CN113825910B - 用于干燥压缩气体的干燥装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于干燥压缩气体的干燥装置，所述干燥装置包括具有可再生干燥剂(3)的至少两个容器(2)和可调节的阀门***(4)，所述可调节的阀门***使得一个容器(2)能够干燥压缩气体同时另一个容器(2)正在被再生，其中通过调节所述阀门***(4)，所述容器(2)能够每个依次干燥气体，其特征在于，干燥装置(1)设置有再生管道(10)用于供应再生气体，所述再生管道从用于干燥的压缩气体的出口(8)延伸到阀门***(4)，并且其中设置有加热装置(11)，其中干燥装置设置有返回管道(17)用于将再生气体返回到入口(7)，所述返回管道从阀门***(4)延伸到连接到所述入口(7)的入口管道(13)，其中在入口管道中安装文丘里喷射器(18)，所述返回管道(17)连接到所述文丘里喷射器(18)，并且设置调节装置用于调节通过文丘里喷射器(18)的气体的流量。

Description

用于干燥压缩气体的干燥装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于干燥压缩气体的干燥装置。

背景技术

具体地，本发明涉及一种干燥装置，所述干燥装置设置有用于待干燥的压缩气体的入口和用于干燥的压缩气体的出口，其中干燥装置包括包含可再生干燥剂的至少两个容器和将所述入口和出口连接到所述容器的可调节的阀门***，其中可调节的阀门***构造成使得至少一个容器能够干燥压缩气体同时另一个容器正在被再生，并且通过调节阀门***，每个容器能够依次干燥压缩气体。

可再生干燥剂指的是能够借助于吸附从气体中提取水分的干燥剂，当水分饱和时，所述干燥剂能够通过使所谓的再生气体流动通过干燥剂来进行干燥。这个过程也被称为干燥剂的再生。通常，再生气体是热气体。

尽管这里提到了吸附的原理，但本发明也适用于吸附的原理。

当容器进行干燥时，它将从待干燥的压缩气体中吸收水分，使得干燥剂变得饱和。饱和意味着干燥剂不能吸收任何或只能吸收很少的额外水分。

随后，该容器然后被再生，其中通常引导热气体(例如，热空气)通过该容器。这种热气体将从干燥剂中提取水分，并且因此使干燥剂再生。

随后，可选地能够在再次使用该容器干燥压缩气体之前先对容器进行冷却。

已知构造成使得干燥的压缩气体的一部分用于对容器进行再生的装置。

在已经用于再生目的之后，再生气体被吹出或者与待干燥的压缩气体重新结合。

尽管回收再生生气的优点是不会损失压缩气体，但必须确保再生气体能够与待干燥的压缩气体重新结合。

实际上，再生将触发压降，使得再生气体的压力将略低于待干燥的压缩气体的压力，使得需要外力将再生气体与待干燥的压缩气体重新结合。

为了使再生气体与待干燥的压缩气体重新结合，可以使用文丘里喷射器，当待干燥的压缩气体流过文丘里喷射器时，文丘里喷射器将产生负压。在这种负压的影响下，再生气体能够像通过文丘里喷射器被吸入那样被吸入，并且因此与待干燥的压缩气体重新结合。

缺点是在这种文丘里喷射器中可能发生相对大的压降。

发明内容

本发明的目的是提供解决上述和/或其他缺点中的至少一个的方案。

为此，本发明涉及一种用于干燥压缩气体的干燥装置，所述干燥装置设置有用于待干燥的压缩气体的入口和用于干燥的压缩气体的出口，其中所述干燥装置包括包含可再生干燥剂的至少两个容器和可调节的阀门***，所述可调节的阀门***包括第一阀块和第二阀块，所述第一阀块和第二阀块分别将所述入口和所述出口连接到所述容器，其中所述可调节的阀门***构造成使得至少一个容器能够干燥压缩气体同时另一个容器正在被再生，并且通过调节阀门***，所述容器能够每个依次干燥压缩气体，其中所述干燥装置还设置有再生管道用于向正在被再生的容器供应再生气体，所述再生管道从用于干燥的压缩气体的出口延伸到第二阀块，其中在再生管道中为再生气体设置加热装置，其中所述干燥装置还设置有返回管道用于在再生气体通过正在被再生的容器之后将再生气体返回到所述入口，所述返回管道从第一阀块延伸到入口管道，所述入口管道连接到用于待干燥的压缩气体的所述入口，其中在入口管道中安装文丘里喷射器，所述返回管道连接到文丘里喷射器，并且设置调节装置用于调节通过文丘里喷射器的待干燥的压缩气体的流量。

