專利名稱：用以干燥氣體的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干燥氣體的裝置，更具體說涉及干燥壓縮空氣的裝置。
本發(fā)明涉及的一種干燥氣體的裝置，包括一種干燥器，它采用一個帶有干燥區(qū)和還原區(qū)的壓力容器，并帶有一個被交替地帶過干燥區(qū)和還原區(qū)的吸收和/或吸附介質(zhì);一個主通道，它允許待干燥的氣體被引導(dǎo)通過干燥器的干燥區(qū);一個輔助通道，它允許部分待干燥的氣體被引導(dǎo)通過干燥器的還原區(qū)并排除其中的水分;一用以冷卻來自輔助通道的氣體的冷卻器，同時它實現(xiàn)液體的排放;和一個混合裝置，用以將來自輔助通道的氣體回加到主通道中的氣體內(nèi)。
這種裝置，采用的原理是由壓縮機壓縮的氣體具有很高的溫度，結(jié)果就有相應(yīng)低的水分含量，這樣就可分出其支流用以還原吸收和/或吸附介質(zhì)，其中支流被引導(dǎo)通過干燥器的還原區(qū)并排出還原區(qū)內(nèi)的水分，這些水分是從干燥區(qū)帶來的。
從德國專利No.2，238，551中可得知上述類型的裝置。這里，所述干燥器，冷卻器和噴射器獨立地安裝，并通過一組管道相互連接。其缺點是為了承受高壓，噴射器必須被制造的很苯重，此外需要大量的管道。
本發(fā)明的目的是提供一種干燥氣體的裝置，它不存在上述缺陷。
本發(fā)明的還一目的是提供一種比上述類型的現(xiàn)有裝置更為緊湊的干燥氣體的裝置。
對此，本發(fā)明提供了一種干燥氣體的裝置，包括一種干燥器，它采用一個帶有干燥區(qū)和還原區(qū)的壓力容器，并帶有一個被交替地帶過干燥區(qū)和還原區(qū)的吸收和/或吸附介質(zhì);一個主通道，它允許待干燥的氣體被引導(dǎo)通過干燥器的干燥區(qū);一個輔助通道，它允許部分待干燥的氣體被引導(dǎo)通過干燥器的還原區(qū)并排除其中的水分;一用以冷卻來自輔助通道的氣體的冷卻器，同時它實現(xiàn)液體的排放;和一個混合裝置，用以將來自輔助通道的氣體回加到主通道中的氣體內(nèi)，其特征在于混合裝置被結(jié)合到干燥器中。
由于混合裝置被結(jié)合在干燥器中，所得到的優(yōu)點是因混合裝置不再承受很高的壓差，所以它可以制造得很簡單并成本低。此外，也不再需要混合裝置和干燥器壓力容器之間的連接管道。
在一特定實施例中，采用了旋轉(zhuǎn)的干燥件，并且混合裝置采用了一噴射器，它以這樣一種方式安裝在干燥器的中心，即它用作干燥件的轉(zhuǎn)動軸。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，以這樣一種方式構(gòu)成干燥器，即所述旋轉(zhuǎn)干燥件的轉(zhuǎn)動軸，更具體說噴射器，被垂直地安裝，這使水能更好地排放。干燥件的垂直布置也允許采用平面支承，這樣來自氣體的水分就可以進行潤滑，這樣就不需要一昂貴并需要保養(yǎng)的球軸承之類的支承。
根據(jù)其它特殊的特征，所述冷卻器也被結(jié)合在干燥器的壓力容器中，其結(jié)果是可以更簡單的方式構(gòu)成冷卻器。
為了更好地顯示本發(fā)明的特征，下面以非限定例子的方式描述本發(fā)明的一些最佳實施例，參照附圖，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個裝置;
圖2至8示出了圖1所示裝置的多個變化。
如圖1所示，干燥氣體的裝置1包括一種干燥器2，它采用一個帶干燥區(qū)4和還原區(qū)5的壓力容器3，并帶有被交替地引導(dǎo)通過干燥區(qū)4和還原區(qū)5的一吸收和/或吸附介質(zhì)6;一主通道7，它允許待干燥之氣體被引導(dǎo)通過干燥器2的干燥區(qū)4;一輔助通道8，它允許部分待干燥之氣體被引導(dǎo)通過干燥器2的還原區(qū)5并排除其中的水分;一冷卻器9，它使輔助通道8的氣體冷卻，同時使液體排出，和一混合裝置10，用以將輔助通道8的氣體回加到主通道7內(nèi)的氣體中，根據(jù)本發(fā)明混合裝置10被結(jié)合到干燥器2中，更具體說被結(jié)合到壓力容器3中，這樣后者就不必具有耐壓構(gòu)造。
