CN102481511B - 用于使气体干燥的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于使气体干燥的装置，所述装置设置有包括容器(3)的干燥器(2)，所述容器在所述转子(4)的轴向第一端部处分成用于相应地引导至少三股气流即主流、再生流和冷却流的至少三个隔室，其中，第一隔室(6)包括用于所述主流的出口，第二隔室(7)包括用于所述冷却流的进口，第三隔室(8)包括用于所述再生流的进口；并且所述容器(3)在轴向第二端部处包括至少两个隔室，即，包括用于所述主流的进口的第一隔室(9)和包括用于所述冷却流和所述再生流的出口的第二隔室(10)。

Description

用于使气体干燥的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于使气体干燥，更具体地，用于使压缩气体干燥的装置。

特别地，本发明涉及包括干燥器的装置，所述干燥器使用内部具有可旋转地安装的转子的容器，所述转子内部包含干燥剂。

背景技术

已知存在用于使气体干燥的装置，所述装置包括干燥器，干燥器包括两个区域，即，干燥区和再生区，作为主流的大部分气体在首先冷却之后被引导通过所述干燥区以进行干燥，所述再生区通过使热的再生气体流从中流过而使饱和干燥剂再生。

通过在位于转子的两个端部处的容器中形成隔室获得所述干燥区和再生区，位于第一端部处的一个隔室形成干燥区的进口，在与该进口相对的转子的第二端部处设置用于所述主流的出口，另一隔室设置为再生区的进口，再生区的进口与位于转子的另一端部处的该再生区的出口相对地定位。

因为再生区出口位于所述主流的出口的相对侧，用于使干燥剂再生的气流在这些已知装置中以与所述主流的流动方向逆流的方式被引导通过干燥器。

在这种情况下，使用了压缩气体具有高温，从而具有较低含水量的事实，使得压缩气体一部分可以用于使干燥剂再生。

用于再生的气体将加热干燥剂，因此，干燥剂中的水分蒸发并且连同气流一起排出，以便尽可能在冷却之后连同所述主流一起被引导通过干燥区。

通过使转子旋转，转子中的干燥剂交替地被引导通过干燥区和再生区，使得干燥剂交替地用作干燥区中的干燥剂，其在饱和或不完全饱和之后在再生区中再生，以便随后在干燥区中再次用于干燥。

对于装置的可选操作而言，人们希望干燥区中的干燥剂具有尽可能低的温度，否则，当其接触所述主流时，该干燥剂加热所述主流，从而不希望地提高了从干燥区离开的干燥气体的露点。

通常，在所述干燥剂接触干燥区中的主流之前，冷主流的一部分用于冷却位于再生区和干燥区之间过渡区域处的热的再生干燥剂。

在装置的正常工作条件下，确保再生区的出口保持比位于转子相对侧的干燥区的出口更低的压力，使得所述冷主流的一部分从干燥区的出口通过位于干燥区和再生区之间的区域流到再生区的出口。

通过引导该气流流过干燥区和再生区之间的区域，有利地，热的再生的干燥剂在所述干燥剂用于使所述主流干燥之前冷却。

这样做的缺点在于不是在装置的所有工作条件下(例如在部分负载的情况下)都可以获得足够低的压力以引导所述主流的一部分流过位于干燥区和再生区之间的所述区域，从而使热的再生的干燥剂冷却。

