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CN102612399B - 用于使压缩气体干燥的方法以及设置有干燥器的压缩机设备 - Google Patents

用于使压缩气体干燥的方法以及设置有干燥器的压缩机设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种压缩气体干燥器，其设置有干燥区(3)和再生区(5)，以及可在外壳(2)中旋转的滚筒(9)，所述滚筒容纳被依次传送通过干燥区(3)和再生区(5)的干燥剂(8)，所述再生区(5)包括第一子区(6)和第二子区(7)，所述第一子区具有用于供应第一再生气体流的第一进口，所述第二子区具有用于供应第二再生气体流的第二进口，所述第二再生气体流的相对湿度低于所述第一再生气体流的相对湿度；并且所述干燥区(3)的出口经由连接管道(17)连接至第二子区(7)的第二进口。

Description

用于使压缩气体干燥的方法以及设置有干燥器的压缩机设备
技术领域
本发明涉及用于使压缩气体干燥的方法以及设置有干燥器的压缩机设备。
具体地，本发明涉及设置有旋转滚筒的干燥器，所述旋转滚筒内部具有可再生干燥剂，由于滚筒的旋转，所述干燥剂交替通过干燥器的两个区域，在一个区域，特别地，在干燥区中，所述干燥剂用于使压缩气体干燥，在另一个区域，更具体地，在再生区中，通过使该干燥剂与热气体接触而使所述干燥剂再生。
背景技术
由于滚筒的旋转，再生的干燥剂将停留在干燥区中。为了改进干燥器的性能，在滚筒中适当且通常地设置第三区域，称作冷却区，所述冷却区允许使干燥剂冷却，使得所述干燥剂能够充分吸收更多的水分。
当利用这种干燥器使来自于压缩机的压缩气体干燥时，所述压缩气体的一部分被冷却，随后被引导通过干燥器的干燥区，使得该干燥区中的干燥剂从所述气体中吸附水分，从而获得具有低压露点的干燥气体。
压缩气体的剩余部分(来自于压缩机并且由于压缩机中的压缩而仍然具有高温)被引导通过干燥器的再生区，所述热气体使得干燥剂中的水分解吸附，因此，干燥剂得以再生以在干燥区的新循环周期内再次使用而用于使压缩气体干燥。
这样做的缺点是用于再生的压缩气体具有较高湿度，因此，干燥效率不理想。
上述情形具有不利后果，即：当干燥剂随后进入干燥区时，该干燥剂只能从被引导通过所述干燥区的气体中吸附相当有限量的水分。
利用压缩气体的热量使再生区中的干燥剂再生，应当注意到，当压缩气体的温度升高时，干燥处理得以改进并且设备效率相应提高。
用于再生的压缩气体的温度可以通过在引导该气体流过再生区之前安装加热元件等实现升高。
这样做的缺陷是由于不断提高的能源价格，加热用于再生的气体流变得相当昂贵。
本发明的目的在于克服一个或多个所述和/或其它缺陷。
发明内容
为此，本发明涉及一种压缩机设备，其设置有压缩机和干燥器，所述压缩机具有出口，所述干燥器设置有外壳、驱动装置以及能够在所述外壳中旋转的滚筒，所述外壳内部具有干燥区和再生区，所述滚筒内部具有能够再生的干燥剂，所述驱动装置用于使滚筒旋转而使得干燥剂依次移动通过干燥区和再生区，压缩机的出口经由压力管道连接至干燥区的进口；所述再生区包括至少两个子区，即，第一子区和第二子区，所述第一子区具有用于供应第一再生气体流的第一进口，所述第二子区具有用于供应第二再生气体流的第二进口；一支路连接至位于干燥区的进口和压缩机之间的所述压力管道上，所述支路连接至第一子区的所述第一进口；所述干燥区的出口经由连接管道连接至第二子区的所述第二进口，从而使得所述第二再生气体流的相对湿度低于所述第一再生气体流的相对湿度。
根据本发明的压缩机设备的优点在于第二子区中的干燥剂与一气体流相接触，该气体流的含水量远低于用于使干燥剂以传统方式再生的流过第一子区的气体流的含水量。
