CN2271141Y - 微加热节能再生式压缩空气干燥器 - Google Patents
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Abstract
一种再生式压缩空气干燥器，具有至少两个装有干燥剂的干燥塔，用于交替干燥压缩空气，另还设有对干燥空气加热的加热器组件，干燥塔分别连接压缩空气进气阀和输气管道上的输出阀，输出管道设有分路管道连通到空气加热器，空气加热器又通过输出管道连接至干燥塔的输出管道，干燥塔的进气管道上分路连接有再生时空气泄出的放泄阀，其特征是加热器电路设有加热控制器，所述加热控制器可以是时间控制器。
Description
本实用新型涉及再生式压缩空气干燥器的改进。
空气中水分的存在，对于有些工业生产及气动控制有着不利影响。尤其压缩空气中水分在温度稍微降低时，在管道和容器内凝结，对气动管路产生腐蚀冰塞，污垢及至堵塞，容易产生障碍，影响到生产和操作的正常进行，这对于化工、冶金等行业，尤其是需要重视的问题。
与空压机(空气压缩机)配套的压缩空气干燥器得到了愈来愈多行业的重视和应用，其中压力露点是空气质量的主要指标，也是干燥器的最主要的技术性的参数。根据国家标准，压力露点温度-40℃能较大范围满足用户对压缩空气的水分含量的要求，可运用90％以上的用气场合，吸附再生式压缩空气干燥器是现有对压缩空气干燥器常用装置。典型的吸附再生式压缩空气干燥器由装有干燥剂(如硅胶、活性氧化铝等)的双塔及相应的控制阀、管道所构成，当一个塔对潮湿的压缩空气进行干燥时，另一个塔由干燥空气(从工作塔输出的空气)输入塔内将其干燥剂进行再生，两只塔交替循环：工作一再生。这种无热再生式空气干燥器存在下述不足：再生另一塔吸附剂需要消耗另一塔大量的干燥后的压缩空气，一般达15％，否则难有好的再生效果，这就导致工作供气量的不足及压缩空气能量的浪费。中国专利CN88101648.9提出了另一种再生式压缩空气干燥的方法及设备，但其基于另一塔再生时干燥空气频繁的加压和减压，用以提高效率，但实际上并不见得达到该专利所称达到的干燥空气用量，而其加压及减压的周期在10分钟，频繁的阀的动作和压力的变化也导致实用中的困难。如果将该专利用于两塔工作—再生时的周期缩短——如所称的5分钟，就会影响到工作供气的压力均衡及两塔交压——减压再生时气量能量损耗，动作部件(阀门)的频繁支作也会影响到寿命。
为克服上述再生式压缩空气干燥机的缺点，后来发展了外热式再生压缩空气干燥器。现有的这类设备加热装置庞大，没有温控装置容易导致温度过高，虽然对吸附剂的再生效果较好，干燥空气用量较小。但过高温度易影响干燥剂的性能；再者两塔的再生—工作切换时再生塔吸附剂温度过高会影响到供气质量，也存在能耗较大的问题。
本实用新型的目的是克服上述外热再生式压缩空气干燥器的不足，提供一种节能高效而又结构简单的压缩空气干燥器。
本实用新型的技术解决方案是：具有至少两个装有干燥剂的干燥塔，用于交替干燥压缩空气，另还设有对干燥空气加热的加热器组件，干燥塔分别连接压缩空气进气阀和输气管道上的输出阀，输出管道设有分路管道连通到空气加热器，空气加热器又通过输出管道连接至干燥塔的输出管道，干燥塔的进气管道上分路连接有再生时空气泄出的放泄阀，其特征是加热器电路设有加热控制器。所述加热控制器可以是时间控制器如时间继电器或可编程控制器及相应的执行电路。
本实用新型的进一步改进是在加热器电路上另可附加设有与设在加热器或干燥塔的温度湿度传感器相连的温度、湿度控制器及相应的执行电路。
本实用新型其有下述优点，加热器组件可选用较小的功率，利用时间控制器对再生干燥空气加热的时间控制，可以方便达到再生空气温度要求。以一台处理空气流量为3m2/min的双塔再生空气干燥器为例。每塔工作时间为4小时，另一塔再生时间变为4小时，加热器加热功率选用1000-1500W的情形下，加热时间控制在2.0～2.5小时，可以加热到170～200℃，随着再生塔的温度不断上升，届时时间控制器切断加热器，利用余热继续加热再生空气，对再生塔的吸附剂继续加热，继续再生，直到温度渐降，同时也为双塔切换时达到正常温度创造条件，因而加热器节能效果明显。吸附剂不致于超过设定温度，同时从工作塔分路出的干燥空气可以只占7％以下，不影响工作供气，控制装置简单，工作可靠。
以下结合附图和通过实施例对本实用新型进一步说明：
图1为本实用新型结构示意图。
A、B为两干燥塔，内填有干燥剂，压缩空气入口13通过气动球阀6-1、6-2及管道连到两塔，在此管道上并联连有泄放阀5-1、5-2，塔的输出管道上通过一单向阀至压缩空气出口，出口处并联有管路16连到加热器10，空气输出管道上通过单向阀9-1、9-4再并联至干燥塔的输出管道，其工作过程如下述：
顺序一：A塔工作，B塔再生。
