一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置制造方法
【專利摘要】一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置，屬于干燥裝置【技術領域】。其包括冷凍式干燥系統和微熱再生吸附式干燥系統，冷凍式干燥系統包括高效預冷器、與高效預冷器連接的蒸發器、與蒸發器連接的制冷系統、與蒸發器連接的氣水分離器，氣水分離器一路連接高效預冷器，另一路連接微熱再生吸附式干燥系統，微熱再生吸附式干燥系統包括變壓吸附筒A、變壓吸附筒B、加熱器R和消聲器S，變壓吸附筒A出口一路與高效預冷器連接，另一路通過加熱器R與變壓吸附筒B成品氣出口連接，變壓吸附筒B底部進口與消聲器S連接。本發明可以實現根據用戶工況的不同，選擇性運行設備，以達到用戶對凈化壓縮空氣露點的要求，節約氣源、能耗、設備運行投資成本。
【專利說明】一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于干燥裝置【技術領域】，具體涉及一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置。
【背景技術】
[0002]目前，常用的氣體干燥裝置為冷凍式干燥機和微熱再生吸附式干燥機，并且需要加工得到不同露點的氣體需要選擇不同的干燥機。這樣導致加工過程復雜繁瑣，根據產品的不同，需要在不同的干燥機上加工，同時也給使用者增加了加工成本。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于設計提供一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置的技術方案。
[0004]所述的一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置，其特征在于包括冷凍式干燥系統和微熱再生吸附式干燥系統，所述的冷凍式干燥系統包括高效預冷器、與高效預冷器連接的蒸發器、與蒸發器連接的制冷系統、與蒸發器連接的氣水分離器，所述的氣水分離器一路連接高效預冷器，另一路連接微熱再生吸附式干燥系統，所述的微熱再生吸附式干燥系統包括變壓吸附筒A、變壓吸附筒B、加熱器R和消聲器S，所述的變壓吸附筒A出口一路與高效預冷器連接，另一路通過加熱器R與變壓吸附筒B成品氣出口連接，所述的變壓吸附筒B底部進口與消聲器S連接。
[0005]所述的一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置，其特征在于所述的制冷系統包括與蒸發器中制冷劑管回路連接的氣液分離器、冷媒壓縮機、油水分離器、風冷凝器、干燥過濾器和熱力膨脹閥。
[0006]所述的一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置，其特征在于所述的氣水分離器與其上依次連接球閥、電子排水閥構成排污系統。
[0007]所述的一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置，其特征在于所述的油水分離器與蒸發器中制冷劑管進口之間并聯有熱氣旁通閥，所述的油水分離器與蒸發器中制冷劑管出口之間并聯有高低壓開關，所述的干燥過濾器和熱力膨脹閥之間設有視鏡。
[0008]上述的一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置，結構緊湊，設計合理，可以根據客戶現場的工況，實現多功能干燥裝置運行方式供用戶選擇:
1)將冷凍式干燥系統和微熱再生吸附式干燥系統有機的結合在一起；
2)當加熱器根據工況不投入工作時，可將冷凍式干燥系統和無熱再生吸附式干燥系統有機的結合在一起；
3)單獨運行冷凍式干燥系統；
4)單獨運行無熱再生吸附式干燥系統；
5)單獨運行微熱再生吸附式干燥系統；