裝置1示出了一入口11，通過此入口可加入待干燥之氣體(換句話說帶有可冷凝蒸氣成分的氣體)，和一出口12，從此出口可引出干燥后氣體。裝置的原始目的是干燥來自一壓縮機13的壓縮氣體，但此裝置也可用以干燥其它氣體。
干燥器2具有一轉(zhuǎn)子14，它主要包括一個由所述吸收和吸附介質(zhì)構(gòu)成的圓柱形干燥件15。例如干燥件15可為美國專利No.4，391，667中公開的一類干燥件。
轉(zhuǎn)子14由帶有一減速齒輪的電機16驅(qū)動，這樣轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速很低，例如每小時七轉(zhuǎn)。
干燥器2帶有一濕潤室17和一干燥室18，它們分別限定了干燥區(qū)4的入口和出口。
例如借助于隔板19和20，擋住轉(zhuǎn)子14接近其軸向終端的一部分，這樣在干燥器2內(nèi)除了濕潤室17和干燥室18外還形成一個上述的還原區(qū)5。轉(zhuǎn)子14的其余部分位于干燥區(qū)。
混合裝置10最好為噴射器的形式，以下也以10表示噴射器，它如已知的一樣包括一個噴射管21，一個與其配合的混合管22，和一在噴射管21和混合管22之間的吸口23。根據(jù)流動方向混合管22擴張，這樣在其中就可實現(xiàn)壓力恢復(fù)。
根據(jù)本發(fā)明，噴射器10位于干燥器2的中心并軸向地通過轉(zhuǎn)子14延伸。所以它最好被用作轉(zhuǎn)子14的軸。
在圖1所示的實施例1中，噴射管21固定地安裝在壓力容器3內(nèi)，但混合管22形成轉(zhuǎn)子14的一部分，所以混合管22可被用作轉(zhuǎn)子14的驅(qū)動軸。借助于一軸向的軸24混合管22依次連接于電機16上，軸24通過一連軸器25連接于混合管22。
在噴射器10的固定部分26和轉(zhuǎn)動管22之間，采用了一個密封27。
根據(jù)本發(fā)明，干燥器2最好垂直地安裝，換句話說轉(zhuǎn)子14可繞一垂直軸線轉(zhuǎn)動。
噴射器10最好以這樣一種方式安裝，即流動方向被垂直地引向下方，它的優(yōu)點是在裝置底部可良好地實現(xiàn)液滴的預(yù)排放。
垂直布置的另一優(yōu)點是通過將轉(zhuǎn)子14置于一個或多個支承28(它形成一平面支承)上，可較為容易地支承轉(zhuǎn)子14。
由于僅在底部支承轉(zhuǎn)子14，并且轉(zhuǎn)子14以較大的尺寸公差由一卷紙或類似材料制成，所以它的頂部有可能稍微擺動。所以上述隔板19形成一入口件，覆蓋了轉(zhuǎn)子14之軸向終端的90°，它應(yīng)當可以實現(xiàn)某種擺動。為此，借助于一柔性連接29連接該隔板19。
然而，與DE2，238，551的實施例相反，由于隔板20連接于支承28所以可固定安裝隔板20，這樣就避免了采用柔性隔板。
可在裝置1上設(shè)置在主通道7內(nèi)之氣體和輔助通道8內(nèi)之氣體之間產(chǎn)生溫差的裝置。在圖1所示的實施例中，這些裝置包括一個置于管道30內(nèi)的冷卻器，該冷卻器設(shè)置有一個帶冷凝液出口34的水分離器33。冷卻器32最好是水冷的，但對于小生產(chǎn)率設(shè)備也可以是氣冷的。
所以在圖1中上述主通道7依次包括帶冷卻器32的管道30，噴射器10，濕潤室17，干燥區(qū)14和設(shè)有出口12的干燥室18。
在圖1所示例子中，上述冷卻器9位于干燥器2的外部并僅用以冷卻通過輔助通道8的氣體。該輔助通道8包括一個入口11和由隔板19形成之還原區(qū)5的入口件之間的管道，還原區(qū)5，一出口室35，一連接出口室35和所述冷卻器9之入口37的管道36，冷卻器9本身和一連接冷卻器9之出口39與噴射器10之吸口23的管道38。
