CN113244746B - 一种离心式气体脱湿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心式气体脱湿装置，包括气泵、导气管等部件，气泵与导气管的进气端连接，导气管的出气端与扩张进气口连接，扩张进气口与密封箱的顶端中部连接，密封箱的内腔横向设置中空转轴，中空转轴上均匀设置若干个轻质硬圆片，每个轻质硬圆片的顶端均设有若干聚水尖端，相邻的两个轻质硬圆片之间设置有若干连通孔，中空转轴的一端密封，中空转轴的另一端与出气口的一端连通，出气口)的另一端连接有出气导管，密封箱的底部设有汇水槽，汇水槽的出口端设置出水部。本发明解决了空气脱湿过程中效率低、能耗高的技术问题。

Description

一种离心式气体脱湿装置

技术领域

本发明涉及一种离心式气体脱湿装置，属于气体脱湿术领域。

背景技术

气体在工业生产中应用广泛的，但在使用以前必须除掉所含的湿气，目前气体脱湿方式大多采用化学除湿或膜分离技术脱湿，化学除湿相对较慢，膜分离法对技术要求高且造价高；而气体脱湿装置虽然品类较多，但对含湿气体进行高效脱湿，且低能耗的气体脱湿装置目前较少。鉴于上述情况，为此，我们提出一种离心式气体脱湿装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种离心式气体脱湿装置，基于粘滞力及重力作用等理论，旨在有效解决空气脱湿效率低、能耗高的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种离心式气体脱湿装置，包括气泵、导气管、密封箱、轻质硬圆片、聚水尖端、中空转轴、扩张进气口、连通孔、出气口、出气导管、汇水槽、出水部、导水管；

所述气泵用于将待脱湿的气体泵入脱湿装置内，所述气泵与所述导气管的进气端连接，导气管的出气端与所述扩张进气口连接，扩张进气口与所述密封箱的顶端中部连接，密封箱的内腔横向设置所述中空转轴，中空转轴贯穿密封箱并延伸至密封箱的左端和右端，中空转轴上均匀设置若干个轻质硬圆片，每个所述轻质硬圆片的顶端均设有若干聚水尖端，相邻的两个轻质硬圆片之间设置有若干连通孔，所述中空转轴的一端密封，中空转轴的另一端与出气口的一端连通，所述出气口的另一端连接有出气导管；

所述密封箱的底部设有汇水槽，汇水槽的出口端设置出水部，所述出水部用于排放汇水槽内的水，所述出水口部件的进水端与汇水槽的最低点连通。

由于上述结构的设置，本发明基于粘滞力及重力作用等理论，导气管将气泵送入的气体导入扩张进气口，待脱湿气体从扩张进气口喷入密封箱内；由于密封箱内设置有中空转轴，中空转轴的两端设有滚轮轴承，该滚轮轴承实现中空转轴在密封箱内做轴向自由旋转，且中空转轴上设置的若干个轻质硬圆片、聚水尖端及其连通孔，由扩张进气口喷入的待脱湿气体具有一定动能，该气体从扩张进气口经过密封箱到达连通孔并进入中空转轴的轴心通道内，该气体在上述运动过程中与轻质硬圆片产生摩擦，轻质硬圆片在气体粘滞力的作用下绕着圆心转动并同时带动中空转轴绕轴心旋转，中空转轴旋转的同时又带动其他未受到粘滞力作用的轻质硬圆片转动，整个密封箱内的气体在轻质硬圆片的旋转运动作用下，产生旋转运动，整个密封箱内的气体与轻质硬圆片之间有相对位移，该相对位移加大了轻质硬圆片与密封箱内气体的接触频率，该接触频率的加大促成轻质硬圆片有效吸附气体内的水分子并达到脱湿气体的作用。在离心力的作用下，通过聚水尖端的表面汇聚到聚水尖端的尖端处形成水滴，该水滴在离心力的作用下脱离尖端且飞向密封箱的内壁并最终与密封箱的内壁接触形成细流，该细流在重力作用下汇聚到底部汇水槽内；脱湿后的气体穿过连通孔进入中空转轴的轴心通道内；中空转轴的一端与出气口连通，另一端密封，脱湿后的气体由中空转轴的轴心通道通过出气口进入出气导管，将脱湿后的气体排出装置外。实现了脱湿效率高，能耗低的技术效果。且密封箱的底部设置的汇水斜槽，能将积水无残留的排出。

