CN116966725A - 压缩气体干燥器的基于温度的监测和控制 - Google Patents

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弗雷德里科·若泽·德拉奎特·罗哈·席尔瓦
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Abstract

提供用于确定压缩气体的干燥器系统的转子的旋转状态的方法、系统和设备。所述压缩气体的干燥器系统包括：压缩气体源，所述压缩气体源提供待干燥的压缩气体；再生气体源，所述再生气体源提供再生气体；压力容器，所述压力容器限定干燥区和再生区；驱动器，其构造成在预定旋转方向上驱动设置在所述压力容器中的转子旋转；至少第一温度传感器，其构造成获得第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度；以及控制器，其构造成接收所述第一温度数据并且基于它确定所述转子的旋转状态。

Description

压缩气体干燥器的基于温度的监测和控制
技术领域
本公开涉及用于监测和控制压缩气体干燥器的方法、系统和装置，并且特别是用于特别基于压缩气体系统内的温度信息监测、控制和优化压缩气体系统的旋转滚筒干燥器的效率的方法、系统和装置。
背景技术
干燥的压缩空气用于广泛的应用中，包括但不限于：食品加工、化学和制药操作、气动工具、HVAC和HVAC控制系统、喷砂、注射成型、喷涂以及制造，例如电子元件的制造。在食品工业中，干燥空气用于使谷物、乳制品、蔬菜和谷类脱水。在电子工业中，干燥的压缩空气用于，例如，从硅设备和电路板上去除软化水和清洁剂。
大气含有水蒸气，并且在生产压缩空气时必须考虑此水蒸气。例如，一台工作压力为7巴并且性能为200升/秒(压缩20℃、相对湿度为80％的空气)的压缩机将向压缩空气管线释放10升/小时的水。
压缩空气系统中的水和水分可能会导致侵蚀、腐蚀和生物效应，从而可能导致产品损坏、设备故障和系统故障。例如，在压缩空气管线中，水被湍流气流流化成气雾，并且液滴被高速推进，直到它们撞击其路径上的障碍物，例如管道弯头、阀盘、孔板或气动马达叶片。由此产生的反复冲击会产生点蚀。此外，由高速水雾产生的凹坑为盐离子和酸提供了避风港，它们通过化学作用进一步腐蚀表面。然后，弱化的表面易于受到机械振动和弯曲导致的应力腐蚀。可以通过消除空气中的液体气溶胶和颗粒并从压缩空气系统中去除水蒸气来控制侵蚀，水蒸气可以凝结并形成液滴。因此，在压缩空气管线暴露于低温且易于冷凝的装置中，将空气干燥至低于最低可能温度的露点是很重要的。
除了侵蚀之外，压缩空气系统中的水分还可能会导致腐蚀和破坏性的生物效应。可以通过吸附过程去除水和油蒸气。可以通过凝聚过滤器等工具从气流去除液体气溶胶。由于从空气中吸附腐蚀剂，压缩空气系统中的湿蚀尤其严重。尽管纯液态水本身没有腐蚀性，但当水与盐粒或酸性气体结合时，会形成腐蚀性很强的溶液。众所周知，可以通过将空气干燥至其最低可能露点来控制腐蚀。
此外，压缩空气系统中的水分是有害的，因为潮湿的空气允许细菌、真菌和霉菌生长，这些细菌、真菌和霉菌产生酸性废物，酸性废物还促进压缩空气系统的腐蚀。微生物也可能积聚在仪表管道和气动马达轴承中，导致故障、过度的磨损速率和咬死。因此，对于控制有害的生物效应，将空气干燥到露点是有利的，其将相对湿度降低到10％以下。
另外，压缩空气中的水分可以通过直接和间接方式造成产品污染。水滴和水蒸气都可以在直接接触过程中被产品吸附，例如通过举例，在化学混合和喷漆应用中。水的吸附可能会对产品的化学和物理性质产生不利影响。
在干燥压缩空气的应用中，例如在制造业中，经常使用露点为-40°F.至-100°F.的空气，并且因此，利用将空气干燥至其最低可能露点的干燥过程是有利的。例如，分析仪器中使用的压缩空气必须非常纯净，并且含有最低水平的水蒸气。用于分析用于环境室和生理呼吸测试的空气的红外分析仪和气相色谱仪通常要求稳定质量的空气和低于-60°F.的露点水平。这种被称为“零级空气”的高纯度空气也有利于延长敏感部件的寿命，防止试样污染，并防止分析过程中出现不良副反应。
通常通过分析每个单独的压缩空气系统来确定所需的干燥度，并且空气干燥系统应设计成将水蒸气含量降低到最低露点水平。
存在已知的压缩气体的干燥器系统，例如旋转滚筒干燥器，其设置有包含干燥区和再生区的压力容器。这种系统通常还包括冷却区。在压力容器中设置有可旋转的滚筒，该滚筒带有可再生干燥剂。
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。温暖的再生气体被供应到再生区，以用于干燥剂的再生。干燥器还包括旋转滚筒的驱动器，使得干燥剂连续移动通过干燥区和再生区(以及冷却区，如果适用的话)。
从空气进给流中去除水分可以被认为取决于几个因素，包括气流的流速、吸附剂的水分吸附速率和水分含量，以及床内空气的温度和压力。
已经提供了已知的方法，用于精确预测离开吸附区段的气流的污染水平，并优化旋转滚筒吸附器系统的性能和分馏效率，例如US 6,527,836中描述的那些方法。例如在US6,527,836中描述的这种方法包括：提供一组复杂的建议的滚筒干燥器设计以及操作参数和初始操作条件；计算这种条件下的预测露点；确定来自再生和冷却区段的温度信息；以及显示区段温度曲线和预测露点下的排放温度，以供工程师评估，从而提供系统的最佳性能并实现最低的流出物露点。这种已知的方法包括确定在吸附区段的整个表面上排放的平均或混合浓度，以及离开冷却区段的混合流排放温度。使用经典吸附方程来确定吸附区段中的平均或混合排放浓度：
c1：流出物污染物浓度
c0：流入物污染物浓度
N：传质单元数，无量纲
T：物质平衡比，每吸附剂容量(adsorbent capacity)吸附的溶质
L：吸附剂床长度
Hd：传质单元高度
u0：吸附区段中的质量流速
τ：吸附区段中的时间
V：吸附区段中的吸附剂床体积
ε：吸附剂床空隙率
n：每单位重量的吸附剂床平衡能力(equilibrium capacity)
ni：吸附剂床中的初始浓度
ρa：吸附剂床密度
Ax：吸附截面横截面表面积
在这种已知的方法中，上述方程(1)用于特征在于近乎线性等温线的吸附剂，例如通过举例，硅胶和活性氧化铝。上述方程(2)用于特征在于近乎恒定等温线的吸附剂，例如通过举例，分子筛或沸石和活性二氧化钛。在冷却区段中，方程(1)用于确定温度曲线，该方程的积分提供混合流排放温度，并且方程(1)中的各项根据热传递定义：
Jo＝(t-to)/(t1-to) (6)
N＝L/H (7)
T＝cP(τcuc-V∈)/(cPaρaL Ax) (8)
t：排放温度
t0：初始床温度
t1：进气温度
H：传热单元高度
cp：气体的热容量
τc：冷却区段中的时间
uc：通过冷却区段的质量流速
V：冷却区段中的吸附剂床体积
cpa：吸附剂的热容量
在这些方法中，冷却区段中的时间τc等于/rpm，其中/>是以弧度表示的冷却区段角度。
在已知的方法中，在再生区段中，在进入冷却区段之前，认为建立了两个热锋。第一个热锋接近发生解吸的平衡温度，而第二个滞后锋接近升高的入口温度。例如US 6,527,836的已知方法，在再生温度对时间的图形显示中示出了两个热锋以及再生区段处于平衡温度的时间段。该曲线图示出了双峰温度曲线，其可以用于分析旋转滚筒吸附器系统的性能。在第一个峰之后，有一段时间再生区段中的温度保持恒定，显示出平衡温度。根据US 6,527,836，只要一些水分保留在再生区段中，该温度就是恒定的。当第二个峰开始时，吸附剂滚筒的给定凹槽被认为是再生的。例如US 6,527,836的已知方法，允许用户调节各种入口条件，例如入口温度、系统压力、流速、再生入口温度、再生流速和/或滚筒的旋转速度，并且容易地在各种条件下产生再生温度对时间的曲线图，以显示响应于这种调节的旋转滚筒吸附剂系统性能变化。
另外，使用计算机化方法，用户可以产生各种数据的图形显示，例如通过举例，冷却温度对时间、冷却温度对凹槽长度、露点对入口温度、露点对再生温度、露点对再生流速、露点对马达转速、以及露点对流速，用于控制旋转滚筒吸附器系统的操作条件，以改善其性能并达到最低流出物露点。
