RU2212270C2 - Method of operation of gas dehumidifier and gas dehumidifier for realization of this method - Google Patents

Method of operation of gas dehumidifier and gas dehumidifier for realization of this method Download PDF

Info

Publication number
RU2212270C2
RU2212270C2 RU2001129857/06A RU2001129857A RU2212270C2 RU 2212270 C2 RU2212270 C2 RU 2212270C2 RU 2001129857/06 A RU2001129857/06 A RU 2001129857/06A RU 2001129857 A RU2001129857 A RU 2001129857A RU 2212270 C2 RU2212270 C2 RU 2212270C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vortex tube
stream
gas
compressed gas
flow
Prior art date
Application number
RU2001129857/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001129857A (en
Inventor
А.М. Кошелев
Original Assignee
Кошелев Александр Михайлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кошелев Александр Михайлович filed Critical Кошелев Александр Михайлович
Priority to RU2001129857/06A priority Critical patent/RU2212270C2/en
Publication of RU2001129857A publication Critical patent/RU2001129857A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2212270C2 publication Critical patent/RU2212270C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

FIELD: dehumidification of compressed gas flow. SUBSTANCE: proposed method includes cooling and separating condensed moisture in moisture separator at delivery of two flows of compressed gas from different sources. Preliminary cooling of one flow is performed in the course of its expansion in vortex tube and cooling of other flow is effected at mixing with first cooled flow. Energy separation chamber of vortex tube is cooled by flow escaping from moisture separator, after which this flow is delivered to consumer. EFFECT: reduced dimensions of heat exchanger; possibility of excluding heat exchanger whose function is performed by vortex tube. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области создания техники для осушки потока сжатого газа, например сжатого воздуха. The invention relates to the field of creating a technique for drying a stream of compressed gas, for example compressed air.

Известен способ работы осушителя газа, включающий подачу сжатого газа от основного источника, его предварительное охлаждение потоком, выходящим из холодного конца вихревой трубы, отбор сконденсировавшейся влаги во влагоотделителе и подачу осушенного потока в вихревую трубу [1]. A known method of operation of a gas dryer, including the supply of compressed gas from the main source, its preliminary cooling by the stream exiting the cold end of the vortex tube, the selection of condensed moisture in the dehumidifier and the supply of the dried stream to the vortex tube [1].

Реализуется этот способ в устройстве [1], содержащем основной источник сжатого газа, холодильник, влагоотделитель и вихревую трубу. This method is implemented in the device [1], containing the main source of compressed gas, a refrigerator, a water separator and a vortex tube.

В известном устройстве для теплообмена используется обычный рекуперативный теплообменник, имеющий большую площадь теплообмена и, следовательно, высокую стоимость. In the known device for heat exchange, a conventional recuperative heat exchanger is used having a large heat exchange area and, therefore, a high cost.

Это является недостатком. This is a disadvantage.

Задачей изобретения является уменьшение или даже исключение указанного недостатка. The objective of the invention is to reduce or even eliminate this drawback.

Техническим результатом решения поставленной задачи является уменьшение площади теплообменника или даже исключение теплообменника из конструкции осушителя. The technical result of solving the problem is to reduce the area of the heat exchanger or even the exclusion of the heat exchanger from the design of the dryer.

В части способа технический результат достигается тем, что предварительное охлаждение потока сжатого газа производят посредством смешения с потоком, выходящим из холодного конца вихревой трубы, после влагоотделителя поток сжатого газа направляют на охлаждение камеры энергоразделения вихревой трубы, затем часть потока отводят потребителю, а другую часть сжимают в дополнительном источнике до давления, более высокого, чем в основном источнике, затем подают в дополнительный влагоотделитель и в вихревую трубу. In terms of the method, the technical result is achieved by pre-cooling the compressed gas stream by mixing with the stream leaving the cold end of the vortex tube, after the dehumidifier, the compressed gas stream is sent to cool the vortex tube energy separation chamber, then part of the stream is diverted to the consumer, and the other part is compressed in an additional source to a pressure higher than in the main source, then served in an additional moisture separator and in a vortex tube.