进一步地，所述聚水尖端为三角形尖端，聚水尖端与轻质硬圆片处在同一平面上；所述密封箱内壁、轻质硬圆片、聚水尖端上均涂有亲水性的材料涂层。

进一步地，所述出水部具有第一出水管、第二出水管，所述第一出水管为倒U形，第一出水管的出水端连接有导水管，第一出水管上设置第一阀门，所述第二出水管上设置第二阀门。

由于上述结构的设置，当第一阀门和第二阀门关闭时，第一出水管、第二出水管与外环境不连通，且第一出水管倒U形弯段将出现存水并引起底部汇水槽形成底部积水，该第一出水管倒U形转弯段的存水可实现密封箱内气体不从出水口部件处外溢；当第一阀门关闭时，第一出水管不与导水管连通。当脱湿装置需要清洗时，停止装置所有动力部件，并打开装置所有阀门，在出气导管或者出气口的出气端接入水泵，水泵将清水或清洗液泵入中空转轴的轴心内，清水或清洗液在压力作用下通过连通孔喷入密封箱内，达到清洗装置的目的。

进一步地，所述密封箱底端设置支撑架，所述支撑架用于将密封箱稳定托起并保证中空转轴的轴线处于水平状态。

进一步地，所述汇水槽11具有两块汇水斜板，所述两块汇水斜板相交于中间部位，所述汇水槽11为两端向中间向下倾斜的斜槽。

进一步地，所述扩张进气口为扁口，所述扩张进气口的开口由进气端向出气端不断扩大。

进一步地，所述相邻的两个轻质硬圆片之间设置的连通孔为2个以上。

综上所述，本发明的有益效果是：

1、本发明巧妙设计机械脱湿方式，基于粘滞力及重力作用等理论，实现了对高湿度空气进行高效脱湿。

2、本发明涉及动力部件少，能耗低，在高湿度气体脱湿效率方面优于传统化学脱湿方法，且本发明脱湿环境要求低，易于实现微型化和巨大化制造需求。

3、本发明在气体脱湿领域适应范围广，即可对腐蚀性气体进行脱湿，也可脱湿其他非腐蚀性的化学气体。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明结构横剖面示意图；

图3是本发明出水口部件的结构示意图；

图4是本发明轻质硬圆片、聚水尖端、连通孔的横剖面示意图。

图中：1-气泵，2-导气管，3-密封箱，4-轻质硬圆片，5-聚水尖端，6-中空转轴，7-扩张进气口，8-连通孔，9-出气口，10-出气导管，11-汇水槽，12-出水部，121-第一出水管，122-第二出水管，123-第一阀门，124-第二阀门，13-导水管，15-支撑架。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-4所示，一种离心式气体脱湿装置，包括气泵1、导气管2、密封箱3、轻质硬圆片4、聚水尖端5、中空转轴6、扩张进气口7、连通孔8、出气口9、出气导管10、汇水槽11、出水部12、导水管13；

气泵1用于将环境中待脱湿的气体泵入脱湿装置内，气泵1与导气管2的进气端连接，导气管2的出气端与扩张进气口7连接，扩张进气口7与密封箱3的顶端中部连接，密封箱3的内腔横向设置中空转轴6，中空转轴6贯穿密封箱3并延伸至密封箱3的左端和右端，中空转轴6上均匀设置若干个轻质硬圆片4，每个所述轻质硬圆片4的顶端均设有若干聚水尖端5，相邻的两个轻质硬圆片4之间设置有若干连通孔8，中空转轴6的一端密封，中空转轴6的另一端与出气口9的一端连通，出气口9的另一端连接有出气导管10；出气口9将中空转轴6内的气体导入出气导管10内，出气导管10将脱湿后的气体排出装置外。