另一缺点在于，不能控制流过位于干燥区和再生区之间区域的气流。然而，广泛的研究表明，进口条件，尤其是气流的温度和含水量对装置性能具有重要影响。

在US6165254中描述了一种装置，在该装置中来自干燥器的干燥气体的一部分被吹回所述干燥器至该干燥器的冷却区中，在该冷却区中该部分气体被用于对干燥剂进行冷却。

这种装置比较复杂，这是由于管道的数量、所需要提供的连接部以及为此目的所需的吹风机造成的。

一方面因为用于使所述主流冷却的冷却器上的压降，另一方面因为转子上的压降，使得形成再生流进口的隔室中的压力始终高于形成干燥区出口的隔室中的压力。

这样做的缺点在于，可能发生用于再生的一部分热气体朝向排放干燥气体的另一隔室泄漏，从而不希望地提高了干燥气体的露点。

本发明的目的在于克服一个或更多个上述和/或其它缺点。

发明内容

为此，本发明涉及一种用于使气体干燥的装置，所述装置布置有包括容器的干燥器，所述容器具有内部含有干燥剂的能够旋转地安装的转子，所述干燥器还设置有用于使所述转子旋转的驱动装置，使得所述干燥剂依次移动通过干燥区、再生区和冷却区，所述容器在所述转子的轴向第一端部处相应地分成用于引导至少三股气流(即，主流、再生流和冷却流)的至少三个隔室，使得第一隔室包括用于所述主流的主出口，第二隔室包括用于所述冷却流的进口，第三隔室包括用于所述再生流的进口，并且所述容器在转子的轴向第二端部处包括至少两个隔室，即，包括用于所述主流的进口的第一隔室和包括用于所述冷却流和所述再生流的一共用出口的第二隔室，位于转子的第一端部处的所述第二隔室包括用于所述主流的附加出口且设置有两个子隔室，即：包括用于冷却流的进口的第一子隔室和包括用于主流的所述附加出口的第二子隔室，这两个子隔室通过设置在端部处的连接装置彼此相连。

在这种情况下，所述“隔室”限定了彼此隔开的空间。换句话说，用于冷却流的进口与用于所述主流的主出口以及用于再生流的进口完全隔开。

本发明的优点在于，在这种方式中，由于冷却流与流过干燥器的另外的气流分离，有可能改进所述冷却流的控制。同样，可以例如通过使用设置在端部处的调节装置，例如调节阀、换热器等而能够更好地控制该冷却流的进口条件。

上述优点是通过一种实际的方式来实现的，因为不存在用于气流的附加的连接部，在干燥器上不需要管道且不需要附加的风扇。

例如，所述连接装置可以由位于所述第一子隔室和所述第二子隔室之间间隔壁上的一个或更多个开口组成。

根据更优选的变形，通过选择位于所述子隔室之间间隔壁的尺寸实现连接，使得在该间隔壁的上缘和干燥器的顶壁之间形成引导所述主流的一部分通过的通路或通道。

因此，主流的一部分在流过转子之后可用作冷却流。

这样做的优点在于，因为冷却流位于同一装置中，使得该装置可以制造得更加紧凑。换句话说，不需要提供用于供应外部冷却流的管道等部件。

根据另一优选特征，所述第二子隔室与位于转子的第二端部处的第一隔室的一部分轴向相对地定位。

所述实施例的优点在于该装置设置有用于收集干燥气体的一部分的单独的隔室(特别地，位于转子的第一端部处的第二隔室)。这样，干燥气体的所述一部分与干燥气体的主流分离，因此，干燥气体的所述一部分可以根据其随后作为冷却流的用途以最佳方式进行处理。

优选地，形成再生流进口的所述第三隔室由第二隔室部分地或完全地包围。

换句话说，根据优选实施例，在装置使用期间，第三隔室的大部分由主流的分离的气体部分围绕。该分离的气体部分流经所述第三隔室，随后用作使干燥剂冷却的气流。

这样做的重要优点是避免了用于再生的热气流朝向所述主流的任何泄漏。

本发明还涉及一种用于使气体干燥的方法，使用包括容器的干燥器，所述容器中具有内部含有干燥剂的能够旋转地安装的转子，所述转子具有第一端部和第二端部，以及所述干燥器具有用于使所述转子旋转的驱动装置，其中，气体的主流经由处于所述第二端部的第一隔室被引导入转子中并通过所述第一端部的第一隔室至少部分排出，再生流经由所述第一端部的第二隔室被引导入所述转子中并通过第二端部处的第二隔室排出，冷却流经由所述第一端部处的至少一第三隔室被引导入所述转子中且通过所述第二端部处的所述第二隔室放出，其中，来自于一第二子隔室的所述主流的一部分在流经所述转子后被用作冷却流而流至一第一子隔室中，所述第一子隔室包括用于所述冷却流的进口且形成所述转子的第一端部处的所述第二隔室的一部分，所述第二子隔室形成转子第一端部处的所述第二隔室的一部分且包括用于所述主流的附加出口。

