專利名稱：具有干燥器的壓縮機設(shè)備和用于使壓縮氣體干燥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括干燥器的壓縮機設(shè)備和用于使壓縮氣體干燥的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種壓縮機設(shè)備，其包括通過壓力管彼此連接的壓縮機和干燥器，所述干燥器包括具有能夠再生的干燥劑的旋轉(zhuǎn)滾筒，所述干燥劑通過滾筒的旋轉(zhuǎn)交替地被引導(dǎo)通過干燥器的兩個區(qū)域，在稱作干燥區(qū)的一個區(qū)域中，所述干燥劑用于使壓縮氣體干燥，而在另一區(qū)域，更具體地說，在再生區(qū)中，通過使所述干燥劑與熱氣體.接觸而使所述干燥劑再生。
背景技術(shù)：
因為干燥滾筒通常以連續(xù)方式(然而，有時候也以間歇地停頓方式)緩慢旋轉(zhuǎn)，因此，新近已經(jīng)干燥的干燥劑會停留在干燥區(qū)中。傳統(tǒng)情況下，來自于壓縮機的壓縮氣體的主要部分被冷卻以隨后被引導(dǎo)通過干燥器的干燥區(qū)，使得干燥區(qū)中的干燥劑從所述氣體中吸附濕氣，從而形成具有低壓露點的干燥氣體。傳統(tǒng)情況下，壓縮氣體的其余部分(由于在壓縮機中的壓縮而具有高溫)被引導(dǎo)通過干燥器的再生區(qū)，使得該氣體利用其中的壓縮熱蒸發(fā)干燥劑中的濕氣，因此，干燥劑進行再生以隨后在干燥區(qū)的新循環(huán)周期內(nèi)再次使用，以便使壓縮氣體干燥。顯然，壓縮氣體的熱量用于使再生區(qū)中的干燥劑再生，人們應(yīng)當注意到，當壓縮氣體的溫度升高時，干燥處理得以改進并且設(shè)備效率相應(yīng)提高。用于再生的壓縮氣體的溫度可以通過在引導(dǎo)該氣體流過再生區(qū)之前放置加熱元件實現(xiàn)升聞。同樣，吸附式干燥器的效率可以提高，實際上是指可以獲得用于干燥氣體的低壓露點。例如，在一定條件下，壓力露點可為_25°C而再生溫度可為150°C。通過增加加熱元件和將再生溫度提高30°C而達到180°C，壓力露點則可降低10°C而達到-35°C。在渦輪壓縮機和低壓應(yīng)用中，為確保足夠的再生，壓縮氣體的溫度通常過低，使得壓縮氣體在被引導(dǎo)通過干燥器的再生區(qū)之前必須利用加熱元件進行加熱。這樣做的缺點是加熱元件的電流消耗很高。典型地，所述電流消耗占壓縮機設(shè)備的標稱電能和/或電流消耗的8%到15%，這種消耗相對而言非常高。這樣做的附加缺點是這種加熱元件的體積大且價格昂貴。根據(jù)本發(fā)明的壓縮機設(shè)備和方法的目的在于克服一個或更多個所述缺點和/或其它缺點。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種壓縮機設(shè)備，包括通過壓力管彼此連接的壓縮機和干燥器， 其中，根據(jù)來自于壓縮機的壓縮氣體的流動方向依次設(shè)置冷卻器和脫水器，所述干燥器設(shè)置有外殼、滾筒和驅(qū)動裝置，所述外殼內(nèi)部具有干燥區(qū)和再生區(qū)，所述滾筒在所述外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)并且在其內(nèi)部具有可再生干燥劑，所述驅(qū)動裝置用于使所述滾筒旋轉(zhuǎn)，使得干燥劑依次移動通過所述干燥區(qū)和再生區(qū)，根據(jù)本發(fā)明的具體特征，所述再生區(qū)包括至少兩個子區(qū)，分別為第一子區(qū)和第二子區(qū)，至少兩個再生管道在所述冷卻器的上游連接至所述壓力管以使來自于壓縮機的熱壓縮氣體分流為至少兩個流動部分，所述再生管道分別為第一再生管道和第二再生管道。所述第一再生管道連接至第一子區(qū)的進口，壓縮氣體的具有第一溫度的第一流動部分被引導(dǎo)通過所述第一再生管道，第二再生管道連接至第二子區(qū)的進口 ；所述第二再生管道包括加熱元件，其用于將流過所述第二再生管道的壓縮氣體的第二流動部分加熱到高于所述第一溫度的第二溫度。根據(jù)本發(fā)明的壓縮機設(shè)備的優(yōu)點在于，由于在再生區(qū)中獲得兩個子區(qū)，從而使用于再生的氣體的溫度在每個子區(qū)不同，使得待干燥的氣體能夠被更有效地干燥。