專利名稱：連續(xù)制備低露點(diǎn)低溫干燥空氣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于制藥、食品、生化產(chǎn)品等需要低溫低濕空氣來(lái)速 凍和保持物品的品質(zhì)的低露點(diǎn)低溫干燥空氣的制備裝置，特別涉及一種低露點(diǎn)低 溫干燥空氣的連續(xù)制備裝置。
背景技術(shù)：
目前，在制備低露點(diǎn)、低溫干空氣的技術(shù)領(lǐng)域中主要采用的方法是直接利用 液氮或者液體二氧化碳、利用上述兩種低溫流體的換冷裝置來(lái)獲得。但是直接利 用液氮或者液體二氧化碳時(shí)，氣體的溫度很難恒定，同時(shí)由于無(wú)法循環(huán)回用，使 得上述兩種流體的資源浪費(fèi)，大大增加了使用單位的成本。如果利用上述流體進(jìn) 行冷交換來(lái)獲得低溫低露點(diǎn)的氣體，但是液氮的冷交換器制作要求高，而且由于 空氣沒(méi)有預(yù)處理除濕造成換冷器表面結(jié)冰，直接影響空氣的制冷效果和后續(xù)工 藝。因此，本實(shí)用新型涉及的制備方法和裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，設(shè)備維護(hù)成本 低，運(yùn)行連續(xù)且經(jīng)濟(jì)合理的特點(diǎn)。
申請(qǐng)?zhí)枮?00420002547.7的專利申請(qǐng)中涉及了一種恒溫恒濕空氣處理機(jī)組， 其中空氣是通過(guò)先后與冷凍水盤管和冷媒蒸發(fā)器盤管進(jìn)行熱交換來(lái)達(dá)到降溫除 濕的目的的，這種通過(guò)熱交換使得水分冷凝的除濕方式，由于過(guò)低溫度會(huì)使得水 分在冷媒蒸發(fā)器表面結(jié)冰而無(wú)法獲得低露點(diǎn)和低溫的空氣。
申請(qǐng)?zhí)枮?00520067391.5的專利申請(qǐng)中涉及了一種專用組合式空調(diào)機(jī)技術(shù)， 采用了轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù)和制冷式表面冷卻器，但是其制冷和除濕程度只能達(dá)到一般 空調(diào)的要求，對(duì)于要求露點(diǎn)在-8(TC以下，溫度為-65"C以下，上述裝置根本無(wú)法 實(shí)現(xiàn)。
申請(qǐng)?zhí)枮?00620134197.9的專利申請(qǐng)涉及了一種帶循環(huán)功能除濕型空氣處 理裝置，但是，它同樣是針對(duì)空調(diào)機(jī)理進(jìn)行的，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的低露點(diǎn)和低 溫氣體的制備。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)成本高、不能有效得到低溫低露點(diǎn)的氣體、制備的氣體 溫度難以恒定的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行連續(xù)、最終氣體溫 度可控的低露點(diǎn)低溫干燥空氣的連續(xù)制備裝置。
一種用于連續(xù)制備低露點(diǎn)低溫干燥空氣的裝置，主要由以下部分組成初效 空氣過(guò)濾器、引風(fēng)裝置、 一級(jí)表面冷媒冷卻器、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、 一級(jí)深冷冷媒冷卻 器、二級(jí)深冷冷媒冷卻器、箱體，在箱體的端部設(shè)有氣體進(jìn)口，在箱體的尾部設(shè) 有氣體出口，在箱體內(nèi)由端部至尾部依次設(shè)有初效空氣過(guò)濾器、引風(fēng)裝置、 一級(jí) 表面冷媒冷卻器、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、 一級(jí)深冷冷媒冷卻器、二級(jí)深冷冷媒冷卻器，所 述的初效空氣過(guò)濾器、引風(fēng)裝置、 一級(jí)表面冷媒冷卻器、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、 一級(jí)深冷 冷媒冷卻器、二級(jí)深冷冷媒冷卻器通過(guò)風(fēng)道依次串聯(lián)。
所述的低露點(diǎn)低溫干燥空氣的連續(xù)制備裝置中的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)由轉(zhuǎn)輪和空氣 再生裝置組成，所述的轉(zhuǎn)輪由圓心徑向分為除濕區(qū)、再生區(qū)和再除區(qū)，三個(gè)分區(qū) 之間分別設(shè)有隔板，在轉(zhuǎn)輪的接近一級(jí)深冷冷媒冷卻器的一面設(shè)有再生空氣加熱 器、再生空氣加熱器的左邊設(shè)有再生空氣初效過(guò)濾器，再生空氣加熱器和再生空 氣初效過(guò)濾器由風(fēng)道串聯(lián)，在轉(zhuǎn)輪的另一面設(shè)有再生空氣風(fēng)機(jī)，再生空氣直接取