Известно, из-за того что в камере энергоразделения вихревой трубы вращательное течение газа имеет явно выраженный турбулентный характер, то происходит высокоэффективный теплообмен между газовым потоком и внутренней металлической (теплопроводной) стенкой камеры [2, с. 74]. Эффективность такого теплообмена иногда на порядок превосходит эффективность теплообмена в обычном теплообменнике. Благодаря этому появляется возможность использовать стенку охлаждаемой камеры энергоразделения вихревой трубы в качестве теплообменника. It is known that due to the fact that the rotational gas flow in the vortex tube energy separation chamber is clearly turbulent, a highly efficient heat exchange occurs between the gas stream and the inner metal (heat-conducting) wall of the chamber [2, p. 74]. The efficiency of such heat transfer sometimes exceeds by an order of magnitude the efficiency of heat transfer in a conventional heat exchanger. This makes it possible to use the wall of the cooled vortex tube energy separation chamber as a heat exchanger.

Поэтому в части устройства технический результат достигается тем, что камера энергоразделения вихревой трубы заключена в герметичный корпус, образующий охлаждающую полость, входной патрубок которой подключен к выходу влагоотделителя, а выходной патрубок - к потребителю и к дополнительному источнику сжатого газа, который соединен с выходным патрубком вихревой трубы через дополнительный влагоотделитель. Therefore, in the device part, the technical result is achieved in that the vortex tube energy separation chamber is enclosed in a sealed enclosure forming a cooling cavity, the inlet pipe of which is connected to the outlet of the moisture separator, and the outlet pipe to the consumer and to an additional source of compressed gas, which is connected to the outlet pipe of the vortex pipes through an optional dehumidifier.

Это позволяет уменьшить площадь теплообмена или даже исключить из конструкции теплообменник, переложив его функции на вихревую трубу. This allows you to reduce the area of heat transfer or even to exclude the heat exchanger from the design by shifting its functions to the vortex tube.

В этом и заключается техническая сущность изобретения, конечным результатом которого является упрощение осушителя газа. This is the technical essence of the invention, the end result of which is the simplification of the gas dryer.

Предлагаемый способ работы реализуется в конструкции, изображенной на фиг. 1, 2 и 3. The proposed method of operation is implemented in the design shown in FIG. 1, 2 and 3.

Устроена предлагаемая конструкция следующим образом (фиг. 1). Arranged the proposed design as follows (Fig. 1).

Основной источник сжатого газа 1 (нагнетатель, компрессор, магистральный трубопровод, скважина и др.) через холодильник 2 присоединен к тройнику-смесителю 3. К этому же смесителю 3 с помощью холодного конца 4 вихревой трубы 5, через входной патрубок 6 вихревой трубы, через дополнительный влагоотделитель 7 и холодильник 8 присоединен дополнительный источник сжатого газа 9 (компрессор), имеющий рабочее давление, более высокое, чем в основном источнике 1. Выход тройника-смесителя 3 через основной влагоотделитель 10 связан с входным патрубком 11 герметичного корпуса 12, который вместе с наружной поверхностью 13 камеры энергоразделения вихревой трубы образует охлаждающую полость 14. Выходной патрубок 15 охлаждающей полости 14 через тройник-разделитель 16 связан с потребителем 17 осушенного газа и с входом дополнительного источника сжатого газа (компрессора) 9. Горячий патрубок 18 вихревой трубы 5 перекрыт заглушкой 19. The main source of compressed gas 1 (supercharger, compressor, main pipeline, well, etc.) is connected to the tee-mixer 3 through the refrigerator 2. To the same mixer 3, through the cold end 4 of the vortex tube 5, through the inlet pipe 6 of the vortex tube, through additional moisture separator 7 and refrigerator 8 connected an additional source of compressed gas 9 (compressor) having a working pressure higher than in the main source 1. The outlet of the tee-mixer 3 through the main moisture separator 10 is connected to the inlet 11 of the herme the egg housing 12, which together with the outer surface 13 of the vortex tube energy separation chamber forms a cooling cavity 14. The outlet pipe 15 of the cooling cavity 14 is connected through the tee-separator 16 to the consumer 17 of the dried gas and to the inlet of an additional source of compressed gas (compressor) 9. The hot pipe 18 vortex tube 5 is blocked by a plug 19.