另一個優(yōu)點在于，不是所有氣流都必須被加熱，相反，只是部分氣流必須被加熱而具有較高溫度或者其余氣流不必被加熱。這會獲得相當可觀的能源節(jié)省。這由于能夠使用較小的加熱元件而獲得許多優(yōu)點，從而使得能量和材料成本降低，并且獲得更緊湊的設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種利用干燥器使來自于壓縮機的壓縮氣體干燥的方法，所述干燥器設(shè)置有外殼、滾筒和驅(qū)動裝置，所述外殼內(nèi)部具有干燥區(qū)和再生區(qū)，所述滾筒在所述外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)并且具有可再生干燥劑，所述驅(qū)動裝置用于使所述滾筒旋轉(zhuǎn)，使得干燥劑依次移動通過干燥區(qū)和再生區(qū)，所述方法包括下列步驟-通過使壓縮氣體冷卻并隨后將其引導(dǎo)通過所述干燥區(qū)來使壓縮氣體干燥；-將來自于壓縮機的一定量的熱壓縮氣體引導(dǎo)通過所述再生區(qū)以使干燥劑再生；其特征在于，所述方法還包括下列步驟-將所述再生區(qū)分為至少兩個子區(qū)，分別為第一子區(qū)和第二子區(qū)，-引導(dǎo)熱壓縮氣體的具有第一溫度T1的第一流動部分通過所述第一子區(qū)，-弓I導(dǎo)熱壓縮氣體的具有第二溫度T2的第二流動部分通過所述第二子區(qū)，其中，第二溫度T2高于第一溫度！\。


為了更好地解釋本發(fā)明的特征，下面參考附圖以舉例而非限制的方式對根據(jù)本發(fā)明的壓縮機設(shè)備的多個優(yōu)選實施例以及用于使壓縮氣體干燥的方法進行描述，其中圖I示意性地顯示了構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的壓縮機設(shè)備的一部分的干燥器的一部分；圖2顯示了圖I的變形；圖3和4分別以展開方式顯示了根據(jù)圖I和2的干燥滾筒；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的壓縮機設(shè)備。
具體實施例方式圖I顯示了用于壓縮氣體的干燥器1，其構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的壓縮機設(shè)備的一部分。 干燥器I設(shè)置有外殼2，在該外殼內(nèi)具有干燥區(qū)3和再生區(qū)4。在外殼2中安裝有旋轉(zhuǎn)滾筒5，干燥劑6設(shè)置在所述滾筒中。干燥器I還設(shè)置有用于使?jié)L筒5旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置7，該驅(qū)動裝置例如為電動機的形式，使得干燥劑6依次移動通過干燥區(qū)3和再生區(qū)4。典型地，根據(jù)本發(fā)明使用的干燥劑6是具有高吸附能力的材料。通常，它涉及具有較高比例的內(nèi)部接觸表面的顆粒材料，使得多孔接觸表面在氣體被引導(dǎo)通過干燥區(qū)3時吸附濕氣。這種材料的實例是活性氧化鋁(處于非穩(wěn)定態(tài)的非晶氧化鋁)、硅膠和沸石。在使用干燥器I期間，在此情況下，一定量的壓縮氣體按照箭頭A所示方向被引導(dǎo)通過干燥區(qū)3。圖3和5也對此進行了顯示。所述再生區(qū)4包括至少兩個子區(qū)41和42，分別為第一子區(qū)41和第二子區(qū)42，在此情況下，具有第一溫度T1的氣體沿箭頭B1被弓I導(dǎo)通過第一子區(qū)，在該實例中，具有第二溫度T2的氣體沿箭頭B2所示方向被引導(dǎo)通過第二子區(qū)，其中，第二溫度T2高于第一溫度1\。在優(yōu)選實施例中，第二子區(qū)42覆蓋的圓周角為5°到30°，更優(yōu)選地為15°到 20°?！皥A周角”在這里是指第二子區(qū)42的扇形段覆蓋的角度，所述扇形段在垂直于或幾乎垂直于滾筒5的高度方向，或者換句話說，垂直于或幾乎垂直于所述滾筒5的旋轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)形成。優(yōu)選地，所述第二子區(qū)42設(shè)置在再生區(qū)的末端。