当6-2气动球阀打开时，6-1气动球阀关闭。2分30秒后气动截止阀5-1打开，再生空气通过气动截止阀5-1和消声器4-1排入大气中。此时B塔内压力降至大气压。来自压缩机的湿压缩空气经过6-2气动球阀进入A塔，在A塔内，空气中的水分被塔内的吸附剂吸附，干燥后的空气分成两个支流，93％的干燥空气提供用户使用，另7％的再生空气通过节流，板8及闸阀7进入加热器10，第5分钟时加热器通电加热。在加热器内，干燥的再生空气被加热后温度上升，通过单向阀9-1进入B塔，对B塔内的吸附剂进行加热及脱附再生，再生空气通过气动截止阀5-1和消声器4-1排入大气中。随着时间的延长，B塔温度不断上升，到2小时30分钟时，加热器自动断电停止加热，利用余热继续加热再生空气，对B塔内吸附剂继续再生。
顺序二：A塔工作，B塔充压。
当顺序1工作到第3小时55分钟时，截止阀5-1关闭，随即B塔压力上升，直到与A塔压力一致。
顺序三：A塔再生，B塔工作。
当干燥器按顺序三工作到第4小时时，6-1气动球阀打开，6-2气动球阀关闭。随即干燥器变换工作状态，由原来A塔工作，B塔再生变换成A塔再生，B塔工作，运行时间和顺序与顺序1相同，但流向相反。
顺序四：A塔充压，B塔工作。
当顺序三工作到第7小时55分钟时，气动截止阀5-2关闭，随即A塔压力不断上升，直至与B塔压力一致。当顺序四工作到第8小时时，重复顺序一到顺序器动作。
在空压机排气量：3m2/min；电机功率：22KW；干燥处理流量3m2/min：进气温度：≤40℃；干燥气压力露点：-40℃时有下述比较表：
| 干燥器类型 | 能耗结构 | 能耗单位 | 24小能耗KW | 能耗KW小时300天 |
| 无热再生式 | 再生耗气量控制耗电量合计W1 | 0.43m3/min50W | 0.43×22/3×24＝75.750×24/1000＝1.276.9 | 23070 |
| 有热再生式 | 再生耗气量加热器功率控制耗电量合计W2 | 0.2m3/min1500W150W | 0.2×22/3×24＝35.21.5×24×60％＝21.6150×24/1000＝3.660.4 | 18120 |
| (微热再生式)本实用新型 | 再生耗气量加热器功率控制耗电量合计W3 | 0.1m2/min1500W150W | 0.1×22/3×24＝17.61.5×24×25％＝9150×24/1000＝3.630.2 | 9060 |
加热控制器18选用时间继电器时可以完成单一时间的控制，以上述规格干燥器为例，加热功率1500W时，加热时间为2.5小时。如果选用小功率的加热器，加热时间延长，而2KW～2.5KW加热功率时，加热时间以二～三个周期为好，可以逻辑电路或可编程控制器及其执行电路(放大电路及相应继电器或可控制硅电路)来控制加热器，如4小时再生周期时，用60分钟加热60分钟停止的加热周期来对再生干燥空气进行加热，当然用其它时间电路(计数电路)或CPU时间电路均没有超出本实用新型的范围。时间继电器为CJK型。可编程控制器为PLC型。
加热控制器的另一种实施例是采用或迭加温度控制器，以热敏电阻、热敏二极管或热电偶作为热敏传感器，经比较电路或PID调节电路后并经驱动电路控制加热器，使空气加热温度在设定温度以下，在再生周期结束前1小时～1.5小时停止加热，只利用余热再生吸附剂，从而逐渐降温。温度控制器为常用的SWK型。
加热控制器的另一种实施例是在干燥塔再生气流出口处设有水分(湿度)传感器，(如氯碘化、高分子膜、半导体湿敏传感器)，通过比较电路或PID调节电路并经驱动电路再控制加热器电路，当吸附剂再生达到设定水分以下则可停止加温，同时从另一塔取出的干燥空气也可以截止，从而更加节省能源及提供更多的工作气源。
Claims (4)
1、一种再生式压缩空气干燥器，具有至少两个装有干燥剂的干燥塔，用于交替干燥压缩空气，另还设有对干燥空气加热的加热器组件，干燥塔分别连接压缩空气进气阀和输气管道上的输出阀，输出管道设有分路管道连通到空气加热器，空气加热器又通过输出管道连接至于燥塔的输出管道，干燥塔的进气管道上分路连接有再生时空气泄出的放泄阀，其特征是加热器电路设有加热控制器，所述加热控制器可以是时间控制器。
2、由权利要求1所述的再生式压缩空气干燥器，其特征是所述时间控制器为时间继电器或可编程控制器及相应的执行电路。
3、由权利要求1、2所述的再生式压缩空气干燥器，其特征是所述时间控制器为在加热器电路上，附加设有与设在加热器或干燥塔的温度湿度传感器相连的温度、湿度控制器及相应的执行电路。
4、由权利要求1、2所述的再生式压缩空气干燥器，其特征是所述时间控制器为在干燥塔再生气流出口处设有水分(湿度)传感器，连有比较电路或PID调节电路并经驱动电路再控制加热器电路。
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1996
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