CN209271132U - 吸附式空气干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种吸附式空气干燥装置，包括第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔内和第二吸附塔内设有吸附剂，所述第一吸附塔上端通过并联的第一支路和第二支路与所述第二吸附塔上端相连，在所述第一支路从所述第一吸附塔到所述第二吸附塔依次设有第一排气止回阀和第二排气止回阀，所述第一排气止回阀和所述第二排气止回阀之间设有干空气出口；在所述第二支路从所述第一吸附塔到所述第二吸附塔依次设有第一再生进气止回阀和第二再生进气止回阀；所述第一再生进气止回阀和第二再生进气止回阀之间连接有加热器，所述加热器依次连接干式真空机和过滤器。本实用新型利用外气加热来使吸附剂再生，可以显著降低干燥空气的消耗量，并且再生时间可以缩短30％～50％。

Description

吸附式空气干燥装置

技术领域

本实用新型涉及空气干燥技术领域，具体涉及一种吸附式空气干燥装置。

背景技术

在集成电路测试技术领域，因需对集成电路进行高低温测试，故须供应给测试机台相应的压缩干燥空气(CDA，Compressed dry air)。若供应的CDA 中含水分露点没有达到相应要求(例如，＜-50℃)，则对所测试的集成电路的电性造成影响或损坏。因此采用吸附式空气干燥系统的分子筛吸附所供应的CDA中的气体水分，以确保集成电路高低温测试所需的CDA品质。

吸附式空气干燥系统的工作过程是利用变压吸附、再生，两塔循环，使压缩空气交替流经两个充满吸附剂(分子筛)的吸附塔中，即一个吸附塔在高压(工作压力)状态下吸附水蒸汽时，另一个吸附塔在低压状态下再生，然后按照设定的时间程序切换。

然而，在再生过程中会消耗15％～30％的干燥空气。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型提供一种减少干燥空气消耗和再生时间的吸附式空气干燥装置及其工作方法。

本实用新型一方面提供一种吸附式空气干燥装置，包括第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔内和第二吸附塔内设有吸附剂，所述第一吸附塔上端通过并联的第一支路和第二支路与所述第二吸附塔上端相连，在所述第一支路从所述第一吸附塔到所述第二吸附塔依次设有第一排气止回阀和第二排气止回阀，所述第一排气止回阀和所述第二排气止回阀之间设有干空气出口；在所述第二支路从所述第一吸附塔到所述第二吸附塔依次设有第一再生进气止回阀和第二再生进气止回阀；所述第一再生进气止回阀和第二再生进气止回阀之间连接有加热器，所述加热器依次连接干式真空机和过滤器。

根据本实用新型一实施方式，所述第一排气止回阀通过管路与第一开关阀并联，所述第二排气止回阀通过管路与第二开关阀并联，所述第一开关阀与所述第二开关阀通过管路连接。

根据本实用新型另一实施方式，所述第一开关阀和所述第二开关阀连接的管路向两侧延伸，两延伸处分别设有消音器。

根据本实用新型另一实施方式，所述第一吸附塔下端通过并联的第三支路和第四支路与所述第二吸附塔下端相连，在所述第三支路从所述第一吸附塔到所述第二吸附塔依次设有第一进气止回阀和第二进气止回阀，所述第一进气止回阀和所述第二进气止回阀之间设有原料气进口；在所述第四支路从所述第一吸附塔到所述第二吸附塔依次设有第一再生排气止回阀和第二再生排气止回阀，所述第一再生排气止回阀和所述第二再生排气止回阀之间设有废气出口。

根据本实用新型另一实施方式，所述吸附式空气干燥装置还包括控制系统。

根据本实用新型另一实施方式，所述加热器为一个一级加热器或两个二级加热器。

根据本实用新型另一实施方式，所述加热器选自管壳式换热器、板式换热器、板翅式换热器或电加热管式加热器中的一种。

根据本实用新型另一实施方式，所述干式真空机为双圆裂片式干式真空机、三叶裂片式干式真空机、组合式干式真空机、外部压缩型螺杆式干式真空机或内部压缩型螺杆式干式真空机。

根据本实用新型另一实施方式，所述过滤器是活性炭空气过滤器。

根据本实用新型另一实施方式，所述过滤器的孔径是0.1μm或0.03μm。

与现有技术的吸附式空气干燥装置相比，本实用新型利用外气加热来使吸附剂再生，可以显著降低干燥空气的消耗量。并且再生时间可以缩短 30～50％。

本实用新型的吸附式空气干燥装置，可以应用于集成电路高低温测试所需压缩干燥空气的空气干燥装置中。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1A是本实用新型实施例的吸附式空气干燥装置的吸附-再生过程示意图。