此外，用于准确预测离开吸附区段的气流的污染水平并优化旋转滚筒吸附器系统的性能和分馏效率的已知方法，例如US 6,527,836中描述的那些方法，提供了用于显示区段温度曲线和排放温度以及其他系统条件的工具，以用于评估从而改善旋转滚筒吸附器系统的设计并实现最佳性能。在这些已知的方法中，例如US 6,527,836所描述的那些方法，过程步骤和方程以及计算机化方法的计算体现在独特的计算机程序中以提供系统的深入知识，以用于基于所提出的一组系统参数、初始操作条件、不同大小的旋转滚筒的不同操作特性和性能水平、以及在任何数量的不同操作条件下系统设计参数的其他变化来准确预测旋转滚筒吸附器过程和系统的性能并控制其操作。计算机程序被专门设计用于快速、轻松地生成区段温度曲线和排放温度以及其他系统数据的图形显示，以进行评估，从而获得最大系统性能和优化产品。
这种已知的系统提供信息输入，包括：主流(SCFM)、入口温度(°F.)、再生温度(°F.)、系统压力(psig)、再生流量(SCFM)、入口相对湿度、驱动马达速度(rpm)以及鼓风机流速(SCFM)。另外，在这种方法中使用的计算机程序提供了旋转滚筒系统型号的选择。滚筒型号的选择决定了吸附剂滚筒的直径和长度。例如，不同型号的直径和长度可以是14.5英寸和200mm，14.5英寸和400mm，18.5英寸和400mm，或者24.5英寸和400mm。此外，在这些方法中使用的计算机程序提供了吸附剂滚筒的特定制造商的选择。已知方法的优选计算机程序包括选择Nichias(硅胶或GX7型)和Siebu Giken(硅胶或分子筛)。通过选择型号，可以获得关于旋转滚筒物理性质的具体信息，包括凹槽三角形的高度和宽度、容纳二氧化硅的介质的厚度、大致的密封宽度、吸附区段的角度以及再生区段的角度。
使用包括初始操作条件和滚筒设计参数的输入信息，已知方法的计算机程序，例如US 6,527,836中描述的方法，然后计算与产品流、再生区段和冷却区段相关的各种信息。对于产品流量，程序可以确定预测的出口压力露点(°F.)和出口温度(°F.)。在再生区段中，计算机程序可以确定平衡温度(°F.)、最终凹槽出口温度(°F.)、平均出口温度(°F.)和流速(SCFM)。在冷却区段中，计算机程序可以确定最终凹槽出口温度(°F.)、平均出口温度(°F.)和流速(SCFM)。另外，计算机程序提供冷凝器入口温度(°F.)、有用容量[#H20/100#Dscc]和水负载[#H20]。因此，在这些已知方法中使用的计算机程序提供了系统信息和图形显示，根据需要或期望来评估旋转滚筒吸附器过程和系统的性能和/或控制所述过程或系统，以获得最大性能和优化的产品。
此外，可以由计算机化方法提供的信息的图形显示是使用以下主要初始操作条件和系统参数产生的：主流＝450SCFM；入口温度＝100°F.；再生温度＝300°F.；系统压力＝100psig；再生流量＝200SCFM；鼓风机头＝30WC，并且旋转滚筒＝RDD450型号。此外，还包括以下条件：入口相对湿度＝85％；驱动马达速度＝1.2RPM；鼓风机温度＝100°F.；鼓风机流速＝225SCFM。这里提供的初始操作条件和系统参数仅用于示例目的，并且可以由计算机化方法的用户适当地进行改变。
使用该输入信息，例如US 6,527,836中描述的已知方法的计算机程序，计算出产品流的压力出口露点为1.3°F.并且产品流的出口温度为125.3°F.。计算机程序确定与再生区段40相关的以下信息：平衡温度为156.9°F.，最终凹槽出口温度为299.2°F.，平均出口温度为166.7°F.，并且流速为200SCFM。在冷却区段42中，计算机程序计算最终凹槽出口温度为127.5°F.，平均出口温度为264.3°F.并且流速为28.5SCFM。另外，计算机程序确定冷凝器入口温度为178.9°F.，有用容量[#H20/100#Dscc]为9.4，并且水负载[#H20]为0.53。
虽然已知的方法，例如US 6,527,836中描述的那些方法，被描述为准确预测离开吸附区段的气流的污染水平，并优化旋转滚筒吸附器系统的性能和分馏效率，但是这些方法和系统过于复杂，需要相当大的计算能力和由于这些计算导致的时间延迟。
因此，本公开的发明人已经认识到需要一种有效、可靠的吸附过程和系统，用于增加空气进给流的纯度并实现最低的流出物露点，以及一种用于设计、监测和控制这种吸附过程和系统的更简单的方法。另外，如上所述，虽然需要减少压缩空气系统中的水分含量，但是需要以有效的方式这样做，平衡提供干燥过程(在该干燥过程中空气被干燥到其最低可能的露点)的需要并且同时减少过程中的能量消耗和空气干燥系统上不必要的磨损。
本申请的发明人已经发现，已知的计算和优化实际上是不必要的和低效的，需要比必要的更多的时间和处理能力，并且本申请的发明人已经发现了一种稳健且高效的方法和系统，以准确地预测离开吸附区段的气流的污染水平，同时使用有限的基于温度的参数来控制和优化旋转滚筒吸附器系统的性能效率。
最后，对于旋转滚筒干燥器系统，至关重要的是保证滚筒正确旋转，包括旋转和以正确的方向旋转。如果没有快速检测并解决如下停止或如下错误移动，转子的停止或错误方向的旋转(例如，当系统构造成用于使滚筒在逆时针方向上旋转时滚筒在顺时针方向上的旋转)可能会导致部件的严重损坏。目前，在马达内使用传感器来连续监测滚筒的旋转和旋转方向。但是这些传感器在现有的小室和引脚连接器中占据了大量的空间，并且在转子与马达(引脚)之间的机械连接出现故障的情况下，已知的传感器不能给出正确的反馈。
本文公开的稳健且有效的方法和系统还使用有限的基于温度的参数以较低的成本提供了对旋转滚筒的旋转的准确且更快速的监测和检测。
发明内容
提供一种压缩气体的干燥器系统，所述干燥器系统包括：压缩气体源，所述压缩气体源提供待干燥的压缩气体；再生气体源，所述再生气体源提供再生气体；压力容器，所述压力容器限定干燥区和再生区，所述干燥区具有入口和出口，所述待干燥的压缩气体通过所述干燥区的入口接收到所述干燥区中，并且已干燥的压缩气体通过所述干燥区的出口离开所述干燥区，并且所述再生区具有入口和出口，所述再生气体通过所述再生区的入口接收到所述再生区中，并且所述再生气体通过所述再生区的出口离开所述再生区；驱动器，所述驱动器构造成在预定旋转方向上驱动设置在所述压力容器中的转子旋转；第一温度传感器，所述第一温度传感器构造成获得第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度，以及第二温度传感器，所述第二温度传感器构造成获得第二温度数据，所述第二温度数据指示所述压力容器内的第二位置处的第二温度；以及控制器，所述控制器构造成接收所述第一温度数据和第二温度数据并且基于所述第一温度数据和第二温度数据确定所述转子的旋转状态。
提供一种用于确定压缩气体的干燥器系统的转子的旋转状态的基于温度的方法。所述压缩气体系统包括：压缩气体源，所述压缩气体源提供待干燥的压缩气体；再生气体源，所述再生气体源提供再生气体；以及压力容器，所述压力容器限定干燥区和再生区，所述干燥区具有入口和出口，所述待干燥的压缩气体通过所述干燥区的入口接收到所述干燥区中，并且已干燥的压缩气体通过所述干燥区的出口离开所述干燥区，并且所述再生区具有入口和出口，所述再生气体通过所述再生区的入口接收到所述再生区中，并且所述再生气体通过所述再生区的出口离开所述再生区；以及驱动器，所述驱动器构造成在预定旋转方向上驱动设置在所述压力容器中的转子旋转。所述方法包括：接收由第一温度传感器获得的第一信号的第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度；接收由第二温度传感器获得的第二信号的第二温度数据，所述第二温度数据指示所述压力容器内的第二位置处的第二温度；以及由控制器基于从所述第一温度传感器获得的所述第一温度数据和从所述第二温度传感器获得的所述第二温度数据确定所述转子的旋转状态。
一种其上存储了计算机可执行指令的硬件存储装置或存储器存储设备，所述计算机可执行指令在被计算系统的一个或多个处理器执行时将所述计算系统构造成：接收由第一温度传感器获得的第一信号的第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度；接收由第二温度传感器获得的第二信号的第二温度数据，所述第二温度数据指示所述压力容器内的第二位置处的第二温度；并且基于从所述第一温度传感器获得的所述第一温度数据和从所述第二温度传感器获得的所述第二温度数据确定压缩气体的干燥器系统的转子的旋转状态。