術(shù)語“再生區(qū)的末端”是指再生干燥劑在其剛要離開再生區(qū)4以隨后被引導(dǎo)至干燥區(qū)3中之前所處的再生區(qū)4的區(qū)域。同樣，滾筒5優(yōu)選地沿圖I中的箭頭R旋轉(zhuǎn)。因此，干燥劑6按照圖3中的箭頭R 移動通過干燥器。這樣，第二子區(qū)42位于再生區(qū)4的末端。在優(yōu)選實施例中，干燥滾筒5大體上為圓柱形，不同的區(qū)域按已知方式軸向隔開。圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的壓縮機設(shè)備8，其設(shè)置有通過壓力管10彼此相連的壓縮機9和干燥器I，在壓力管中，按照來自于壓縮機9的壓縮氣體的流動方向，依次設(shè)置有冷卻器11和脫水器12。壓力管10連接至干燥器I的干燥區(qū)3的進口。干燥區(qū)3還顯示了出口，出口管道 13連接至所述出口以排出用于各種應(yīng)用的干燥壓縮氣體。根據(jù)本發(fā)明的特定方面，至少兩個再生管道14和15在所述冷卻器11的上游和壓縮機9的下游連接至壓力管10。第一再生管道14連接至所述第一子區(qū)41的進口，第二再生管道15連接至所述第二子區(qū)42的進口。第二再生管道15設(shè)置有加熱元件16。優(yōu)選地，第一再生管道14和/或壓力管10 不設(shè)置加熱元件。用于使壓縮氣體干燥的方法簡單并且如下所述。來自于壓縮機9的熱壓縮氣體經(jīng)由壓力管道10被順次引導(dǎo)通過冷卻器11和脫水器12。隨后，壓縮氣體的冷卻部分在此情況下沿圖I和5中的箭頭A所示方向而被引導(dǎo)通過對該氣體進行干燥的所述干燥區(qū)3，其后，干燥壓縮氣體經(jīng)由出口管道13離開干燥器I 以進一步用于各種應(yīng)用，例如饋送至壓縮空氣網(wǎng)路、用于驅(qū)動氣動工具等。滾筒5通過驅(qū)動裝置7驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，因此，干燥劑6依次移動通過干燥區(qū)3和再生區(qū)4。
一定量的氣體被引導(dǎo)通過再生區(qū)4以使干燥劑6再生，其中，具有第一溫度T1的一定量的氣體沿箭頭B1所示方向被引導(dǎo)通過第一子區(qū)41，具有第二溫度T2的一定量的氣體沿箭頭B2所示方向被引導(dǎo)通過第二子區(qū)42。本發(fā)明的重要方面是第二溫度T2高于第一溫度T1。這依照如下方式來實現(xiàn)，如圖5所示。來自于壓縮機的熱壓縮氣體的第一流動部分經(jīng)由所述第一再生管道14分流。由于壓縮氣體的壓縮熱的作用，該第一流動部分能夠使流過第一子區(qū)41的干燥劑再生。來自于壓縮機9的熱壓縮氣體的第二流動部分經(jīng)由第二再生管道15從壓力管10 分流，并且被引導(dǎo)通過加熱元件16以加熱到溫度T2，其高于流過第一再生管道14的第一流動部分的溫度!\。離開相應(yīng)子區(qū)41和42的再生氣體可以吹入大氣中或者通過例如使其(不管是否在膨脹和/或冷卻之后)與吸入壓縮機9的進口側(cè)的氣體混合進行回收。通過使用根據(jù)本發(fā)明的方法使壓縮氣體干燥比利用具有干燥滾筒的干燥器使壓縮氣體干燥的已知方法效率更高，這是因為只有第二子區(qū)42中的氣體被加熱到溫度T2 (利用為此設(shè)置的加熱元件16)。因此，在不必為第一子區(qū)41設(shè)置加熱元件的情況下可以對再生區(qū)4中的干燥劑6 進行充分再生。總之，由于只有一部分完全再生流體必須加熱到溫度T2,因此能量得以節(jié)省。圖2和4顯示了根據(jù)本發(fā)明的壓縮機設(shè)備的干燥器I的可替換實施例，在這種情況下，除了再生區(qū)4分區(qū)之外，干燥區(qū)3分成第一區(qū)30和第二區(qū)31。利用圖2所示干燥器使壓縮氣體干燥的方法與前文參考圖I所示第一實施例描述的方法幾乎相同。在這種情況下，具有第三溫度Ttl的氣體沿箭頭A0所示方向(例如但非必要)被引導(dǎo)通過干燥區(qū)3的第一區(qū)30。另外，具有第三溫度Td的氣體例如沿箭頭A所示方向被引導(dǎo)通過干燥區(qū)3的第二區(qū)31。優(yōu)選地，第一區(qū)30中的溫度Ttl與第二區(qū)31中的溫度Td不同。