Рассматриваемое устройство для реализации предлагаемого способа работает следующим образом (фиг. 1). Consider a device for implementing the proposed method works as follows (Fig. 1).

Сжатый воздух после основного компрессора 1 охлаждается в холодильнике 2 и поступает на смешение в смеситель 3. Сюда же через холодильник 8, через влагоотделитель 7, входной патрубок 6 и холодный патрубок 4 вихревой трубы 5 поступает сжатый воздух от дополнительного компрессора 9, имеющего рабочее давление, более высокое, чем в основном компрессоре 1. Например, компрессор 1 имеет стандартное рабочее давление 6 атм (типовое давление воздуха, подаваемого в обычные заводские пневмосети), а компрессор 9 может иметь давление 30 атм. Проходя через вихревую трубу 5, охлажденный в холодильнике 5 газ высокого давления дросселируется с 30 до 6 атм и сильно охлаждается. Смешиваясь в смесителе 3, основной теплый поток, поступающий от компрессора 1, выхолаживается от сильно охлажденного в вихревой трубе 5 дополнительного потока, поступающего в смеситель из патрубка 4. В образующейся холодной смеси происходит конденсация влаги, которая отделяется во влагоотделителе 10, после чего осушенный воздух, проходя через полость 14 вихревой трубы, через тройник-разделитель 16 поступает потребителю 17. При этом в тройнике-разделителе 16 часть потока отбирается и подается на вход дополнительного компрессора 9. Compressed air after the main compressor 1 is cooled in the refrigerator 2 and mixed into the mixer 3. Here, through the refrigerator 8, through the moisture separator 7, the inlet pipe 6 and the cold pipe 4 of the vortex tube 5, compressed air is supplied from the additional compressor 9 having an operating pressure, higher than in main compressor 1. For example, compressor 1 has a standard operating pressure of 6 atm (typical pressure of air supplied to conventional factory pneumatic networks), and compressor 9 may have a pressure of 30 atm. Passing through the vortex tube 5, the high-pressure gas cooled in the refrigerator 5 is throttled from 30 to 6 atm and is very cooled. Mixing in the mixer 3, the main warm stream coming from the compressor 1 is cooled off from the additional stream, which is strongly cooled in the vortex tube 5, entering the mixer from the nozzle 4. Condensation of moisture occurs in the resulting cold mixture, which is separated in the moisture separator 10, after which the dried air passing through the cavity 14 of the vortex tube, through the tee-separator 16 is supplied to the consumer 17. In this case, in the tee-separator 16, a part of the flow is selected and fed to the input of the additional compressor 9.

Вихревые трубы очень чувствительны к влаге, содержащейся в питающем газе. Поэтому на их входе (после компрессора 9 и холодильника 8) обязательно ставится дополнительный влагоотделитель 7, т.к. при повторном сжатии воздуха от 6 атм до 30 атм влажность ранее подсушенного сжатого воздуха, выходящего из компрессора 9, опять повышается до 100%. Vortex tubes are very sensitive to moisture contained in the feed gas. Therefore, at their inlet (after compressor 9 and refrigerator 8), an additional moisture separator 7 must be installed, because with repeated air compression from 6 atm to 30 atm, the humidity of the previously dried compressed air leaving the compressor 9 again rises to 100%.

Вихревая труба 5 может работать либо в двухпоточном, либо в однопоточном режиме. The vortex tube 5 can operate in either dual-flow or single-flow mode.

