CN210802145U - 一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，可以改善现有设备结构不紧凑、气水分离效果不好、容易冰堵、压缩气体进出压差大的问题。其包括有竖直设置的第一管，及设于第一管内的第二管，第一管内部与第二管外壁之间设有制冷腔，所述制冷腔分别设有制冷源出口及制冷源进口,所述制冷腔内有一条或一条以上的第四管，所述制冷腔下部设有气液分离腔，所述第一管下部设有集液腔，还包括有第三管，所述第三管一端连通外界，另一端连通集液腔上部，所述第二管设有连通其内部的气体进口，气体从气体进口进入，经制冷腔冷却、经气液分离腔气水分离后，析出冷凝液，冷凝液流至集液腔，气体最后通过第三管从气体出口排出。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热器技术领域，特指一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构。
背景技术
现有的压缩空气干燥机的换热结构主要有以下几类：第一类，一般冷冻式干燥机换热的结构，如图4所示，1a-冷热交换器、2a-蒸发器、3a-气液分离器分开的桶体制作，结构复杂，制作复杂，体积庞大，蒸发器采用铜铝翅片式或不锈钢翅片式换热器，翅片间隙小，冷凝液在蒸发器中容易结冰，产生冰堵现象。第二类，板式或板翅式冷干机换热器，如图5所示，这种换热结构存在以下问题：1、冷热交换和蒸发器采用铝制板翅式换热器或不锈钢板式换热器，焊口容易泄露且无法维修；2、板片较薄，也容易腐蚀穿孔且不能维修；3、由于体积较小，汽液分离效果不好；如果外置汽液分离器，达不到结构紧凑的效果；4、板片间隙小，易被脏物堵塞，积累较多脏物会影响换热效果，并且阻力增加，使得压缩空气的进出口产生越来越大的压差，而且冷凝液在蒸发器中容易结冰堵塞压缩空气通道，产生冰堵现象；5、制作复杂，只有专业的板式或板翅式换热器厂家才能制作，成本高。第三类，冷热交换器、蒸发器内置于一个桶内的冷干机，如图6所示，图中：a-制冷剂入口，b-制冷剂出口，h-空气入口，i-空气出口，g-螺旋管，e-滤液网，f-蒸发器，蒸发器采用铜铝翅片式或不锈钢翅片式换热器，这种结构存在以下问题：1)翅片间隙小，冷凝液在蒸发器中容易结冰，产生冰堵现象；2)没有专门的气液分离装置，而是依靠自然重力析液，液分容易被气流带走，气液分离效果不好；3)制作精密度要求较高，制作工艺复杂，成本高。
综上所述，现有的压缩空气干燥机的换热结构均不太理想。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提供了一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，结构紧凑、防腐不产生二次污染、压损小、减少冰堵及泄露现象、工艺简单、成本低、液汽分离效果好。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，其特征在于：包括有竖直设置的第一管，及设于第一管内的第二管，所述第二管底部不接触第一管底部,第一管内部与第二管外壁之间设有制冷腔，所述制冷腔分别设有制冷源出口及制冷源进口,所述制冷腔内有一条或一条以上的第四管，制冷源和压缩气体分别在第四管的内外两侧流动，所述制冷腔下部设有气液分离腔，所述第一管下部设有集液腔，集液腔底部设有排液管，还包括有一根或一根以上的第三管，所述第三管一端连通外界作为气体出口，另一端连通集液腔上部，所述第二管设有连通其内部的气体进口，气体从气体进口进入，经制冷腔冷却、经气液分离腔气水分离后，析出冷凝液，冷凝液流至集液腔，气体最后通过第三管从气体出口排出。
优选地，所述制冷腔封闭设置，所述制冷源出口及制冷源进口分别连通所述制冷腔，所述第四管上下贯穿所述制冷腔，气体从第四管内部通过，制冷源从制冷腔通过。
优选地，所述制冷腔上下端敞开设置，所述制冷源出口及制冷源进口连通所述第四管两端，气体从所述制冷腔通过，制冷源从所述第四管内部通过。
优选地，所有所述第三管安装于所述第二管内。