提供一种压缩气体的干燥器系统，所述干燥器系统包括：压缩气体源，所述压缩气体源提供待干燥的压缩气体；再生气体源，所述再生气体源提供再生气体；压力容器，所述压力容器限定干燥区和再生区，所述干燥区具有入口和出口，所述待干燥的压缩气体通过所述干燥区的入口接收到所述干燥区中，并且已干燥的压缩气体通过所述干燥区的出口离开所述干燥区，并且所述再生区具有入口和出口，所述再生气体通过所述再生区的入口接收到所述再生区中，并且所述再生气体通过所述再生区的出口离开所述再生区；驱动器，所述驱动器构造成在预定旋转方向上驱动设置在所述压力容器中的转子旋转；第一温度传感器，其构造成获得第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度；以及控制器，所述控制器构造成接收所述第一温度数据和第二温度数据并且基于所述第一温度数据和第二温度数据确定所述转子的旋转状态。
提供一种用于确定压缩气体的干燥器系统的转子的旋转状态的基于温度的方法。所述压缩气体系统包括：压缩气体源，所述压缩气体源提供待干燥的压缩气体；再生气体源，所述再生气体源提供再生气体；以及压力容器，所述压力容器限定干燥区和再生区，所述干燥区具有入口和出口，所述待干燥的压缩气体通过所述干燥区的入口接收到所述干燥区中，并且已干燥的压缩气体通过所述干燥区的出口离开所述干燥区，并且所述再生区具有入口和出口，所述再生气体通过所述再生区的入口接收到所述再生区中，并且所述再生气体通过所述再生区的出口离开所述再生区；以及驱动器，所述驱动器构造成在预定旋转方向上驱动设置在所述压力容器中的转子旋转。所述方法包括：接收由第一温度传感器获得的第一信号的第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度；以及由控制器基于从所述第一温度传感器获得的所述第一温度数据确定所述转子的旋转状态。
一种其上存储了计算机可执行指令的硬件存储装置或存储器存储设备，所述计算机可执行指令在被计算系统的一个或多个处理器执行时将所述计算系统构造成：接收由第一温度传感器获得的第一信号的第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度；并且基于从所述第一温度传感器获得的所述第一温度数据确定压缩气体的干燥器系统的转子的旋转状态。
附图说明
图1示出包括干燥器系统的压缩机设备的第一实施例。
图2示出包括干燥器系统的压缩机设备的另一实施例。
图3示出包括干燥器系统的压缩机设备的另一实施例。
图4示出包括干燥器系统的压缩机设备的另一实施例。
图5示出包括干燥器系统的压缩机设备的另一实施例。
图6示出包括干燥器系统的压缩机设备的另一实施例。
图7A、图7B、图7C、图7D、图7E和图7F示出来自图1至图6的实施例的传感器信号的实施例和进一步的细节和处理。
图8A和图8B示出可用的启动和停止控制装置的实施例，所述控制装置可用于驱动图1至图6的实施例中的滚筒。
包括附图是为了提供对部件的更好理解，而不是为了限制范围，而是为了提供示例性说明。
具体实施方式
以下将参考实施例并参考附图描述本公开的发明概念。但是，本发明不限于此。所描述的附图只是示意性的，而非限制范围的。在附图中，一些元件的大小可能被放大，而不是按比例绘制；这是为了便于说明。尺寸和相对尺寸不一定对应于本发明的具体实施例。
此外，术语第一、第二、第三等可以用于区分相似的元件，并且不一定用于描述连续的或者按时间先后的顺序。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的顺序使用。
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”等也用于举例的目的并且不必用于描述相对位置。这些术语在适当情况下是可互换的，并且本文所描述的本发明的实施例可以在不同于本文所描述或示出的取向上实践。
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仅示出用于执行本发明的方法和模式，并且不应被理解为限制本发明的范围。
权利要求中使用的术语“包括”、“包含”或“具有”不应被解释为限于此后提及的器件或步骤。术语被解释为指定存在如所提及的所描述的特征、元件、步骤或部件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、元件、步骤或部件或其组。因此，表述“包括器件A和B的设备或装置”的范围不应被认为限于仅由部件A和B组成的设备或装置。为了本公开的目的，仅特别提到了装置的部分A和B，但是权利要求应该进一步解释为包括这些部分的等同物。
通常，本公开的压缩气体干燥系统包括压力容器，所述压力容器包括干燥区和再生区，以及旋转部分或转子，例如压力容器中的可旋转滚筒。转子或滚筒是多腔室吸附分馏器，其包含吸附介质，所述吸附介质作为可再生的干燥剂。另外，还可以包括冷却区。
在图1所示的压缩气体的干燥器系统的第一实施例中，为压缩气体源60提供用于压缩气体系统的干燥器10。压缩气体源60可以是例如压缩机。然而，包括干燥器10的干燥器系统可以设置有其他压缩气体源，例如预压缩气体罐、储气器或供应管道或管线。此外，多个干燥器10可以设置在压缩气体系统内或者沿着压缩气体管线或管道设置。干燥器10包括：压力容器11，压力容器11包括旋转对称体，旋转对称体中限定了干燥区12、再生区13和可选的冷却区29。转子，例如滚筒14，设置在旋转对称的部分中，并且设置有包含吸附介质的多腔室吸附分馏器，所述吸附介质用作可再生干燥剂。吸附介质可以包括硅胶、活性氧化铝、分子筛、活性二氧化钛或活性炭。提供驱动器114或驱动器件，用于使滚筒相对于旋转对称体围绕轴线X旋转(即，使滚筒14在旋转对称体中旋转或使旋转对称体围绕静止滚筒旋转)，使得干燥剂连续移动通过干燥区和再生区。驱动器114可以包括电马达。示意性地示出了图中所示的驱动器114。并且虽然图1中的驱动器114沿着滚筒14的旋转轴线X设置，但这并不是必须的。驱动器114可以设置在偏离滚筒14的旋转轴线的位置处。驱动器114的马达是可控的，并且可以是可变速度的，或者可以仅通过打开和关闭来控制。驱动器114还可以通过驱动器件或者从马达或发动机传递旋转以使滚筒旋转的其他器件使滚筒14旋转，所述驱动器件可以包括传动装置、齿轮、滑轮、皮带、链条和/或驱动轴。此外，驱动器114可以在干燥器的加压容积内，或者可以在干燥器的加压容积外。
待干燥的压缩气体通过主管线18供应到压力容器11内的干燥区12，所述主管线将待干燥的压缩气体供应到干燥区的入口15。已被干燥的压缩气体在出口16处离开干燥区，所述出口连接到压缩气体系统的剩余下游部分(未示出)。再生气体通过连接管线17被提供给压力容器11内的再生区13，所述连接管线将来自再生气体源67的再生气体或空气提供给再生区13的入口25。并且再生空气在出口26处离开再生区13到达连接管线19，所述再生空气可以通过供应管线(未示出)返回到再生空气源67或者可以被进一步使用，如下面提供的各种实施例中所述。如本文所述，再生气体源67可以被提供有来自压缩气体源60的压缩气体，例如通过压缩机。或者可替代地，再生气体源67可以被提供有来自完全独立的源的再生空气或气体，例如来自另一个压缩机或独立的管道、管线或压缩气体系统。冷却区29可以由单独的冷却供应管线(未示出)供应冷却剂。
在根据图1的实施例中，可以提供以下温度传感器来测量各个压缩气流的温度：干燥区12的入口15处的温度传感器T1；干燥区12的出口16处的温度传感器T2；再生区13的入口25处的温度传感器T3；以及再生区13的出口26处的温度传感器T4。干燥器10内的温度传感器T1、T2、T3、T4和/或任何其他温度传感器可以包括一个或多个热电偶、液体或气体温度计、电温度计(包括例如电阻温度计)、硅二极管、双金属装置、灯泡和毛细管传感器、密封波纹管和/或辐射测温装置，或任何其他类型的温度感测装置。
