CN206549420U - 一种内置紧凑型冷冻式干燥机 - Google Patents

Abstract

一种内置紧凑型冷冻式干燥机，包括机架，机架上安装有用于将压缩空气降温的换热器，换热器的压缩空气入口管路上设有主管路过滤器，换热器的压缩空气出口管路上依次设有不锈钢气液分离器和油雾过滤器，换热器的制冷剂管路出口与制冷压缩机的吸气口连接，制冷压缩机的排气口依次连接风冷冷凝器、干燥过滤器、自动膨胀阀及换热器的制冷剂入口管路；换热器、主管路过滤器、不锈钢气液分离器和油雾过滤器底部设有排水管与电动排水器相连。本实用新型的设备不但结构紧凑，而且传热效率高，节能，该设备内置在空压机箱体里面，自身无箱体，与空压机做成一体，结构紧凑，安装、使用灵活方便。

Description

一种内置紧凑型冷冻式干燥机

技术领域

本实用新型涉及气体过滤、干燥设备技术领域，特别是一种内置紧凑型冷冻式干燥机。

背景技术

从空压机出来的压缩空气是一种不干净的气体，其中混有多种杂质（包括固体微粒、水、油等）会对生产过程及产品质量带来微害，所以对压缩空气进行净化和干燥处理在产业方面是必须的。

现有的常规型冷冻式干燥机预冷回热器、蒸发器、不锈钢气液分离器材质为碳钢，这样在换热过程中冷凝下来的冷凝液会锈蚀碳钢筒体，时间长了这些锈蚀会影响后端成品气的质量，这些锈蚀还会堵死排水管路，造成排水不畅。常规碳钢材质换热器的冷干机，换热效果差，设备体积较大，成本较高，而且还不符合国家的节能环境政策。

常规冷干机为单独的箱体式设备，它是空压机的后处理设备，一般安装于空压机后面，所以现场安装时必需要有相应的阀门管道安装连接工作，安装工作量大，设备占地面积也较大。

实用新型内容

本实用新型要解决现有技术的问题，提供一种一种内置紧凑型冷冻式干燥机，结构紧凑，传热效率高，安装方便，设备占地面积小。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种内置紧凑型冷冻式干燥机，包括机架，机架上安装有用于将压缩空气降温的换热器，换热器的压缩空气入口管路上设有主管路过滤器，换热器的压缩空气出口管路上依次设有不锈钢气液分离器和油雾过滤器，换热器的制冷剂管路出口与制冷压缩机的吸气口连接，制冷压缩机的排气口依次连接风冷冷凝器、干燥过滤器、自动膨胀阀及换热器的制冷剂入口管路；换热器、主管路过滤器、不锈钢气液分离器和油雾过滤器底部设有排水管与电动排水器相连。压缩空气进出口过滤器等设备与冷冻式干燥机集装于一体，结构较紧凑，安装、使用灵活方便，且两个过滤器充分过滤压缩空气中的各种杂质。

作为优选，所述换热器采用不锈钢列管式换热器，内置有预冷回热器和蒸发器。预冷回热器初步降低湿热饱和进气的温度和含水量，在一定程度上减轻蒸发器的热负荷，进而降低整机的能耗，提高效热效果，减小换热器的尺寸从而缩小整体设备尺寸，降低整机成本。

作为优选，所述换热器和所述制冷压缩机出口之间设有管道且管道设有手阀。根据需要可手动调节制冷剂的流量。

作为优选，所述换热器和所述制冷压缩机入口之间的管道上设有低压控制器。控制管道中制冷剂的压力，避免压力过低。

作为优选，所述低压控制器一侧设有冷媒低压表。配合低压控制器，能直观显示数据，需要时可添加制冷剂。

作为优选，所述风冷冷凝器和所述干燥过滤器之间的管路上设有高压控制器。控制管道中制冷剂的压力，避免压力过高。

作为优选，所述电动排水器包括集水器、电动排水口，集水器的进水口管道上设有止回阀。止回阀防止水的回流，当集水器中水到一定量后，从电动排水口自动排出到相应的排水管。

本实用新型的有益效果在于：1.将碳钢结构的预冷回热器及蒸发器改为二合一的不锈钢材质的板式换热器。提高效热效果，减小换热器的尺寸从而缩小整体设备尺寸，降低整机成本。

2.换热器结构型式改变后极大提高了换热效果，可以使压缩空气进出口温差减小，这样可以使制冷系统的热负荷比普通冷冻式干燥机降低30％左右，从而实现它节能的目的，制冷压缩机的功率比已知技术低约30％；结构上也比普通冷冻式干燥机紧凑，比现有的干燥机尺寸减少约1/3。

