CN112957882A - 医用空气冷干机 - Google Patents

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Abstract

医用空气冷干机，包括依次设置的预冷器、预冷温度传感器、气水分离器、两套热交换制冷系统；两套热交换制冷系统均设有进气电磁阀和出气电磁阀，第一套热交换制冷系统的进气管路和第二套热交换制冷系统的出气管路间设有第一电磁阀，第一套热交换制冷系统的出气管路和第二套热交换制冷系统的进气管路间设有第二电磁阀；压缩空气从进气口经预冷器进入气水分离器，通过电磁阀的控制，使气水分离后的气体再经第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统中的至少一套热交换制冷系统出气到预冷器，最后从出气口排出。在降低空压机输出压力的情况下，无再生空气的损耗，提高系统的安全性和可靠性，节约能源，又符合医用空气含水分的要求。

Description

医用空气冷干机
技术领域
本发明涉及空气冷干机领域，尤其涉及医用空气冷干机。
背景技术
医用空气为在医疗卫生机构中用于医疗用途的空气，常用的包括医疗空气、器械空气和牙科空气，对水分的含量要求有所不同，医疗空气水分含量：≤575mg/Nm3(相当于露点-23.1℃)，器械空气水分含量：≤50mg/Nm3(相当于露点-46℃)，牙科空气水分含量：≤780mg/Nm3(相当于露点-20℃)。常用空压机输出压力为0.7MPa～0.8MPa，采用普通型冷干机，由于工作原理的制约，冷凝温度不能低于2℃，一般为3℃～10℃，换算为常压露点在-15℃左右，达不到上述3种医用空气的要求。而采用吸附式干燥机，压缩空气的水分含量可以达到要求，但是用于再生的压缩空气量多达15％，实际供气量只有85％，这对投资和运行成本十分不利。再者，医疗空气对于洁净度有严格的要求，压缩空气经吸附式干燥机后，可能会有颗粒物，还要过滤器给予净化。
另一方面，医疗空气终端的压力为0.32MPa～0.50MPa，气源站输出压力为0.40MPa～0.50MPa，即能满足气体终端的压力要求。为了提高吸附剂的吸附能力，通常运行压力在0.7MPa或以上，吸附过滤后再进行减压，这显然也是浪费能源的。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供医用空气冷干机，降低空压机输出压力，没有再生空气的损耗，既可以提高系统的安全性和可靠性，节约能源，又符合医用空气含水分的要求。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
医用空气冷干机，包括进气口和出气口，还包括依次设置的预冷器、预冷温度传感器、气水分离器、第一套热交换制冷系统、第二套热交换制冷系统；所述第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统均设有进气电磁阀和出气电磁阀，所述第一套热交换制冷系统的进气管路和第二套热交换制冷系统的出气管路之间设有第一电磁阀，所述第一套热交换制冷系统的出气管路和第二套热交换制冷系统的进气管路之间设有第二电磁阀；其中，压缩空气从进气口经预冷器进入气水分离器，然后通过电磁阀的控制，使气水分离后的气体再经第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统中的至少一套热交换制冷系统出气到预冷器，最后从出气口排出。
所述第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统均包括依次设置的热交换器、冷凝器和制冷机；所述热交换器的进气口通过进气管路连接进气电磁阀，热交换器的出气口通过出气管路连接出气电磁阀；所述冷凝器连接热交换器，所述制冷机连接冷凝器；其中，气体经热交换器的进气口进入，然后通过冷凝器后从热交换器的出气口排出。
所述第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统还均包括差压传感器，所述差压传感器设于进气管路和冷凝器的出气管之间。
所述第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统还均包括系统温度传感器，所述系统温度传感器设于冷凝器的出气管上。
所述第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统还均包括系统排水器，所述系统排水器设于冷凝器的下方。
所述系统排水器和冷凝器之间设有排水电磁阀。
所述系统排水器采用排水阀和自动排水器中的至少一种。
所述气水分离器的下方设有气水分离排水器。
所述气水分离排水器采用排水阀和自动排水器中的至少一种。
本发明还包括控制器，所述控制器连接各个电磁阀和传感器，用于控制电磁阀的启闭和收集各传感器数据。
相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：
1、本发明首先将压缩空气在预冷器预冷至8℃～12℃，通过气水分离排水器除去液态水，在控制器的控制下，通过控制相应电磁阀的通或断，控制二组热交换器、冷凝器和制冷机，交替使用，将压缩空气冷却至-12℃～-28℃(可设定)，进一步冻结压缩空气的水分，达到医用空气(通常指医疗空气、器械空气和牙科空气)含水分的要求。
2、本发明可将水分冻结在一套热交换制冷系统中，另一套热交换制冷系统复热，交替运行，降低空压机输出压力，运行可靠，节约能源；
3、本发明不需要再生用气，可以节省15％，节约能源，节省投资；
4、相比传统的吸附式干燥机，本发明没有吸附剂的污染，干燥器后就不需要过滤器；也不必更吸附剂，减少更换滤芯，节约运行成本；
