CN202155140U - 不泄压零损耗加热吸附式干燥机 - Google Patents

不泄压零损耗加热吸附式干燥机 Download PDF

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Abstract

一种不泄压零损耗加热吸附式干燥机,包含两个干燥桶、一个供应潮湿压缩气体的进气单元、一个输出干燥压缩气体的出气单元、一个用于进行吸附干燥流程的干燥单元,及一个用于进行脱附再生流程的再生单元。该再生单元包括一个连接该出气单元的增压模块、一个安装在该增压模块上的加热器、一个连接该增压模块与所述干燥桶的流入模块、一个连接所述干燥桶的流出模块、一个连接该流出模块与该进气单元的回收模块,及一个安装在该回收模块上的冷却器。本实用新型因气体可回收再生,所以能有效降低操作成本、提升吸附效率及出口质量,具有较佳的节能减碳效益。

Description

不泄压零损耗加热吸附式干燥机
技术领域
本实用新型涉及一种干燥机,特别是涉及一种应用于厂务端以供应洁净的干燥压缩气体的不泄压零损耗加热吸附式干燥机。
背景技术
目前的半导体、液晶显示器等科技产业的厂务端,对于洁净的干燥压缩气体的需求量越来越大,而业者针对厂务端的不同需求,已研发出多种干燥机以供选择使用。
图1至图5为一种现有加热吸附式干燥机1的管路配置示意图,这类加热吸附式干燥机1主要是利用干燥剂,来吸附潮湿气体中所携带的水分,而为了持续不断的提供洁净的干燥压缩气体给厂务端(图未示)使用,所以需要同时进行吸附干燥与脱附再生的动作,因此设计上大多是通过左、右两个干燥桶11、12来分别进行,而后再相互切换以重复交替使用。参阅图1,以下仅以左侧干燥桶11进行吸附干燥动作,且右侧干燥桶12进行脱附再生动作为例来说明,而且为了清楚显示流程,在说明相关动作时,也一并配合在图中以粗黑线来表示压缩气体的行进路径。
左侧干燥桶11在进行吸附干燥流程时,让潮湿压缩气体由一个左侧入口阀111向上进入该左侧干燥桶11,借左侧干燥桶11内的干燥剂吸附水分而变成干燥压缩气体后,再向上经一个左侧出口阀112输送到厂务端作功。
而在该左侧干燥桶11进行吸附干燥流程的同时,也会在该右侧干燥桶12进行脱附再生流程,迫使吸收水分后的潮湿干燥剂去除水分,参阅图2至图5,该脱附再生流程依序具有泄压、加热、冷却、建压及待机等五个步骤。
如图2所示,该泄压步骤是开启一个右侧泄压阀123,让该右侧干燥桶12内的压缩气体,因压差而经该右侧泄压阀123向下排泄至外界,使该右侧干燥桶12处于常压状态,以避免进行后续步骤时因压力差而发生危险。当泄压步骤完成后,关闭该右侧泄压阀123。
如图3所示,进行加热步骤时,先开启一个排气出口阀131及一个右侧排气阀124,使右侧干燥桶12与外界环境导通,让外界气体经一个过滤器132过滤后,被一个鼓风机133吸入,经一个加热引导阀134将气体导入一个加热器135并加热至200℃左右,再由一个右侧再生阀125往下注入该右侧干燥桶12,此200℃的高温气体将与干燥剂接触,干燥剂温度逐渐上升至65℃左右,此时该干燥剂会持续吸收热能让内部的水分蒸发,直到水分完全蒸发完毕,干燥剂温度才会再往上升高至200℃左右,至于热能被干燥剂吸收后的气体则会降温并夹带水气,再经右侧排气阀124及排气出口阀131排出。当排气出口阀131温度达到设定值,约100℃以上时,就会结束加热步骤,关闭排气出口阀131、加热引导阀134及加热器135。