密封箱3的底部设有汇水槽11，汇水槽11的出口端设置出水部12，出水部12用于排放汇水槽11内的水，出水口部件12的进水端与汇水槽11的最低点连通。汇水槽11将来自密封箱3内壁的水和来自聚水尖端5的水汇聚，并由出水部1排出。

聚水尖端5为三角形尖端，聚水尖端5与轻质硬圆片4的圆面处在同一平面上；密封箱3内壁、轻质硬圆片4、聚水尖端5上均涂有亲水性的材料涂层。该涂层可将密封箱3内含湿气体中的水分子吸附到密封箱内壁、轻质硬圆片和聚水尖端上。

出水部12具有第一出水管121、第二出水管122，第一出水管121为倒U形，第一出水管121的出水端连接有导水管13，第一出水管121上设置第一阀门123，第二出水管122上设置第二阀门124。出水口部12将脱湿集水导入指定地点处理。

密封箱3底端设置支撑架15，所述支撑架15用于将密封箱3稳定托起并保证中空转轴6的轴线处于水平状态。

汇水槽11具有两块汇水斜板，所述两块汇水斜板相交于中间部位，所述汇水槽11为两端向中间向下倾斜的斜槽。

扩张进气口7为扁口，扩张进气口7的开口由进气端向出气端不断扩大。

相邻的两个轻质硬圆片4之间设置的连通孔8为2个以上。

工作原理：当装置刚开始运行时，待脱湿的气体由气泵1泵入装置内，待脱湿气体经导气管2的引导后进入扩张进气口7，并扩散喷入密封箱3内。气体在密封箱3内旋转运动，因喷口处大部分气体相对轻质硬圆片4的两侧面做剪切运动，因此气体在上述运动过程中与轻质硬圆片4产生摩擦，轻质硬圆片4在气体粘滞力的作用下绕着圆心转动并同时带动中空转轴6绕轴心旋转，中空转轴6旋转的同时又带动其他未受到粘滞力作用的轻质硬圆片4转动，整个密封箱3内的气体在轻质硬圆片4的旋转运动作用下，产生旋转运动，整个密封箱3内的气体与轻质硬圆片4之间有相对位移，该相对位移加大了轻质硬圆片4与密封箱3内气体的接触频率，又因轻质硬圆片4上涂有亲水材料，故气体与轻质硬圆片4一方面接触频率加大，另一方面气体中的水分子被圆片表面吸附；当装置运行稳定后，轻质硬圆片4稳定旋转，并带动密封箱3内的气体绕中空转轴6旋转运动。此时，从扩张进气口7新喷入的湿润气体相对连通孔8附近的气体质量较大，密封箱3内气体的旋转运动，自动将含水率低的轻质量气体与含水率高的大质量气体分离，具体表现为含水率高的大质量气体向背离旋转中心的方向运动，而含水率低的轻质量气体被外部大质量气体排挤并向旋转中心运动，且越接近旋转中心的气体含水率越低，最终脱湿气体进入连通孔8内随后通过出气导管10排出装置。含水率高的大质量气体在轻质硬圆片4圆面外边缘及密封箱3的内壁附近运动，其内所含水分子不断被轻质硬圆片4及密封箱3的内壁表面吸附，此时轻质硬圆片4表面因吸附水分子增多而形成细流，在离心力的作用下细流向轻质硬圆片4的圆面边缘流动，并在聚水尖端5处汇聚并逐渐形成水滴，该水滴在离心力的作用下脱离尖端且飞向密封箱3的内壁并最终与密封箱3的内壁接触形成细流，该细流在重力作用下汇聚到底部汇水槽11内，最终通过出水部12排出装置。出水部12为倒U形，该部件主要用于确保密封箱3内气体从出气导管10排出而不是从导水管13排出。出出水部12具有第一出水管121、第二出水管122，第一出水管121为倒U形，第一出水管121的出水端连接有导水管13，第一出水管121上设置第一阀门123，第二出水管122上设置第二阀门124，分别由两个阀门控制其连通与否,出水部12进水端与密封箱3连接并与底部汇水槽11的最低点连通，两个出水管分别与导水管13、外界环境连通；当第一阀门和第二阀门关闭时，第一出水管、第二出水管与外环境不连通，且第一出水管倒U形弯段将出现存水并引起底部汇水槽形成底部积水，该第一出水管倒U形转弯段的存水可实现密封箱内气体不从出水口部件处外溢；当脱湿装置需要清洗时，停止装置所有动力部件，并打开装置所有阀门，在出气导管或者出气口的出气端接入水泵，水泵将清水或清洗液泵入中空转轴的轴心内，清水或清洗液在压力作用下通过连通孔喷入密封箱内，达到清洗装置的目的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种离心式气体脱湿装置，其特征在于：包括气泵（1）、导气管（2）、密封箱（3）、轻质硬圆片（4）、聚水尖端（5）、中空转轴（6）、扩张进气口（7）、连通孔（8）、出气口（9）、出气导管（10）、汇水槽（11）、出水部（12）、导水管（13）；