在图1的实施例中，提供了控制单元或控制器100。控制器100包括处理器150(例如，微处理器)、存储器存储装置160、输出接口170和输入接口180。控制器100通过输入接口180接收输入信号，并且处理从干燥器系统10内的传感器获得的接收的传感器信号，所述输入信号可以通过有线或无线器件被接收。例如，控制器100从温度传感器T1、T2、T3和T4接收温度信号，并且还可以从如下所述包括温度传感器T21、T22、T41和T42的其他温度传感器接收温度信号。如本文所述，控制器100通过输出接口170向干燥器系统的部件输出控制信号。如下文更详细描述的，基于从干燥器系统10的传感器获得的接收的传感器信号，控制器100发送控制信号以调节干燥器系统的操作参数。例如，在优选实施例中，控制器100构造成将控制信号101传输到驱动器114，以根据驱动器114构造成接收的输入来调节驱动器旋转滚筒的频率速度，或者将驱动器114打开或关闭。
在图2所示的压缩气体的干燥器系统的实施例中，为压缩气体源(例如，压缩机60)提供用于压缩气体的干燥器10。尽管图1中示出了压缩机60，但是包括干燥器10的干燥器系统可以设置有其他压缩气体源，例如预压缩气体。此外，多个干燥器10可以设置在压缩气体系统内。干燥器10包括：压力容器11，压力容器11包括旋转对称体，旋转对称体中限定了干燥区12和再生区13；滚筒14，其设置在旋转对称部分中，并设置有包含吸附介质的多腔室吸附分馏器，所述吸附介质用作可再生干燥剂。吸附介质可以包括硅胶、活性氧化铝、分子筛、活性二氧化钛或活性炭。提供驱动器114，用于使滚筒相对于旋转对称体围绕轴线X旋转(即，使滚筒14在旋转对称体中旋转或使旋转对称体围绕静止滚筒旋转)，使得干燥剂连续移动通过干燥区和再生区。
在优选实施例中，旋转对称部分是圆筒形的。然而，这不是必需的，并且其他旋转对称形状也是可能的。干燥器还包括：入口15，其连接到压力容器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，其连接到压力容器11的干燥区的出口侧，用于排放干燥的压缩气体。待干燥的气体可以由压缩气体源供应，例如压缩机60。压缩机60可以包括第一压缩级61、第二压缩级62以及插入的冷却器(“中间冷却器”)(“IC”)63。
图1的实施例中所示的类似元件也包括在图2至图6的实施例中，其中图2、图3、图4、图5和图6分别示出了干燥器10、30、50、70和90。在每种情况下，干燥器包括：压力容器11，压力容器11包括旋转对称体，旋转对称体中限定了干燥区12和再生区13；滚筒14，其设置在旋转对称部分中并设置有可再生干燥剂；驱动器114，其用于使滚筒相对于旋转对称体旋转(即，使滚筒14在旋转对称体中旋转或者使旋转对称体围绕静止滚筒旋转)，使得干燥剂连续移动通过干燥区和再生区(尽管在图2-图4中未示出)。优选地，旋转对称部分是圆筒形的；然而，这不是必须的，并且其他旋转对称形状也是可能的。干燥器还包括：入口15，其连接到压力容器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，其连接到压力容器11的干燥区的出口侧，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以及插入的冷却器(“中间冷却器”)(“IC”)63。如图5的实施例所示，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。
在图1的实施例中，提供了控制单元或控制器100。控制器100接收并处理干燥器系统内的传感器信号，并且特别地，控制器100从温度传感器T1、T2、T3和T4接收温度信号，并且还可以从如下所述包括温度传感器T21、T22、T41和T42的其他温度传感器接收温度信号。如下文更详细描述的，基于从干燥器系统10的传感器获得的接收的传感器信号，控制器100发送控制信号以调节干燥器系统的操作参数。例如，在优选实施例中，控制器100构造成将控制信号101传输到驱动器114，以根据驱动器114构造成接收并被调节的输入来调节驱动器旋转滚筒的频率速度，或者将驱动器114打开或关闭。
在根据图2至图4的实施例中，在压缩机60的出口侧处，待干燥的压缩气体的一部分(由于压缩而具有升高的温度)分流出来并且传递到再生区用于再生。在根据图2的实施例中，这经由连接管线17进行，而没有部分流的另外加热。在根据图3的实施例中，部分流首先通过主动加热装置31(例如电加热装置)进一步加热。在根据图4的示例性实施例中，部分流51首先被进一步分成第一部分流52和第二部分流53，其中仅第一部分流52通过加热装置54进一步加热。如图所示，第一部分流52和第二部分流53分别被引入再生区13的不同区域中。
在根据图5和图6的实施例中，连接管线77、97分别设置在干燥器的出口侧上，用于将干燥的压缩气体的部分流动流分流出来。干燥的压缩气体的部分流动流被引导通过热交换器64，以被由于压缩而存在于供给流中的热量加热，并然后被进一步引导至再生区13。
在根据图2至图6的实施例中的每一个中，用于再生的部分流经由连接管线19返回到主管线18，以用于供应待干燥的压缩气体流。如本文进一步所述，这通过例如文丘里喷射器21的可控装置或用于产生压力差并维持分流流用于再生的其他可控装置进行。一个或多个冷却装置，例如图示的后冷却器65(“后冷却器AC”)和/或再生冷却器20(“再生冷却器RC”)和/或工艺冷却器91(“工艺冷却器PC”)，可以设置在连接管线19和/或主管线18中和/或入口15处(汇合后)，每个冷却器被设置成用于借助冷却剂例如冷却水或冰水来冷却各个气流。
类似于图1的实施例中，在根据图2至图6的实施例中，可以设置以下温度传感器来测量各自的压缩气流的温度：干燥区12的入口15处的温度传感器T1，干燥区12的出口16处的温度传感器T2，再生区13的入口25处的温度传感器T3，以及再生区13的出口26处的温度传感器T4。
另外，温度传感器可以设置在压力容器11的各自的区内。例如，如图1的实施例所示，至少第一再生区温度传感器T41可以在再生区13的出口侧处设置在再生区13内的第一位置处。并且第二再生区温度传感器T42可以在再生区13的出口侧处设置在再生区13内的第二位置处。在优选的实施例中，第一再生区温度传感器T41在再生区13的出口侧处的第一位置处设置在压力容器的定子外壳中、之上或联接到所述定子外壳。并且也在优选的实施例中，第二再生区温度传感器T42在再生区13出口侧处的第二位置处设置在压力容器的定子外壳中、之上或联接到所述定子外壳。再生区13中可以包括另外的温度传感器。
另外或可替代地，如图1的实施例所示，至少第一干燥区温度传感器T21可以设置在干燥区12内的第一位置处。并且第二干燥区温度传感器T22可以设置在干燥区12内的第二位置处。在优选的实施例中，第一干燥区温度传感器T21在干燥区12内的第一位置处设置在压力容器的定子外壳中、之上或联接到所述定子外壳。并且也在优选的实施例中，第二干燥区温度传感器T22在干燥区12内的第二位置处设置在压力容器的定子外壳中、之上或联接到所述定子外壳。干燥区12中可以包括另外的温度传感器。并且尽管未示出，不同的温度传感器也可以设置在冷却区29内的不同位置处。
在根据图1至图6的实施例中，可以设置以下附加温度传感器来测量各个压缩气流的温度：压缩机的出口侧处(同时在热交换器64或后冷却器65的入口侧)的温度传感器T5，主管线18中(在后冷却器65与文丘里喷射器21之间)的温度传感器T6，连接管线19中(在再生冷却器20与文丘里喷射器21之间)的温度传感器T7，以及热交换器64的出口侧处的温度传感器T8。来自温度传感器T5至T8的各个输出信号或数据通过硬连线或无线通信传输到控制单元或控制器100，并且可以被控制器100进一步使用来调节或修改干燥器10的其他操作参数。
在根据图1至图6的实施例中，可以如下提供压力传感器来测量流过各个元件的各个压缩气体流中的压力差，在每种情况下提供各个气体流的测量:
dP21：用于测量跨文丘里喷射器21的压力差的压力传感器(也参见图6)；
dPREG：用于测量干燥区12的出口侧与再生区13的入口侧之间的压力差的压力传感器；
dPHEhot：用于测量在由压缩机60供应的待干燥的压缩气体的供应流中由热交换器64产生的压力差的压力传感器；
dPHEcold：用于测量为了再生的目的被分流的部分流中由热交换器64产生的压力差的压力传感器。
