本发明涉及一种干燥气体的装置,更具体说涉及干燥压缩空气的装置。 本发明涉及的一种干燥气体的装置,包括一种干燥器,它采用一个带有干燥区和还原区的压力容器,并带有一个被交替地带过干燥区和还原区的吸收和/或吸附介质;一个主通道,它允许待干燥的气体被引导通过干燥器的干燥区;一个辅助通道,它允许部分待干燥的气体被引导通过干燥器的还原区并排除其中的水分;一用以冷却来自辅助通道的气体的冷却器,同时它实现液体的排放;和一个混合装置,用以将来自辅助通道的气体回加到主通道中的气体内。
这种装置,采用的原理是:由压缩机压缩地气体具有很高的温度,结果就有相应低的水分含量,这样就可分出其支流用以还原吸收和/或吸附介质,其中支流被引导通过干燥器的还原区并排出还原区内的水分,这些水分是从干燥区带来的。
从德国专利No.2,238,551中可得知上述类型的装置。这里,所述干燥器,冷却器和喷射器独立地安装,并通过一组管道相互连接。其缺点是为了承受高压,喷射器必须被制造的很苯重,此外需要大量的管道。
本发明的目的是提供一种干燥气体的装置,它不存在上述缺陷。
本发明的还一目的是提供一种比上述类型的现有装置更为紧凑的干燥气体的装置。
对此,本发明提供了一种干燥气体的装置,包括一种干燥器,它采用一个带有干燥区和还原区的压力容器,并带有一个被交替地带过干燥区和还原区的吸收和/或吸附介质;一个主通道,它允许待干燥的气体被引导通过干燥器的干燥区;一个辅助通道,它允许部分待干燥的气体被引导通过干燥器的还原区并排除其中的水分;一用以冷却来自辅助通道的气体的冷却器,同时它实现液体的排放;和一个混合装置,用以将来自辅助通道的气体回加到主通道中的气体内,其特征在于混合装置被结合到干燥器中。
由于混合装置被结合在干燥器中,所得到的优点是因混合装置不再承受很高的压差,所以它可以制造得很简单并成本低。此外,也不再需要混合装置和干燥器压力容器之间的连接管道。
在一特定实施例中,采用了旋转的干燥件,并且混合装置采用了一喷射器,它以这样一种方式安装在干燥器的中心,即它用作干燥件的转动轴。
根据本发明的另一实施例,以这样一种方式构成干燥器,即所述旋转干燥件的转动轴,更具体说喷射器,被垂直地安装,这使水能更好地排放。干燥件的垂直布置也允许采用平面支承,这样来自气体的水分就可以进行润滑,这样就不需要一昂贵并需要保养的球轴承之类的支承。
根据其它特殊的特征,所述冷却器也被结合在干燥器的压力容器中,其结果是可以更简单的方式构成冷却器。
为了更好地显示本发明的特征,下面以非限定例子的方式描述本发明的一些最佳实施例,参照附图,其中:
图1示出了根据本发明的一个装置;
图2至8示出了图1所示装置的多个变化。
如图1所示,干燥气体的装置1包括一种干燥器2,它采用一个带干燥区4和还原区5的压力容器3,并带有被交替地引导通过干燥区4和还原区5的一吸收和/或吸附介质6;一主通道7,它允许待干燥之气体被引导通过干燥器2的干燥区4;一辅助通道8,它允许部分待干燥之气体被引导通过干燥器2的还原区5并排除其中的水分;一冷却器9,它使辅助通道8的气体冷却,同时使液体排出,和一混合装置10,用以将辅助通道8的气体回加到主通道7内的气体中,根据本发明混合装置10被结合到干燥器2中,更具体说被结合到压力容器3中,这样后者就不必具有耐压构造。
装置1示出了一入口11,通过此入口可加入待干燥之气体(换句话说带有可冷凝蒸气成分的气体),和一出口12,从此出口可引出干燥后气体。装置的原始目的是干燥来自一压缩机13的压缩气体,但此装置也可用以干燥其它气体。
干燥器2具有一转子14,它主要包括一个由所述吸收和吸附介质构成的圆柱形干燥件15。例如干燥件15可为美国专利No.4,391,667中公开的一类干燥件。
转子14由带有一减速齿轮的电机16驱动,这样转子的转速很低,例如每小时七转。