该方法的优点与根据本发明的装置提供的优点类似。

附图说明

为了更好地解释本发明的特征，参考附图以举例说明而非限制的方式对根据本发明的装置的优选实施例进行描述，其中：

图1示意性地显示了根据本发明的装置的截面；

图2示意性地显示了容器的一部分，其具有根据本发明的装置的转子；

图3显示了图2的变形；

图4和5分别显示了沿图2中的直线IV-IV和直线V-V截取的截面；

图6显示了沿图3中的直线VI-VI截取的容器的横截面；

图7显示了图2的另一变形。

具体实施方式

在图1中，显示了根据本发明的用于使气体干燥的装置1，其主要由干燥器2组成，该干燥器使用容器3，而该容器内部具有优选为圆筒形的可旋转地安装的转子4，所述转子内部具有可再生干燥剂5，如硅胶等，所述干燥剂例如位于转子4中的轴向延伸通道中。

如图2所示，容器3在转子4的第一端部处(在这种情况下，在顶部处)包括至少三个隔室，分别为第一、第二和第三隔室，第一隔室6包括用于待干燥气体(以下称作主流)的主出口，第二隔室7包括用于冷却流的进口，第三隔室8包括用于再生流的进口，所述再生流例如能够(但不必须)与待干燥气体分流。

在转子4的另一端部，即第二端部处，在图2中为底部处，容器3包括至少两个隔室，第一隔室9包括用于所述主流的进口，第二隔室10包括用于冷却流和再生流的共用出口。

如图2所示，位于转子4两端的隔室制造成使其引导气流通过转子4的扇形段。

这样，转子4原则上划分为三个区域，即：在用于所述主流的所述进口和主出口之间延伸的干燥区，位于用于再生的气流(即，再生流)的进口和出口之间的再生区和位于用于冷却的气体(即，冷却流)的进口和出口之间的冷却区。

在这种情况下，装置1还包括第一管道11，其在气体源(在本实例中为压缩机12的出口)和主流进口之间形成连接。

此外，本实例的装置1包括支路13，用于使压缩机12出口处的一定量的气体分流，该一定量的气体用于干燥剂5的再生。因此，所述支路13连接至位于转子4第一端部处的第三隔室8，所述第三隔室8形成用于再生流的进口。

用于使干燥剂5冷却的气流通过第二管道14供应给包括冷却流进口的隔室7。

在这种情况下，所述冷却流由附图未显示的外部装置供应。优选地，第二管道14设置有调节装置，在这种情况下所述调节装置为冷却器15和调节阀16的形式，用以确保冷却流的进口条件的控制。

此外，给用于再生和冷却的气流提供反馈管路17，所述反馈管路17将位于转子4的第二端部处的第二隔室10连接到所述第一管道11，并且向上终止于第一管道11中使用的文丘里管18附近。在本实例中，冷却器19设置在反馈管路17中。

如已知那样，干燥器2还设置有用于使转子4能够旋转的驱动装置，所述驱动装置优选地但非必要地制造成电动机20的形状，所述电动机设置或不设置用于限制转子转速(例如限制为7圈/小时)的减速箱。

在所示实例中，装置1设置有用于排出冷凝液的必要的排放装置。在图1所示实例中，所述排放装置由导管21组成，所述导管收集来自于冷却器19且位于第一隔室9(其位于转子4的第二端部处)底部的冷凝液，所述冷凝液通过导管21排放给容器22或者用于可能的进一步处理的排放设施。