自于環(huán)境，并經(jīng)再生空氣初效過(guò)濾器和再生空氣加熱器加熱到60。C 8(TC，用 于轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)，穿過(guò)轉(zhuǎn)輪后氣體經(jīng)再生空氣風(fēng)機(jī)排回環(huán)境。再除區(qū)的氣體取自 于經(jīng)過(guò)除濕處理后的干燥空氣，再除空氣只占除濕氣體的一小部分，而且經(jīng)過(guò)再 除區(qū)后的氣體回到主氣體中。三個(gè)分區(qū)間分別有隔板，確保了各區(qū)相應(yīng)的氣流可 以按照相應(yīng)的要求流動(dòng)，滿足相應(yīng)的功能要求。
所述的低露點(diǎn)低溫干燥空氣的連續(xù)制備裝置中在箱體的氣體出口端還設(shè)有 加熱器。在轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)和一級(jí)深冷冷媒冷卻器之間設(shè)有露點(diǎn)監(jiān)測(cè)器。在箱體的氣 體出口處設(shè)有溫度監(jiān)測(cè)器。為了滿足醫(yī)藥或食品行業(yè)的的無(wú)菌要求，還可以在箱 體的氣體出口處增設(shè)中效和高效過(guò)濾器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)；
1、本實(shí)用新型的設(shè)備制備的空氣更干燥、露點(diǎn)更低，在本實(shí)用新型中除濕 過(guò)程是采用兩級(jí)除濕，即先是通過(guò)一級(jí)表面冷媒冷卻器冷卻除濕后再進(jìn)入三區(qū)設(shè) 計(jì)的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)進(jìn)一步除濕，確保了整個(gè)除濕過(guò)程在短時(shí)間內(nèi)完成，同時(shí)可以獲得更好的除濕效果，可以達(dá)到絕對(duì)含水量為0.0003g水/kg干空氣，露點(diǎn)達(dá)到-80 。C -90。C。
2、 本實(shí)用新型制備的空氣溫度更低，且不會(huì)出現(xiàn)水汽由于溫度過(guò)低而在換 熱器表面冷凝的現(xiàn)象，由于空氣已經(jīng)先經(jīng)過(guò)了一級(jí)表面冷媒冷卻器后經(jīng)過(guò)三區(qū)設(shè) 計(jì)的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的除濕，轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)通過(guò)三區(qū)將除濕和再生、再除方式相結(jié)合， 解決了轉(zhuǎn)輪的連續(xù)除濕能力問(wèn)題，確保了低露點(diǎn)氣體的獲得，解決了氣體深冷時(shí) 容易在冷媒的蒸發(fā)換熱器上結(jié)冰影響制冷效果的問(wèn)題，再經(jīng)過(guò)串聯(lián)的兩級(jí)深冷的 冷媒冷卻器，就可以將空氣冷卻到-65。C -7(TC，因此，對(duì)于醫(yī)藥、食品和生化 產(chǎn)品等的品質(zhì)保持所需的低溫低露點(diǎn)環(huán)境非常適用。
3、 本實(shí)用新型最后的氣體溫度可控，由于在出口處設(shè)置了加熱器，可以根 據(jù)生產(chǎn)要求將最后的氣體加熱到需要的溫度用于下一工序。
4、 本實(shí)用新型的制備方法生產(chǎn)成本低，操作簡(jiǎn)便，由于不需要用液氮或者 液體二氧化碳來(lái)冷卻，采用了常規(guī)操作，大大地減少了過(guò)去對(duì)獲得低溫低露點(diǎn)氣 體所需的高額設(shè)備制作要求、配套費(fèi)用和低溫流體費(fèi)用，大大降低了生產(chǎn)成本， 簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，同時(shí)節(jié)省了能源。
5、 本實(shí)用新型生產(chǎn)的氣體可以滿足少菌無(wú)菌的要求，由于本實(shí)用新型的裝 置在氣體進(jìn)口上設(shè)有空氣初效過(guò)濾器，在本系統(tǒng)的出口處還可以設(shè)置中效和高效 氣體過(guò)濾器，達(dá)到和滿足醫(yī)藥、食品和生化產(chǎn)品等的少菌或無(wú)菌要求。


圖1是本實(shí)用新型的工藝流程示意圖。
圖2是本實(shí)用新型三區(qū)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)輪示意圖。