优选地，还包括有第五管，所述第五管设于所述第二管内，所述第五管一端连通第二管底部，另一端连通制冷腔上部。
优选地，还包括有第五管，所述第五管套设于所述第二管外部，所述第五管一端连通第二管底部，另一端连通制冷腔上部。
优选地，所述第二管内设有折流板。
优选地，所述第二管外壁下部对应所述气液分离腔的位置安装有螺旋片。
优选地，所述第五管外壁下部对应所述气液分离腔的位置安装有螺旋片。
本实用新型有益效果：
本实用新型具有以下优点：
a)结构紧凑：第一管1内无任何无效空间，集合冷热交换、制冷降温、气水分离、冷凝水储存排出的四大功能。
b)气液分离效果更好：本装置竖直安装，水分不易被气体带走，压缩气体在旋转分离和重力作用下，气液分离效果更好
c)压缩气体进出口压差小：压缩气体流动过程中都有比较大的流通截面积并且不易被脏物堵塞，压缩气体的进出口压差小。
d)减少泄漏：采用304不锈钢材料，氩弧焊接，相比翅片式、板翅式和板式换热器，换热材料更厚，焊点更少，大大减少腐蚀泄漏和焊点泄漏的风险。
e)减少冰堵现象：制冷通道截面积远远大于翅片式、板式或板翅式换热器的2-3mm的间隙，大大减少冰堵现象的发生。
f)制作工艺简单：全部采用简单焊接工艺，无需特殊制作设备，制作简单。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图；
图2是实施例2的结构示意图；
图3是实施例3的结构示意图；
图4是一般冷干机的结构示意图；
图5是板式或板翅式冷干机的结构示意图。
图6是冷热交换器、蒸发器内置于一个桶内的冷干机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案进行说明。
实施例1：参照图1，一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，包括有竖直设置的第一管1，及设于第一管1内的第二管2，第二管2外径小于第一管1的内径，所述第二管2底部不接触第一管1底部,第一管1内臂与第二管2外壁之间设有制冷腔6，所述制冷腔6分别设有制冷源出口11及制冷源进口10,所述制冷腔6封闭设置，所述制冷源出口11及制冷源进口10分别连通所述制冷腔6，制冷源进口10在下方，制冷源出口11在上方，所述制冷腔6内有一条或一条以上的第四管4，所述第四管4上下贯穿所述制冷腔6，气体从第四管4内部通过，制冷源从制冷腔6通过，气体与制冷源进行换热，所述制冷腔6下部设有气液分离腔7，所述第一管1下部设有集液腔9，集液腔9底部设有排液管13，还包括有一根或一根以上的第三管3，所有所述第三管3安装于所述第二管2内，所述第三管3一端连通外界作为气体出口12，另一端连通集液腔9上部，所述第二管2上部设有连通其内部的气体进口15，还包括有第五管5，所述第五管5的管径大于第二管2而小于第一管1，所述第五管5套设于所述第二管2外部，所述第五管5位于所述制冷腔6与所述第二管2之间，所述第五管5一端连通第二管2底部，另一端连通制冷腔6上部，所述第二管2内设有折流板14，可以增加气体在第二管2内部的行程，提高换热效率，以上，第一管1、第二管2、第三管3、第四管4及第五管5均采用304不锈钢材料。
气体从气体进口15进入到第二管2内部，在第二管2内部与第三管3内的气体进行热交换，气体到了第二管2底部，并通过第五管5往上，在第五管5内与制冷腔6中的制冷源进行热交换并降温，在制冷腔6上方，从第四管4进入，在第四管4内与制冷腔6中的制冷源进行热交换并降温，从第四管4出来后，进入气液分离腔7，第五管5下部伸出于所述制冷腔6，所述第五管5外壁下部对应所述气液分离腔7的位置安装有螺旋片8，把气液分离开，液体落入集液腔9内，而气体经过第三管3，与第二管2内的气体换热回温，再从气体出口12排出。