另外，使用時，潮濕空氣進入冷凍式干燥系統的高效預冷器(通過進出口氣大面積熱交換除水)換熱面較大，可除去壓縮空氣中總含水量73%左右的水份，蒸發器(冷媒制冷)可除去壓縮空氣中總含水量19%左右的水份，進入氣水分離器把從冷凍式干燥系統帶來的液態水、液態油除掉，提高了微熱再生吸附式干燥系統中吸附劑的使用壽命、使用效率，從而達到節能的目的，然后再進入微熱再生吸附式干燥系統，只需除去壓縮空氣中總含水量8%左右的水份就可達到深度干燥壓縮空氣的目的，提高了干燥效率，降低了干燥成本。
[0009]綜上所述，本發明具有以下有益效果:
1、本發明是冷凍式干燥系統與微熱再生吸附式干燥系統二位一體有機結合的低露點干燥設備；
2、本發明是冷凍式干燥系統與無熱再生吸附式干燥系統二位一體有機結合的低露點干燥設備；
3、本發明亦可單獨實現冷凍式干燥系統運行；
4、本發明亦可單獨實現無熱再生吸附式干燥系統運行；
5、本發明亦可單獨實現微熱再生吸附式干燥系統運行；
6、本發明能使壓縮空氣干燥至常壓露點<_70°C (進氣溫度< 45°C)，干燥程度大為提
聞;
7、本發明以風冷方式冷卻，特別適用于水資源缺乏的工作環境；
8、本發明結構緊湊合理、易于操作、運行平穩、節約能源、費用低、安裝方便等優點；
9、本發明可以實現根據用戶工況的不同，選擇性運行設備，以達到用戶對凈化壓縮空氣露點的要求，節約氣源、能耗、設備運行投資成本；提高設備的使用壽命、設備工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的結構示意圖。
[0011]圖中:1-冷媒壓縮機；2_熱氣旁通閥；3_風冷凝器；4_干燥過濾器；5_視鏡；6-熱力膨脹閥；7_高低壓開關；8_氣液分離器；9_蒸發器；10_高效預冷器；11_氣水分離器；12_球閥；13_電子排水器；14_油水分離器；15-控制器；QV1-QV11氣動閥；S_消音器；DV1-DV2高溫球閥；ZV1-ZV4-單向閥；A、B_變壓吸附筒；R_加熱器。
【具體實施方式】
[0012]以下結合說明書附圖來進一步說明本發明。
[0013]如圖1所示，一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置包括冷凍式干燥系統和微熱再生吸附式干燥系統。
[0014]冷凍式干燥系統包括高效預冷器10、與高效預冷器10連接的蒸發器9、與蒸發器9連接的制冷系統、與蒸發器9連接的氣水分離器11，氣水分離器11 一路連接高效預冷器10，該路上設有氣動閥QV6，另一路連接微熱再生吸附式干燥系統，該路上設有氣動閥QV7。高效預冷器10的潮濕空氣入口上設有氣動閥QV2，高效預冷器10的干燥空氣出口上設有氣動閥QV1。制冷系統包括與蒸發器9中制冷劑管回路連接的氣液分離器8、冷媒壓縮機1、油水分離器14、風冷凝器3、干燥過濾器4和熱力膨脹閥6，其中油水分離器14與蒸發器9中制冷劑管進口之間并聯有熱氣旁通閥2，油水分離器14與蒸發器9中制冷劑管出口之間并聯有高低壓開關7，干燥過濾器4和熱力膨脹閥6之間設有視鏡5。視鏡5的作用是:觀察制冷劑的狀態等，方便設備維護人員檢測、調試、維修制冷系統；熱力膨脹閥6的作用是:當冷凍式干燥系統負荷增大時，蒸發器9中的制冷劑溫度升高，通過熱力膨脹閥6傳感器的信號傳遞自動調節熱力膨脹閥6，直至達到新的平衡；當冷干機負荷過小，蒸發溫度下降時，熱力膨脹6自動關小閥，同時熱氣旁通閥6自動地向蒸發器9提供一個負載，以保持蒸發溫度的穩定，防止蒸發器9冰堵現象發生，并且保證冷媒壓縮機I的吸氣量，使冷凍式干燥系統能夠正常工作。高低壓開關7的作用是當制冷系統出現泄漏或冷凝系統散熱不良時，以保護冷媒壓縮機I不致損壞。氣水分離器11與其上依次連接球閥12、電子排水閥13構成排污系統進行排污。