3.采用二合一不锈钢板式换热器及不锈钢气液分离器，不至使冷凝下来的液态水锈蚀换热器而产生锈蚀，从而保证后端气源的质量及排水管路的顺畅。

4.设备无外箱体，较简单。

5.空气进出口过滤器与设备集装于一体，结构较紧凑，安装使用方便，无需客户现场连接过滤器与冷干机之间的连接管路。

6.集装过滤器的本套设备可以内置在空压机箱体内，结构紧凑，简化了设备到客户现场后的一些现场安装工作，方便客户安装使用。还可与小型贮气罐做成一体，做成可移动式的，方便客户拉至不同场地使用。

附图说明

图1是本实用新型的前视图。

图2是本实用新型的侧视图。

图3是本实用新型的后视图。

图4是本实用新型的系统流程图。

图中：1、机架； 2、电动排水器；2.1、集水器；2.2、电动排水口；2.3、止回阀；3、换热器；4、不锈钢气液分离器；5、制冷压缩机；6、干燥过滤器；7、主管路过滤器；8、油雾过滤器；9、自动膨胀阀；10、手阀；11、低压控制器；12、高压控制器；13、风冷冷凝器；14、冷媒低压表。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式为：如图1-3所示，一种内置紧凑型冷冻式干燥机，包括机架1，机架1上安装有用于将压缩空气降温的换热器3，换热器3采用不锈钢列管式换热器，内置有预冷回热器和蒸发器。换热器3的压缩空气入口管路上设有主管路过滤器7，换热器3的压缩空气出口管路上依次设有不锈钢气液分离器4和油雾过滤器8，换热器3中蒸发器的制冷剂管路出口与制冷压缩机5的吸气口连接，制冷压缩机5的排气口依次连接风冷冷凝器13、干燥过滤器6、自动膨胀阀9及换热器3中蒸发器的制冷剂入口管路；换热器3、主管路过滤器7、不锈钢气液分离器4和油雾过滤器8底部设有排水管与电动排水器2相连。

其中，结合图4所示，在换热器3和制冷压缩机5出口之间设有管道且管道设有手阀10，在换热器3和制冷压缩机5入口之间的管道上设有低压控制器11，而低压控制器11一侧设有冷媒低压表14，同时，在风冷冷凝器13和干燥过滤器6之间的管路上设有高压控制器12。

此外，电动排水器2包括集水器2.1、电动排水口2.2，集水器2.1的进水口管道上设有止回阀2.3。

工作原理为：根据水的饱和蒸气压力和温度之间的对应关系，利用制冷装置使压缩空气冷却到一定的露点温度，析出所含的水份，通过不锈钢气液分离器4与电动排水器2将水排出，从而使压缩空气得到干燥。

压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的：在保持压缩空气压力基本不变的情况下，降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量，而多余的水蒸气会凝结成液体。冷冻式干燥机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的，因此冷冻式干燥机具有制冷系统。

结合图4所示，冷冻式干燥机的制冷系统属于压缩式制冷，由制冷压缩机5、风冷冷凝器13、换热器3中的蒸发器、自动膨胀阀9等四个基本部件组成。它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化并与压缩空气和冷却介质进行热量交换。制冷压缩机5将蒸发器内的低压低温制冷剂吸入制冷压缩机5汽缸内，制冷剂蒸汽经过压缩，压力、温度同时升高；高压高温的制冷剂蒸汽被压至风冷冷凝器13，在风冷冷凝器13内，温度较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的空气进行热交换，制冷剂的热量被空气带走而冷凝下来，制冷剂蒸汽变成了液体。这部分液体再被输送至自动膨胀阀9，经过自动膨胀阀9节流成了低温低压的液体并进入蒸发器；在蒸发器内低温、低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化，而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水；蒸发器中的制冷剂蒸汽又被制冷压缩机5将吸走，这样制冷剂便在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发这样四个过程，从而完成了一个循环。

在冷冻式干燥机的制冷系统中，蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收压缩空气的热量，实现脱水干燥的目的。制冷压缩机5将是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。风冷冷凝器13是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同制冷压缩机5输入功率转化的热量一起传递给冷却介质空气带走。自动膨胀阀9对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。

冷冻干燥法一般可将空气的压力露点降到2℃～10℃。当压力露点降到0℃以下，由于空气中析出的水份在冷却装置中会冻结，排水不但受阻，而且还会冻坏制冷装置，所以一般不采用。