При работе в однопоточном режиме горячий патрубок 18 перекрывается заглушкой 19. When working in single-threaded mode, the hot pipe 18 is blocked by a plug 19.

Для уменьшения энергозатрат, связанных с потерей холода при сбросе потребителю холодного осушенного потока, выходящего из влагоотделителя 10, необходимо этот холод рекуперировать. С этой целью такой газ следует направить в качестве обратного потока своеобразного рекуперативного теплообменника, состоящего из вихревой трубы 5 и охлаждающей полости 14 камеры энергоразделения. В качестве прямого потока в таком теплообменнике служит поток газа 6-4, подаваемый из компрессора 9 через вихревую трубу 5 в тройник-смеситель 3. To reduce the energy costs associated with the loss of cold when the consumer discharges a cold, dried stream leaving the moisture separator 10, it is necessary to recover this cold. To this end, such a gas should be directed as a return flow of a kind of recuperative heat exchanger, consisting of a vortex tube 5 and a cooling cavity 14 of the energy separation chamber. As a direct flow in such a heat exchanger, a gas flow 6-4 is supplied from the compressor 9 through the vortex tube 5 to the tee-mixer 3.

Внутри конусной камеры 13 происходят сложные процессы энергообмена, связанные с температурным разделением входящего потока на горячий и холодный компоненты. Горячая часть потока сильно разогревает стенку камеры энергоразделения, что позволяет за счет ее охлаждения холодным потоком 11-15 понизить температуру холодного потока 4, поступающего в тройник 3. Inside the conical chamber 13, complex energy exchange processes occur associated with the temperature separation of the incoming stream into hot and cold components. The hot part of the stream strongly heats the wall of the energy separation chamber, which makes it possible to lower the temperature of the cold stream 4 entering the tee 3 due to its cooling with a cold stream 11-15.

Это позволяет без использования теплообменников непрерывно возвращать в охлаждаемый поток 6-4 холод, теряемый на выходе из влагоотделителя 10, что повышает экономичность работы осушителя. This allows without the use of heat exchangers to continuously return to the cooled stream 6-4 the cold lost at the outlet of the moisture separator 10, which increases the efficiency of the dryer.

Если интенсивность теплообмена в охлаждающей полости 13 недостаточна для нормального течения процесса влагоотделения, то возможно совместное включение в работу и охлаждаемой вихревой трубы 5 и реферативного теплообменника 20 (фиг. 2). Но потребная площадь теплообмена у такого теплообменника будет значительно меньшей, т. к. значительную часть функции рекуперации берет на себя охлаждаемая вихревая труба. If the intensity of heat transfer in the cooling cavity 13 is insufficient for the normal course of the moisture separation process, then it is possible to include in the operation both the cooled vortex tube 5 and the abstract heat exchanger 20 (Fig. 2). But the required heat exchange area for such a heat exchanger will be much smaller, since a cooled vortex tube takes on a significant part of the recovery function.

При работе вихревой трубы в двухпоточном режиме горячий поток, выходящий из патрубка 18, либо сбрасывается в атмосферу, либо подается на вход основного компрессора 1. Это уменьшает количество влаги в основном осушаемом потоке, т. к. эта часть потока была ранее уже осушена. Но горячий поток может быть подан потребителю 17 через тройники 21 и 16 (фиг. 3). Для этого вихревая труба выполняется двухпоточной, горячий патрубок которой подсоединен к выходу из осушителя. When the vortex tube operates in two-threaded mode, the hot stream leaving the nozzle 18 is either discharged into the atmosphere or fed to the inlet of the main compressor 1. This reduces the amount of moisture in the main drained stream, since this part of the stream has already been drained. But the hot stream can be supplied to the consumer 17 through the tees 21 and 16 (Fig. 3). For this, the vortex tube is double-flow, the hot pipe of which is connected to the outlet of the dryer.