在根据图1至图6的示例性实施例中，另外还可以设置以下传感器：
“RPM”：用于测量压缩机60的转速的传感器，提供待干燥的供应气体流的测量；
“PDP”：用于测量出口16处的压力露点的压力露点传感器；
TACin和TACout：用于测量后冷却器65的入口和出口处的冷却剂(冷却水)温度的温度传感器；
TRCin和TRCout：用于测量再生冷却器20的入口和出口处的冷却剂(冷却水)的温度的温度传感器；
TPCin和TPCout：用于测量工艺冷却器91的入口和出口处的冷却剂(冷却水)的温度的温度传感器。
在根据图1至图6的实施例中，在每种情况下提供了控制单元100。上述传感器中的每一个可以设置有用于与控制单元100通信的器件。通信连接可以是无线的或有线的；为了清楚起见，它们未在图1至图6中示出。来自这些传感器的各个输出信号或数据通过硬连线或无线通信传输到控制单元或控制器100，并且可以被控制器100进一步使用来调节或修改干燥器10(或干燥器30、50、70和90)的其他操作参数。
在根据图2至图6的实施例中，在每种情况下，至少将用于再生的部分流与待干燥的供应气体的主流汇合的汇合器件被设计为可控装置21、121。控制单元100可以布置成用于处理由上述传感器提供的至少一个测量值，以用于基于至少一个测量值来确定用于可控装置的控制信号，并且用于将所述控制信号施加到可控装置。可控装置可以包括例如具有可控开口的文丘里喷射器21(参见图6)。可控装置还可以包括：鼓风机，其具有用于鼓风机速度的控件；或者并联布置的多个较小的文丘里喷射器或喷嘴，其具有分别用于打开或关闭所述文丘里喷射器或喷嘴的各个控件。这具有以下优点：可控装置的尺寸可以比单个文丘里喷射器小，并且因此可以更好地集成到压力容器中。而且，可替代地，可控装置可以包括其周围具有可控旁路的文丘里喷射器。其他可控装置也是可能的。
现在将描述对控制单元或控制器100的基于温度的控制。首先，控制器100可以提供对旋转滚筒干燥器的滚筒的旋转的基于温度的监测。在旋转滚筒干燥器中，确保滚筒始终旋转至关重要。此外，重要的是滚筒始终以正确的方向旋转。例如，图1的实施例中的滚筒14构造成以逆时针方向旋转，如旋转注释所示。在本文描述的示例中，滚筒或转子被显示为构造成当从上面看时以逆时针方向旋转。但是本文描述的发明概念不应由此受到限制，并且干燥器系统可以包括压力容器和内部转子，所述压力容器和内部转子构造成当从上方看时沿顺时针方向旋转，但这在工业中可能不太常见。
在旋转滚筒14停止旋转或开始以错误的方向旋转的情况下，如果不旋转或误旋转没有被检测到并且没有被快速纠正，则可能导致干燥器10(或干燥器30、50、70和90)和压缩空气系统的部件的严重损坏。如上所述，这个问题通常通过设置在马达中或旋转滚筒中或旋转滚筒上，或干燥器系统的某个部分内的传感器来解决，以直接测量旋转滚筒、旋转滚筒的轴或马达本身内的位置或旋转矢量。例如，这种旋转传感器可以包括霍尔效应传感器，或者与一个或多个磁体相关联的一组霍尔效应传感器。已知其他传感器直接/物理测量旋转滚筒或相关联旋转部件的位置。然而，这种传感器占据干燥器系统内的额外空间，需要额外的部件和硬件，需要使用额外的电流箱和引脚连接器，并且需要额外的输入信号处理和分析。此外，额外的传感器容易出现故障和错误读数，并且在转子与马达(引脚)之间的机械连接出现故障的情况下不能给出正确的反馈。
在本公开中，通过基于干燥器系统的温度传感器传输的信号对位置或旋转方向和速度进行基于温度的监测，解决了旋转或位置传感器的缺点。实际上，可以仅基于由干燥器系统的温度传感器获得的温度信息来确定和监测位置、旋转方向和旋转速度。仅基于温度信息，本公开的发明人已经发现，可以在滚筒旋转实际停止的一分钟或更短时间内检测和识别滚筒旋转的停止。
图7A和图7B示出了包括压力容器11的干燥器10(或干燥器30、50、70和90)的另一个实施例，其中再生区设置有入口25和出口26。
图7C示出了图7A和图7B的实施例或图1-图6的实施例的干燥器10(或干燥器30、50、70和90)的各个区的示意性俯视图，包括干燥区12、再生区13和冷却区29。在图7C的实施例中，再生区13围绕限定圆筒形压力容器或滚筒的约90°的圆延伸，该圆的起点或原点从标记为0°的位置开始至标记为90°的位置，并且再生区延伸90°。然而，再生区13可以围绕大于90°或小于90°延伸。例如，再生区13可以围绕圆筒形压力容器或滚筒的轴线在10°至270°的横截面圆的范围内延伸。优选地，再生区13围绕圆筒形压力容器或滚筒的轴线在45°至135°的横截面圆的范围内延伸。更优选地，再生区13围绕圆筒形压力容器或滚筒的轴线在75°至105°的横截面圆的范围内延伸。
冷却区29围绕圆筒形压力容器或滚筒的轴线在5°至45°的横截面圆的范围内延伸。更优选地，冷却区29围绕圆筒形压力容器或滚筒的轴线在10°至30°的横截面圆的范围内延伸。更优选地，冷却区29围绕圆筒形压力容器或滚筒的轴线在10°至20°的横截面圆的范围内延伸。典型地，冷却区29从标记为90°至105°的部分围绕圆筒形压力容器或滚筒的轴线围绕约15°的横截面圆延伸，如图7C的实施例所示。
干燥区12延伸未被再生区或再生区和冷却区的组合覆盖的剩余角度。因此，在图7C的实施例的示例中，干燥区围绕圆筒形压力容器或滚筒的轴线围绕横截面圆的剩余255°延伸。而且，如图7C的实施例的示例所示，干燥区12(也称为吸附区(ADS))内的温度平均可以是约60摄氏度。干燥区12内的温度范围可以从20摄氏度到80摄氏度。冷却区29内的温度范围也可以从20摄氏度到80摄氏度。相比之下，再生区(REG))13内的温度可以高达150摄氏度。
对转子或滚筒的基于温度的旋转状态监测的示例可以基于由设置在压力容器内各个区内的温度传感器获得的温度信息。在图7D的实施例中，不同的区段可以被认为是围绕环绕圆筒形压力容器或滚筒的轴线的横截面圆延伸，该圆的起点或原点从标记为0°的位置开始，包括通常相等尺寸的区段71、72、73、74和75，它们与冷却区29的至少一部分和再生区13重叠。
至少第一温度传感器T41设置在再生区13内的第一位置处，并且第二再生区温度传感器T42设置在再生区13内的第二位置处，如图1和图7D所示。在优选的实施例中，第一再生区温度传感器T41在再生区13内的第一位置处设置在压力容器的定子外壳中、之上或联接到定子外壳。并且也在优选的实施例中，第二再生区温度传感器T42在再生区13内的第二位置处设置在压力容器的定子外壳中、之上或联接到定子外壳。如本文所述，监测转子或滚筒的旋转状态可以包括确定转子的旋转位置、转子的旋转速度、转子是否停止或者换句话说转子是否相对于压力容器不旋转，以及转子或旋转滚筒的旋转方向。
图7D示出了本公开的发明人已经确定的内容，以示出横跨限定圆筒形压力容器或滚筒的圆的总共约105°(90°+15°＝105°)(从标为0°的原点或起始位置开始到标为105°的位置)的再生出口区段的温度的典型演变。因为再生气体或再生空气的温度设置成高于干燥区中待干燥的压缩气体或压缩空气的温度，所以再生区域内的温度升高，并且在由第二再生区温度传感器T42检测的第二位置处高于由第一再生区温度传感器T41检测的第一位置处的温度。在优选的实施例中，第一再生区温度传感器T41设置在再生区13的前部阶段(更靠近起点或原点0°)，在再生区13内离原点0°的约0°至45°，优选地5°至40°，更优选地10°至40°，并且甚至更优选地20°至25°之间。并且第二再生区温度传感器T42设置在第二位置处，在再生区的后部阶段，离原点0°距离更远，在再生区13内离原点0°约50°至90°，更优选地在再生区13内离原点0°70°至90°之间，更优选地在离原点0°85°至90°之间，甚至更优选地离原点0°约88°。
另外，第三温度传感器T43可以包括在再生区13内的第三位置处，例如在区段74内。温度传感器T43可以不是必要或需要的。然而，本文提供了从第三温度传感器T43获得的温度数据，以更好地理解当相对于压力容器11转子正确旋转时和转子停止时再生区13的不同部分内的温度变化。