图1B是本实用新型实施例的吸附式空气干燥装置的吸附-冷却过程示意图。

图2是本实用新型实施例的吸附式空气干燥装置的工作方法的流程图。

图3是现有吸附式空气干燥系统的吸附-再生过程示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：加热器

2：干式真空机

3：过滤器

41：第一开关阀

42：第二开关阀

43：第三开关阀

44：第四开关阀

51：第一消音器

52：第二消音器

61：原料气进口

62：废气出口

7：干空气出口

8：节流阀

B1：第一吸附塔

B2：第二吸附塔

K1：第一进气止回阀

K2：第二进气止回阀

K3：第一再生排气止回阀

K4：第二再生排气止回阀

R1：第一排气止回阀

R2：第二排气止回阀

R3：第一再生进气止回阀

R4：第二再生进气止回阀

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作详细说明。

如图1A和图1B所示，本实用新型实施例的吸附式空气干燥装置，包括第一吸附塔B1和第二吸附塔B2，第一吸附塔B1内和第二吸附塔B2内设有吸附剂，第一吸附塔B1上端通过并联的第一支路和第二支路与第二吸附塔 B2上端相连，在第一支路从第一吸附塔B1到第二吸附塔B2依次设有第一排气止回阀R1和第二排气止回阀R2，第一排气止回阀R1和第二排气止回阀R2之间设有干空气出口；在第二支路从第一吸附塔B1到第二吸附塔B2 依次设有第一再生进气止回阀R3和第二再生进气止回阀R4；第一再生进气止回阀R3和第二再生进气止回阀R4之间连接有加热器1。在对吸附剂再生过程，如图1A所示，空气经过加热器1加热后，通过第二再生进气止回阀 R4进入第二吸附塔B2，加热的空气对吸附剂解析，减少再生时间。

为了避免引入其他杂质，在空气进入加热器1之间，可以先通过过滤器 3滤出空气中的含油份等杂质，然后通过干式真空机2进入加热器1。也就是，加热器1依次连接干式真空机2和过滤器3。加热器1可以是任何适用于本实用新型吸附式空气干燥装置的加热器，例如可以为一个一级加热器，也可以是两个二级加热器。加热器1可以选自管壳式换热器、板式换热器、板翅式换热器或电加热管式加热器中的一种。干式真空机2可以任何适用于本实用新型吸附式空气干燥装置的干式真空机，例如但不限于，双圆裂片式干式真空机、三叶裂片式干式真空机、组合式干式真空机、外部压缩型螺杆式干式真空机或内部压缩型螺杆式干式真空机等。过滤器3可以是任何适用于本实用新型吸附式空气干燥装置的过滤器，例如但不限于，活性炭空气过滤器等，过滤器孔径可以是0.1μm或0.03μm。

通过从外界引入空气经过加热器1解析吸附剂后，例如，加热器在 180～200℃下加热约10～15min，再采用经过吸附处理后的干燥空气进行冷却，确保冷却流程无外界微粒子及水气污染，以提升吸附效率。通过如下方式实现，如图1A和1B所示，设置第一排气止回阀R1与第一开关阀41并联、第二排气止回阀R2与第二开关阀42并联，第一开关阀41与第二开关阀42通过管路连接。当冷却时，关闭第二再生进气止回阀R4(也可以同时关闭加热器1和干式真空机2)，打开第二开关阀42，通过第一排气止回阀R1的部分干燥空气通过第二开关阀42流入第二吸附塔B2，冷却吸附塔内的吸附剂，冷却后的废气通过第二再生排气止回阀K4从废气出口62排出。

在第一开关阀41和第二开关阀42连接的管路两侧延伸处还可以分别设置第一消音器51和第二消音器52，减缓气体流速，减小噪音。在第一消音器51和第一开关阀41之间还可以设有第三开关阀43，第二消音器52和第二开关阀42之间还可以设有第四开关阀44。

第一吸附塔B1和第二吸附塔B2的下端可以是任何适当的连接方式，只要能确保原料气的进入和废气的排出即可。可以是，但不限于，例如第一吸附塔B1下端通过并联的第三支路和第四支路与第二吸附塔B2下端相连，在第三支路从第一吸附塔B1到第二吸附塔B2依次设有第一进气止回阀K1和第二进气止回阀K2，第一进气止回阀K1和第二进气止回阀K2之间设有原料气进口61；在第四支路从第一吸附塔B1到第二吸附塔B2依次设有第一再生排气止回阀K3和第二再生排气止回阀K4，第一再生排气止回阀K3和第二再生排气止回阀K4之间设有废气出口62。