В целом, изобретение позволяет осушать большие потоки влажного воздуха, метана, азота, аргона и др. газов без потери давления в охлаждаемой основной части потока, исходящего от основного компрессора. Это расширяет технологическую применимость изобретения. Кроме того, удается уменьшить теплообменную площадь теплообменника или даже исключить его из конструкции. Это упрощает устройство осушителя. In General, the invention allows to drain large streams of moist air, methane, nitrogen, argon and other gases without loss of pressure in the cooled main part of the stream coming from the main compressor. This extends the technological applicability of the invention. In addition, it is possible to reduce the heat transfer area of the heat exchanger or even to exclude it from the structure. This simplifies the design of the dehumidifier.

ЛИТЕРАТУРА
1. А. Л. Баранов, Л.М. Дыскин, А.Г. Севастьянов. Установка для осушки газа. Авторское свидетельство 659841 от 24.02.78 г.LITERATURE
1. A. L. Baranov, L. M. Dyskin, A.G. Sevastyanov. Installation for drying gas. Copyright certificate 659841 dated February 24, 78

2. Суслов А. Д., Иванов А.В., Мурашкин А.В., Чижиков Ю.В. Вихревые аппараты. М.: Машиностроение. 1985. 2. Suslov A. D., Ivanov A.V., Murashkin A.V., Chizhikov Yu.V. Vortex devices. M .: Engineering. 1985.

Claims (4)

1. Способ работы осушителя газа, включающий подачу сжатого газа от основного источника, его предварительное охлаждение потоком, выходящим из холодного конца вихревой трубы, отбор сконденсировавшейся влаги во влагоотделителе и подачу осушенного потока в вихревую трубу, отличающийся тем, что предварительное охлаждение потока сжатого газа производят посредством смешения с потоком, выходящим из холодного конца вихревой трубы, после влагоотделителя поток сжатого газа направляют на охлаждение камеры энергоразделения вихревой трубы, затем часть потока отводят потребителю, а другую часть сжимают в дополнительном источнике до давления более высокого, чем в основном источнике, затем подают в дополнительный влагоотделитель и в вихревую трубу. 1. The method of operation of the gas dryer, including the supply of compressed gas from the main source, its preliminary cooling by the stream exiting the cold end of the vortex tube, the selection of condensed moisture in the dehumidifier and the supply of the dried stream to the vortex tube, characterized in that the preliminary cooling of the compressed gas stream is carried out by mixing with the stream exiting the cold end of the vortex tube, after the dehumidifier, the stream of compressed gas is directed to cool the energy separation chamber of the vortex tube, then Part stream withdrawn to the consumer, and another portion is compressed in the additional source to a higher pressure than the primary source, then fed into an additional water separator and the swirl tube. 2. Способ работы осушителя газа по п. 1, отличающийся тем, что после охлаждения камеры энергоразделения вихревой трубы поток пропускают через рекуперативный теплообменник для охлаждения сжатого потока после основного источника. 2. The method of operation of a gas dryer according to claim 1, characterized in that after cooling the vortex tube energy separation chamber, the stream is passed through a recuperative heat exchanger to cool the compressed stream after the main source. 3. Осушитель газа, содержащий основной источник сжатого газа, холодильник, влагоотделитель и вихревую трубу, отличающийся тем, что камера энергоразделения вихревой трубы заключена в герметичный корпус, образующий охлаждающую полость, входной патрубок которой подключен к выходу влагоотделителя, а выходной патрубок - к потребителю и к дополнительному источнику сжатого газа, который соединен с входным патрубком вихревой трубы через дополнительный влагоотделитель. 3. A gas dryer containing a main source of compressed gas, a refrigerator, a water separator and a vortex tube, characterized in that the vortex tube energy separation chamber is enclosed in a sealed enclosure forming a cooling cavity, the inlet pipe of which is connected to the outlet of the moisture separator, and the outlet pipe is connected to the consumer and to an additional source of compressed gas, which is connected to the inlet pipe of the vortex tube through an additional moisture separator. 4. Осушитель газа по п. 3, отличающийся тем, что вихревая труба выполнена двухпоточной, горячий поток которой соединен с выходом осушителя. 4. The gas dehydrator according to claim 3, characterized in that the vortex tube is double-flow, the hot stream of which is connected to the outlet of the desiccant.
RU2001129857/06A 2001-11-05 2001-11-05 Method of operation of gas dehumidifier and gas dehumidifier for realization of this method RU2212270C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001129857/06A RU2212270C2 (en) 2001-11-05 2001-11-05 Method of operation of gas dehumidifier and gas dehumidifier for realization of this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001129857/06A RU2212270C2 (en) 2001-11-05 2001-11-05 Method of operation of gas dehumidifier and gas dehumidifier for realization of this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001129857A RU2001129857A (en) 2003-07-10
RU2212270C2 true RU2212270C2 (en) 2003-09-20