如图4所示,接着必须将处于高温状态的干燥剂冷却,才能有效的进行吸附水分的工作,所以进行冷却步骤时,由该鼓风机133吸入的气体,经一个冷却导引阀136及该右侧排气阀124导入该右侧干燥桶12,再经该右侧再生阀125及一个冷却阀137,借一个冷却器138进行冷却循环,当循环管路内常温气体与高温的干燥剂接触后,将会进行热交换,直到干燥剂被冷却降至常温后结束冷却步骤,关闭上述因加热、冷却步骤所开启的阀件及构件。
如图5所示,进行建压步骤时,开启一个建压阀139,使得左侧干燥桶11的一部分干燥压缩气体,因压差而通过该建压阀139蓄积在右侧干燥桶12,使其压力渐渐上升,直到和左侧干燥桶11的压力平衡为止,即完成建压步骤。最后会如图1所示关闭建压阀139,以进入待机步骤。
当右侧干燥桶12的干燥剂完成脱附再生流程,且当左侧干燥桶11内的干燥剂的吸附干燥效率不佳时,就会进行切换步骤,让右侧干燥桶12进行吸附干燥流程,且让左侧干燥桶11进行脱附再生流程,在此不再详细说明双边切换流程。
由上述说明可知,上述加热吸附式干燥机1,为了在运转流程中保障安全,防止意外发生,所以必须在脱附再生流程中进行泄压与建压步骤,但是此泄压的动作必须消耗整个右侧干燥桶12的压缩气体,而后在建压时又必须将压缩气补回右侧干燥桶12内,如此不但浪费时间,而且需要消耗大量能源与单位制造成本非常高的压缩气体。
此外,上述加热吸附式干燥机1在加热步骤中,必须利用鼓风机133抽取外部含有大量水分的气体,并通过加热器135加热至约200℃左右,才足以完全脱附干燥剂的水分。但是加热温度越高,相对的耗能就会越高。而且因为是采用外界潮湿气体直接加热,所以干燥剂容易遭受水气污染致使干燥度不佳,不仅吸附效率变差,并需耗费较多能源来加热,而且干燥剂冷却又不易完全,所以在切换流程时,将有温度撞击现象发生,往往会导致出口质量不稳定。
更何况此种加热吸附式干燥机1的机型庞大,所以干燥剂再生利用时所耗费的能源也相当多,因此,如何在不影响此加热吸附式干燥机性能的情况下,将干燥再生所需能源降至最低,节能减碳以减少对环境的冲击,并能降低成本,成为目前加热吸附式干燥机发展的重点。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可有效降低耗能及成本,并提升出口质量的不泄压零损耗加热吸附式干燥机。
本实用新型不泄压零损耗加热吸附式干燥机,包含:两个分别用于容装干燥剂的干燥桶、一个进气单元、一个用于输出干燥压缩气体的出气单元、一个干燥单元,及一个再生单元,每一干燥桶都包括一个入气端,及一个出气端,该干燥单元包括一个连接该进气单元与所述干燥桶的入气端的入气模块,及一个连接所述干燥桶的出气端与该出气单元的出气模块。
该再生单元包括一个连接该出气单元的增压模块、一个安装在该增压模块上的加热器、一个连接该增压模块与所述干燥桶的出气端的流入模块、一个连接所述干燥桶的入气端的流出模块、一个连接该流出模块与该进气单元的回收模块,及一个安装在该回收模块上的冷却器,该增压模块具有一个用于抽取该出气单元的部分干燥压缩气体的增压器。
本实用新型所述不泄压零损耗加热吸附式干燥机,该再生单元的增压模块还具有一个连接该出气单元以供该增压器与该加热器安装的增压管,及一个用于控制该出气单元的干燥压缩气体能否进入该增压器的增压阀,该流入模块具有两条将该增压管分别连接至所述干燥桶的出气端的流入管,及两个分别安装在所述流入管上且可被驱动而让干燥压缩气体通过的流入阀,该流出模块具有两条分别连接所述干燥桶的入气端的流出管,及两个分别安装在所述流出管上且可被驱动而让压缩气体通过的流出阀,该回收模块具有一条将所述流出管连接至该进气单元且供该冷却器安装的回收管。