优选地，上述隔室制造成引导用于再生的气流流过扇形段(在这种情况下为90°)并且引导冷却流流过转子4的例如15°的扇形段，因此，引导主流通过转子4的剩余部分(例如，255°)。包括用于再生以及冷却的气流的出口的第二隔室10在本实施例中为105°。

图4显示了位于转子4的轴向第一端部处的隔室的截面。图5显示了位于转子4的轴向第二端部处的隔室的截面。

应当注意，不排除其它比率。

三股气流流过容器3的流动方向在附图中指示如下：以箭头R来指示再生流，以箭头C来指示冷却流，以箭头A指示主流的流动方向。

所述装置的工作描述如下。

气体通过压缩机12进行压缩，其后，在本实例中，压缩气体流分成主流和分流出的再生流。

主流经由第一管道11朝向干燥区的进口而被引导流过冷却器23和文丘里管18，所述干燥区的进口由位于容器3的底侧的第一隔室9形成。

所述主流随后流过干燥区中的干燥剂5并且经由主出口朝向容器3的出口(在所述容器中设置出口24)流动，干燥气体能够从所述出口分流以便在下游的压缩气体应用中进一步使用。

由于所述主流与干燥剂5接触，所述主流中的水分被所述干燥剂5吸附。

冷却器23确保所述主流能够将水分容易地传送给干燥剂5。应当注意，在这种情况下，所述主流的温度越低，干燥剂5就会吸附越多的水分。

分流出的气流经由支路而被朝向形成再生区进口的第三隔室8引导。

转子4将饱水干燥剂5传送给再生区，在这里，通过使干燥剂5与所述分流出的气流(即，再生流)形成接触而使干燥剂5中的水分蒸发，已经获取水分的再生流经由反馈管路17中的冷却器19而被朝向第一管道11中的文丘里管18引导，使得水分在冷却器19中冷凝并且经由管道21朝向容器22排放。

当转子4进一步旋转时，越来越多的水分从干燥剂5中吸取出，直到干燥剂5到达不存在吸附的水分的干燥区时为止，使得再生的干燥剂5能够在干燥区中用于下一次干燥循环。

因此，干燥剂5以连续或间断的循环运动方式交替地被引导通过干燥区以及随后通过再生区。

冷却流经由第二管道14被引导至位于压力容器3顶侧的第二隔室7并且随后经由冷却区通过干燥剂5而被朝向出口引导，在所述出口处，所述冷却流连同再生流一起经由冷却器19而朝向位于干燥区上游的主流回流。

通过提供冷却区，干燥剂5再生之后的温度在干燥剂5与干燥区中的主流接触之前充分降低，从而对装置1的性能起到积极作用。

本发明的特征在于容器3设置有包括冷却流进口的第二隔室7，第二隔室7与第一隔室6以及第三隔室8完全分离。这允许冷却流的进口条件更易控制，这是因为进口侧的冷却流通过隔室7与用于主流的主出口和用于再生流的进口完全分离，从而对装置性能产生积极作用。

调节阀16允许确定用于冷却所述干燥剂5的希望数量的向外供应的气体。

图3显示了包括容器3的根据本发明的装置1的优选实施例，所述容器在转子4的轴向第一端部处设置有由两个子隔室组成的第二隔室7，第一子隔室7A包括用于所述冷却流的进口，第二子隔室7B包括用于主流的附加出口。

然而，流过转子4之后的绝大部分干燥气体停留在第一隔室6中，此后，该部分气体离开装置1以在下游的应用中进一步使用。

根据所述优选实施例，包括用于冷却流的进口的第一子隔室7A连接至包括附加出口(用于干燥气体的主流的一部分)的第二子隔室7B。

该实施例暗示出，主流的一部分在流过转子4之后用作使干燥剂5冷却的气流。

根据图3所示实施例，第一子隔室7A和第二子隔室7B相应地完全包围形成再生流进口的第三隔室8。

因此，在用于再生的气体泄漏到相邻隔室中的情况下，隔室之间的压差导致主流不会被来自于再生区进口的湿热气体污染。

根据前面的优选实施例，三股气流通过转子4的相邻扇形段而被引导，因此，再生流通过例如90°的扇形段而被引导，用于冷却的冷却流通过例如15°的扇形段而被引导。

如图6所示，优选但非必要的是，第二子隔室7B也延伸15°的扇形段。

在图7中显示了根据本发明的干燥器的另一变形，第一子隔室7A和第二子隔室7B彼此紧挨着布置，因此，第二子隔室7B包括用于干燥气体的附加出口，所述第二子隔室通过设置在端部处的连接装置与所述第一子隔室7A相连。