所述气泵（1）用于将待脱湿的气体泵入脱湿装置内，所述气泵（1）与所述导气管（2）的进气端连接，导气管（2）的出气端与所述扩张进气口（7）连接，扩张进气口（7）与所述密封箱（3）的顶端中部连接，密封箱（3）的内腔横向设置所述中空转轴（6），中空转轴（6）贯穿密封箱（3）并延伸至密封箱（3）的左端和右端，中空转轴（6）上均匀设置若干个轻质硬圆片（4），每个所述轻质硬圆片（4）的顶端均设有若干聚水尖端（5），相邻的两个轻质硬圆片（4）之间设置有若干连通孔（8），所述中空转轴（6）的一端密封，中空转轴（6）的另一端与出气口（9）的一端连通，所述出气口（9）的另一端连接有出气导管（10）；

所述密封箱（3）的底部设有汇水槽（11），汇水槽（11）的出口端设置出水部（12），所述出水部（12）用于排放汇水槽（11）内的水，所述出水部（12）的进水端与汇水槽（11）的最低点连通；

所述聚水尖端（5）为三角形尖端，所述聚水尖端（5）与轻质硬圆片（4）的圆面处在同一平面上；所述密封箱（3）内壁、轻质硬圆片（4）、聚水尖端（5）上均涂有亲水性的材料涂层；

所述扩张进气口（7）为扁口，所述扩张进气口（7）的开口由进气端向出气端不断扩大。

2.根据权利要求1所述的一种离心式气体脱湿装置，其特征在于：所述出水部（12）具有第一出水管（121）、第二出水管（122），所述第一出水管（121）为倒U形，第一出水管（121）的出水端连接有导水管（13），所述第一出水管（121）上设置第一阀门（123），所述第二出水管（122）上设置第二阀门（124）。

3.根据权利要求1所述的一种离心式气体脱湿装置，其特征在于：所述密封箱（3）底端设置支撑架（15），所述支撑架（15）用于将密封箱（3）稳定托起并保证中空转轴（6）的轴线处于水平状态。

4.根据权利要求1所述的一种离心式气体脱湿装置，其特征在于：所述汇水槽（11）具有两块汇水斜板，所述两块汇水斜板相交于中间部位，所述汇水槽（11）为两端向中间向下倾斜的斜槽。

5.根据权利要求1所述的一种离心式气体脱湿装置，其特征在于：所述相邻的两个轻质硬圆片（4）之间设置的连通孔（8）为2个以上。

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