因此，在再生阶段，与传统方式相比，可从干燥剂中去除更多的水分，换句话说，以这样的方式进一步干燥，其可以称作深度干燥，导致干燥剂在进一步干燥阶段从待干燥的气体中吸附更多水分。因此，根据本发明的干燥器具有更好的性能。
根据本发明压缩机设备的优选实施例，在所述连接管道中设置换热器。
这样做的优点在于第二再生气体流在被引导通过第二子区之前能够利用所述换热器进行加热，因此，该第二再生气体流可以从干燥剂中去除更多水分。
当用于再生的气体的温度升高时，干燥处理得以改进，干燥器效率相应提高。
另一优点在于不必加热通过再生区的全部气体流，只需单独加热被引导通过第二子区的第二再生气体流。
这由于使用较小的换热器而带来多个优点，从而获得节能和紧凑的设备。
本发明还涉及一种用于使来自压缩机的出口的压缩气体干燥的方法，在该方法中使用了干燥器，所述干燥器设置有外壳和在所述外壳中旋转的滚筒，所述外壳内部具有干燥区和再生区，所述滚筒内部具有可再生干燥剂，干燥剂依次移动通过干燥区和再生区，待干燥的压缩气体被引导通过干燥区，而再生气体被引导通过再生区，所述再生区分成第一子区和第二子区，来自压缩机出口的热压缩气体形式的第一再生气体流被引导通过所述第一子区，第二再生气体流被引导通过所述第二子区，第二再生气体流具有比第一再生气体流低的相对湿度，第二再生气体流由从干燥区出口离开的一部分压缩气体构成。
附图说明
为了更好地解释本发明的特征，下面参考附图以举例而非限制的方式对根据本发明的干燥器和压缩机设备的多个优选实施例以及用于使压缩气体干燥的方法进行描述，其中：
图1示意性地显示了根据本发明的压缩机设备的干燥器的一部分的透视图；
图2示意性地显示了根据本发明设置有干燥器的压缩机设备；
图3示意性地显示了根据本发明的压缩机设备的干燥器的一部分的布置。
具体实施方式
图1显示了用于压缩气体的根据本发明的压缩机设备的干燥器的部分1。干燥器的部分1设置有外壳2，其内部具有干燥区3、冷却区4和再生区5，根据本发明的具体特征，所述再生区包括两个子区，分别为第一子区6和第二子区7。
优选地，所述第一子区6连接干燥区3的末端，第二子区7连接第一子区6并且其后为冷却区4，所述冷却区连接干燥区3的始端。
因此，第一子区6位于再生区5的始端，或者换句话说，位于干燥区3中使湿干燥剂8在干燥器工作期间经由其进入再生区的部分，第二子区7位于再生区5的末端，或者换句话说，位于再生区中使再生干燥剂8经由其离开再生区5而进入冷却区4的部分。
“干燥区3的末端”是指干燥区3中使湿干燥剂8在滚筒9旋转期间经由其离开干燥区3的部分，“干燥区3的始端”是指干燥区3中使新再生的干燥剂8进入的部分。
旋转滚筒9安装在外壳2中，干燥剂8(或称作除湿剂)置于所述滚筒9中。
干燥器1还设置有附图未显示的用于使滚筒9旋转的驱动装置，该驱动装置例如为电动机的形式，使得干燥剂8依次移动通过干燥区3、再生区5和冷却区4。
图2显示了根据本发明的压缩机设备，除了包括所述部分1之外，该设备包括连接在压缩机11的出口和干燥区3的进口之间的压力管道10。压缩机11也构成压缩机设备的一部分。
支路12连接至位于压缩机11的出口和干燥区3的进口之间的所述压力管道10上并且连接至所述第一子区6的第一进口。
此外，为用于再生和冷却的气体流提供回流管道13，所述回流管道13将再生区5的第一子区6、第二子区7与冷却区4的共用出口连接至压力管道10并且该回流管道内部终止在设置于压力管道10中的文丘里管14附近。在该回流管道13中设置冷却器15。
在干燥区3的出口处一方面设置输出端16，另一方面设置有连接管道17，干燥气体能够沿着所述输出端排出以用于进一步的应用，所述连接管道引导干燥气体的一部分通过换热器18的辅助侧(secondary side)，并随后引导该部分气体通过再生区5的第二子区7。