圖3是本實(shí)用新型三區(qū)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)輪再生空氣風(fēng)路示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合圖l、圖2和圖3，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明
實(shí)施例l
一種低露點(diǎn)低溫干燥空氣的連續(xù)制備裝置，主要由以下部分組成初效空氣
過(guò)濾器l、引風(fēng)裝置2、 一級(jí)表面冷媒冷卻器3、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)4、 一級(jí)深冷冷媒冷 卻器5、 二級(jí)深冷冷媒冷卻器6、箱體，在箱體的端部設(shè)有氣體進(jìn)口，在箱體的尾部設(shè)有氣體出口，在箱體內(nèi)由端部至尾部依次設(shè)有初效空氣過(guò)濾器l、引風(fēng)裝 置2、 一級(jí)表面冷媒冷卻器3、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)4、 一級(jí)深冷冷媒冷卻器5、 二級(jí)深冷 冷媒冷卻器6，所述的初效空氣過(guò)濾器l、引風(fēng)裝置2、 一級(jí)表面冷媒冷卻器3、 轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)4、 一級(jí)深冷冷媒冷卻器5、 二級(jí)深冷冷媒冷卻器6通過(guò)風(fēng)道依次串 聯(lián)。常溫的環(huán)境空氣由引風(fēng)裝置2抽吸經(jīng)初效過(guò)濾器1進(jìn)入一級(jí)表面冷媒冷卻器 3，在此，氣體被冷卻，空氣中的水分在一級(jí)表面冷媒冷卻器3的蒸發(fā)器上結(jié)露， 空氣中的一部分水分被除去，初步除濕后的空氣再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)4吸附空氣中 的剩余水分，此步驟結(jié)束后得到絕對(duì)含水量小于等于0.0003g水/kg的干燥空氣， 其實(shí)際的露點(diǎn)已到-80'C -90°C。經(jīng)過(guò)兩次除濕后的空氣進(jìn)入一級(jí)深冷冷媒冷 卻器5進(jìn)行熱交換，在此空氣被再次冷卻，達(dá)到-35"C 40°C，空氣隨后再進(jìn) 入二級(jí)深冷冷媒冷卻器6進(jìn)行換熱，冷卻至-65-C -70°C，最后經(jīng)加熱器7調(diào) 節(jié)至適當(dāng)溫度后供應(yīng)下一個(gè)工序。
其中的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)4由轉(zhuǎn)輪和空氣再生裝置組成，所述的轉(zhuǎn)輪由圓心徑向分 為除濕區(qū)41、再生區(qū)42和再除區(qū)43，三個(gè)分區(qū)之間分別設(shè)有隔板，見圖l和圖 2，在轉(zhuǎn)輪的接近一級(jí)深冷冷媒冷卻器5的一面設(shè)有再生空氣加熱器45、再生空 氣加熱器45的左邊設(shè)有再生空氣初效過(guò)濾器44，再生空氣加熱器45和再生空 氣初效過(guò)濾器44由風(fēng)道串聯(lián)，在轉(zhuǎn)輪的另一面設(shè)有再生空氣風(fēng)機(jī)46。再生空氣 直接取自于環(huán)境，并經(jīng)再生空氣初效過(guò)濾器44和再生空氣加熱器45加熱到60-80 °C，用于轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)42，穿過(guò)轉(zhuǎn)輪后氣體經(jīng)再生空氣風(fēng)機(jī)46排回環(huán)境，再除 區(qū)43的氣體取自于經(jīng)過(guò)除濕處理后的干燥空氣，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)后回到主氣體 中。除濕區(qū)41、再生區(qū)42和再除區(qū)43的三區(qū)設(shè)計(jì)配合空氣再生裝置，保證了 轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的再生后再次除濕的效果，空氣經(jīng)過(guò)加熱器45的加熱達(dá)到一定溫度， 這樣可以保證除濕的效果更好，加熱器可以采用電加熱器也可以采用其他的常規(guī) 加熱元器件。這種三區(qū)設(shè)計(jì)解決了氣體深冷時(shí)容易在冷媒的換熱器上結(jié)冰影響制 冷效果的問(wèn)題。