更具體地，T0優(yōu)選地低于Td。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，相應(yīng)的第一區(qū)30和第二區(qū)31均設(shè)置有單獨的進口和單獨的出口，然而，它們也可以只具有單獨的進口。在本實例中，被引導(dǎo)通過第二區(qū)31的氣體部分不如被引導(dǎo)通過第一區(qū)30的氣體部分冷卻程度低，或者可替換地，根本不冷卻。這樣，可以獲得小比例的Ttl比TD，因此，與Ttl 和Td冷卻至相同值的情況下相比，可以更好地改進干燥氣體的壓力露點。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，滾筒5沿箭頭R所示方向旋轉(zhuǎn)，如圖2所示。這樣， 干燥劑6依次移動通過再生區(qū)4的第一子區(qū)41和第二子區(qū)42，隨后被引導(dǎo)通過干燥區(qū)3的第一區(qū)30和第二區(qū)31。干燥劑6通過干燥器I的優(yōu)選流動方向也由圖4中的箭頭R表示。在本發(fā)明的實際實施例中，第一區(qū)30覆蓋的圓周角小于第二區(qū)31覆蓋的圓周角。然而，本發(fā)明不排除干燥區(qū)3和/或再生區(qū)4分別包括多于兩個區(qū)30-31和41_42。同樣顯而易見的是，區(qū)30對本發(fā)明而言并不絕對必需。
箭頭A、B1, B2和Atl可以彼此獨立地改變。同樣顯而易見的是，被引導(dǎo)通過不同區(qū)的氣體量可以彼此不同，因此，例如相應(yīng)區(qū)的流通量和尺寸的因素具有重要作用。本發(fā)明不限于以舉例方式描述和附圖顯示的實施例，相反，這種壓縮機設(shè)備在不脫離本發(fā)明范圍的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)為不同的變形。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機設(shè)備，包括通過壓力管(10)彼此連接的壓縮機(9)和干燥器(1)，其中， 根據(jù)來自于壓縮機的壓縮氣體的流動方向依次設(shè)置冷卻器(11)和脫水器(12)，所述干燥器(I)設(shè)置有外殼(2)、滾筒(5)和驅(qū)動裝置(7)，所述外殼內(nèi)部具有干燥區(qū)(3)和再生區(qū)(4)，所述滾筒在所述外殼(2)內(nèi)旋轉(zhuǎn)并且內(nèi)部具有能夠再生的干燥劑￠)，所述驅(qū)動裝置用于使所述滾筒(5)旋轉(zhuǎn)，使得干燥劑(6)依次移動通過干燥區(qū)(3)和再生區(qū)(4)，其特征在于，所述再生區(qū)⑷包括至少兩個子區(qū)(41，42)，分別為第一子區(qū)(41)和第二子區(qū)(42)； 至少兩個再生管道(14和15)在所述冷卻器(11)的上游連接至所述壓力管(10)以使來自于壓縮機(9)的熱壓縮氣體分流為至少兩個流動部分，分別為連接至第一子區(qū)(41)的進口的第一再生管道(14)和連接至第二子區(qū)(42)的進口的第二再生管道(15)，壓縮氣體的具有第一溫度(T1)的第一流動部分被引導(dǎo)通過所述第一再生管道；所述第二再生管道(15) 包括加熱元件(16)，該加熱元件用于將流過所述第二再生管道(15)的壓縮氣體的第二流動部分加熱到高于所述第一溫度(T1)的第二溫度(T2)。
2.如權(quán)利要求I所述的壓縮機設(shè)備，其特征在于，所述第二子區(qū)(42)位于再生區(qū)(4) 的末端。
3.如在先權(quán)利要求中任意一項所述的壓縮機設(shè)備，其特征在于，所述干燥區(qū)(3)包括至少兩個子區(qū)，分別為第一區(qū)(30)和第二區(qū)(31)。
4.如權(quán)利要求3所述的壓縮機設(shè)備，其特征在于，具有第三溫度(Ttl)的氣體被引導(dǎo)通過干燥區(qū)(3)的第一區(qū)(30)，所述第三溫度與被引導(dǎo)通過干燥區(qū)(3)的第二區(qū)(31)的氣體的第四溫度(Td)不同。
5.如權(quán)利要求3或4所述的壓縮機設(shè)備，其特征在于，干燥劑(6)依次移動通過干燥區(qū)(3)的第一區(qū)(30)和第二區(qū)(31)。