本实用新型所述不泄压零损耗加热吸附式干燥机,该回收模块还具有一个安装在该回收管并可感测该回收管中的压缩气体温度的温度开关。
本实用新型所述不泄压零损耗加热吸附式干燥机,该干燥单元的入气模块具有两条将该进气单元分别连接至所述干燥桶的入气端的入气管,及两个分别安装在所述入气管上且可被驱动而让潮湿压缩气体通过的入口阀,该出气模块具有两条将所述干燥桶的出气端分别连接至该出气单元的出气管,及两个分别安装在所述出气管上且可被驱动而让干燥压缩气体通过的出口阀。
本实用新型所述不泄压零损耗加热吸附式干燥机,该进气单元还包括一个用于容装潮湿压缩气体的储气桶、一条连接该储气桶且供所述潮湿压缩气体输出的进气管,及一个安装在该进气管上且用于过滤潮湿压缩气体的过滤器。
本实用新型所述不泄压零损耗加热吸附式干燥机,该再生单元还包括两个分别连通所述干燥桶的入气端的却水器。
本实用新型的有益的效果在于:将再生单元产生的潮湿压缩气体再回收至进气单元,不使用外界潮湿压缩气体,可完全避免水气污染,以减少耗能,进而节能减碳,更能提升干燥剂的吸附效率、出口质量与整体设备的性能,其操作成本也可大幅降低。
附图说明
图1是现有加热吸附式干燥机的管路配置示意图,说明一左侧干燥桶进行一吸附干燥流程;
图2是类似图1的一视图,说明一右侧干燥桶进行一脱附再生流程中的一泄压步骤;
图3是类似图2的一视图,说明该右侧干燥桶进行该脱附再生流程中的一加热步骤;
图4是类似图2的一视图,说明该右侧干燥桶进行该脱附再生流程中的一冷却步骤;
图5是类似图2的一视图,说明该右侧干燥桶进行该脱附再生流程中的一建压步骤;
图6是本发明不泄压零损耗加热吸附式干燥机的一较佳实施例的管路配置示意图,说明一左侧干燥桶进行一吸附干燥流程;
图7是类似图6的一视图,说明一右侧干燥桶进行一脱附再生流程中的一加热步骤;
图8是类似图7的一视图,说明该右侧干燥桶进行该脱附再生流程中的一冷却步骤。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明:
参阅图6,本实用新型不泄压零损耗加热吸附式干燥机的较佳实施例,包含:两个左右间隔的干燥桶2、3、一个供应潮湿压缩气体的进气单元4、一个输出干燥压缩气体的出气单元5、一个用于进行吸附干燥流程的干燥单元6,及一个用于进行脱附再生流程的再生单元7。
所述干燥桶2、3用于容装硅胶、氧化铝、分子筛等的干燥剂(图未示),用于吸附潮湿压缩气体中的水分而转换成干燥压缩气体,每一干燥桶2、3都包括一个入气端21、31,及一个出气端22、32。上述干燥桶2、3可安装有温度传感器,用于感测干燥剂的温度,以控制该干燥单元6及再生单元7作动,在此不再说明。
该进气单元4包括一个用于容装潮湿压缩气体的储气桶41、一条连接该储气桶41且供所述潮湿压缩气体输出的进气管42,及一个安装在该进气管42上且用于拦截潮湿压缩气体中的液态油、水的过滤器43。
该出气单元5用于输出干燥压缩气体,以供应工厂的厂务端(图未示),可避免污染金属管路、金属阀件以及产品等,并包括一条供所述干燥压缩气体输出的输出管51。该输出管51上可安装有温度传感器及湿度传感器,用于监测出口质量,在此不再说明。
该干燥单元6安装在该进气单元4与出气单元5间,并包括一个连接该进气单元4的进气管42与所述干燥桶2、3的入气端21、31的入气模块61,及一个连接所述干燥桶2、3的出气端22、32与该出气单元5的输出管51的出气模块62。