图7E示出了在控制器100处接收的从温度传感器T41和T42以及温度传感器T43接收的温度传感器信号。图7E的底部提供了转子相对于压力容器的旋转或停止。从温度传感器T41和T42获得的信号和数据是特别重要的，因为可以通过由温度传感器T41感测的温度的快速升高检测到滚筒旋转的停止。当转子旋转时，由T41感测的温度通常是由传感器T41、T42或T43感测的温度中的最低温度，而当转子停止时，由T41感测的温度通常是由传感器T41、T42或T43感测的温度中的最高温度。停止还导致温度传感器T42的显著降低，其通常是在旋转滚筒正常旋转下由传感器T41、T42或T43感测的温度中的最高温度。然而，当转子变得停止时，由于与冷却区29的相邻冷却流的相互作用，T42的温度变成由传感器T41、T42或T43感测的温度中的最低温度。也就是说，温度传感器T42靠近冷却区29使得传感器T42位置处的温度变得更低。
在另一个实施例中，旋转滚筒旋转的正确方向或旋转滚筒旋转的停止可以用下面的方程高效和有效地确定：
如果T42–T41<0，则RPH＝0；并且
否则，T42–T41>0。
图7F示出了关于基于在控制器100处从温度传感器T41和T42接收的温度传感器信号确定的旋转滚筒的每小时转数(RPH)的额外信息。类似于图7E，在图7F底部中提供了转子相对于压力容器的旋转或停止，以及转子的实际测量的RPH。双虚线“—--—”表示传感器T42处的正常最高温度(考虑到转子的旋转，在再生区的后面部分)减去传感器T41处的正常最低温度的温度(在再生区的前面部分)的计算值。在图7F的图表数据中也示出了T42(“—-—”)和T41(“—·—”)的各个温度。因此可以看出何时转子相对于压力容器发生停止，如双虚线“—--—”低于零时所示，这与已知的停止(RPH＝0)相关，如图表底部标记的测量RPH所示。类似地，如果旋转滚筒的旋转方向颠倒，这也将通过分析从传感器T41和T42接收的温度数据来检测，因为与旋转滚筒以正确(逆时针)方向旋转时相比，两个各个位置处的温度将变为反转。
因此，基于所述温度读数(温度读数由干燥器系统的温度传感器获得并被传输到控制器100用于监测和分析)对旋转位置、速度或方向的基于温度的监测为识别滚筒的停止或不正确旋转的问题提供了更便宜、快速和“安全可靠”的解决方案，同时打开马达或干燥器系统内的空间并减少电流引脚连接器，并降低成本。另外，因为在本公开的方法和系统中不需要额外的位置传感器，例如霍尔效应传感器，所以系统较少暴露于传感器故障的风险。
基于对转子正确旋转的基于温度的监测，控制器100可以向系统操作员或用户传输通知或警报。或者控制器100可以采取补救措施来防止由于转子相对于压力容器的不正确旋转(停止或在错误方向上旋转)而对系统造成的损坏。
在图7C和图7D的实施例的上述示例中，已经示出了三个温度传感器T41、T42和T43，它们设置在再生区13中。在优选的实施例中，干燥器系统包括两个温度传感器，第一温度传感器T41和第二温度传感器T42，其中第一温度传感器T41在再生区13内布置在距原点0°20°至25°之间的第一位置处，并且第二温度传感器T42布置在距原点0°85°至90°之间，具体地距原点0°约88°的第二位置处，并且再生区从转子的原点0°延伸大约90°，可以进行特别严格的旋转监测并确定如上所述停止或错误方向的旋转。
然而，本公开的发明概念不应被理解为如上所述限于或需要两个温度传感器T41和T42。例如，可以仅使用再生区内的单个温度传感器。例如，传感器T41或T42的相对位置处的温度波动可以被单独和独自考虑，并且基于例如图7E所示的数据来监测转子的正确旋转。另外，尽管在迄今描述的实施例中，温度传感器被描述为在压力容器内。但是这不是必需的。例如，温度传感器可以设置在压力容器的外部，例如，在某一位置测量压力容器温度的热电偶或在压力容器外部获得温度读数的红外分析仪。重要的是，所获得的温度数据指示了压力容器内以及转子的预定区域或体积内的温度。
如传感器T43所指出的，再生区13中可以包括额外的或替代的温度传感器。另外或可替代地，如图1的实施例所示，至少第一干燥区温度传感器T21可以设置在干燥区12内的第一位置处。并且第二干燥区温度传感器T22可以设置在干燥区12内的第二位置处。干燥区12中可以包括另外的温度传感器。并且尽管未示出，不同的温度传感器也可以设置在冷却区29内的不同位置处。类似于以上对设置在再生区中的温度传感器提供的分析，在这些实施例中，通过在控制器100处分析在干燥区或可选地甚至在冷却区29内从传感器T21和T22、或单独的温度传感器T21、或单独的温度传感器T22接收的温度数据，检测旋转滚筒的停止或反向移动。
此外，尽管设置在压力容器内的温度传感器，例如传感器T41和T42，作为示例被示出为设置在再生区的底部或出口侧附近，但这不是必须的情况。压力容器内的各个温度传感器可以设置在待测量区内的侧壁或任何一侧上。所用的温度传感器也不一定在压力容器内的同一区内。相反，单个位置处的温度比较或温度测量可以用于确定旋转滚筒的旋转或非旋转状态，或者旋转滚筒的旋转方向。
在根据图2的实施例中，第二控制信号102可以至少基于RPM传感器(压缩机RPM：压缩气体的供应流量)和dP21传感器(跨文丘里喷射器21的压降：部分流的流量)确定，也就是说，分流以用于再生的部分流的流量至少基于这两个测量值来控制。可以进一步布置控制单元或控制器100，用于确定待输入到后冷却器65的用于一个或多个冷却器件的第三控制信号的施加，例如，如图5和图6所示。
在根据图5和图6的实施例中，可以布置控制单元，用于确定和施加控制信号101、第二控制信号102和/或至少一个第三控制信号103、104、105。这些控制信号可以由控制单元100基于来自以下传感器的一个或多个测量值确定：RPM传感器(压缩机RPM：压缩气体的供应流量)、dP21(跨文丘里喷射器21的压降：流分流)、dPREG(干燥区12的出口侧与再生区13的入口侧之间的压降)、dPHEhot(跨热交换器64的主流中的压降)、dPHEcold(跨热交换器64的分流中的压降)、T1至T8中的一个或多个、压力露点传感器PDP。
在其他实施例(未示出)中，控制单元100可以进一步通信连接到远程计算机系统，例如用于远程监测、控制、调节和/或软件更新等，并且由控制单元100获得的数据和由控制单元100作为控制信号传输的操作参数可以传输到远程计算机系统或数据存储装置，以用于进一步的分析和/或处理。
尽管未示出，但是文丘里喷射器21可以设置有可控开口，所述开口由具有齿轮传动的驱动杆驱动。可以通过与控制单元100连通的压力传感器P1和P2测量在待干燥的气体的主流18中由可控开口引起的压降。控制单元100基于此确定待施加到驱动器121的控制信号102。通过改变可控开口的位置，压降以及因此用于再生的部分流19所经历的抽吸改变。以这种方式，可以控制用于再生的分流流的流量。
如上所述，在根据图1至图6的实施例中的每一个中，设置驱动装置114，以使滚筒14相对于压力容器11的旋转对称部分旋转。驱动器件可以包括马达，优选地电动机。电动机可以构造成以大于0且小于100转/小时(RPH)的速度在压力容器内驱动转子。压力容器内转子的典型转速小于10RPH。压力容器内转子的典型转速为约5RPH。电动机可以具有变速控制器或者可以具有启动/停止控制器。电动机的速度或者电动机是启动还是停止由来自控制单元100的第一控制信号101控制。
布置启动/停止控制器以打开和关闭马达，从而提供滚筒相对于旋转对称体的可调节平均转速。更特别地，设置启动/停止控制器，以在干燥器的优选连续操作期间打开和关闭马达，在所述连续操作期间一方面，压缩气体的连续流被供应到干燥区并在干燥区中干燥，并且另一方面，待干燥的压缩气体的连续(部分)流被引导到再生区以用于再生干燥剂。该启动/停止控制器在经济上可以比例如用于调节电动机的转速的频率控件更有利，并且因此可以在投资成本方面提供成本节约。此外，启动/停止控制器可以不太复杂，并需要更少的控制电子器件。具体地，启动/停止控制器仅需根据期望的占空比(在开/关比方面)打开和关闭马达，以便提供滚筒的期望的平均转速。另外，启动/停止控制器可以使滚筒相对于旋转对称体分阶段旋转，例如，以每次对应于再生区(或其一部分)的大小将区段精确地移动，并且随后在给定的时间段内停止该区段的移动。启动/停止控制器的另一个优点是，平均转速的范围比采用频率控件时宽；具体地，平均转速可以从0调节到马达的最大速度。