这样设置的优点是，通过调节通过文丘里喷射器的流量，能够调节压降和相关的能量损失。事实上，通过减少通过文丘里喷射器的流量，将吸入更少的再生气体并且压降也将更低。

换句话说，能够确保刚好有足够的流量通过文丘里喷射器，使得吸入刚好足够的再生气体以便允许要被再生的容器进行良好的再生，但是也不超过此流量。

能够采用不同的方式完成对通过文丘里喷射器的流量的调节。

在实际实施例中，所述调节装置由所述文丘里喷射器为可调节的文丘里喷射器的事实形成，所述文丘里喷射器构造成使得流经文丘里喷射器的流量能够被调节。

在替代的实际实施例中，所述调节装置包括设置成绕过文丘里喷射器的旁通管道，其中阀门安装在旁通管道中。

所述阀门例如为蝶形阀门或节流阀门。

通过或多或少地打开阀门，可以调节通过旁通管道的流量，并且因此间接地调节通过文丘里喷射器的流量。

本发明还涉及一种用于干燥压缩气体的干燥装置，所述干燥装置设置有用于待干燥的压缩气体的入口和用于干燥的压缩气体的出口，其中所述干燥装置包括包含可再生干燥剂的至少两个容器和可调节的阀门***，所述可调节的阀门***包括第一阀块和第二阀块，所述第一阀块和第二阀块分别将所述入口和所述出口连接到所述容器，其中所述可调节的阀门***构造成使得至少一个容器能够干燥压缩气体同时另一个容器正在被再生，并且通过调节阀门***，容器能够每个依次干燥压缩气体，其中所述干燥装置还设置有再生管道用于向正在被再生的容器供应再生气体，所述再生管道从用于干燥的压缩气体的出口延伸到第二阀块，其中在再生管道中为再生气体设置加热装置，其中干燥装置还设置有返回管道用于在再生气体通过正在被再生的容器之后将再生气体返回到所述入口，所述返回管道从第一阀块延伸到入口管道，所述入口管道连接到所述用于待干燥的压缩气体的入口，其中鼓风机被安装在再生管道中，其中鼓风机是可调节的鼓风机。

所述鼓风机构成文丘里喷射器的替代物，即鼓风机将拥有与文丘里喷射器相同的功能。

本发明还涉及一种用于使用干燥装置干燥压缩气体的方法，所述干燥装置设置有用于待干燥的压缩气体的入口和用于干燥的压缩气体的出口，其中入口管道连接到入口，其中所述干燥装置包括包含可再生干燥剂的至少两个容器和可调节的阀门***，所述可调节的阀门***分别将所述入口和所述出口连接到所述容器，其中至少一个容器将干燥压缩气体同时另一个容器正在被再生，其中通过调节阀门***，每个容器依次干燥压缩气体，其中所述方法包括以下步骤：