[0015]微熱再生吸附式干燥系統包括變壓吸附筒A、變壓吸附筒B、加熱器R和消聲器S。變壓吸附筒A出口和變壓吸附筒B成品氣出口之間并聯2組閥，一組是串聯的單向閥ZVl和單向閥ZV2，另一組是高溫球閥DVl ;變壓吸附筒A進口和變壓吸附筒B底部進口之間并聯2組閥，一組是串聯的氣動閥QV8和氣動閥QV9，另一組是串聯的氣動閥QVlO和氣動閥QVlI。氣動閥QV8和氣動閥QV9之間的管路分別通過氣動閥QV7與氣水分離器11相通，通過氣動閥QV3與潮濕空氣入口相通。氣動閥QVlO和氣動閥QVll之間的管路與消聲器S相通。單向閥ZVl和單向閥ZV2之間的管路通過氣動閥QV5與干燥空氣出口相通，通過氣動閥QV4與高效預冷器10相通，通過高溫球閥DV2與加熱器R相通。加熱器R通過單向閥ZV3與變壓吸附筒A相通，通過單向閥ZV4與變壓吸附筒B相通。
[0016]為了便于控制各個氣動閥，該裝置還設有控制器15。
[0017]控制器15的作用是:從成品氣出口管道引入潔凈干燥的壓縮空氣經過減壓穩壓措施、導入電磁閥組控制模塊，通過智能PLC控制器實現有規律的控制氣動閥門開/閉狀態，為了實現并完善多功能組合式低露點氣體干燥裝置提供了關鍵的作用。
[0018]本發明的工作流程如下:
I)成品氣體常壓露點達到< -23°C，冷凍式干燥機投入工作。
[0019]待加工的氣體從潮濕空氣入口進入，通過氣動閥QV2進入高效預冷器10的殼層進行初步降溫除去部分水分，再進入蒸發器9，在蒸發器9中與制冷系統進行熱交換，然后經氣水分離器11、氣動閥QV6進入高效預冷器10的管層，最后經過氣動閥QVl排出常壓露點(-23°C的成品氣體。
[0020]制冷系統的工作流程如下:低溫液態制冷劑流進(經管程)蒸發器9，經蒸發成氣態，氣態的制冷劑從蒸發器9出口進入氣液分離器8，待微量液態制冷劑在其內完全氣化后進入冷媒壓縮機I吸氣口，冷媒壓縮機I將低溫低壓的氣態制冷劑壓縮成高溫高壓的氣體，通過熱氣旁通閥2的自動調節作用，有小部分氣體直接進入蒸發器9，而大部分氣體則進入風冷凝器3冷凝并降溫。從風冷凝器3出來的高壓低溫液態制冷劑通過干燥過濾器4及視鏡5進入熱力膨脹閥6中被節流降壓，變為低壓液體進入(經管程)蒸發器9，冷卻已經進入(經殼程)該蒸發器9的壓縮空氣。干燥過濾器4的作用是去除制冷劑中的微量水分及污染物。視鏡5的作用是:觀察制冷劑的狀態等，方便設備維護人員檢測、調試、維修制冷系統。如此，周而復始循環。
[0021]2)成品氣體常壓露點達到< _55°C，微熱再生吸附式干燥系統投入工作。
[0022]吸附工序
當以變壓吸附筒A為吸附(干燥)筒時:應先關閉進氣動閥QV9、打開氣動閥QVll (根據干燥工藝，某一時刻)，未經干燥帶水分的壓縮空氣由氣動閥QV3進入，流經氣動閥QV8到變壓吸附筒A下部濕空氣在筒內自下而上流經干燥劑，濕空氣中的水分被吸附，干燥的壓縮空氣通過單向閥ZVl、氣動閥QV5從干燥空氣出口排出常壓露點≤-55°C的成品氣體。另外，約4%-6%的干燥空氣通過高溫球閥DV2、加熱器R升溫120°C (可根據需要另行設定)流入變壓吸附筒B，以使變壓吸附筒B中的干燥劑解吸(再生)。
[0023]解吸工序
當變壓吸附筒B為解吸(再生)筒時，變壓吸附筒A的干燥空氣通過高溫球閥DV2 (約4%-6%)作為再生氣加熱器R升溫120°C (可根據需要另行設定)流經變壓吸附筒B，吹走被吸附的水分，經氣動閥QVll (根據干燥工藝，某一時刻)、消聲器S中排出。
[0024]下半周期變壓吸附筒A為解吸工序，變壓吸附筒B為吸附工序，切換周期一般為60分鐘(可根據需要另行設定)。
[0025]3)成品氣體常壓露點達到<-70°C，組合式吸干系統(冷凍式干燥系統與微熱再生吸附式干燥系統二位一體有機結合)投入工作。
[0026]待加工的氣體從潮濕空氣入口進入，通過氣動閥QV2進入高效預冷器10的殼層進行初步降溫除去部分水分，進入蒸發器9，在蒸發器9中與制冷系統進行熱交換，在進入氣水分離器11進行氣水分離，得到的氣體經過氣動閥QV7、QV8進入變壓吸附筒A，經變壓吸附筒A的干燥空氣通過高溫球閥DV2 (約4%-6%)作為再生氣加熱器R升溫120°C (可根據需要另行設定)流經變壓吸附筒B，吹走被吸附的水分，經氣動閥QVll (根據干燥工藝，某一時刻)、消聲器S中排出后，然后經單向閥ZV1、氣動閥QV4進入高效預冷器10的管層，最后經過氣動閥QVl從干燥空氣出口排出常壓露點< -77°C的成品氣體。
