在将用于再生的气体与所供应的待干燥的压缩气体合流的连接管线19中、和/或在用于再生的气体与将经历干燥的所供应的压缩气体合流的下游的供应管线23(即文丘里喷射器21与入口15之间)中设置在压缩机和干燥机设备中。
可以设置冷却装置20、22、65中的至少一个冷却装置，用于接收来自控制单元(例如，控制干燥机的操作并且为此目的测量一个或多个处理参数的控制单元)的控制信号。

Claims (13)

1.一种干燥机(10；30)，所述干燥机用于压缩气体，所述干燥机包括：
压力容器(11)，所述压力容器包括旋转对称部分，所述旋转对称部分中具有干燥区(12)和再生区(13)；
滚筒(14)，所述滚筒设置在所述旋转对称部分中，所述滚筒设置有可再生干燥剂；
驱动装置，所述驱动装置用于使所述滚筒相对于所述旋转对称部分旋转或者使所述旋转对称部分相对于所述滚筒旋转，以使得所述可再生干燥剂相继移动通过所述干燥区和所述再生区；
入口(15)，所述入口用于朝向所述干燥区供应待干燥的压缩气体；
出口(16)，所述出口用于排放干燥的压缩气体；以及
至少一个冷却装置(20、22、65)，所述至少一个冷却装置用于冷却供应到所述干燥区的待干燥的气体，所述至少一个冷却装置利用第一冷却介质；
其特征在于，所述冷却装置中的至少一个冷却装置包括第一冷却回路(31)和在所述第一冷却回路下游的第二冷却回路(32)，所述第一冷却回路(31)被设置用于通过所述第一冷却介质来冷却待干燥的气体，所述第二冷却回路(32)被设置用于通过比所述第一冷却介质温度低的第二冷却介质来进一步冷却所述待干燥的气体。
2.根据权利要求1所述的干燥机，其特征在于，对于所述冷却装置中的至少一个冷却装置，所述第一冷却介质和所述第二冷却介质是相同的冷却介质，并且所述干燥机在所述第二冷却回路(32)之前具有用于冷却所述冷却介质的附加冷却装置(33)。
3.根据权利要求2所述的干燥机，其特征在于，所述冷却装置被设置用于连接到冷却水回路。
4.根据权利要求2或3所述的干燥机，其特征在于，所述附加冷却装置(33)是深冷器。
5.根据权利要求1所述的干燥机，其特征在于，对于所述冷却装置中的至少一个冷却装置，所述第一冷却回路和所述第二冷却回路(31、32)单独连接到不同的冷却介质。
6.根据权利要求5所述的干燥机，其特征在于，所述第一冷却回路(31)连接到冷却水回路，并且所述第二冷却回路(32)连接到冰水回路。
7.根据前述权利要求中的一项所述的干燥机，其特征在于，所述冷却装置设置在用于待干燥的压缩气体的供应管线(18)中。
8.根据前述权利要求中的一项所述的干燥机，其特征在于，所述冷却装置设置在将用于再生的气体与待干燥的压缩气体合流的连接管线(19)中。
9.根据前述权利要求中的一项所述的干燥机，其特征在于，所述冷却装置设置在连接管线(23)中，所述连接管线(23)位于用于再生的气体与待干燥的压缩气体的供应合流的位置的下游。
10.根据前述权利要求中的一项所述的干燥机，其特征在于，所述冷却装置被设置用于接收控制信号。
11.根据权利要求10所述的干燥机，其特征在于，所述干燥机包括控制单元，所述控制单元被设置用于基于一个或多个测量的处理参数来产生所述控制信号。
12.一种压缩机设备，所述压缩机设备包括压缩机和根据前述权利要求中的一项所述的干燥机。
13.一种干燥压缩气体的方法，所述干燥压缩气体的方法使用干燥机来进行干燥，所述干燥机包括压力容器，所述压力容器包括旋转对称部分，所述旋转对称部分中具有干燥区和再生区，所述干燥机还包括设置在所述旋转对称部分中的滚筒，所述滚筒设置有可再生干燥剂，所述方法包括以下步骤：
通过驱动装置使所述滚筒相对于所述旋转对称部分旋转或使所述旋转对称部分相对于所述滚筒旋转，以使得所述可再生干燥剂相继移动通过所述干燥区和所述再生区；
经由通向所述压力容器的所述干燥区的入口侧的入口供应待干燥的压缩气体；
从所述压力容器的所述干燥区的出口侧经由出口排放干燥的压缩气体；
供应到所述干燥区的待干燥的气体的冷却，所述冷却通过利用第一冷却介质的至少一个冷却装置进行；
其特征在于，所述冷却装置中的至少一个冷却装置包括第一冷却回路和在所述第一冷却回路下游的第二冷却回路，其中待干燥的气体通过所述第一冷却介质冷却，并且其中干燥的气体通过比所述第一冷却介质温度低的第二冷却介质进一步冷却。
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