-通过在出口处分流一部分干燥的压缩气体来提供再生气体；

-在所述被分流出的再生气体被引导通过正在被再生的容器之前对所述被分流出的再生气体进行加热；

-在所述再生气体通过正在被再生的容器之后将再生气体返回到所述入口管道；

-借助于文丘里喷射器将再生气体返回到所述入口管道，并且其中所述方法进一步包括调节被输送到入口管道的再生气体的流量的步骤。

显然这种方法拥有与根据本发明的干燥装置相同的优点。

优选地，根据本发明的干燥装置被用于应用该方法。

优选地，为了调节被输送到入口管道的再生气体的流量，使用可调节的文丘里喷射器。

优选地，部分待干燥的压缩气体经由绕过文丘里喷射器的旁通管道被输送，以调节输送到入口管道的再生气体的流量，其中在所述旁通管道中安装阀门。

本发明还涉及一种用于使用干燥装置干燥压缩气体的方法，所述干燥装置设置有用于待干燥的压缩气体的入口和用于干燥的压缩气体的出口，其中入口管道连接到入口，其中干燥装置包括包含可再生干燥剂的至少两个容器和可调节的阀门***，所述可调节的阀门***分别将所述入口和所述出口连接到所述容器，其中所述可调节的阀门***使得至少一个容器将干燥压缩气体同时另一个容器正在被再生，其中通过调节阀门***，每个容器依次干燥压缩气体，其中所述方法包括以下步骤：

-通过在出口处分流一部分干燥的压缩气体来提供再生气体；

-在所述被分流出的再生气体被引导通过正在被再生的容器之前对所述被分流出的再生气体进行加热；

-在所述再生气体通过正在被再生的容器之后将再生气体返回到所述入口管道；

-进一步在所述干燥装置(1)中设置可调节的鼓风机(23)，所述可调节的鼓风机(23)安装在再生管道(10)中，所述再生管道从用于干燥的压缩气体的出口(8)延伸到所述阀门***，其中所述方法包括通过调节鼓风机(23)调节返回到所述入口管道(13)的再生气体的流量的步骤。

显然所述方法还拥有与根据本发明的干燥装置相同的优点。

优选地，根据本发明的干燥装置被用于应用该方法。

附图说明

为了更好地示出本发明的特征，以下参考附图以示例的方式不具有任何限制性地描述根据本发明的用于干燥压缩气体的干燥装置的一些优选实施例，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的干燥装置；

图2示出了图1的替代实施例；

图3示出了图1的另一个实际实施例；

图4示意性地示出了根据本发明的干燥装置的另一变体。

特定实施例

如图1示意性所示的用于干燥压缩气体的根据本发明的干燥装置1基本上包括包含可再生干燥剂3的两个容器2。

这种可再生干燥剂3也被称为干燥剂。

当然有两个以上的容器2也是可能的。

干燥装置1还包括阀门***4，所述阀门***包括第一阀块5和第二阀块6。

第一阀块5将容器2与用于待干燥的压缩气体的入口7相连，而第二阀块6将容器2与用于干燥的压缩气体的出口8相连。

所述阀块5、6是不同的管道和阀门的***，所述管道和阀门能够被调节使得至少一个容器2始终正在被再生或可能正在被冷却，与此同时另一个容器2或其他容器2干燥压缩气体，其中通过调节阀门***4，容器2将每个依次干燥压缩气体。

在这种情况下，每个阀块5、6包括四个蝶形阀门9或节流阀门。

干燥装置1还设置有再生管道10，用于向正在被再生的容器2供应再生气体。

干燥的压缩气体将被用作再生气体。

为此，再生管道10从用于干燥的压缩气体的出口8延伸到第二阀块6，其中在再生管道10中为再生气体设置加热装置11。

在这种情况下，所述加热装置11包括热交换器12，热交换器12的第一部段12a安装在再生管道10中，第二部段12b安装在入口管道13中，所述入口管道从用于待压缩的压缩气体的所述入口7延伸到压缩机15的出口14。