5、本发明减少易损件，可提高系统的安全性和可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记：出气口1，进气口2，预冷器3，预冷温度传感器4，气水分离器5，排水阀6、18、30，自动排水器7、19、31，进气电磁阀8、21，出气电磁阀9、22，系统温度传感器16、28，热交换器12、24，差压传感器13、25，制冷机14、26，冷凝器15、27，排水电磁阀17、29，第一电磁阀20，第二电磁阀10，出气温度传感器11、23，差压传感器13、25，控制器32。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本实施例包括进气口2、出气口1和控制器32，还包括依次设置的预冷器3、预冷温度传感器4、气水分离器5、第一套热交换制冷系统、第二套热交换制冷系统；
所述气水分离器5的下方设有排水阀6和自动排水器7；
所述第一套热交换制冷系统设有进气电磁阀8、出气电磁阀9、热交换器12、冷凝器15、制冷机14、差压传感器13、系统温度传感器16、出气温度传感器11、排水阀18、自动排水器19、排水电磁阀17；
所述热交换器12、冷凝器15和制冷机14依次设置，热交换器12的进气口通过进气管路连接进气电磁阀8，热交换器12的出气口通过出气管路连接出气电磁阀9；所述冷凝器15连接热交换器12，所述制冷机14连接冷凝器15；其中，气体经热交换器12的进气口进入，然后通过冷凝器15后从热交换器12的出气口排出；所述差压传感器13设于进气管路和冷凝器15的出气管之间；所述系统温度传感器16设于冷凝器15的出气管上；所述出气温度传感器11设于出气管路上；所述排水阀18和自动排水器19设于冷凝器15的下方并通过排水电磁阀17进行控制。
所述第二套热交换制冷系统和第一套热交换制冷系统的结构相同，具体地，所述第二套热交换制冷系统设有进气电磁阀21、出气电磁阀22、热交换器24、冷凝器27、制冷机26、差压传感器25、系统温度传感器28、出气温度传感器23、排水阀30、自动排水器31和排水电磁阀29；
所述热交换器24、冷凝器27和制冷机26依次设置，热交换器24的进气口通过进气管路连接进气电磁阀21，热交换器24的出气口通过出气管路连接出气电磁阀22；所述冷凝器27连接热交换器24，所述制冷机26连接冷凝器27；其中，气体经热交换器24的进气口进入，然后通过冷凝器27后从热交换器24的出气口排出；所述差压传感器25设于进气管路和冷凝器27的出气管之间；所述系统温度传感器28设于冷凝器27的出气管上；所述出气温度传感器23设于出气管路上；所述排水阀30和自动排水器31设于冷凝器27的下方并通过排水电磁阀29进行控制。
所述第一套热交换制冷系统的进气管路和第二套热交换制冷系统的出气管路之间设有第一电磁阀20，所述第一套热交换制冷系统的出气管路和第二套热交换制冷系统的进气管路之间设有第二电磁阀10；
其中，压缩空气从进气口2经预冷器3进入气水分离器5，然后通过电磁阀的控制，使气水分离后的气体再经第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统中的至少一套热交换制冷系统出气到预冷器3，最后从出气口1排出。
本实施例中，所述控制器32连接各个电磁阀和传感器，用于控制电磁阀的启闭和收集各传感器数据，控制器上带显示屏，可显示设备工作状态、温度、压力。
以下对本发明的工作状态进行说明。
湿压缩空气从进气口2进入，通过预冷器3冷却到一定的温度(8℃～12℃)，进入气水分离器5，液态水通过自动排水器7排出，也可以打开排水阀6排出。压缩空气经气水分离器5后，去除了一部分水分，但是还达不到医疗空气的要求。为了进一步去除水分，本发明设置了二套热交换器、冷凝器和制冷机，可将压缩空气冷却至-26℃以下(常压露点可达-46℃，符合器械空气的要求)，水分冻结在一套热交换器和冷凝器中，另一套复热，交替运行，可将压缩空气冷却至符合各种医用空气含水分的要求。
压缩空气从气水分离器5的上部出来，打开进气电磁阀8和第二电磁阀10，关闭进气电磁阀21、出气电磁阀9和第二电磁阀20，空气通过热交换器12、冷凝器15(制冷机14停止)进行复热，冻结的冰逐步化为液态水，当系统温度传感器16检测达到2℃时，打开排水电磁阀17，通过自动排水器19进行吹除，也可以打开排水阀18排出。压缩空气通过热交换器12，经第二电磁阀10，进入热交换器24，在冷凝器27(制冷机26运行)冷却后，再通过热交换器24，通过出气电磁阀22进入预冷器3与进气热交换后，干空气从出气口1排出。
当系统温度传感器16检测接近预冷温度传感器4时，(完成热交换器12和冷凝器15的复热)关闭进气电磁阀8和第二电磁阀10，打开进气电磁阀21，压缩空气通过热交换器24，进入冷凝器27(制冷机26还在运行)冷却，再通过热交换器24，经出气电磁阀22进入预冷器3与进气热交换后，干空气从出气口1排出。
当差压传感器25达到设定值时，启动制冷机14，关闭排水电磁阀17，系统温度传感器16监测到温度达到设定值时，关闭制冷机26。(准备切换运行)关闭出气电磁阀22，进气电磁阀21处于开启状态，压缩空气对热交换器24和冷凝器27进行复热，打开第一电磁阀20，进气电磁阀8处于关闭状态，压缩空气进入热交换器12和冷凝器15后，再经热交换器12，打开出气电磁阀9，压缩空气通过预冷器3换热后，干空气从出气口1排出。
当系统温度传感器28检测达到2℃时，打开排水电磁阀29，通过自动排水器31进行吹除，也可以打开排水阀30排出。压缩空气通过热交换器24，经第一电磁阀20，进入热交换器12，在冷凝器15(制冷机14运行)冷却后，再通过热交换器12，通过出气电磁阀9进入预冷器3与进气热交换后，干空气从出气口1排出。
当系统温度传感器28检测接近预冷温度传感器4时，(完成热交换器24和冷凝器27的复热)关闭第一电磁阀20和进气电磁阀21，打开进气电磁阀8，压缩空气通过热交换器12，进入冷凝器15(制冷机14还在运行)冷却，再通过热交换器12，经出气电磁阀9进入预冷器3与进气热交换后，干空气从出气口1排出。
当差压传感器13达到设定值时，启动制冷机26，关闭排水电磁阀29，系统温度传感器28监测到温度达到设定值时，关闭制冷机14。(准备切换运行)关闭出气电磁阀9，进气电磁阀8处于开启状态，压缩空气对热交换器12和冷凝器15进行复热，打开第二电磁阀10，进气电磁阀21处于关闭状态，压缩空气进入热交换器24和冷凝器27后，再经热交换器24，打开出气电磁阀22，压缩空气通过预冷器3换热后，干空气从出气口1排出。

