CN211120739U - 一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构 - 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。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，第一管与第二管之间形成气液分离腔，所述气液分离腔底部形成集液腔，所述第二管中设有制冷腔，所述制冷腔分别设有制冷源出口及制冷源进口，所述制冷腔连通气体进口，还包括有一根或一根以上第三管，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，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，气体通过第三管从气体出口排出。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体干燥机技术领域，特指一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构。
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6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7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8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，第一管与第二管之间形成气液分离腔，所述气液分离腔底部形成集液腔，所述第二管中设有制冷腔，所述制冷腔分别设有制冷源出口及制冷源进口，所述气液分离腔上部连通气体进口，还包括有一根或一根以上第三管，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，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，气体通过第三管从气体出口排出，所述第一管底部还设有一连通于集液腔下部的排液管，冷凝液由排液管排出。
优选地，所述第二管顶部封闭，所述制冷腔内部设有一根或一根以上的第四管，以增加换热面积，压缩气体在所述第四管内流动，制冷源在所述第四管外侧，所述第四管将气体进口和气液分离腔上部连通。
优选地，所述第二管顶部敞开，所述制冷腔内设有一根或一根以上的第四管，压缩气体在所述第四管外侧流动，制冷源在所述第四管内侧流动，压缩气体从进口进入后经过所述第四管外侧后进入气液分离腔上部。
优选地，还包括有设于所述第二管内的第五管，所述第四管下端与第五管的下端相连通，所述第五管连通于所述气体进口，所述气体进口设置在所述第五管上部。
优选地，所述第三管设置在第五管内，所述第三管顶部穿出于第五管形成所述气体出口。
优选地，所述第三管有多根，并均匀分布在所述第五管内。
优选地，还包括有设于第二管内的第五管，所述第三管设置在第五管内，所述气体进口设置在第五管上部，所述第三管穿出于第五管形成所述气体出口，所述第五管内还设有第六管，所述第五管下部通过所述第六管与所述气液分离腔上部连通。
优选地，所述第二管外壁设有螺旋片。
优选地，所述第五管内设有折流板。
本实用新型有益效果：
a)结构紧凑：可集合冷热交换、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，气水分离行程比传统干燥机大大加长，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)材料利用率高，第二管管和第五管不但可以将几个腔室分开，还可以当作制冷的换热面。
e)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。
f)减少冰堵现象：第四管内采用内径大于10mm的不锈钢换热管，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。
g)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是实施例4的结构示意图；
图5是实施例5的结构示意图；
图6是一般冷冻式干燥机换热的结构示意图；
图7是板式或板翅式冷干机换热器的结构示意图；
图8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，本实用新型提供一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构，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外径小于所述第一管1内径，而且第二管2最好是与第一管1同轴设置，所述第二管2底部不接触第一管1底部，第一管1与第二管2之间形成气液分离腔11，气液分离腔11内设置有螺旋片17。所述气液分离腔11底部形成集液腔12，所述第二管2底部封闭，其顶部也封闭，在其内部设有一制冷腔13，所述制冷腔13分别设有制冷源出口15及制冷源进口14，制冷源进口14在制冷腔13下部，制冷源出口15在制冷腔13上部，制冷源进口14与制冷源出口15均穿出于第一管1便于制冷源流通，所述气液分离腔11上部连通气体进口6，还包括有一根或一根以上第三管3，所述第三管3一端连通外界作为气体出口7，另一端连通集液腔12上部，所述第一管1底部还设有一连通于集液腔12下部的排液管16，本实施例中，气体从气体进口6进入，先从制冷腔13上方进入至气液分离腔11的上部，与制冷腔13中的制冷源换热，在螺旋片17的作用下，压缩气体呈螺旋式下降，同时，压缩气体与第二管2外表面接触，被制冷腔13里面的低温制冷源制冷，温度继续降低，产生大量液态水，同时，压缩气体在螺旋片17的作用下，高速旋转向下流动过程中产生离心力，在离心力和重力的双重作用下，液态水和气体分离，液态水沿第一管1内壁进入的集液腔12的下部，由排液管16排出。而干燥低温的压缩气体从第三管3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，集合制冷降温、气水分离、冷凝水储存排出的三大功能。
b)气液分离效果更好：本装置竖直安装，气水分离行程比传统干燥机大大加长，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)材料利用率高，第二管2不但可以将几个腔室分开，还可以当作制冷的换热面。
e)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。
f)减少冰堵现象：第一管1和第二管2间隙远远大于翅片式、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。
g)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。
i)特别适合小型冷干机。
实施例2：参照图2，相对于实施例1，其不同点是：在所述制冷腔13中设有一根或一根以上的第四管4以增加换热面积，所述气液分离腔11上部通过所述第四管4连通所述气体进口6，其中，所述气体进口6通过第五管5连通至制冷腔13底部。这样气体经过第五管5进入制冷腔13底部，再进入第四管4内，气体在第四管4内侧与第四管4外侧的制冷源进行一次换热，再到气液分离腔11上部，从气液分离腔11上部往下流动，在螺旋片17的作用下，压缩气体呈螺旋式下降，压缩气体与第二管2外表面接触，被制冷腔13里面的低温制冷源制冷，温度继续降低，产生大量液态水，同时，压缩气体在螺旋片17的作用下，高速旋转向下流动过程中产生离心力，在离心力和重力的双重作用下，液态水和气体分离，液态水沿第一管1内壁进入的集液腔12的下部，由排液管16排出。而干燥低温的压缩气体从第三管3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，集合制冷降温、气水分离、冷凝水储存排出的三大功能。