图8A和图8B示出启动/停止控制器的一些示例。在图8A中，平均速度是最大马达速度vmax的1/3，图8B中的平均速度是马达最大速度(1)的vmax的2/3。占空比具有周期T。可以通过改变在周期T期间马达打开的时间来改变平均速度。平均速度还可以通过保持马达打开的时间恒定并且改变马达关闭的时间来改变(这意味着占空比T的长度是可变的)。
在可以包括上述那些的另一个实施例中，相对高温和饱和的气体，例如空气，被供应到入口15以用于待干燥的气体。该气体处于相对较高温度T1意味着其具有相对较高水分含量，因此干燥滚筒14需要从气体中去除更多的水分，这进而意味着需要更多的再生并且因此需要再生气体的更高流量。通过测量温度T1(所述温度可以例如根据压缩机设备的环境温度而变化)，可以推出供应到入口15的气体的水分负荷的量度。控制单元100可以根据T1控制再生流(用于再生的分流流)的流速；具体地，当T1增加时，控制单元例如根据预定表或特性控制曲线增加该流速。可以通过出口16处的压力露点传感器“PDP”的测量提供的的反馈来监测干燥器的正常运行。
在可以包括本文描述的那些的另一个实施例中，如果再生流的流速变化(例如，以便使压力露点PDP保持稳定或在一定范围内，或者根据压力波动变化)，优选地根据再生流的流速调节离开的再生流19的冷却和/或调节滚筒14的转速。通过测量跨文丘里喷射器21的压降，可以获得再生流流速的测量。控制单元100可以例如控制流经用于冷却离开的再生流的冷却装置20的冷却水的流速，或者可以控制流经用于冷却汇流(再生流和待干燥气体的供应流)的冷却装置91的冷却水的流速，使得当再生流增加时执行更多的冷却，从而避免再生流流速增加导致的冷却过少的情况。与此组合或独立于此，控制单元100可以根据再生流流速来控制滚筒14的转速，以优化彼此之间的比例。以这种方式，控制单元可以考虑干燥剂的寿命，并且可以调节滚筒速度以适应干燥剂的再生或吸附能力随时间的任何减少。
在上述参数中，值得注意的是，在优选实施例中，T1基于在图2至图6的实施例中提供的混合物，其中用于再生的部分流经由连接管线19返回到主管线18，以供应待干燥的压缩气体流。这可以通过例如文丘里喷射器21的可控装置或用于产生压力差并维持用于再生的分流流的其他可控装置进行。
本公开的实施例可以包括或利用专用或通用计算机系统或计算系统，特别是在控制单元或控制器100中或可替代地与控制器100通信，所述计算机系统或计算系统包括计算机硬件，例如像处理器150或多于一个处理器150和系统存储器160，如下面更详细讨论的。控制器100可以相对靠近压力容器11和驱动器114，并且从干燥器系统的其他部件接收硬线或无线信号，并将硬线或无线信号发送到干燥器系统的其他部件。可替代地，控制器100可以远离干燥器系统的其他部件布置，并且可以从干燥器系统的其他部件接收信号，并且通过网络将信号传输到干燥器系统的其他部件，所述其他部件包括一个或多个温度传感器，所述温度传感器提供指示压力容器内的一个或多个温度的温度数据，所述网络例如为局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网或一些其他网络。
本公开范围内的实施例还包括用于承载或存储计算机可执行指令和/或数据结构的物理和其他计算机可读介质。这种计算机可读介质可以是可以被通用或专用计算机系统访问的任何可用介质。存储计算机可执行指令和/或数据结构的计算机可读介质是计算机存储介质。承载计算机可执行指令和/或数据结构的计算机可读介质是传输介质。因此，通过举例，本公开的实施例可以包括至少两种截然不同的计算机可读介质：计算机存储介质和传输介质。
计算机存储介质是存储计算机可执行指令和/或数据结构的物理存储介质。物理存储介质包括计算机硬件，例如RAM、ROM、EEPROM、固态驱动器(“SSD”)、闪存、相变存储器(“PCM”)、光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储装置，或者可以用于存储计算机可执行指令或数据结构形式的程序代码的任何其他硬件存储装置，所述程序代码可以被包括在控制器100、通用或专用计算机系统中或者由其访问和执行以实现本公开的公开功能。
传输介质可以包括网络和/或数据链路，其可以用于承载计算机可执行指令或数据结构形式的程序代码，并且可以由通用或专用计算机系统访问。“网络”可以被定义为能够在计算机系统和/或模块和/或其他电子装置之间传送电子数据的一个或多个数据链路。当信息通过网络或另一通信连接(硬线、无线、或硬线或无线的组合)传送或提供给计算机系统时，计算机系统可以将该连接视为传输介质。上述组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。
此外，在到达各种计算机系统部件时，计算机可执行指令或数据结构形式的程序代码可以自动从传输介质传送到计算机存储介质(反之亦然)。例如，通过网络或数据链路接收的计算机可执行指令或数据结构可以被缓冲在网络接口模块(例如“NIC”)内的RAM中，并然后最终被传送到计算机系统RAM和/或计算机系统处的较不易失性计算机存储介质。因此，应该理解，计算机存储介质可以包括在也(或者甚至主要)利用传输介质的计算机系统部件中。
计算机可执行指令可以包括，例如指令和数据，所述指令和数据在由一个或多个处理器执行时，使得通用计算机系统、专用计算机系统或专用处理装置执行特定功能或功能组。例如，计算机可执行指令可以是二进制、例如汇编语言的中间格式指令，或者甚至是源代码。
本申请的公开可以在具有许多类型的计算机系统配置的网络计算环境中实施，包括但不限于：个人计算机、台式计算机、膝上型计算机、消息处理器、手持装置、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子器件、网络PC、小型计算机、大型计算机、移动电话、PDA、平板电脑、寻呼机、路由器、交换机等。本公开还可以在分布式系统环境中实施，在所述环境中通过网络链接(通过硬线数据链路、无线数据链路、或者通过硬线和无线数据链路的组合)的本地和远程计算机系统都执行任务。这样，在分布式系统环境中，计算机系统可以包括多个组成计算机系统。在分布式系统环境中，程序模块可以位于本地存储器存储装置和远程存储器存储装置两者中。
本申请的公开也可以在云计算环境中实施。云计算环境可以是分布式的，尽管这不是必需的。当为分布式时，云计算环境可以在组织内国际分布和/或具有跨多个组织拥有的部件。在本说明书和以下权利要求中，“云计算”被定义为一种模型，用于实现对可配置计算资源(例如，网络、服务器、存储、应用和服务)的共享池的按需网络访问。“云计算”的定义并不局限于在适当部署时可以从这种模型中获得的任何其他众多优点。
云计算模型可以由各种特征组成，例如按需自助服务、广泛的网络访问、资源池、快速弹性、测量的服务等。云计算模型也可以以各种服务模型的形式出现，例如软件即服务(“SaaS”)、平台即服务(“PaaS”)和基础设施即服务(“IaaS”)。云计算模型也可以使用不同的部署模型来部署，例如私有云、社区云、公共云、混合云等。
一些实施例，例如云计算环境，可以包括包含一个或多个主机的系统，所述主机各自能够运行一个或多个虚拟机。在操作期间，虚拟机模拟操作计算系统，支持操作系统并可能还支持一个或多个其他应用。在一些实施例中，每个主机包括管理程序，所述管理程序使用从虚拟机的视图中抽象出的物理资源来模拟用于虚拟机的虚拟资源。管理程序还在虚拟机之间提供适当的隔离。因此，从任何给定虚拟机的角度来看，管理程序提供了虚拟机正在与物理资源对接的假象，即使虚拟机仅与物理资源的外观(例如，虚拟资源)对接。物理资源的示例包括处理能力、内存、磁盘空间、网络带宽、介质驱动器等。
在说明书和权利要求书中使用了某些术语来指代特定的方法、特征或部件。如本领域普通技术人员将理解的，不同的人可以用不同的名称来指代相同的方法、特征或部件。本公开并不旨在区分名称不同但功能相同的方法、特征或部件。附图未必按比例绘制。本文中的某些特征和部件可能以放大的比例或某种示意性的形式示出，并且为了清楚和简明起见，可能没有示出或描述传统元件的一些细节。