在压力管道10中，后冷却器19设置在压缩机11和文丘里管14之间。
用于使压缩气体干燥的根据本发明的方法非常简单并且如下所述。
图中显示了流动方向。箭头A显示了主流通过干燥器的干燥区3的流动方向。在所示实例中，其余气体流通过再生区和冷却区的流动方向与主流的流动方向A相反，如箭头B、D和E所示。箭头C显示了滚筒9在干燥器外壳2中的旋转方向。
来自于压缩机11的待干燥气体或至少其主要部分以主流形式在通过后冷却器19之后朝向干燥区3的出口流过干燥区3中的干燥剂8，通过与干燥剂8的接触，水分由所述干燥剂8吸附。用这种方式干燥的气体通过输出端16朝向位于下游的用户网络排出。
滚筒9将饱水干燥剂8传送至再生区5的第一子区6，在该第一子区中，干燥剂8中的水分通过使该干燥剂8与热压缩气体形式的第一再生气体流接触而被解吸附，所述热压缩气体经由支路12从压缩机11的出口供应以利用所述第一再生流中的压缩热实现干燥剂8的第一次再生。
根据本发明的具体特征，在干燥剂8移动通过再生区的末端，通过使干燥剂8与相对湿度低于第一再生气体流的第二再生气体流接触，与迄今为止可能的情况相比，该干燥剂在再生区5的第二子区7中被进一步干燥。
为实现此目的，这种情况下的第二再生气体流由从离开干燥区3的干燥气体分流出来并且在经由第二子区7的进口供应给再生区5之前被引导通过换热器18的辅助侧的气体流构成，所分流出来的气体流在所述换热器的辅助侧被加热以便降低存在于该气体流中的水的局部压力。
显然，以这种方式，由于通过利用具有低相对湿度的热干燥气体使干燥剂8在再生区5的第二子区7中进行后干燥，从而在再生期间显著降低了干燥剂8的含水量。这是根据本发明的干燥器和方法的最重要的优点。
当滚筒9进一步旋转时，从干燥剂8中抽吸出更多水分，直到干燥剂8在冷却区中第一次冷却之后到达用于吸附水分的干燥区3为止，从而能够在干燥区3的后续干燥周期期间使用如此再生的干燥剂8。
同样，干燥剂8以连续或间断的循环运动方式交替地被引导通过干燥区3以及随后通过再生区5。
根据本发明，适当的情况为：在所述干燥剂8接触干燥区3中的主流之前，使用干燥主气体流的一部分对冷却区4中位于再生区5和干燥区3之间过渡区域处的热再生干燥剂8进行冷却。
总之，布置该冷却区4的有利之处在于，所述主流不与不能吸附液体并使潮湿气体渗透过干燥器1的热干燥剂8接触。因此，干燥以这种方式得到优化。
由于文丘里管14的缘故，以已知方式产生局部压降，这导致再生区5的出口保持比位于滚筒9的相对侧的干燥区3的出口低的压力，因此，来自干燥区3的出口的一部分冷的主气体流通过位于干燥区3和再生区5之间的冷却区4朝向再生区5的出口流动。
通过引导所述一部分冷的主气体流通过冷却区4，在使用热的再生的干燥剂8使主气体流干燥之前对该热的再生的干燥剂8进行冷却是具有有益效果的。
如上所述的低压进一步导致来自干燥区3的气体通过换热器18朝向第二子区7流动。特别地，通过在正确位置，即在动压力最低的位置排出干燥气体则可实现上述流动。因此，该系统无需鼓风机。
用于使干燥剂8再生和冷却的气体在流过相应区域之后利用冷却器15收集和冷却，其后，将该气体加入主气体流中，所述主气体流随后被引导通过干燥区3。
图3显示了根据本发明的干燥器的部分1的示意性布局，可以看见不同的扇区或区域。
该图尤其显示了再生区5如何分成两个子区6和7，在这种情况下，再生区5占据几乎90度的圆周角。
在这种情况下，第一子区6占据75度角，在本实例中，第二子区7占据5度到30度的角，在这种情况下为几乎15度。
在本实例中，干燥区3包括255度的扇区，位于第二子区7和干燥区3之间的15度的剩余部分形成干燥器的圆筒形外壳2中的冷却区4。