[0027]4)成品氣體常壓露點達到< _55°C，無熱再生吸附式干燥系統投入工作。
[0028]吸附工序
當以變壓吸附筒A為吸附(干燥)筒時:應先關閉進氣動閥QV9、打開氣動閥QVll (根據干燥工藝，某一時刻)，未經干燥帶水分的壓縮空氣由氣動閥QV3進入，流經氣動閥QV8到變壓吸附筒A下部濕空氣在筒內自下而上流經干燥劑，濕空氣中的水分被吸附，干燥的壓縮空氣通過單向閥ZVl、氣動閥QV5從干燥空氣出口排出常壓露點≤-55°C的成品氣體。另外，約12%-15%的干燥空氣通過高溫球閥DVl流入變壓吸附筒B，以使變壓吸附筒B中的干燥劑解吸(再生)。
[0029]解吸工序
當變壓吸附筒B為解吸(再生)筒時，變壓吸附筒A的干燥空氣通過高溫球閥DVl (約12%-15%)作為再生氣流經變壓吸附筒B，吹走被吸附的水分，經氣動閥QVll (根據干燥工藝，某一時刻)、消聲器S中排出。
[0030]下半周期變壓吸附筒A為解吸工序，變壓吸附筒B為吸附工序，切換周期一般為60分鐘(可根據需要另行設定)。
[0031]5)成品氣體常壓露點達到<-70°C，組合式吸干系統(冷凍式干燥系統與無熱再生吸附式干燥系統二位一體有機結合)投入工作。
[0032]待加工的氣體從潮濕空氣入口進入，通過氣動閥QV2進入高效預冷器10的殼層進行初步降溫除去部分水分，進入蒸發器9，在蒸發器9中與制冷系統進行熱交換，在進入氣水分離器11進行氣水分離，得到的氣體經過氣動閥QV7、QV8進入變壓吸附筒A，經變壓吸附筒A的干燥空氣通過高溫球閥DVl (約12%-15%)作為再生氣流經變壓吸附筒B，吹走被吸附的水分，經氣動閥QVll (根據干燥工藝，某一時刻)、消聲器S中排出后，然后經單向閥ZVl、氣動閥QV4進入高效預冷器10的管層，最后經過氣動閥QVl從干燥空氣出口排出常壓露點< -77°C的成品氣體。
【權利要求】
1.一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置，其特征在于包括冷凍式干燥系統和微熱再生吸附式干燥系統，所述的冷凍式干燥系統包括高效預冷器(10)、與高效預冷器(10)連接的蒸發器(9)、與蒸發器(9)連接的制冷系統、與蒸發器(9)連接的氣水分離器(11)，所述的氣水分離器(11) 一路連接高效預冷器(10)，另一路連接微熱再生吸附式干燥系統，所述的微熱再生吸附式干燥系統包括變壓吸附筒A、變壓吸附筒B、加熱器R和消聲器S，所述的變壓吸附筒A出口一路與高效預冷器(10)連接，另一路通過加熱器R與變壓吸附筒B成品氣出口連接，所述的變壓吸附筒B底部進口與消聲器S連接。
2.如權利要求1所述的一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置，其特征在于所述的制冷系統包括與蒸發器(9)中制冷劑管回路連接的氣液分離器(8)、冷媒壓縮機(I)、油水分離器(14)、風冷凝器(3)、干燥過濾器(4)和熱力膨脹閥(6)。
3.如權利要求1所述的一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置，其特征在于所述的氣水分離器(11)與其上依次連接球閥(12)、電子排水閥(13)構成排污系統。
4.如權利要求2所述的一種多功能組合式低露點氣體干燥裝置，其特征在于所述的油水分離器(14)與蒸發器(9)中制冷劑管進口之間并聯有熱氣旁通閥(2)，所述的油水分離器(14)與蒸發器(9)中制冷劑管出口之間并聯有高低壓開關(7)，所述的干燥過濾器(4)和熱力膨脹閥(6 )之間設有視鏡(5 )。
【文檔編號】B01D53/26GK103480246SQ201310423658
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】王國祥, 吳明明 申請人:杭州天躍氣體設備制造有限公司