尽管本文已经详细描述了各种示例性实施例，但本领域技术人员将容易理解，鉴于本公开，在没有实质上脱离本公开的概念的情况下，可以对示例性实施例进行许多修改。因此，任何此类修改旨在被包括在本公开的范围内。同样，虽然本文的公开包含许多细节，但是这些细节不应被解释为限制本公开或任何所附权利要求的范围，而仅仅是提供与可能落入本公开和所附权利要求的范围内的一个或多个具体实施例相关的信息。公开的各种实施例的任何描述的特征可以组合使用。另外，还可以设计出本公开的其他实施例，这些实施例落在本公开和所附权利要求的范围内。对落入权利要求的含义和范围内的实施例的每个添加、删除和修改都将被权利要求所包含。
可能已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施例和特征。应当了解，包括任何两个值的组合的范围，例如任何下限值与任何上限值的组合、任何两个下限值的组合和/或任何两个上限值的组合都是可以预期的，除非另有说明。某些下限、上限和范围可以出现在下面的一个或多个权利要求中。任何数值都是“大约”或“近似”所示值，并且考虑了本领域普通技术人员所能预料的实验误差和变化。

Claims (20)

1.一种压缩气体的干燥器系统，所述干燥器系统包括：
压缩气体源，所述压缩气体源提供待干燥的压缩气体；
再生气体源，所述再生气体源提供再生气体；
压力容器，所述压力容器限定干燥区和再生区，
所述干燥区具有入口和出口，所述待干燥的压缩气体通过所述干燥区的入口接收到所述干燥区中，并且已干燥的压缩气体通过所述干燥区的出口离开所述干燥区，并且
所述再生区具有入口和出口，所述再生气体通过所述再生区的入口接收到所述再生区中，并且所述再生气体通过所述再生区的出口离开所述再生区；
驱动器，所述驱动器构造成在预定旋转方向上驱动设置在所述压力容器中的转子旋转；
第一温度传感器，所述第一温度传感器构造成获得第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度；以及
控制器，所述控制器构造成接收所述第一温度数据并且基于所述第一温度数据确定所述转子的旋转状态。
2.根据权利要求1所述的干燥器系统，所述干燥器系统还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器构造成获得第二温度数据，所述第二温度数据指示所述压力容器内的第二位置处的第二温度，所述控制器构造成接收所述第一温度数据和第二温度数据并且基于所述第一温度数据和所述第二温度数据确定所述转子的旋转状态。
3.根据权利要求1或2所述的干燥器系统，其中，所述第一温度传感器在所述压力容器内布置在所述再生区中的第一位置处。
4.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述第二温度传感器在所述压力容器内布置在所述再生区中的第二位置处。
5.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述第二温度传感器布置在第二位置处，考虑到所述转子的旋转所述第二温度传感器处于所述再生区中比所述第一温度传感器更靠后的部分内。
6.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述第一温度传感器布置在所述再生区内距原点0°介于5°至40°之间的第一位置处，和/或所述第二温度传感器布置在所述再生区内距原点0°介于50°至90°之间的第二位置处。
7.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述第二温度传感器布置在所述再生区内距原点0°介于85°至90°之间的第二位置处，和/或所述第一温度传感器布置在所述再生区内距原点0°介于20°至25°之间的第一位置处。
8.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述第一温度传感器在所述压力容器内布置在所述干燥区中的第一位置处，并且所述第二温度传感器在所述压力容器内布置在所述干燥区中的第二位置处。
9.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述控制器构造成基于所接收的第一温度数据确定所述转子是否停止，或其中所述控制器构造成基于所接收的第一温度数据和第二温度数据确定所述转子是否停止。
10.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述控制器构造成仅基于所接收的第一温度数据确定所述转子的旋转状态，或其中所述控制器构造成仅基于所接收的第一温度数据和所接收的第二温度数据的组合确定所述转子的旋转状态。
11.根据权利要求1或2所述的干燥器系统，其中，所述压缩气体源是压缩机，并且所述再生气体源是由所述压缩机输出的压缩气体流的一部分。
12.一种用于确定压缩气体的干燥器系统的转子的旋转状态的基于温度的方法，所述压缩气体系统包括：压缩气体源，所述压缩气体源提供待干燥的压缩气体；再生气体源，所述再生气体源提供再生气体；以及压力容器，所述压力容器限定干燥区和再生区，所述干燥区具有入口和出口，所述待干燥的压缩气体通过所述干燥区的入口接收到所述干燥区中，并且已干燥的压缩气体通过所述干燥区的出口离开所述干燥区，并且所述再生区具有入口和出口，所述再生气体通过所述再生区的入口接收到所述再生区中，并且所述再生气体通过所述再生区的出口离开所述再生区；以及驱动器，所述驱动器构造成在预定旋转方向上驱动设置在所述压力容器中的转子旋转，所述方法包括：
接收由第一温度传感器获得的第一信号的第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度；
由控制器基于从所述第一温度传感器获得的所述第一温度数据确定所述转子的旋转状态。
13.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括：
接收由第二温度传感器获得的第二信号的第二温度数据，所述第二温度数据指示所述压力容器内的第二位置处的第二温度；以及
由所述控制器基于从所述第一温度传感器获得的所述第一温度数据和从所述第二温度传感器获得的所述第二温度数据确定所述转子的旋转状态。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：在所述压力容器内将所述第一温度传感器设置在所述再生区的出口侧处的第一位置处，和/或在所述压力容器内将所述第二温度传感器设置在所述再生区的所述出口侧处的第二位置处。
15.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：将所述第二温度传感器设置在第二位置处，考虑到所述转子的旋转所述第二温度传感器处于所述再生区中比所述第一温度传感器更靠后的部分内。
16.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：将所述第一温度传感器设置在所述再生区内距原点0°介于5°至40°之间的第一位置处，和/或将所述第二温度传感器设置在所述再生区内距原点0°介于50°至90°之间的第二位置处。
17.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：将所述第二温度传感器设置在所述再生区内距原点0°介于85°至90°之间的第二位置处，和/或将所述第一温度传感器设置在所述再生区内距原点0°介于20°至25°之间的第一位置处。
18.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：在所述压力容器内将所述第一温度传感器设置在所述干燥区中的第一位置处，以及在所述压力容器内将所述第二温度传感器设置在所述干燥区中的第二位置处。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，确定所述转子的旋转状态包括基于所接收的第一温度数据确定所述转子是否停止或基于所接收的第一温度数据和所接收的第二温度数据的组合确定所述转子是否停止。
20.一种其上存储了计算机可执行指令的硬件存储装置，所述计算机可执行指令在由计算系统的一个或多个处理器执行时将所述计算系统配置成执行权利要求12或13所述的方法。
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