在这种情况下，所述加热装置11还包括外部热源16，在示例中外部热源16是安装在再生管道10中的电加热装置。外部热源16位于热交换器12的下游。

根据本发明的干燥装置1还设置有返回管道17，用于在通过正在被再生的容器2之后将再生气体通过入口管道13返回所述入口7。

为此，返回管道17从第一阀块5延伸到所述入口管道13，所述入口管道连接到用于待干燥的压缩气体的所述入口7。

文丘里喷射器18安装在入口管道13中，所述返回管道17与入口管道相连，其中能够调节通过文丘里喷射器18的待干燥的压缩气体的流量。

在所示的示例中，因为旁通管道19设置成绕过文丘里喷射器18，因此该调节是可能的，其中阀门20安装在旁通管道19中。

该阀门20允许通过旁通管道19的流量被调节，并且因此也间接地调节通过文丘里喷射器18的流量。

最后，冷却器21在文丘里喷射器18下游安装在入口管道13中。

干燥装置1的操作非常简单并且如下所示。

在干燥装置1的操作期间，热压缩空气将经由冷却器21到达入口7。

冷却的压缩气体将经由第一阀块5被引导至将干燥的容器2。在图1中，该容器是右侧的容器2。

在经过该容器2之后，压缩气体被干燥，并且能够经由出口8离开干燥装置1。

干燥的压缩气体的一部分经由再生管道10分流。

通过从待干燥的压缩气体提取热量经由热交换器12对该分流的干燥的压缩再生气体进行加热。

注意，由于待干燥的压缩气体已经在热交换器12中经受了第一次冷却，因此所述冷却器21能够被实施得更小。

随后，热的干燥的压缩再生气体在再生管道10中沿着外部热源16流动，外部热源可以可选地更多地加热气体。

再生管道10将现在热的干燥的压缩再生气体引导至第二阀块6，以确保再生气体被引导通过待再生的容器2。

在通过容器2之后，再生气体被加热并被水分饱和。

经由返回管道17，热的饱和压缩再生气体与来自压缩机15的待干燥的压缩气体重新组合。

文丘里喷射器18将被用于该重新组合。

当来自压缩机15的待干燥的压缩气体流经文丘里喷射器18时将产生真空。该真空的大小取决于流经文丘里喷射器的流量。

真空的大小将决定将吸入多少再生气体，并且因此将决定分流多少再生气体。

通过或多或少地打开旁通管道19的阀门20，也可以因此调节再生气体的流量。

通过这种方式，能够调节阀门20使得充足的再生气体流过待再生的容器2，但也不超过所必需的流量。

通过这种方式，文丘里喷射器18上的压降和相关的能量损失能够保持尽可能的低。

为了确定需要多少再生气体，并且因此确定必须如何调节旁通管道19中的阀门20，将需要考虑的一些事项是另一个容器2能够干燥多长时间(即用于再生的可用时间是多少)和/或再生气体的物理参数(例如温度和相对湿度)和/或待再生的容器2中的干燥剂3的饱和水平和/或露点等。

实施上述再生步骤，直到容器2完全地再生。

仍然能够实施可能的冷却步骤，其中冷却气体流动通过讨论中的容器2。

随后切换容器2，其中通过适当地切换两个阀块5、6，此时之前在干燥的容器2将被再生，并且此时之前在再生的容器2将被干燥。

图2示出了根据图1的变体，其中在这种情况下，外部热源16被省略，并且其中第二阀块6中的蝶形阀门9的一部分(在这种情况下是四个现有阀门中的两个)是止回阀门22。

对于其余部分，干燥装置1和干燥装置的操作类似于图1的实施例。

很明显在图1的示例中，第二阀块6中的蝶形阀门9的一部分或所有蝶形阀门9能够作为止回阀门22实施，或者能够不使用外部热源。

图3示出了另一种变体，其中在这种情况下，第二阀块6的所有阀门作为止回阀门22实施。

此外，省略热交换器12，并且仅使用外部热源16加热再生气体。

显然不排除第二阀块6中的阀门被作为蝶形阀门9实施，如图1所示。

在所示和所描述的所有示例中，在文丘里喷射器18下游在入口管道13中存在冷却器21。不排除该冷却器21被安装在文丘里喷射器18上游的位于入口管道13中的第一冷却器和安装在返回管道17中的第二冷却器所替代。