Family

ID=29777065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001129857/06A RU2212270C2 (en) 2001-11-05 2001-11-05 Method of operation of gas dehumidifier and gas dehumidifier for realization of this method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2212270C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511364C2 (en) * 2009-08-11 2014-04-10 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Method of gas compression and drying and compressor plant with drier
RU2633572C1 (en) * 2013-09-18 2017-10-13 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Drier for compressed gas, compressor plant containing drier and method of gas drying
RU2662538C1 (en) * 2015-06-01 2018-07-26 Юоп Ллк Methods of removing pollutants from outlet flow of dehydration
RU2685126C2 (en) * 2016-10-25 2019-04-16 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Compressor installation with device for drying compressed gas and method for drying compressed gas

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511364C2 (en) * 2009-08-11 2014-04-10 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Method of gas compression and drying and compressor plant with drier
RU2633572C1 (en) * 2013-09-18 2017-10-13 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Drier for compressed gas, compressor plant containing drier and method of gas drying
RU2662538C1 (en) * 2015-06-01 2018-07-26 Юоп Ллк Methods of removing pollutants from outlet flow of dehydration
RU2685126C2 (en) * 2016-10-25 2019-04-16 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Compressor installation with device for drying compressed gas and method for drying compressed gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200164301A1 (en) Compressor installation with drying device for compressed gas and method for drying compressed gas
RU2496557C1 (en) Method and device for gas drying and compression
US20070295205A1 (en) Method For Drying Compressed Gas And Device Used Thereby
CN109945603A (en) A kind of enclosed heat pump drying system
CN106546090A (en) Hot and cold stream hybrid vortex pipe drying system
RU2212270C2 (en) Method of operation of gas dehumidifier and gas dehumidifier for realization of this method
RU2247907C2 (en) Compressed gas dehumidifier and method of its operation
RU2204767C2 (en) Compressed-gas drier and its operating process
RU2214564C2 (en) Cooling device and method of operation thereof
RU2179286C2 (en) Method and device for dehumidification of gas
KR200364930Y1 (en) Condenser Additionally Using Condensed-Water Drained from Evaporator
RU2052736C1 (en) Vortex tube
RU2159903C1 (en) Gas dehumidifier
RU2248839C2 (en) Device of gasses drying by freezing-out
RU2015463C1 (en) Apparatus for drying compressed air
RU2182289C1 (en) Vortex regenerative dehumidifier
RU2001129857A (en) METHOD OF WORKING THE GAS DRYER AND THE GAS DRYER
RU2004882C1 (en) Air-drying and cooling unit
RU1776878C (en) Compressed air drying system of compressor station pneumatic piping
KR200438626Y1 (en) Air to Refrigerant Heat Exchanger of High Efficiency Refrigerated Air Dryer with a Guide Vane
RU2293263C2 (en) Method of drying gas permeable diaphragms
KR200214003Y1 (en) Heating apparatus with low compression load
SU1498944A2 (en) Compressor unit
NZ736512B (en) Compressor installation with drying device for compressed gas and method for drying compressed gas
JPS60142070A (en) Drier unit for multistage compressor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041106