6.如權(quán)利要求3-5中任意一項所述的壓縮機設(shè)備，其特征在于，干燥區(qū)(3)的第一區(qū) (30)覆蓋的圓周角比干燥區(qū)(3)的第二區(qū)(31)覆蓋的圓周角小。
7.如在先權(quán)利要求中任意一項所述的壓縮機設(shè)備，其特征在于，所述第二子區(qū)(42)覆蓋5°到30°的圓周角。
8.如在先權(quán)利要求中任意一項所述的壓縮機設(shè)備，其特征在于，所述第二子區(qū)(42)覆蓋15°到20°的圓周角。
9.如在先權(quán)利要求中任意一項所述的壓縮機設(shè)備，其特征在于，所述第一再生管道(14)中不設(shè)置加熱元件。
10.一種利用干燥器(I)使來自于壓縮機的壓縮氣體干燥的方法，所述干燥器設(shè)置有外殼(2)、滾筒(5)和驅(qū)動裝置(7)，所述外殼內(nèi)部具有干燥區(qū)(3)和再生區(qū)(4)，所述滾筒在所述外殼(2)內(nèi)旋轉(zhuǎn)并且內(nèi)部具有能夠再生的干燥劑￠)，所述驅(qū)動裝置用于使所述滾筒(5)旋轉(zhuǎn)，使得干燥劑(6)依次移動通過干燥區(qū)(3)和再生區(qū)(4)，所述方法包括下列步驟-通過使壓縮氣體冷卻并隨后將其引導(dǎo)通過干燥區(qū)(3)來使壓縮氣體干燥；-將來自于壓縮機的一定量的熱壓縮氣體引導(dǎo)通過再生區(qū)(4)以使干燥劑再生；其特征在于，所述方法還包括下列步驟-將再生區(qū)(4)分為至少兩個子區(qū)(41，42)，分別為第一子區(qū)(41)和第二子區(qū)(42)，-將熱壓縮氣體的具有第一溫度(T1)的第一流動部分引導(dǎo)通過第一子區(qū)(41)；-將熱壓縮氣體的具有第二溫度(T2)的第二流動部分引導(dǎo)通過第二子區(qū)(42)，其中， 第二溫度(T2)高于第一溫度(T1)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述干燥區(qū)(3)包括至少兩個區(qū)，分別為第一區(qū)(30)和第二區(qū)(31);并且，所述方法還包括將具有第三溫度(Ttl)的氣體引導(dǎo)通過干燥區(qū)(3)的第一區(qū)(30)，所述第三溫度與被引導(dǎo)通過干燥區(qū)(3)的第二區(qū)(31)的氣體的第四溫度(Td)不同。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一區(qū)(30)與所述第二子區(qū)(42)相鄰定位，并且第三溫度(Ttl)低于第四溫度(Td)。
13.如權(quán)利要求10-12中任意一項所述的方法，其特征在于，通過在引導(dǎo)第二流動部分通過第二子區(qū)(42)之前利用加熱元件(16)首先加熱來自于壓縮機(9)的壓縮氣體的第二流動部分來實現(xiàn)第一溫度(T1)和第二溫度(T2)之間的溫差。
14.如權(quán)利要求10-13中任意一項所述的方法，其特征在于，來自于壓縮機(9)的壓縮氣體的第一流動部分在流過第一子區(qū)(41)之前未被引導(dǎo)通過加熱元件。
全文摘要
一種壓縮機設(shè)備，包括通過壓力管(10)彼此相連的壓縮機(9)和干燥器(1)，所述干燥器(1)包括具有干燥區(qū)(3)和再生區(qū)(4)的外殼(2)以及具有干燥劑(6)的旋轉(zhuǎn)滾筒(5)，再生區(qū)(4)包括第一子區(qū)(41)和第二子區(qū)(42)；兩個再生管道(14和15)連接至壓力管(10)，分別為連接至第一子區(qū)(41)的進口的第一再生管道(14)和連接至第二子區(qū)(42)的進口的第二再生管道(15)，具有第一溫度(T1)的壓縮氣體被引導(dǎo)通過所述第一再生管道；第二再生管道(15)包括加熱元件(16)，其用于將流過第二再生管道(15)的壓縮氣體加熱到高于第一溫度(T1)的第二溫度(T2)。
文檔編號B01D53/26GK102612400SQ201080035755
公開日2012年7月25日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者B·E·A·范德施特雷滕 申請人:阿特拉斯·科普柯空氣動力股份有限公司