干燥工艺流程为：结合图4所示，45℃热而潮湿的压缩空气由压缩空气入口进入主管路过滤器7过滤大颗粒及液态水后进入二合一不锈钢板式的换热器3的预冷回热器部分，与在蒸发器中被制冷剂冷却后的压缩空气进行热交换。其中使进入预冷回热器的45℃压缩空气温度降至25℃，初步降低湿热饱和进气的温度和含水量，在一定程度上减轻蒸发器的热负荷，进而降低整机的能耗；另外在蒸发器中被冷却除水到2℃的压缩空气经不锈钢气液分离器4分离掉凝结水变成干燥的压缩空气回到预冷回热器部分，与高温45℃的压缩空气进行热交换温度提升到35℃由压缩空气出口出去，从而降低压缩空气在出口处的相对湿度，使输气管道不会因相对湿度过高而出现内壁生锈，同时也避免了因外壁温度过低而出现的管外“挂露”现象，改善车间工作环境。在预冷回热器部分先预冷到25℃的压缩空气再进入到多通道不锈钢板式换热器3的蒸发器部分，与在蒸发通道内的低温低压的制冷剂液体进行热交换，冷却到2℃，此时有大量的凝结水凝结出来，通过蒸发器底部的排水口接电动排水器2排出。在蒸发器中压缩空气被降温至2℃，大量的凝结水从排水口接电动排水器2排出系统外，但仍有大量更为细小的水滴水雾悬浮在压缩空气中，如果直接进入预冷回热器部分，这些水滴水雾进入预冷回热器部分后，随着热交换的进行它们中的一部分“二次蒸发”返回气相，使成品空气中的水份含量增加导致露点温度上升，另一部分来不及蒸发的液态水则随气流进入用户管道，使下游用气设备中出现液态水，这样势必影响产品质量，所以这里多增设一个气水分离部分，由蒸发器出来的2℃压缩空气首先进入特设的不锈钢气液分离器4部分，此分离器内部装有不锈钢丝网，当夹带着细小的水滴和水雾的压缩空气流经装有不锈钢丝网的不锈钢气液分离器4时，由于不锈钢丝网的表面间隙较小，可以有效除去小至5μm的雾装微粒，这样大量的细小的水滴和水雾被凝聚在不锈钢气液分离器4部分的底部，通过排水口接电动排水器2排出系统外，被除去水份的2℃的压缩空气再进入预冷回热部分与进入预冷回热器部分的45℃的压缩空气进行热交换升温至35℃后再进入空气出口油雾过滤器8，过滤掉小颗粒杂质及液态水后由压缩空气出口排出，排出的压缩空气压力露点低于3℃。

制冷工艺流程为：结合图4所示，低温低压的液态制冷剂由制冷剂进口进入二合一的不锈钢板式换热器3的蒸发器部分，吸收大量的压缩空气放出的热量而蒸发成低温低压的气态制冷剂，气态的低温低压的制冷剂从蒸发器的出口被制冷压缩机5吸入口吸入，制冷压缩机5将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体，由制冷压缩机5的排气口排至外转子风冷冷凝器13进气口，高温高压的制冷剂蒸气在强制通风冷却下变成高温高压的制冷剂液体由出液口排至干燥过滤器6，滤除掉系统中的污物和水分后，进入自动膨胀阀9节流降温降压后变成低温低压的制冷剂液体，进入二合一不锈钢板式换热器3的蒸发部分。如此，周而复始的循环。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，本实用新型可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种内置紧凑型冷冻式干燥机，其特征在于：包括机架（1），机架（1）上安装有用于将压缩空气降温的换热器（3），换热器（3）的压缩空气入口管路上设有主管路过滤器（7），换热器（3）的压缩空气出口管路上依次设有不锈钢气液分离器（4）和油雾过滤器（8），换热器（3）的制冷剂管路出口与制冷压缩机（5）的吸气口连接，制冷压缩机（5）的排气口依次连接风冷冷凝器（13）、干燥过滤器（6）、自动膨胀阀（9）及换热器（3）的制冷剂入口管路；

换热器（3）、主管路过滤器（7）、不锈钢气液分离器（4）和油雾过滤器（8）底部设有排水管与电动排水器（2）相连。

2.根据权利要求1所述的一种内置紧凑型冷冻式干燥机，其特征在于：所述换热器（3）采用不锈钢列管式换热器，内置有预冷回热器和蒸发器。

3.根据权利要求1所述的一种内置紧凑型冷冻式干燥机，其特征在于：所述换热器（3）和所述制冷压缩机（5）出口之间设有管道且管道设有手阀（10）。

4.根据权利要求1所述的一种内置紧凑型冷冻式干燥机，其特征在于：所述换热器（3）和所述制冷压缩机（5）入口之间的管道上设有低压控制器（11）。

5.根据权利要求4所述的一种内置紧凑型冷冻式干燥机，其特征在于：所述低压控制器（11）一侧设有冷媒低压表（14）。

6.根据权利要求1所述的一种内置紧凑型冷冻式干燥机，其特征在于：所述风冷冷凝器（13）和所述干燥过滤器（6）之间的管路上设有高压控制器（12）。

7.根据权利要求1所述的一种内置紧凑型冷冻式干燥机，其特征在于：所述电动排水器（2）包括集水器（2.1）、电动排水口（2.2），集水器（2.1）的进水口管道上设有止回阀（2.3）。