Claims (10)

1.医用空气冷干机，包括进气口和出气口，其特征在于：还包括依次设置的预冷器、预冷温度传感器、气水分离器、第一套热交换制冷系统、第二套热交换制冷系统；所述第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统均设有进气电磁阀和出气电磁阀，所述第一套热交换制冷系统的进气管路和第二套热交换制冷系统的出气管路之间设有第一电磁阀，所述第一套热交换制冷系统的出气管路和第二套热交换制冷系统的进气管路之间设有第二电磁阀；其中，压缩空气从进气口经预冷器进入气水分离器，然后通过电磁阀的控制，使气水分离后的气体再经第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统中的至少一套热交换制冷系统出气到预冷器，最后从出气口排出。
2.如权利要求1所述的医用空气冷干机，其特征在于：所述第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统均包括依次设置的热交换器、冷凝器和制冷机；所述热交换器的进气口通过进气管路连接进气电磁阀，热交换器的出气口通过出气管路连接出气电磁阀；所述冷凝器连接热交换器，所述制冷机连接冷凝器；其中，气体经热交换器的进气口进入，然后通过冷凝器后从热交换器的出气口排出。
3.如权利要求2所述的医用空气冷干机，其特征在于：所述第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统还均包括差压传感器，所述差压传感器设于进气管路和冷凝器的出气管之间。
4.如权利要求2所述的医用空气冷干机，其特征在于：所述第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统还均包括系统温度传感器，所述系统温度传感器设于冷凝器的出气管上。
5.如权利要求2所述的医用空气冷干机，其特征在于：所述第一套热交换制冷系统和第二套热交换制冷系统还均包括系统排水器，所述系统排水器设于冷凝器的下方。
6.如权利要求5所述的医用空气冷干机，其特征在于：所述系统排水器和冷凝器之间设有排水电磁阀。
7.如权利要求5所述的医用空气冷干机，其特征在于：所述系统排水器采用排水阀和自动排水器中的至少一种。
8.如权利要求1所述的医用空气冷干机，其特征在于：所述气水分离器的下方设有气水分离排水器。
9.如权利要求8所述的医用空气冷干机，其特征在于：所述气水分离排水器采用排水阀和自动排水器中的至少一种。
10.如权利要求1所述的医用空气冷干机，其特征在于：还包括控制器，所述控制器连接各个电磁阀和传感器，用于控制电磁阀的启闭和收集各传感器数据。
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