CN2279564Y

CN2279564Y - 冷冻式空气干燥装置

Info

Publication number: CN2279564Y
Application number: CN 97200745
Authority: CN
Inventors: 黄清福
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2007-01-22

Abstract

本实用新型提供一种新型冷冻式空气干燥装置,其组成特点是设置三个温度感测器和一个微处理控制器,并在空气入口设置一前置空气冷却器,通过三点温度的感测及微处理控制器的运算,可达到控制干燥空气的出口处的温度保持一定值并且和入口处空气温度相同或略高,避免出口处温度低于环境空气的温度,以保证出口处管道不会凝结环境空气中的水分,造成管锈蚀、堵塞,并减少机械故障,提高装置的使用寿命。

Description

冷冻式空气干燥装置

本实用新型是一种冷冻式空气干燥装置，特别一种可避免空气出口温度过低而产生结露，发生锈蚀的冷冻式空气干燥装置。

在现今的工业过程中，冷冻式空气干燥装置已被广泛应用，在操作，控制气动工具，冷却、干燥、清洁、输送、包装等装备，或是喷漆、涂漆、仪表冷冻式空气干燥装置对上述应用提供稳定品质的空气来源，由此可见冷冻式空气干燥装置在工艺过程中或操作中提供稳定性优良的空气是十分重要的。

假如空气与低于露点温度的表面接触，则空气中的水分将会被分离出而附着在冷的表面上，这就是冷冻式空气干燥装置中蒸发器的运作原理，也是说蒸发器输出空气时最常遇到的问题。当蒸发器上的空气出口处因各种原因形成出口温度低于环境温度时，环境的空气中的水分子就会凝结成水露附着在出气口的管外壁，随着时间的延长，水露将使空气出口蚀锈，可能导至空气出口的阻塞，减少空气的流量，甚至空气外泄而无示流通。这种情况可导至空气干燥装置在无负载下运转，冷却媒体无法完全蒸发使压缩机异常运转，发生压缩机损坏。另外，遭锈蚀的管道随着结露之水滴，散落在工作环境中，形成严重的污染。这一问题是现有冷冻式空气干燥装置发生故障的主要原因之一，也是现有装置的严重缺点。

为了充分说明已有的冷冻式空气干燥装置存在上述问题和本实用新型的创新特点，采用附图和说明同时对比的方法，将已有的几个装置表示出来，以求对本实用新型的理解和认可。

图1是已有的冷冻式空气干燥装置之一的冷冻干燥流程示意图。

图2和图3分别是另外一种冷冻式空气干燥装置的流程示意图。

图4是本实用新型的冷冻式空气干燥装置的流程示意图。

10、30、50、70压缩机 81、39

11、32、53风扇马达 57、80分离器

12、31、53、74冷凝器 58、73自动排水器

13、34、54、76冷媒过滤器 60 空气入口压力表

14、35、55、78毛管 61、81空气前置冷却器

15、36、59、81空气入口 62、71热交换器

16、37、65、79蒸发器 64空气出口压力表

17、38、63、72空气出口 65 冷媒蒸发压力表

19、41、冷媒回流管 66、87冷媒回流管

20、温度开关 67空气流向

33、40、75、83、86温度感测器 84第二风扇马达

42高压开关 85微处理控制器

51冷媒高压表

一般的冷冻式空气干燥装置均由压缩机、热交换器、冷凝器、冷媒过滤器、毛细管、分离器、自动排水器、空气前置冷却器、空气进入口、空气出口、冷媒回流管、风扇马达、温度感测器等构件所组成。

图1所示，已有的冷冻式空气干燥装置之一是运用一温度开关20控制风扇马达11的动作，从而控制冷凝器12的运转，借由温度开关20的感测冷媒回流管19上的温度实施对风扇马达的开和仃，以使蒸发器16在正常状态的℃以上运转，但由于温度开关20开关的动作过于频繁，容易造成温度开关或风扇马达的故障，而对空气出口17的环境空气水分结露问题无法解决。

图2所示是另一种已有装置，该冷冻式空气干燥装置是运用一高压开并42控制风扇马达32的动作，在冷凝器31的出口安装一温度感测器33，并在冷媒回流管41前端装置一温度感测器40，虽可较准确控制冷媒之温度，但因冷媒温度尚受蒸发器37上与空气接触时，空气的温度值的影响，仍未实现出气口的温度精确控制，空气出口38的结露现象仍无法消除。且风扇马达由于高压开关不断的开关动作，使风扇马达的故障率仍相当的高。

图3是又一种冷冻式空气干燥装置的示意。其冷媒回路由一压缩机50送出冷媒至冷凝器53，再通过冷媒过滤器54，毛细管55，蒸发器56，由冷媒回流管66送回压缩机50内。而空气回路则由空气入口进入，经由空气前置冷冻器61、热交换器62、而至蒸发器56上与冷媒进行热交换，使空气分离成水及低温干燥的空气，水则穿透分离器57由自动排水器58排出机体外，而低温的空气则经过管路进入热交换器62与入口空气进行热交换，由空气出口63输出，虽然低温干燥的空气在热交换器62内与入口的空气进行热交换，使空气经由空气出口63输出时温度有所提高，但当入口空气温度不高或接近干环境温度时，将使热交换后的空气温度仍低于出口的环境温度，仍然发生出口结露的情况，造成锈蚀的现象。