干燥器2带有一湿润室17和一干燥室18,它们分别限定了干燥区4的入口和出口。
例如借助于隔板19和20,挡住转子14接近其轴向终端的一部分,这样在干燥器2内除了湿润室17和干燥室18外还形成一个上述的还原区5。转子14的其余部分位于干燥区。
混合装置10最好为喷射器的形式,以下也以10表示喷射器,它如已知的一样包括一个喷射管21,一个与其配合的混合管22,和一在喷射管21和混合管22之间的吸口23。根据流动方向混合管22扩张,这样在其中就可实现压力恢复。
根据本发明,喷射器10位于干燥器2的中心并轴向地通过转子14延伸。所以它最好被用作转子14的轴。
在图1所示的实施例1中,喷射管21固定地安装在压力容器3内,但混合管22形成转子14的一部分,所以混合管22可被用作转子14的驱动轴。借助于一轴向的轴24混合管22依次连接于电机16上,轴24通过一连轴器25连接于混合管22。
在喷射器10的固定部分26和转动管22之间,采用了一个密封27。
根据本发明,干燥器2最好垂直地安装,换句话说转子14可绕一垂直轴线转动。
喷射器10最好以这样一种方式安装,即流动方向被垂直地引向下方,它的优点是在装置底部可良好地实现液滴的预排放。
垂直布置的另一优点是通过将转子14置于一个或多个支承28(它形成一平面支承)上,可较为容易地支承转子14。
由于仅在底部支承转子14,并且转子14以较大的尺寸公差由一卷纸或类似材料制成,所以它的顶部有可能稍微摆动。所以上述隔板19形成一入口件,覆盖了转子14之轴向终端的90°,它应当可以实现某种摆动。为此,借助于一柔性连接29连接该隔板19。
然而,与DE2,238,551的实施例相反,由于隔板20连接于支承28所以可固定安装隔板20,这样就避免了采用柔性隔板。
可在装置1上设置在主通道7内之气体和辅助通道8内之气体之间产生温差的装置。在图1所示的实施例中,这些装置包括一个置于管道30内的冷却器,该冷却器设置有一个带冷凝液出口34的水分离器33。冷却器32最好是水冷的,但对于小生产率设备也可以是气冷的。
所以在图1中上述主通道7依次包括带冷却器32的管道30,喷射器10,湿润室17,干燥区14和设有出口12的干燥室18。
在图1所示例子中,上述冷却器9位于干燥器2的外部并仅用以冷却通过辅助通道8的气体。该辅助通道8包括一个入口11和由隔板19形成之还原区5的入口件之间的管道,还原区5,一出口室35,一连接出口室35和所述冷却器9之入口37的管道36,冷却器9本身和一连接冷却器9之出口39与喷射器10之吸口23的管道38。
冷却器9最好是水冷的并最好采用逆流原理。
在辅助通道8内最好采用一个可调节节流机构40,以在还原区5的入口处建立一个比干燥室18内的压力低的压力,借此待建立之压差可以是例如25mm水柱,这样可以控制干燥气体向还原区的泄漏。借助于一U形管41之类的计量器可读出理想的压力。
在干燥区4的入口处,可以使用一水分排放器42,以避免由气流带的冷凝液滴到达干燥区。
当然,该装置还设置有排出冷凝液的必要装置。在图1所示的例子中,这些装置包括聚集来自冷却器9之冷凝液的管道36,聚集来自主通道之更多冷凝液的湿润室17,收集管道43和44及一除液器45。
很明显装置1设有必要的隔板以避免湿润气体泄漏进干燥室。例如,绕转子14设有一隔板46,以避免湿润气体从湿润室17绕转子14泄漏到干燥室18。
装置的工作原理如下。在入口11供给带有可冷凝成分的气体,例如来自一压缩机的带水蒸气的压缩空气。来自压缩机13的压缩空气进入主通道7和辅助通道8。通过主通道7的气体穿过冷却器32和喷射器10并经室17被引导通过干燥件15,在此处吸收和/或吸附了气体中一定数量的水分。干燥的气体通过出口12离开装置1。