该入气模块61可被驱动而选择连通所述干燥桶2、3的其中一个,以将该进气单元4的潮湿压缩气体注入所选择连通的干燥桶2或干燥桶3中,并具有两条将该进气管42分别连接至所述入气端21、31的入气管611、612,及两个分别安装在所述入气管611、612上且可被驱动开启而让潮湿压缩气体通过的入口阀613、614。
而该出气模块62则会被驱动,将经过上述干燥桶2、3脱除水分的干燥压缩气体送往该出气单元5,并具有两条将所述出气端22、32分别连接至该输出管51的出气管621、622,及两个分别安装在所述出气管621、622上且可被驱动开启而让干燥压缩气体通过的出口阀623、624。
该再生单元7安装在该进气单元4与出气单元5间,并包括一个连接该出气单元5的输出管51的增压模块71、一个安装在该增压模块71上的加热器72、一个连接该增压模块71与所述干燥桶2、3的出气端22、32的流入模块73、一个连接所述干燥桶2、3的入气端21、31的流出模块74、一个连接该流出模块74与该进气单元4的进气管42的回收模块75、一个安装在该回收模块75上的冷却器76,及两个分别安装在所述入气端21、31下方的却水器77、78。
该增压模块71用于抽取该出气单元5的部分干燥压缩气体,以供应进行再生时需要的风量,并具有一个连接该出气单元5的输出管51的增压管711、一个安装在该增压管711上且用于抽取输出管51的干燥压缩气体的增压器712,及一个安装在该增压管711上且位于该增压器712与该输出管51间的增压阀713。该增压阀713可用于控制该输出管51的干燥压缩气体,能否进入该增压器712进行增压。
该加热器72安装在该增压管711上,且位于该增压器712与该流入模块73间,在本实施例中,该加热器72可被驱动而将干燥压缩气体加热升温至130℃至170℃左右,以供后续使潮湿干燥剂水分脱附的作用。
该流入模块73可被驱动而选择将该增压模块71送出的干燥压缩气体,送入未与该出气模块62连通的干燥桶2、3中,并具有两条将该增压管711分别连接至所述干燥桶2、3的出气端22、32的流入管731、732,及两个分别安装在所述流入管731、732上且可被驱动而让干燥压缩气体通过的流入阀733、734。
该流出模块74可被驱动让经过上述干燥桶2、3且吸附干燥剂水分的潮湿压缩气体输出,并具有两条分别连接所述干燥桶2、3的入气端21、31的流出管741、742,及两个分别安装在所述流出管741、742上且可被驱动而让潮湿压缩气体通过的流出阀743、744。
该回收模块75用于将该流出模块74输出的潮湿压缩气体送入该进气单元4,并具有一条将所述流出管741、742连接至该进气单元4的进气管42且让潮湿压缩气体流回该进气单元4的回收管751,及一个安装在该回收管751上的温度开关752。该温度开关752可感测该回收管751中的压缩气体温度,在本实施例中当该温度开关752感测到压缩气体温度高于一冷却温度,例如常温时,即会驱动该冷却器76。
该冷却器76安装在该回收管751上,可被该温度开关752控制而将高温的压缩气体冷却降至常温。
本实施例所述却水器77、78是分别安装在所述入气管611、612上,用于控制因气体降温所凝结而成的液体导引排出干燥机外,当然在实施上也可以安装在其他位置,例如入气端21、31,只要能导引或盛装流出所述干燥桶2、3的液体即可。