其中轉(zhuǎn)輪可以單獨(dú)由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，也可以和整個(gè)裝置共用驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)。由圖3可以看出整個(gè)的氣體回路是環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)初效空氣過(guò)濾器1、 一級(jí) 表面冷媒冷卻器3后進(jìn)入到轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)4的除濕區(qū)41，經(jīng)過(guò)除濕區(qū)41除濕后出 來(lái)的空氣分為兩路， 一路進(jìn)入下一步的深冷，另一路回到轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)4的再除區(qū) 43，經(jīng)過(guò)再除區(qū)43后的氣體回到主氣體中，繼續(xù)循環(huán)，這樣可以減少再生區(qū)42 的面積，提高效率。從環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)濾和加熱后的再生空氣進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)4的再生區(qū)42，把吸附有水分的轉(zhuǎn)輪再生，即脫除轉(zhuǎn)輪的水分，由再生區(qū)42出來(lái) 的高含濕氣體經(jīng)再生空氣風(fēng)機(jī)排出回到環(huán)境中。
為了控制氣體的溫度，還可以在整個(gè)裝置的箱體的氣體出口端設(shè)有加熱器 7，加熱器7可以采用電加熱或者其余的加熱元件。在轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)4和一級(jí)深冷 冷媒冷卻器5之間可以設(shè)有露點(diǎn)監(jiān)測(cè)器8，監(jiān)控經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)除濕后的空氣的 溫度，露點(diǎn)檢測(cè)器8可以采用VAISALA露點(diǎn)儀，型號(hào)為DNT142C3。在箱體的 氣體出口處設(shè)有溫度監(jiān)測(cè)器9，可以更好的監(jiān)測(cè)出口氣體的溫度，保證達(dá)到下一 工序的溫度要求，溫度監(jiān)測(cè)器可以采用PT400的溫度傳感器和Honeywell的 DC-1020C數(shù)字顯示器。雖然在氣體入口處設(shè)有初效過(guò)濾器1，可以對(duì)環(huán)境空氣 進(jìn)行初步過(guò)濾，但有時(shí)為了達(dá)到醫(yī)藥或者食品行業(yè)的少菌或者無(wú)菌的要求，在箱 體的氣體出口處還可以設(shè)有中效和高效過(guò)濾器，對(duì)最后的空氣進(jìn)行進(jìn)一步的過(guò) 濾。
這里本實(shí)用新型的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本實(shí)用新型的范圍限制 在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)實(shí)施例的實(shí)際替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本實(shí)用新型的精神或本質(zhì)特征的情況下，本實(shí)用新 型可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在不脫離本實(shí)用新型范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其他 變形和改變。
權(quán)利要求
1、一種用于連續(xù)制備低露點(diǎn)低溫干燥空氣的裝置，其特征在于主要由以下部分組成初效空氣過(guò)濾器(1)、引風(fēng)裝置(2)、一級(jí)表面冷媒冷卻器(3)、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)(4)、一級(jí)深冷冷媒冷卻器(5)、二級(jí)深冷冷媒冷卻器(6)、箱體，在箱體的端部設(shè)有氣體進(jìn)口，在箱體(10)的尾部設(shè)有氣體出口，在箱體內(nèi)由端部至尾部依次設(shè)有初效空氣過(guò)濾器(1)、引風(fēng)裝置(2)、一級(jí)表面冷媒冷卻器(3)、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)(4)、一級(jí)深冷冷媒冷卻器(5)、二級(jí)深冷冷媒冷卻器(6)，所述的初效空氣過(guò)濾器(1)、引風(fēng)裝置(2)、一級(jí)表面冷媒冷卻器(3)、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)(4)、一級(jí)深冷冷媒冷卻器(5)、二級(jí)深冷冷媒冷卻器(6)依次由風(fēng)道串聯(lián)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備低露點(diǎn)低溫干燥空氣的裝置，其特征在 