借助于通过辅助通道8的气体完成吸收和/或吸附介质6的还原。引导热气体通过还原区5,在此处它带走了水分,然后水分在冷却器9内基本上冷凝并排出。借助于喷射器10将来自辅助通道8的气体回加到主流中并引导它通过干燥区4,在水分排放器42中先进行水分的排出。冷却器32也用以冷却主流中的气体,这样在干燥区4可容易地排出水分。
这里应当注意,冷却器32的温度越低,干燥区内排出水分的效率越高。
在图2中,示出了一种改型,其中借助于一个与干燥器2更具体说与压力容器3结合在一起的冷却器47来冷却还原气体。这就允许冷却器47具有较为简单的结构。
这样由隔板20形成的出口件(通过它还原气体被引出还原区5)可以用作与冷却器47的连接件。冷却器47的出口48朝一隔离室49敞开,该隔离室连接于喷射器10的吸口23。其优点是不必采用图1中的管道36和38。
图2所示的装置1的另一优点是在压力容器3的壁上,该装置只设有一个冷凝液排放口50。该排放口50最好直接连接于室49。为了仅需设置一个排放口50,在室49和51之间的壁的底部设置一小开口52,以形成一个冷凝液通道。
在图3中,示出了一个改型,其中采用了一个与压力容器3结合在一起的冷凝器53,该冷凝器53被置于干燥区4的入口的前面,它确必须冷却整个空气流,但以一个较低的温度水平。除其它优点外它的优点是装置只有一个形成冷凝产品的地方,即在冷却器53处,所以它带有一个冷凝液出口54。另一优点是湿润的表面很少,这样就限制了使用不锈钢或表面处理的必要性。
图4示出了一种改型,其中喷射器10与转子14的轴作成一体,但是固定的。例如借助于带齿轮55和56或借助于一皮带或类似装置在转子的周边驱动转子。由混合管22和湿润室17形成的通道57是完全封闭的且无滑动密封,这样就排除了泄漏的可能。此外,在这种情况下转子14不再承受扭矩,故可有较为简单的结构。当更换干燥件15时,只更换带内壳58和外壳59的转子14就足够了,而喷射器10仍保持在位。也淘汰了喷射器10处的密封。
在图5中,示出了一种改型,其中喷射器10也是与转子轴固定成一体。所有穿过压力容器3的壁的管接头均位于底部或容器下半部60上,这样当更换转子14时,不必断开这些接头,只需取下容器上半部61就够了。
图6示出了一个实施例,其中将整个热空气流带入干燥器2,而不需要上述的一个单独冷却器32。这就显著地简化了压缩机13与干燥器2的连接。借助于安装在压力容器3内的冷却器62完成气体的冷却。当借助于阀72将干燥器2切换在回路中时也需要一后冷却器63。
然而,冷却器62现在需要冷却整个空气流,但可以以较低的进入温度等级完成冷却。对此应用来说最适当的冷却器之一是水冷管冷却器,冷却水在管内且气体在管外,管道在外侧最好带有冷却翅片。
还原空气的分支点64位于压力容器3内,这样允许该压力容器3有较少的穿透率。
该结构的优点是隔板20处于热和干燥状态,这样就不必使用不锈钢材料或表面处理。
图6的装置1还有一个优点是仅在一个地方收集冷凝液,这样只需提供一个冷凝液出口65。
在图7中示出了一个图6所示实施例的改型,其中所述内冷却器62由一个带水排放器67的外冷却器66更换。
在图8中,示出了根据本发明的另一装置1,其中引入辅助通道8的还原气体自干燥室18分出并由装置68显著加热。如图所示,该装置68可包括一热交换器69,它利用来自进入之所有热空气流的热量,并由一个加热元件70辅助,或不用加热元件70。
与利用来自压缩机的热气体相比加热的还原气流具有低的多的汽压。这样就可获得好得多还原效果和干燥效果。
所有上述装置可设有各种连接管71,它允许将干燥器2接通或断开。为了处于不同的状态,装置带有必要的阀72。
本发明绝不受作为例子给出的并示于附图中的上述实施例的限制,但可以不同的尺寸和形式实现,而不超出本发明的范围。