本实用新型不泄压零损耗加热吸附式干燥机运作时,同样是在所述干燥桶2、3的其中一个干燥桶2进行一个吸附干燥流程,用以制造干燥压缩气体,同时并在另一个干燥桶3进行一个脱附再生流程,使干燥剂脱水再生,而后所述干燥桶2、3再相互切换制程,以重复交替使用,持续不断的产制洁净的干燥压缩气体。以下仅以在左侧干燥桶2进行吸附干燥动作,且在右侧干燥桶3进行脱附再生动作为例,来说明其干燥再生方法,而且为了清楚显示流程,在说明相关动作时,也一并配合在图中以粗黑线来表示压缩气体的行进路径。
运作时,先于该储压桶41中积存一预定压力的潮湿压缩气体,并使潮湿压缩气体在低温高压环境中预先脱除部分水分。接着在左侧干燥桶2进行吸附干燥流程时,开启左侧入口阀613及左侧出口阀623,让该储压桶41内的潮湿压缩气体经该过滤器43过滤后,由左侧入口阀613向上进入该左侧干燥桶2,经左侧干燥桶2内的干燥剂吸附水分而变成常温的干燥压缩气体后,再向上通过该左侧出口阀623,经该出气单元5的输出管51输送到厂务端作功。
而在该左侧干燥桶2进行吸附干燥流程,制造干燥压缩气体的同时,也会同步在该右侧干燥桶3进行脱附再生流程,迫使吸收水分后的潮湿干燥剂去除水分,参阅图7与图8,该脱附再生流程依序具有加热及冷却两个步骤。
如图7所示,进行加热步骤时,先开启该增压阀713、该右侧流入阀734及该右侧流出阀744,并启动(ON)该增压器712及该加热器72,利用该增压器712将该输出管51的一部分干燥压缩气体送入该加热器72,因干燥压缩气体无外界水气污染,所以该加热器72加热温度仅须提升至130℃至170℃即可,本实施例以150℃左右为例,而经过加热升温后的高温的干燥压缩气体,再由该右侧流入阀734往下注入该右侧干燥桶3,借以烘烤受潮的干燥剂,使干燥剂温度逐渐上升至65℃左右,此时该干燥剂只会吸收热能让内部水分蒸发而不升温,直到水分完全蒸发完毕,干燥剂温度才会再往上升高至接近150℃左右,至于热能被干燥剂吸收后的再生压缩气体,则会降温并夹带自干燥剂脱附的过饱合水气成为潮湿压缩气体,再向下经该右侧流出阀744导回该进气单元4,而在该右侧干燥桶3中的液态水,则会因重力而向下由该却水器78排出。当该右侧干燥桶3的温度传感器感测到右侧干燥桶3温度达到一加热温度,约100℃以上时,表示干燥剂已脱水干燥完成,此时即可关闭(off)该加热器72,结束加热步骤。
如图8所示,接着必须将处于高温状态的干燥剂冷却,才能有效的进行吸附水分的工作,所以进行冷却步骤时,该增压器712所导引的常温的干燥压缩气体,持续由该右侧流入阀734往下注入该右侧干燥桶3,以冷却高温的干燥剂,至于与干燥剂进行热交换的干燥压缩气体,则会携带热能成为高温的干燥压缩气体,向下通过该右侧流出阀744,此时该温度开关752即会感测到该回收管751中的干燥压缩气体温度高于冷却温度,随即启动该冷却器76冷却此干燥压缩气体后,再导回该进气单元4。直到该温度开关752感测到干燥压缩气体温度等于冷却温度时,代表干燥剂已被冷却完成,即可关闭该冷却器76,结束冷却步骤。接着关闭该增压器712、该增压阀713、该右侧流入阀734及该右侧流出阀744,以进入待机状态。
当右侧干燥桶3的干燥剂完成脱附再生流程,且当左侧干燥桶2内的干燥剂的吸附干燥效率不佳时,即会进行切换步骤,让右侧干燥桶3进行吸附干燥流程,且让左侧干燥桶2进行脱附再生流程,在此不再详细说明双边切换流程。
由上述说明可知,本实用新型具有下列较习知为佳的优点:
一、本实用新型是利用干燥压缩气体来加热及冷却干燥剂,所以干燥剂不会被外界水气污染,而不存在预吸附水分及重复吸附水分的问题,干燥剂的吸附效率及压缩干燥气体的出口质量即露点值,将大幅提升,并能使得加热与冷却干燥剂的温差值大幅降低,以达到节能的目的。