从附图可以清楚看出，滚筒9中的不同区域优选地为贯通的。
显然，第二再生气体流也可以通过引导所述流体通过加热元件等(附图未显示)进行加热。
然而，被引导通过第二子区7的气体不必来自干燥器本身，它也可以来自于外部干燥气体源。
本发明不限于以实例方式描述和附图显示的实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以按多种方式获得根据本发明的干燥器和压缩机设备以及用于使压缩气体干燥的方法。

Claims (8)

1.一种使来自压缩机出口的压缩气体干燥的方法，在该方法中使用干燥器，所述干燥器设置有外壳(2)和在外壳(2)中旋转的滚筒(9)，所述外壳具有干燥区(3)和再生区(5)，所述滚筒容纳能够再生的干燥剂(8)，所述干燥剂(8)被依次传送通过干燥区(3)和再生区(5)，待干燥的压缩气体被引导通过干燥区(3)，而再生气体被引导通过再生区(5)，其特征在于，所述再生区分成第一子区和第二子区，来自所述压缩机的出口的热压缩气体形式的第一再生气体流被引导通过所述第一子区，第二再生气体流被引导通过所述第二子区；第二再生气体流具有比第一再生气体流低的相对湿度；并且第二再生气体流由从干燥区(3)的出口离开的一部分压缩气体构成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二再生气体流在被引导通过第二子区(7)之前被加热。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过将第二再生气体流引导通过换热器(18)和/或外部加热元件而对所述第二再生气体流进行加热。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一子区(6)和第二子区(7)的共用出口处收集所述第一再生气体流和第二再生气体流并且随后将所收集的所述第一再生气体流和第二再生气体流通过回流管道(13)经由冷却器(15)而引导至干燥区(3)的进口。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在第一子区(6)和第二子区(7)的共用出口处收集所述第一再生气体流和第二再生气体流并且随后将所收集的所述第一再生气体流和第二再生气体流通过回流管道(13)经由冷却器(15)而引导至干燥区(3)的进口。
6.一种压缩机设备，其设置有压缩机(11)和干燥器，所述压缩机具有出口，所述干燥器设置有外壳(2)、驱动装置以及能够在所述外壳(2)内旋转的滚筒(9)，所述外壳内部具有干燥区(3)和再生区(5)，所述滚筒内部具有能够再生的干燥剂(8)，所述驱动装置用于使滚筒(9)旋转而使得干燥剂(8)依次移动通过干燥区(3)和再生区(5)，其特征在于，压缩机(11)的出口通过压力管道(10)连接至干燥区的进口；所述再生区(5)包括至少两个子区，即，第一子区(6)和第二子区(7)，所述第一子区具有用于供应第一再生气体流的第一进口，所述第二子区具有用于供应第二再生气体流的第二进口；一支路(12)连接至位于压缩机(11)和干燥区(3)的进口之间的所述压力管道(10)上，所述支路(12)连接至第一子区(6)的所述第一进口；并且所述干燥区(3)的出口经由连接管道(17)连接至第二子区(7)的所述第二进口，使得所述第二再生气体流的相对湿度低于所述第一再生气体流的相对湿度。
7.如权利要求6所述的压缩机设备，其特征在于，在所述连接管道(17)中设置有换热器(18)。
8.如权利要求6或7所述的压缩机设备，其特征在于，第一子区(6)和第二子区(7)具有共用出口。
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