在所示和所描述的所有示例中，通过文丘里喷射器18的流量可以借助于具有阀门20的旁通管道19进行调节。

但是，不排除使用可调节的文丘里喷射器18，从而能够调节流经文丘里喷射器的流量。这意味着：文丘里喷射器18是本身可调节的，与可调节的阀门相当。

图4示出了本发明的另一个变体。

图4的实施与图1的不同在于，文丘里喷射器18被省略，并且鼓风机23被安装在再生管道17中。

该鼓风机23是可调节的，这意味着能够调节再生气体的流量，使得充足的再生气体流过待再生的容器2，但也不超过必需的流量。

换句话说，该变体为文丘里喷射器18提供了一种替代方案。

在这种情况下，但不一定是本发明，鼓风机安装在加热装置11的上游，即热交换器12的上游。

止回阀门24也安装在返回管道17中，以防止待干燥的气体经由返回管道17无意地流向容器2。

最后，干燥装置1设置有控制单元25，所述控制单元将控制鼓风机12，并且可能地还控制可调节的阀门***4。

对于其余部分，操作类似于上述实施例的操作。

当然，不排除图1至图3的实施例设置有控制单元25，所述控制单元能够控制可调节的文丘里喷射器18和/或旁通管道19中的阀门20和/或可调节的阀门***4。

此外，不排除这种控制单元25也能够控制干燥装置1的其他部件或元件。

本发明决不限于作为示例描述并在附图中示出的实施例，但是根据本发明的用于干燥压缩气体的干燥装置在不脱离本发明的范围的情况下能够以各种形式和尺寸实现。

Claims (15)

1.一种用于干燥压缩气体的干燥装置，所述干燥装置(1)设置有用于待干燥的压缩气体的入口(7)和用于干燥的压缩气体的出口(8)，其中所述干燥装置(1)包括包含可再生干燥剂(3)的至少两个容器(2)和可调节的阀门***(4)，所述可调节的阀门***包括第一阀块(5)和第二阀块(6)，所述第一阀块和第二阀块分别将所述入口(7)和所述出口(8)连接到所述容器(2)，其中所述可调节的阀门***(4)构造成使得至少一个容器(2)能够干燥压缩气体同时另一个容器(2)正在被再生，并且通过调节所述阀门***(4)，所述容器(2)能够每个依次干燥压缩气体，其特征在于，所述干燥装置(1)还设置有再生管道(10)用于向正在被再生的容器(2)供应再生气体，所述再生管道(10)从用于干燥的压缩气体的出口(8)延伸到第二阀块(6)，其中在再生管道(10)中为再生气体设置加热装置(11)，其中所述干燥装置(1)还设置有返回管道(17)用于在再生气体通过正在被再生的容器(2)之后将再生气体返回到所述入口(7)，所述返回管道(17)从第一阀块(5)延伸到入口管道(13)，所述入口管道连接到用于待干燥的压缩气体的所述入口(7)，其中文丘里喷射器(18)安装在入口管道(13)中，所述返回管道(17)连接到所述文丘里喷射器(18)，并且设置调节装置用于调节通过文丘里喷射器(18)的待干燥的压缩气体的流量。

2.根据权利要求1所述的干燥装置，其特征在于，所述调节装置由所述文丘里喷射器(18)为可调节的文丘里喷射器(18)这一事实形成，所述文丘里喷射器构造成使得通过其的流量能够被调节。

3.根据权利要求1所述的干燥装置，其特征在于，所述调节装置包括设置成绕过文丘里喷射器(18)的旁通管道(19)，其中阀门(20)安装在所述旁通管道(19)中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的干燥装置，其特征在于，所述加热装置(11)包括热交换器(12)，所述热交换器的第一部段(12a)安装在再生管道(10)中并且第二部段(12b)安装在入口管道(13)中。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的干燥装置，其特征在于，所述加热装置(11)包括外部热源(16)。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的干燥装置，其特征在于，冷却器(21)在文丘里喷射器(18)的下游安装在入口管道(13)中。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的干燥装置，其特征在于，第一冷却器(21)在文丘里喷射器(18)的上游安装在入口管道(13)中，并且第二冷却器(21)安装在返回管道(17)中。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的干燥装置，其特征在于，第二阀块(6)中的阀门(9)的至少一部分为止回阀门(22)。