b)气液分离效果更好：本装置竖直安装，气水分离行程比传统干燥机大大加长，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)材料利用率高，第二管2不但可以将几个腔室分开，还可以当作制冷的换热面。
e)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。
f)减少冰堵现象：第一管1和第二管2间隙及第四管4直径远远大于翅片式、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。
g)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。
实施例3：参照图3，相对于实施例2，不同点在于：制冷腔13上部不封闭，其底部封闭，第四管4设置在制冷腔13内，第四管4两端分别连接制冷源出口15及制冷源进口14，低温的制冷源在第四管4内流动，压缩气体在第四管4外侧流动。这样，气体经过第五管5进入制冷腔13底部，在制冷腔13内向上流动，与第四管4内侧的低温制冷源进行一次换热后温度降低，再到气液分离腔11上部，从气液分离腔11上部往下流动，压缩气体在螺旋片17的作用下，高速旋转向下流动过程中产生离心力，在离心力和重力的双重作用下，液态水和气体分离，液态水沿第一管1内壁进入的集液腔12的下部，由排液管16排出，而干燥低温的压缩气体从第三管3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，集合制冷降温、气水分离、冷凝水储存排出的三大功能。
b)气液分离效果更好：本装置竖直安装，气水分离行程比传统干燥机大大加长，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。
g)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。
实施例4：参照图4，相对于实施例2，其不同点在于：所述一根或多根第三管3设置在第五管5内，所述第五管5上部设有气体进口6，第五管5上部还设有一封板8，所述第三管3穿过封板8，在第五管的顶部形成所述气体出口7，所述第五管5内设有多块折流板9，所述第三管3顶部与所述气体出口7相通。相比于实施例2，气体在进入到第五管5时，先在第五管5与制冷腔13中的制冷源换热一次，同时也与从第三管3出去的气体换热，第三管3内的气体排出前换热回温，从气体出口7流出，这样可以进一步地利用制冷剂的冷量，节约能耗，后续过程同实施例2。
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，气水分离行程比传统干燥机大大加长，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)材料利用率高，第二管2和第五管5不但可以将几个腔室分开，还可以当作制冷的换热面。
e)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。
f)减少冰堵现象：第一管1和第二管2间隙及第四管4直径远远大于翅片式、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。
g)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。
实施例5：参照图5，相对于实施例2，省略了第四管4，在这里需要说明的是，增加第四管4也是可以的，另外增加了以下部分：还包括有设于第二管2内的第五管5，所述第三管3设置在第五管5内，所述第五管5内设有多块折流板9，所述气体进口6设置在第五管5上部，第五管5上部还设有一封板8，所述第三管3穿过封板8，在第五管的顶部形成所述气体出口7，所述第五管5内还设有第六管10，所述第五管5下部通过所述第六管10与所述气液分离腔11上部连通，气体从气体进口6进入至第五管5内，并往下流动，在第五管5底部进入到第六管10，气体沿着第六管10往上，进入气液分离腔11的上部，再沿着气液分离腔11往下，冷却后析出的冷凝液流至集液腔12，气体再从第三管3内部往上流动，从气体出口7流出，在第三管3内时，排出的气体与第五管5内的气体换热回温后再排出，节约能耗。
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，气水分离行程比传统干燥机大大加长，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)材料利用率高，第二管2和第五管5不但可以将几个腔室分开，还可以当作制冷的换热面。
e)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。
f)减少冰堵现象：第一管1和第二管2间隙及第四管4直径远远大于翅片式、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。
g)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，第一管与第二管之间形成气液分离腔，所述气液分离腔底部形成集液腔，所述第二管中设有制冷腔，所述制冷腔分别设有制冷源出口及制冷源进口，所述气液分离腔上部连通气体进口，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，气体从气体进口进入，经制冷腔冷却，再经气液分离腔气水分离后，析出冷凝液，冷凝液流至集液腔，气体通过第三管从气体出口排出，所述第一管底部还设有一连通于集液腔下部的排液管，冷凝液由排液管排出。
2.根据权利要求1所述的一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构，其特征在于：所述第二管顶部封闭，所述制冷腔内部设有一根或一根以上的第四管，以增加换热面积，压缩气体在所述第四管内流动，制冷源在所述第四管外侧，所述第四管将气体进口和气液分离腔上部连通。
3.根据权利要求1所述的一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构，其特征在于：所述第二管顶部开口与气液分离腔上部连通，所述制冷腔内设有一根或一根以上的第四管，压缩气体在所述第四管外侧流动，制冷源在所述第四管内侧流动，压缩气体从进口进入后经过所述第四管外侧后进入气液分离腔上部。
4.根据权利要求2或3所述的一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构，其特征在于：还包括有设于所述第二管内的第五管，所述第四管下端与第五管的下端相连通，所述第五管连通于所述气体进口，所述气体进口设置在所述第五管上部。
5.根据权利要求4所述的一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构，其特征在于：所述第三管设置在第五管内，所述第三管顶部穿出于第五管形成所述气体出口。
6.根据权利要求4所述的一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构，其特征在于：所述第三管有多根，并均匀分布在所述第五管内。
7.根据权利要求1所述的一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构，其特征在于：还包括有设于第二管内的第五管，所述第三管设置在第五管内，所述气体进口设置在第五管上部，所述第三管穿出于第五管形成所述气体出口，所述第五管内还设有第六管，所述第五管下部通过所述第六管与所述气液分离腔上部连通。
8.根据权利要求5-7任一项所述的一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构，其特征在于：所述第二管外壁设有螺旋片。
9.根据权利要求5-7任一项所述的一种压缩气体冷冻式干燥机换热除水的结构，其特征在于：所述第五管内设有折流板。
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