冷卻器9最好是水冷的并最好采用逆流原理。
在輔助通道8內(nèi)最好采用一個可調(diào)節(jié)節(jié)流機構(gòu)40，以在還原區(qū)5的入口處建立一個比干燥室18內(nèi)的壓力低的壓力，借此待建立之壓差可以是例如25mm水柱，這樣可以控制干燥氣體向還原區(qū)的泄漏。借助于一U形管41之類的計量器可讀出理想的壓力。
在干燥區(qū)4的入口處，可以使用一水分排放器42，以避免由氣流帶的冷凝液滴到達干燥區(qū)。
當然，該裝置還設(shè)置有排出冷凝液的必要裝置。在圖1所示的例子中，這些裝置包括聚集來自冷卻器9之冷凝液的管道36，聚集來自主通道之更多冷凝液的濕潤室17，收集管道43和44及一除液器45。
很明顯裝置1設(shè)有必要的隔板以避免濕潤氣體泄漏進干燥室。例如，繞轉(zhuǎn)子14設(shè)有一隔板46，以避免濕潤氣體從濕潤室17繞轉(zhuǎn)子14泄漏到干燥室18。
裝置的工作原理如下。在入口11供給帶有可冷凝成分的氣體，例如來自一壓縮機的帶水蒸氣的壓縮空氣。來自壓縮機13的壓縮空氣進入主通道7和輔助通道8。通過主通道7的氣體穿過冷卻器32和噴射器10并經(jīng)室17被引導(dǎo)通過干燥件15，在此處吸收和/或吸附了氣體中一定數(shù)量的水分。干燥的氣體通過出口12離開裝置1。
借助于通過輔助通道8的氣體完成吸收和/或吸附介質(zhì)6的還原。引導(dǎo)熱氣體通過還原區(qū)5，在此處它帶走了水分，然后水分在冷卻器9內(nèi)基本上冷凝并排出。借助于噴射器10將來自輔助通道8的氣體回加到主流中并引導(dǎo)它通過干燥區(qū)4，在水分排放器42中先進行水分的排出。冷卻器32也用以冷卻主流中的氣體，這樣在干燥區(qū)4可容易地排出水分。
這里應(yīng)當注意，冷卻器32的溫度越低，干燥區(qū)內(nèi)排出水分的效率越高。
在圖2中，示出了一種改型，其中借助于一個與干燥器2更具體說與壓力容器3結(jié)合在一起的冷卻器47來冷卻還原氣體。這就允許冷卻器47具有較為簡單的結(jié)構(gòu)。
這樣由隔板20形成的出口件(通過它還原氣體被引出還原區(qū)5)可以用作與冷卻器47的連接件。冷卻器47的出口48朝一隔離室49敞開，該隔離室連接于噴射器10的吸口23。其優(yōu)點是不必采用圖1中的管道36和38。
圖2所示的裝置1的另一優(yōu)點是在壓力容器3的壁上，該裝置只設(shè)有一個冷凝液排放口50。該排放口50最好直接連接于室49。為了僅需設(shè)置一個排放口50，在室49和51之間的壁的底部設(shè)置一小開口52，以形成一個冷凝液通道。
在圖3中，示出了一個改型，其中采用了一個與壓力容器3結(jié)合在一起的冷凝器53，該冷凝器53被置于干燥區(qū)4的入口的前面，它確必須冷卻整個空氣流，但以一個較低的溫度水平。除其它優(yōu)點外它的優(yōu)點是裝置只有一個形成冷凝產(chǎn)品的地方，即在冷卻器53處，所以它帶有一個冷凝液出口54。另一優(yōu)點是濕潤的表面很少，這樣就限制了使用不銹鋼或表面處理的必要性。
圖4示出了一種改型，其中噴射器10與轉(zhuǎn)子14的軸作成一體，但是固定的。例如借助于帶齒輪55和56或借助于一皮帶或類似裝置在轉(zhuǎn)子的周邊驅(qū)動轉(zhuǎn)子。由混合管22和濕潤室17形成的通道57是完全封閉的且無滑動密封，這樣就排除了泄漏的可能。此外，在這種情況下轉(zhuǎn)子14不再承受扭矩，故可有較為簡單的結(jié)構(gòu)。當更換干燥件15時，只更換帶內(nèi)殼58和外殼59的轉(zhuǎn)子14就足夠了，而噴射器10仍保持在位。也淘汰了噴射器10處的密封。
在圖5中，示出了一種改型，其中噴射器10也是與轉(zhuǎn)子軸固定成一體。所有穿過壓力容器3的壁的管接頭均位于底部或容器下半部60上，這樣當更換轉(zhuǎn)子14時，不必斷開這些接頭，只需取下容器上半部61就夠了。