9.一种用于干燥压缩气体的干燥装置，所述干燥装置(1)设置有用于待干燥的压缩气体的入口(7)和用于干燥的压缩气体的出口(8)，其中所述干燥装置(1)包括包含可再生干燥剂(3)的至少两个容器(2)和可调节的阀门***(4)，所述可调节的阀门***包括第一阀块(5)和第二阀块(6)，所述第一阀块和第二阀块分别将所述入口(7)和所述出口(8)连接到所述容器(2)，其中所述可调节的阀门***(4)构造成使得至少一个容器(2)将干燥压缩气体同时另一个容器(2)正在被再生，并且其中通过调节所述阀门***(4)，所述容器(2)能够每个依次干燥压缩气体，其特征在于，所述干燥装置(1)还设置有再生管道(10)用于向正在被再生的容器(2)供应再生气体，所述再生管道(10)从用于干燥的压缩气体的出口(8)延伸到第二阀块(6)，其中在再生管道(10)中为再生气体设置加热装置(11)，其中所述干燥装置(1)还设置有返回管道(17)用于在再生气体通过正在被再生的容器(2)之后将再生气体返回到所述入口(7)，所述返回管道(17)从第一阀块(5)延伸到入口管道(13)，所述入口管道连接到用于待干燥的压缩气体的所述入口(7)，其中鼓风机(23)安装在再生管道(10)中，其中所述鼓风机(23)是可调节的鼓风机(23)。

10.根据权利要求9所述的干燥装置，其特征在于，止回阀门(24)被安装在返回管道(17)中。

11.根据权利要求9或10所述的干燥装置，其特征在于，所述鼓风机(23)安装在所述加热装置(11)的上游。

12.一种用于使用干燥装置(1)干燥压缩气体的方法，所述干燥装置设置有用于待干燥的压缩气体的入口(7)和用于干燥的压缩气体的出口(8)，其中入口管道(13)连接到入口(7)，其中干燥装置(1)包括包含可再生干燥剂(3)的至少两个容器(2)和可调节的阀门***(4)，所述可调节的阀门***分别将所述入口(7)和所述出口(8)连接到所述容器(2)，其中至少一个容器(2)将干燥压缩气体同时另一个容器(2)正在被再生，其中通过调节阀门***(4)，每个容器(2)依次干燥压缩气体，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-通过在出口(8)处分流一部分干燥的压缩气体来提供再生气体；

-在被分流出的再生气体被引导通过正在被再生的容器(2)之前对所述被分流出的再生气体进行加热；

-在所述再生气体通过正在被再生的容器(2)之后将再生气体返回到所述入口管道(13)；

-借助于文丘里喷射器(18)将再生气体返回到所述入口管道(13)，并且其中所述方法进一步包括调节被输送到入口管道(13)的再生气体的流量的步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，为了调节被输送到入口管道(13)的再生气体的流量，使用可调节的文丘里喷射器(18)。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，为了调节被输送到入口管道(13)的再生气体的流量，将部分待干燥的压缩气体经由绕过文丘里喷射器(18)的旁通管道(19)输送，其中阀门(20)安装在所述旁通管道(19)中。

15.一种用于使用干燥装置(1)干燥压缩气体的方法，所述干燥装置设置有用于待干燥的压缩气体的入口(7)和用于干燥的压缩气体的出口(8)，其中入口管道(13)连接到所述入口(7)，其中所述干燥装置(1)包括包含可再生干燥剂(3)的至少两个容器(2)和可调节的阀门***(4)，所述可调节的阀门***分别将所述入口(7)和所述出口(8)连接到所述容器(2)，其中至少一个容器(2)将干燥压缩气体，同时另一个容器(2)正在被再生，其中通过调节阀门***(4)，每个容器(2)依次干燥压缩气体，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-通过在出口(8)处分流一部分干燥的压缩气体来提供再生气体；

-在被分流出的再生气体被引导通过正在被再生的容器(2)之前对所述被分流出的再生气体进行加热；

-在所述再生气体通过正在被再生的容器(2)之后将再生气体返回到所述入口管道(13)；

-进一步在所述干燥装置(1)中设置可调节的鼓风机(23)，所述可调节的鼓风机(23)安装在再生管道(10)中，所述再生管道从用于干燥的压缩气体的出口(8)延伸到所述阀门***，其中所述方法包括通过调节鼓风机(23)调节返回到所述入口管道(13)的再生气体的流量的步骤。