本实用新型实施例的吸附式空气干燥装置还包括控制系统。通过控制系统控制阀门的开关。

吸附塔B1和B2内的吸附剂可以是任何适当的吸附剂，例如各类分子筛等，如低硅铝比的沸石分子筛(如A型，X型等)。

第一吸附塔B1和第二吸附塔B2还可以设有观察窗和压力表等确保吸附塔正常运行的辅助器件。

结合图1A和图1B详细解释说明本实施例的吸附式空气干燥装置的工作流程。

第一吸附塔B1工作(吸附)、第二吸附塔B2再生过程如下。原料气，例如空气或压缩干燥空气通过原料气进口61，经第一进气止回阀K1进入第一吸附塔B1，经过塔内吸附剂处理后的干燥空气经第一排气止回阀R1从干空气出口7排出。空气经过过滤器3通过干式真空机2进入加热器1，经过加热的气体经第二再生进气止回阀R4进入第二吸附塔B2对塔内吸附剂进行解析，解析后的废气通过第二排气止回阀K4从废气出口62排出。再生结束后，关闭第二再生进气止回阀R4(同时关闭加热器1和干式真空机2)、打开第二开关阀42，经第一排气止回阀R1的部分干燥空气经过第二开关阀42流入第二吸附塔B2，对塔内的吸附剂进行冷却降温，当塔内温度达到预定温度时结束冷却过程。

为了避免管路内压力过大，可以在管路达到某设定压力时，打开开关阀阀43,44，经消音器51,52将气体排出。例如当第一吸附塔B1作吸附或再生动作时，第一开关阀43作动；第二吸附塔B2作吸附或再生动作时，第二开关阀44作动。

第一吸附塔B1再生、第二吸附塔B2工作(吸附)过程与上述过程相反，具体过程如下。原料气通过原料气进口61，经第二进气止回阀K2进入第二吸附塔B2，经过塔内吸附剂处理后的干燥空气经第二排气止回阀R2从干空气出口7排出。空气经过过滤器3通过干式真空机2进入加热器1，经过加热的气体经第一再生进气止回阀R3进入第一吸附塔B1对塔内吸附剂进行解析，解析后的废气通过第一排气止回阀K3从废气出口62排出。再生结束后，关闭第一再生进气止回阀R34(同时关闭加热器1和干式真空机2)、打开第一开关阀41，经第二排气止回阀R2的部分干燥空气经过第一开关阀41流入第一吸附塔B1，对塔内的吸附剂进行冷却降温，当塔内温度达到预定温度时结束冷却过程。

本实用新型另一实施例的吸附式空气干燥装置的工作方法，如图2所示，包括如下步骤：S1，原料气通过第一进气止回阀K1进入第一吸附塔B1，原料气中的水分被吸附剂吸附形成干燥气体后，经第一排气止回阀R1从干空气出口排出；S2，空气经加热器1加热后经过第二再生进气止回阀R4进入第二吸附塔B2，使吸附剂再生，再生后产生的废气经过第二再生排气止回阀 K4从废气出口62排出；S3，关闭第二再生进气止回阀R44(也可以同时关闭加热器1和干式真空机2)，经过第一排气止回阀R1的部分干燥气体经第二开关阀42进入第二吸附塔B2，对第二吸附塔B2内的吸附剂冷却降温，冷却后的气体通过第二再生排气止回阀K4从废气出口62排出；持续冷却降温直至第二吸附塔B2内的温度达到设定值时结束冷却；S4，切换第一吸附塔 B1与第二吸附塔B2的工作状态，由第二吸附塔B2进行吸附，第一吸附塔 B1进行再生和冷却，当完成一个循环后，再继续交换第一吸附塔B1与第二吸附塔B2的工作状态。

为了避免引入杂质，在S2步骤中空气先经过过滤器3和干式真空机2 后进入加热器1。

本实用新型利用外气加热来使吸附剂再生，干燥空气的消耗量为生产的干燥空气总量的2％-4％。

图3是现有吸附式空气干燥系统的吸附-再生过程示意图。现有的吸附式空气干燥装置，包括第一吸附塔B1和第二吸附塔B2，第一吸附塔B1内和第二吸附塔B2内设有吸附剂，第一吸附塔B1上端通过并联的第一支路和第二支路与第二吸附塔B2上端相连，在第一支路从第一吸附塔B1到第二吸附塔B2依次设有第一排气止回阀R1和第二排气止回阀R2，第一排气止回阀 R1和第二排气止回阀R2之间设有干空气出口；在第二支路设有节流阀8。第一吸附塔B1下端通过并联的第三支路和第四支路与第二吸附塔B2下端相连，在第三支路从第一吸附塔B1到第二吸附塔B2依次设有第一进气止回阀 K1和第二进气止回阀K2，第一进气止回阀K1和第二进气止回阀K2之间设有原料气进口61；在第四支路从第一吸附塔B1到第二吸附塔B2依次设有第一再生排气止回阀K3和第二再生排气止回阀K4，第一再生排气止回阀K3和第二再生排气止回阀K4之间设有废气出口62。