根据上述三种已有的冷冻式空气干燥装置的描述，不难发现已有的装置存在下列缺点：

1、机械式温度开关控制，易造成温度开关故障及风扇马达故障，同时没有空气回温装置、空气出口处管道锈蚀情况相当严重。

2、机构式温度开关控制风扇马达，无法解决蒸发器的空气出口结露锈蚀的问题。

3、利用高压开关控制，并用冷凝器出口及冷媒回流管端装设温度感测器的措施，虽可较准确地控制冷媒温度，但由于受到空气温度的影响，将使高压开关频繁地指令风扇马达的开和仃，容易造成风扇马达的故障。同时也无法解决干燥空气出口时的环境空气中的水分在出口管道上的结露和锈蚀。甚至造成压缩机故障。

4、虽然增设一热交换器可使空气出口温度较高，但当入口空气温度不高时或接近环境温度时，将使热交换器不能发挥作用，也无法控制出口空气的温度，失去冷冻式空气干燥装置获得品质稳定的干燥空气的目的，也失去安装热交换器的意义，反而造成浪费。

本实用新型根据已有装置的种种缺点，进行研究和改进，提出一种新的方案。图4是本实用新型的冷冻式空气干燥装置的流程示意图。它包括压缩机70、热交换器71、冷凝器74、冷媒过滤器76、毛细管78、蒸发器79、冷媒回流器87、空气入口81、空气前置冷却器82、分离器80、自动排水器73、空气出口72、风扇马达84和77、温度感测器75和83及86、微处理器85等。

冷媒回路由压缩机70送出高压高温气态冷媒至热交换器71内，而在热交换器71内与低温干燥空气进行热交换，因低温干燥空气的升温吸收了高压高温气态冷媒的热量而使冷媒得到适当的冷凝渐成液化状态，再输送至冷凝器74，在通过74后凝结成高压常温液态冷媒，此时温度感测器75将所测的温度值信号送至微处理控制器85作为参考，以便下一步是否指令第一风扇马达77起动辅助冷凝器74执行冷媒降温的动作。而高压常温液态冷媒在通过冷媒过滤器76时，将冷媒所挟带的杂质过滤，在高压常温液态冷媒经过毛细管78时，借由毛细管的束缩作用使之转化成低压低温气态冷媒，并被输送至蒸发器79内，并在该蒸发器内与空气进行热交换，此时的冷媒吸收空气的热量至饱和，同时使空气中的水分发离出来，使空气成为低温干燥的空气。从蒸发器79出来的低压过热气态冷媒再经由冷媒回流管87送回压缩机70内。冷媒回流管87上的温度感测器86将感测到的冷媒温度信号送到微处理控制器B5上运算，并作出决定是否指令第一风扇马达77起动辅且冷凝器74执行冷媒降温的动作。

在图4的空气回路中，空气由空气入口81送入，此时的温度感测器83测得入口空气的温度信号并送至微处理控制器85中，微处理器经过运算作出决定是否指令第二风扇马达84起动辅助空气前置冷却器82执行降温动作，以保证入口空气的温度恒定。空气进入蒸发器79与低压低温的冷媒进行热交换，使空气中的水分，油质及杂质被分离出来变成低温干燥清洁的空气。而水分通过分离器80，由自动排水器73排出机体外，油质和杂质被分离器80滤除。低温干燥的空气输送至热交换器71内，与高压高温气态冷媒进行热交换，使空气回复到定值温度从空气出口72输出。

本实用新型所提出的冷冻式空气干燥装置，从上述运转中可以明白，它的原理就是通过必要的步骤保证空气入口的温度和干燥空气的出口温度相同，使空气出口的温度不会低于周围的环境空气温度，保证不让环境空气由于出口空气温度低而使环境空气的水分结露在出口管道上，导致管道锈蚀以致堵塞，并造成其它故障。它的特点是设置三道温度感测，并通过微处理控制器运算，实现这一目的。在空气回路上形成单一方向，既可避免受新入口的空气温度的影响，还能在热交换器上补回在蒸发器上损失的热量，保证了出口空气的温度及空气的质量稳定。同时，由于冷媒本来就必须排放热量，这些热量来自于负载的温度，压缩时产生的热量和压缩机运转时磨擦的热量，这些热量也必须散发出去，在空气出口处设置一热交换器，既起到冷媒散热的作用，又将空气出口时补充热量以提高出口气的温度，保证出口空气温度高于或等于环境温度，避免出口处的结露锈蚀问题，同时又减轻了冷媒在回流至冷凝器时凝冷降温的负担，减少了能量损耗，使压缩机能更稳定运转，不易发生故障，可延长使命寿命。

Claims

一种冷冻式空气干燥装置，其组成包括压缩机、热交换器、冷凝器、冷媒过滤器、毛细管、蒸发器、分离器、自动排水器、空气前置冷却器、空气入口、空气出口、冷媒回流管、风扇马达和温度感测器等构件，其特征在于：所说的温度感测器分别设在空气入口处的(83)、冷凝器处的(75)和冷媒回流管处的86，并设置一微处理控制器(85)，三个温度感测器所测感的温度同时传输至微处理控制器中，经过微处理控制器的运算并传出相应的指令，分别决定设置在冷凝器傍的第一风扇马达(77)和设置在空气前置冷却器傍的第二风扇马达(84)是否起动实施降温度动作，同时，设置空气干燥过程的流向为单向流动，以入口(81)至前置冷却器(82)再进入蒸发器97经气水分离后再进入热交换器(71)，然后从出气口(72)输出。