于所述的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)(4)由轉(zhuǎn)輪和空氣再生裝置組成，所述的轉(zhuǎn)輪由圓心徑向 分為除濕區(qū)(41)、再生區(qū)(42)和再除區(qū)(43)，三個(gè)分區(qū)間分別設(shè)有隔板，在 轉(zhuǎn)輪的接近一級(jí)深冷冷媒冷卻器(5)的一面設(shè)有再生空氣加熱器(45)、再生空 氣加熱器(45)的左邊設(shè)有再生空氣初效過(guò)濾器(44)，再生空氣初效過(guò)濾器(44) 通過(guò)風(fēng)道和再生空氣加熱器(45)串聯(lián)，在轉(zhuǎn)輪的另一面設(shè)有再生空氣風(fēng)機(jī)(46)， 再生空氣直接取自于環(huán)境，并經(jīng)再生空氣初效過(guò)濾器(44)和再生空氣加熱器(45) 加熱到60'C 8(TC，用于轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)，穿過(guò)轉(zhuǎn)輪后氣體經(jīng)再生空氣風(fēng)機(jī)(46) 排回環(huán)境，再除區(qū)(43)的氣體取自于經(jīng)過(guò)除濕處理后的干燥空氣，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪除 濕機(jī)后回到主氣體中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低露點(diǎn)低溫干燥空氣的連續(xù)制備裝置，其特征在 于在箱體的氣體出口端還設(shè)有加熱器(7)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備低露點(diǎn)低溫干燥空氣的裝置，其特征在 于在轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)(4)和一級(jí)深冷冷媒冷卻器(5)之間設(shè)有露點(diǎn)監(jiān)測(cè)器(8)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低露點(diǎn)低溫干燥空氣的連續(xù)制備裝置，其特征在 于在箱體的氣體出口處設(shè)有溫度監(jiān)測(cè)器(9)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低露點(diǎn)低溫干燥空氣的連續(xù)制備裝置，其特征在 于在箱體的氣體出口處設(shè)有中效和高效過(guò)濾器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)制備低露點(diǎn)低溫干燥空氣的裝置，主要由以下部分組成初效空氣過(guò)濾器、引風(fēng)裝置、一級(jí)表面冷媒冷卻器、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、一級(jí)深冷冷媒冷卻器、二級(jí)深冷冷媒冷卻器、箱體，在箱體的端部設(shè)有氣體進(jìn)口，在箱體的尾部設(shè)有氣體出口，在箱體內(nèi)由端部至尾部依次設(shè)有初效空氣過(guò)濾器、引風(fēng)裝置、一級(jí)表面冷媒冷卻器、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、一級(jí)深冷冷媒冷卻器、二級(jí)深冷冷媒冷卻器，所述的初效空氣過(guò)濾器、引風(fēng)裝置、一級(jí)表面冷媒冷卻器、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、一級(jí)深冷冷媒冷卻器、二級(jí)深冷冷媒冷卻器通過(guò)風(fēng)道依次串聯(lián)。其中的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)由轉(zhuǎn)輪和空氣再生裝置組成。本裝置可以連續(xù)制備絕對(duì)含水量為0.0003g水/kg，露點(diǎn)達(dá)到-80℃～-90℃的干空氣。
文檔編號(hào)B01D5/00GK101307941SQ20081001893
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者張建崗, 黃立新 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所