第一吸附塔B1工作(吸附)、第二吸附塔B2再生时，原料气通过原料气进口61，经第一进气止回阀K1进入第一吸附塔B1，经过塔内吸附剂处理后的干燥空气经第一排气止回阀R1从干空气出口7排出。部分干燥空气通过节流阀8进入第二吸附塔B2对塔内吸附剂进行解析，解析后的废气通过第二排气止回阀K4从废气出口62排出。第一吸附塔B1再生、第二吸附塔B2 工作(吸附)时，原料气通过原料气进口61，经第二进气止回阀K2进入第二吸附塔B2，经过塔内吸附剂处理后的干燥空气经第二排气止回阀R2从干空气出口7排出。部分干燥空气通过节流阀8进入第一吸附塔B1对塔内吸附剂进行解析，解析后的废气通过第一排气止回阀K3从废气出口62排出。

经过图3所示现有吸附式空气干燥装置的干燥空气消耗量为生产的干燥空气总量的15％-30％

对比本实用新型和现有技术的吸附式空气干燥装置，可以看出，本实用新型利用外气加热来使吸附剂再生，可以显著降低干燥空气的消耗量。干燥空气消耗量节省20％～25％，且再生时间可以缩短30％～50％。

本实用新型的吸附式空气干燥装置，可以应用于集成电路高低温测试所需压缩干燥空气的空气干燥装置中，但本实用新型，并不限定于此。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种吸附式空气干燥装置，包括第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔内和第二吸附塔内设有吸附剂，其特征在于，所述第一吸附塔上端通过并联的第一支路和第二支路与所述第二吸附塔上端相连，在所述第一支路从所述第一吸附塔到所述第二吸附塔依次设有第一排气止回阀和第二排气止回阀，所述第一排气止回阀和所述第二排气止回阀之间设有干空气出口；在所述第二支路从所述第一吸附塔到所述第二吸附塔依次设有第一再生进气止回阀和第二再生进气止回阀；所述第一再生进气止回阀和第二再生进气止回阀之间连接有加热器，所述加热器依次连接干式真空机和过滤器。

2.根据权利要求1所述的吸附式空气干燥装置，其特征在于，所述第一排气止回阀通过管路与第一开关阀并联，所述第二排气止回阀通过管路与第二开关阀并联，所述第一开关阀与所述第二开关阀通过管路连接。

3.根据权利要求2所述的吸附式空气干燥装置，其特征在于，所述第一开关阀和所述第二开关阀连接的管路向两侧延伸，两延伸处分别设有消音器。

4.根据权利要求3所述的吸附式空气干燥装置，其特征在于，所述第一吸附塔下端通过并联的第三支路和第四支路与所述第二吸附塔下端相连，在所述第三支路从所述第一吸附塔到所述第二吸附塔依次设有第一进气止回阀和第二进气止回阀，所述第一进气止回阀和所述第二进气止回阀之间设有原料气进口；在所述第四支路从所述第一吸附塔到所述第二吸附塔依次设有第一再生排气止回阀和第二再生排气止回阀，所述第一再生排气止回阀和所述第二再生排气止回阀之间设有废气出口。

5.根据权利要求4所述的吸附式空气干燥装置，其特征在于，所述吸附式空气干燥装置还包括控制系统。

6.根据权利要求1所述的吸附式空气干燥装置，其特征在于，所述加热器为一个一级加热器或两个二级加热器。

7.根据权利要求1所述的吸附式空气干燥装置，其特征在于，所述加热器选自管壳式换热器、板式换热器、板翅式换热器或电加热管式加热器中的一种。

8.根据权利要求1所述的吸附式空气干燥装置，其特征在于，所述干式真空机为双圆裂片式干式真空机、三叶裂片式干式真空机、组合式干式真空机、外部压缩型螺杆式干式真空机或内部压缩型螺杆式干式真空机。

9.根据权利要求1所述的吸附式空气干燥装置，其特征在于，所述过滤器是活性炭空气过滤器。

10.根据权利要求1所述的吸附式空气干燥装置，其特征在于，所述过滤器的孔径是0.1μm或0.03μm。

11.根据权利要求4所述的吸附式空气干燥装置，其特征在于，所述吸附式空气干燥装置应用于集成电路高低温测试所需压缩干燥空气的空气干燥装置中。