在图7所示的非限制实例中，所述连接装置通过位于所述第一子隔室7A和第二子隔室7B之间的具有适当尺寸的间隔壁25实现，使得位于该间隔壁25上缘和干燥器2顶壁之间形成通路26或通道，主流的一部分从第二子隔室7B通过所述通路朝向第一子隔室7A引导。根据本发明，这种间隔壁25不是必需的。

通过上文显而易见的是，在图3和图7所示变形中，主流的一部分在流过转子4之后用作冷却流。

因此，装置1能够更为便利得地制造且制作得紧凑，因为不再严格地需要单独的外部冷却流供应源。显而易见的是，第一通道11中的文丘里管18严格地说不是必需的，例如，冷却器23后面的第一管道11可以直接连接至容器3的底部。

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，可以根据不同的变形获得根据本发明的用于气体干燥的装置和方法。

Claims (9)

1.一种用于使气体干燥的装置，所述装置设置有包括容器（3）的干燥器（2），所述容器具有内部含有干燥剂（5）的能够旋转地安装的转子（4），所述干燥器还设置有用于使所述转子（4）旋转的驱动装置，使得所述干燥剂（5）依次移动通过干燥区、再生区和冷却区，所述容器（3）在所述转子（4）的轴向第一端部处分成用于引导至少三股气流，分别为主流、再生流和冷却流的至少三个隔室，其中，第一隔室（6）包括用于所述主流的主出口，第二隔室（7）包括用于所述冷却流的进口，第三隔室（8）包括用于所述再生流的进口，所述容器（3）包括位于所述转子（4）的轴向第二端部处的至少两个隔室，即，包括用于所述主流的进口的第一隔室（9）和包括用于所述冷却流和所述再生流的共用出口的第二隔室（10），其特征在于，位于所述转子（4）的第一端部处的所述第二隔室（7）包括用于所述主流的附加出口，位于所述转子（4）的第一端部处的所述第二隔室（7）设置有两个子隔室，即，第一子隔室（7A）和第二子隔室（7B），所述第一子隔室包括用于所述冷却流的所述进口，所述第二子隔室包括用于所述主流的所述附加出口，这两个子隔室（7A和7B）通过设置于所述第一端部处的连接装置彼此相连。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二子隔室（7B）与位于所述转子（4）的第二端部处的第一隔室（9）的一部分轴向相对地定位。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转子（4）为圆筒形状，使得位于所述转子（4）的两个端部处的隔室（6到10）引导气流通过所述转子（4）的扇形段。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述转子（4）为圆筒形状，使得位于所述转子（4）的两个端部处的隔室（6到10）引导气流通过所述转子（4）的扇形段。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，第一子隔室（7A）、第三隔室（8）和第二子隔室（7B）在所述转子（4）的第一端部处引导相应的气流通过所述转子（4）的相邻布置的扇形段。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，第一子隔室（7A）、第三隔室（8）和第二子隔室（7B）在所述转子（4）的第一端部处引导相应的气流通过所述转子（4）的相邻布置的扇形段。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，第一子隔室（7A）、第三隔室（8）和第二子隔室（7B）在所述转子（4）的第一端部处引导相应的气流通过所述转子（4）的相邻布置的扇形段。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一子隔室和第二子隔室（7A和7B）至少部分地包围所述第三隔室（8）。

9.如在先权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，该装置设置有用于控制冷却流的进口条件的调节装置。