圖6示出了一個實施例，其中將整個熱空氣流帶入干燥器2，而不需要上述的一個單獨冷卻器32。這就顯著地簡化了壓縮機13與干燥器2的連接。借助于安裝在壓力容器3內(nèi)的冷卻器62完成氣體的冷卻。當借助于閥72將干燥器2切換在回路中時也需要一后冷卻器63。
然而，冷卻器62現(xiàn)在需要冷卻整個空氣流，但可以以較低的進入溫度等級完成冷卻。對此應(yīng)用來說最適當?shù)睦鋮s器之一是水冷管冷卻器，冷卻水在管內(nèi)且氣體在管外，管道在外側(cè)最好帶有冷卻翅片。
還原空氣的分支點64位于壓力容器3內(nèi)，這樣允許該壓力容器3有較少的穿透率。
該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是隔板20處于熱和干燥狀態(tài)，這樣就不必使用不銹鋼材料或表面處理。
圖6的裝置1還有一個優(yōu)點是僅在一個地方收集冷凝液，這樣只需提供一個冷凝液出口65。
在圖7中示出了一個圖6所示實施例的改型，其中所述內(nèi)冷卻器62由一個帶水排放器67的外冷卻器66更換。
在圖8中，示出了根據(jù)本發(fā)明的另一裝置1，其中引入輔助通道8的還原氣體自干燥室18分出并由裝置68顯著加熱。如圖所示，該裝置68可包括一熱交換器69，它利用來自進入之所有熱空氣流的熱量，并由一個加熱元件70輔助，或不用加熱元件70。
與利用來自壓縮機的熱氣體相比加熱的還原氣流具有低的多的汽壓。這樣就可獲得好得多還原效果和干燥效果。
所有上述裝置可設(shè)有各種連接管71，它允許將干燥器2接通或斷開。為了處于不同的狀態(tài)，裝置帶有必要的閥72。
本發(fā)明絕不受作為例子給出的并示于附圖中的上述實施例的限制，但可以不同的尺寸和形式實現(xiàn)，而不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.干燥一種氣體的裝置，包括一種干燥器(2)，它采用一個帶有干燥區(qū)(4)和還原區(qū)(5)的壓力容器(3)，并帶有一個被交替地帶過干燥區(qū)(4)和還原區(qū)(5)的吸收和/或吸附介質(zhì)(6)；一個主通道(7)，它允許待干燥的氣體被引導(dǎo)通過干燥器(2)的干燥區(qū)(4)；一個輔助通道(8)，它允許部分待干燥的氣體被引導(dǎo)通過干燥器(2)的還原區(qū)(5)并排除其中的水分；一用以冷卻來自輔助通道(8)的氣體的冷卻器(9，47，53，62，66)，同時它實現(xiàn)液體的排放；和一個混合裝置(10)，用以將來自輔助通道(8)的氣體回加到主通道(7)中的氣體內(nèi)，其特征在于混合裝置(10)被結(jié)合到干燥器(2)中。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于干燥器(2)帶有一干燥件(15)，其形式為一個可繞一垂直軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于混合裝置(10)包括一個通過轉(zhuǎn)子(14)在中心延伸的噴射器。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于以這種方式安裝噴射器(10)，即氣流被引向下方。
5.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于噴射器(10)帶有一個與轉(zhuǎn)子(14)連接的混合管(22)，其中所述混合管(22)用作轉(zhuǎn)子(14)的驅(qū)動軸。
6.如權(quán)利要求2，3或4所述的裝置，其特征在于沿轉(zhuǎn)子(14)的外周邊驅(qū)動轉(zhuǎn)子(14)。
7.如權(quán)利要求2，3或4所述的裝置，其特征在于噴射器(10)帶有一固定的混合管(22)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于形成在混合管(22)和混合管(22)與干燥區(qū)(4)之間的室(17)之間的通道(57)被完全封閉。