实施例2：参照图2，一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，包括有竖直设置的第一管1，及设于第一管1内的第二管2，第二管2外径小于第一管1的内径，所述第二管2底部不接触第一管1底部,第一管1内臂与第二管2外壁之间设有制冷腔6，所述制冷腔6分别设有制冷源出口11及制冷源进口10,所述制冷腔6封闭设置，所述制冷源出口11及制冷源进口10分别连通所述制冷腔6，制冷源进口10在下方，制冷源出口11在上方，所述制冷腔6内有一条或一条以上的第四管4，所述第四管4上下贯穿所述制冷腔6，气体从第四管4内部通过，制冷源从制冷腔6通过，气体与制冷源进行换热，所述制冷腔6下部设有气液分离腔7，所述第一管1下部设有集液腔9，集液腔9底部设有排液管13，还包括有一根或一根以上的第三管3，所有所述第三管3安装于所述第二管2内，所述第三管3一端连通外界作为气体出口12，另一端连通集液腔9上部，所述第二管2上部设有连通其内部的气体进口15，还包括有第五管5，所述第五管5管径小于第二管2，所述第五管5设于所述第二管2内，所述第五管5一端连通第二管2底部，另一端连通制冷腔6上部，第二管2下部伸出于所述制冷腔6，所述第二管2外壁下部对应所述气液分离腔7的位置安装有螺旋片8，所述第二管2内设有折流板14，可以增加气体在第二管2内部的行程，提高换热效率，以上，第一管1、第二管2、第三管3、第四管4及第五管5均采用304不锈钢材料。
气体从气体进口15进入到第二管2内部，在第二管2内部与第三管3内的气体进行热交换，气体到了第二管2底部，并通过第五管5往上到达制冷腔6上方，再从第四管4上端进入，在第四管4内与制冷腔6中的制冷源进行热交换并降温，气体从第四管4下端出来后，析出冷凝液，进入气液分离腔7，把气液分离开，液体落入集液腔9内，而气体经过第三管3，与第二管2内的气体换热回温，再从气体出口12排出。
实施例3：参照图3，一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，包括有竖直设置的第一管1，及设于第一管1内的第二管2，第二管2外径小于第一管1的内径，所述第二管2底部不接触第一管1底部,第一管1内臂与第二管2外壁之间设有制冷腔6，第二管2下部伸出于所述制冷腔6，所述制冷腔6分别设有制冷源出口11及制冷源进口10,所述制冷腔6内有一条或一条以上的第四管4，所述制冷腔6上下端敞开设置，所述制冷源出口11及制冷源进口10连通所述第四管4两端，制冷源进口10在下方，制冷源出口11在上方，所述气体从所述制冷腔6通过，所述制冷源从所述第四管4内部通过，气体与制冷源进行换热，为了提高制冷源的换热效率，第四管4采用盘管的形式，缠绕在制冷腔6内。所述制冷腔6下部设有气液分离腔7，所述第一管1下部设有集液腔9，集液腔9底部设有排液管13，还包括有一根或一根以上的第三管3，所有所述第三管3安装于所述第二管2内，所述第三管3一端连通外界作为气体出口12，另一端连通集液腔9上部，所述第二管2上部设有连通其内部的气体进口15，还包括有第五管5，所述第五管5的管径大于第二管2而小于第一管1，所述第五管5套设于所述第二管2外部，所述第五管5位于所述制冷腔6与所述第二管2之间，所述第五管5一端连通第二管2底部，另一端连通制冷腔6上部，以上，第一管1、第二管2、第三管3、第四管4及第五管5均采用304不锈钢材料。
气体从气体进口15进入到第二管2内部，所述第二管2内设有折流板14，可以增加气体在第二管2内部的行程，提高换热效率，在第二管2内部与第三管3内的气体进行热交换，气体到了第二管2底部，并通过第五管5往上，到达制冷腔6上方，沿着制冷腔6往下，在制冷腔6内与第四管4内的制冷源进行热交换并降温，气体从制冷腔6出来后，析出冷凝液，进入气液分离腔7，所述第二管2外壁下部对应所述气液分离腔7的位置安装有螺旋片8，把气液分离开，液体落入集液腔9内，而气体经过第三管3，与第二管2内的气体换热回温，再从气体出口12排出。
本实用新型具有以下优点：
a)结构紧凑：第一管1内无任何无效空间，集合冷热交换、制冷降温、气水分离、冷凝水储存排出的四大功能。
b)气液分离效果更好：本装置竖直安装，水分不易被气体带走，压缩气体在旋转分离和重力作用下，气液分离效果更好
c)压缩气体进出口压差小：压缩气体流动过程中都有比较大的流通截面积并且不易被脏物堵塞，压缩气体的进出口压差小。