二、以高性能的增压器712取代一般的鼓风机,而且无论管路、阀件、干燥桶2、3、增压器712、加热器72、冷却器76等都采用耐高温高压设计,使得脱附再生流程不会漏气泄压,外界水气也不会渗入而污染到干燥剂,而且经脱附再生及冷却后所产生的潮湿压缩气体都直接回收再利用,所以可达到压缩气体完全零损耗的目的,再生能源也无虚耗的问题。
三、由于全程密闭循环不泄压,所以完全不需进行泄压与建压步骤,可减少两个泄压阀及一个建压阀的设置,且因无水气污染问题,所以如图7与图8的加热及冷却步骤,可采用相同流向设计,不但可简化管路的配置,更可降低干燥再生成本,节能又环保。
综上所述,本实用新型在干燥剂的脱附再生流程中,可完全避免水气污染问题,使得干燥剂的吸附效率、压缩干燥气体的出口质量与设备整体的性能也会因此大幅提升,其操作成本及耗能也能有效降低,节能减碳的效益显著,所以确实能达成本实用新型的目的。

Claims (6)

1.一种不泄压零损耗加热吸附式干燥机,包含:两个分别用于容装干燥剂的干燥桶、一个进气单元、一个用于输出干燥压缩气体的出气单元、一个干燥单元,及一个再生单元,每一干燥桶都包括一个入气端,及一个出气端,该干燥单元包括一个连接该进气单元与所述干燥桶的入气端的入气模块,及一个连接所述干燥桶的出气端与该出气单元的出气模块,其特征在于:
该再生单元包括一个连接该出气单元的增压模块、一个安装在该增压模块上的加热器、一个连接该增压模块与所述干燥桶的出气端的流入模块、一个连接所述干燥桶的入气端的流出模块、一个连接该流出模块与该进气单元的回收模块,及一个安装在该回收模块上的冷却器,该增压模块具有一个用于抽取该出气单元的部分干燥压缩气体的增压器。
2.根据权利要求1所述的不泄压零损耗加热吸附式干燥机,其特征在于:该再生单元的增压模块还具有一个连接该出气单元以供该增压器与该加热器安装的增压管,及一个用于控制该出气单元的干燥压缩气体能否进入该增压器的增压阀,该流入模块具有两条将该增压管分别连接至所述干燥桶的出气端的流入管,及两个分别安装在所述流入管上且可被驱动而让干燥压缩气体通过的流入阀,该流出模块具有两条分别连接所述干燥桶的入气端的流出管,及两个分别安装在所述流出管上且可被驱动而让压缩气体通过的流出阀,该回收模块具有一条将所述流出管连接至该进气单元且供该冷却器安装的回收管。
3.根据权利要求2所述的不泄压零损耗加热吸附式干燥机,其特征在于:该回收模块还具有一个安装在该回收管并可感测该回收管中的压缩气体温度的温度开关。
4.根据权利要求1、2或3所述的不泄压零损耗加热吸附式干燥机,其特征在于:该干燥单元的入气模块具有两条将该进气单元分别连接至所述干燥桶的入气端的入气管,及两个分别安装在所述入气管上且可被驱动而让潮湿压缩气体通过的入口阀,该出气模块具有两条将所述干燥桶的出气端分别连接至该出气单元的出气管,及两个分别安装在所述出气管上且可被驱动而让干燥压缩气体通过的出口阀。
5.根据权利要求1所述的不泄压零损耗加热吸附式干燥机,其特征在于:该进气单元还包括一个用于容装潮湿压缩气体的储气桶、一条连接该储气桶且供所述潮湿压缩气体输出的进气管,及一个安装在该进气管上且用于过滤潮湿压缩气体的过滤器。
6.根据权利要求1所述的不泄压零损耗加热吸附式干燥机,其特征在于:该再生单元还包括两个分别连通所述干燥桶的入气端的却水器。
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