9.如上述權(quán)利要求的任一個所述的裝置，其特征在于所述冷卻器(9)位于干燥器(2)的壓力容器(3)的外側(cè)，并安裝在輔助通道(8)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1到8中的任一個所述的裝置，其特征在于冷卻器(47，53，62)被結(jié)合到干燥器(2)的壓力容器(3)中。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于冷卻器(47)安裝在還原區(qū)(5)出口處的輔助通道(8)內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于冷卻器(53，62)安裝在混合裝置(10)和干燥區(qū)(4)之間并用以冷卻整個氣體流。
13.如上述權(quán)利要求中的任一個所述的裝置，其特征在于一水分排放器(42)安裝在干燥區(qū)(4)的入口處。
14.如權(quán)利要求中的任一個所述的裝置，其特征在于輔助通道(8)從主通道(7)分出的分支點(64)位于干燥器(2)的壓力容器(3)內(nèi)。
15.如上述權(quán)利要求中任一個所述的裝置，其特征在于它帶有在主通道(7)內(nèi)和輔助通道(8)內(nèi)的氣體之間產(chǎn)生溫差的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述裝置包括一個冷卻器(32)，它安裝在輔助通道(8)的分支點(64)和混合裝置(10)之間的主通道(7)內(nèi)。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述裝置包括一個加熱輔助通道(8)的氣體的裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于加熱氣體的裝置至少包括一個利用進入之熱空氣流內(nèi)熱量的熱交換器(69)。
19.如權(quán)利要求17或18所述的裝置，其特征在于加熱氣體的裝置包括一加熱元件(70)。
20.如權(quán)利要求17，18或19所述的裝置，其特征在于加熱氣體的裝置與一個室(18)連接，干燥區(qū)(4)的出口即朝此室(18)敞開。
21.如權(quán)利要求1至8中的任一個所述的裝置，其特征在于還原區(qū)(5)和混合裝置(10)直接連接于裝置(1)的入口(11);一冷卻器(62)安裝在干燥區(qū)(4)和混合裝置(10)之間;并且一后冷卻器(63)安裝在干燥區(qū)(4)和出口(12)之間。
22.如上述權(quán)利要求中的任一個所述的裝置，其特征在于干燥器(2)帶有一個垂直安裝的轉(zhuǎn)子(14)，它位于一個支承(28)上，支承(28)為轉(zhuǎn)子(14)形成一平面支承。
全文摘要
干燥一種氣體的裝置，包括一種干燥器(2)，它采用一個帶有干燥區(qū)(4)和還原區(qū)(5)的壓力容器(3)，并帶有一個被交替地帶過干燥區(qū)(4)和還原區(qū)(5)的吸收和/或吸附介質(zhì)(6)；一個主通道(7)，它允許待干燥的氣體被引導(dǎo)通過干燥器(2)的干燥區(qū)(4)；一個輔助通道(8)，它允許部分徒干燥的氣體被引導(dǎo)通過干燥器(2)的還原區(qū)(5)并排除其中的水分；一用以冷卻來自輔助通道(8)的氣體的冷卻器(9，47，53，62，66)，同時它實現(xiàn)液體的排放；和一個被結(jié)合到干燥器(2)中的混合裝置(10)，用以將來自輔助通道(8)的氣體回加到主通道(7)中的氣體內(nèi)。
文檔編號F04B39/16GK1077396SQ9310423
公開日1993年10月20日 申請日期1993年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月15日
發(fā)明者德西迪厄阿圖斯·西恩阿克 申請人:阿特拉斯-科帕科空中力量公司