d)减少泄漏：采用304不锈钢材料，氩弧焊接，相比翅片式、板翅式和板式换热器，换热材料更厚，焊点更少，大大减少腐蚀泄漏和焊点泄漏的风险。
e)减少冰堵现象：制冷通道截面积远远大于翅片式、板式或板翅式换热器的2-3mm的间隙，大大减少冰堵现象的发生。
f)制作工艺简单：全部采用简单焊接工艺，无需特殊制作设备，制作简单。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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实用新型和简化描述，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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且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。因此，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多个该特征。本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，其特征在于：包括有竖直设置的第一管，及设于第一管内的第二管，所述第二管底部不接触第一管底部,第一管内部与第二管外壁之间设有制冷腔，所述制冷腔分别设有制冷源出口及制冷源进口,所述制冷腔内设有一条或一条以上的第四管，制冷源和压缩气体分别在第四管的内外两侧流动，所述制冷腔下部设有气液分离腔，所述第一管内腔下部设有集液腔，集液腔底部设有排液管，还包括有一根或一根以上的第三管，所述第三管一端连通外界作为气体出口，另一端连通集液腔上部，所述第二管设有连通其内部的气体进口，气体从气体进口进入，经制冷腔冷却、经气液分离腔气水分离后，析出冷凝液，冷凝液流至集液腔，气体最后通过第三管从气体出口排出。
2.根据权利要求1所述的一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，其特征在于：所述制冷腔封闭设置，所述制冷源出口及制冷源进口分别连通所述制冷腔，所述第四管上下贯穿所述制冷腔，气体从第四管内部通过，制冷源从制冷腔通过。
3.根据权利要求1所述的一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，其特征在于：所述制冷腔上下端敞开设置，所述制冷源出口及制冷源进口连通所述第四管两端，气体从所述制冷腔通过，制冷源从所述第四管内部通过。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，其特征在于：所有所述第三管安装于所述第二管内。
5.根据权利要求1所述的一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，其特征在于：还包括有第五管，所述第五管设于所述第二管内，所述第五管一端连通第二管底部，另一端连通制冷腔上部。
6.根据权利要求1所述的一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，其特征在于：还包括有第五管，所述第五管套设于所述第二管外部，所述第五管一端连通第二管底部，另一端连通制冷腔上部。
7.根据权利要求2或3所述的一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，其特征在于：所述第二管内设有折流板。
8.根据权利要求5所述的一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，其特征在于：所述第二管外壁下部对应所述气液分离腔的位置安装有螺旋片。
9.根据权利要求6所述的一种压缩气体冷冻式干燥机高效换热除水的结构，其特征在于：所述第五管外壁下部对应所述气液分离腔的位置安装有螺旋片。
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