一种用于干燥压缩气体的装置以及一种压缩机设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于干燥压缩气体的装置。
2.更具体地，本实用新型的目的是用于干燥源自压缩机的压缩气体。


背景技术：

3.已知这种装置(也被称为干燥器)，所述装置包括两个或多个单独的容器，每个容器包括一定量的可再生的干燥剂或去湿剂，其中，通过引导待干燥的压缩气体通过每个容器并且进行再生，每个容器交替地和轮流地运行以便干燥压缩气体，其中干燥剂通过使其与热气体(也被称为再生气体)接触而再生。
4.此处的再生是指如下过程，其中通过使水分饱和的或接近饱和的干燥剂与再生气体接触而将水分饱和的或接近饱和的干燥剂吸收的材料或吸附的水分脱除，所述再生气体将从干燥剂中排出水分。然后干燥剂将能够被重复用于干燥。
5.借助于合适的管道和阀门系统，能够在两个容器之间进行切换。
6.一部分干燥的压缩气体通过再生管道分流并用作再生气体的装置是已知的。
7.加热器通常放置在该再生管道中以加热再生气体。
8.尽管通过加热再生气体，需要更少的再生气体并且因此干燥的压缩气体的损失更少，但这种布置存在许多缺点。
9.首先，加热器将不仅加热再生气体，而且通过损失也加热环境空气并因此间接地也加热容器，这对于未再生的那些容器当然是不期望的。
10.由于所述损失，加热器还必须在较高温度下运行以获得足够高温度的再生气体，或者将必须分流更多的再生气体以确保干燥剂能够在可接受的时间段内充分再生。
11.另一个附加的缺点是，在被再生管道中的加热器加热之后的热气仍然必须通过阀门或通风孔(ventils)，然后才能最后进入正在再生的容器中。
12.因此，这些阀门必须是特殊的耐热阀门。


技术实现要素：

13.本实用新型的目的是为上述和其他缺点中的至少一个提供解决方案。
14.本实用新型的目的是一种用于干燥压缩气体的装置，所述装置具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，所述装置包括填充有可再生的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入口和出口的可控制的阀门系统，其中所述阀门系统使得在其他容器干燥压缩气体的同时总有至少一个容器正在再生，其中通过控制阀门系统，每个容器轮流相继地再生，其中所述装置设置有再生管道，所述再生管道分离一部分干燥的压缩气体作为再生气体并将其供给到正在再生的至少一个容器以用于正在再生的所述至少一个容器的再生，其特征在于，所述再生管道通过设置在容器中的用于再生气体的开口至少部分地延伸进入容器，使得再生气体能够从干燥压缩气体的容器中分离出来，并且在容器中在再生管道中设置有加热器，所述加热器用于在再生气体被供给通
过干燥剂进入正在再生的容器之前加热再生气体。
15.因此，再生气体在相关容器自身中分流，即从容器内部带出并且通过再生管道被带到正在再生的容器。
16.因为每个容器将轮流进行干燥和被再生，再生管道将至少部分地延伸到每个容器中以允许每个容器中的再生气体分流。
17.优点是，所述加热器的热损失将在再生的容器中结束，即精确地在该热量被需要和有用的位置处。
18.通常由位于容器外部的加热器损失的热量现在将附加地加热包含在相应容器中的干燥剂和再生气体。
19.因此，加热器的温度可以设定为较低的值和/或需要较少的再生气体。
20.重要的是需要注意，只有正在再生的容器中的加热器将会被打开。
21.在干燥压缩气体或被冷却的容器中，加热器将被关闭。
22.另一个优点是加热的气体立即进入容器，而不必通过阀门或通风孔。因此，不需要设置特殊的耐热阀门。
23.在最优选的实施例中，中间块布置在每个容器和阀门系统之间，所述中间块具有用于待干燥的气体的通道和用于再生气体的通道，用于待干燥的气体的通道连接到相应容器的入口和连接到阀块，用于再生气体的通道连接到容器中用于再生气体的所述开口，用于再生气体的通道形成再生管道的一部分。
24.待干燥的气体从再生气体进入或离开容器的同一侧进入容器，使得再生管道的延伸到容器中的部分被设计为长的部分，以确保待干燥的气体在通过再生管道被分流之前已经通过干燥剂并且因此被干燥。
25.因此，在再生管道的所述部分中将有足够的空间来容纳加热器。
26.重要的是需要注意容器中用于待干燥的气体的入口和用于再生气体的通道的几何形状、位置和设计可以被适当地选择，并且因此中间块的用于待干燥的气体的通道和用于再生气体的通道的几何形状、位置和设计也可以被适当地选择。
27.在实际的实施例中，在容器的一端处在所述容器中设置有没有干燥剂的空的空间，其中再生管道的开口端部位于该空的空间中。
28.这将确保再生气体能够有效地和平稳地分流，并且再生管道的开口端部不会被干燥剂堵塞或阻塞。
29.另外，这也将确保最终进入正在再生的容器中的再生气体能够适当地分布在干燥剂上。
30.本实用新型还涉及一种压缩机设备，所述压缩机设备设置有压缩机，所述压缩机具有用于待压缩的气体的入口和带有压力管道的用于压缩气体的出口，其特征在于，所述压缩机设备设置有根据本实用新型的装置，所述装置用于干燥由压缩机供应的通过所述装置的压缩气体流，以用于通过装置的出口将干燥的气体供应到消费者网络，所述压力管道连接到装置的入口。
31.这种压缩机设备将具有根据本实用新型的装置的相应优点。
32.本实用新型还涉及一种使用根据本实用新型的装置用于干燥压缩气体的方法，其中所述方法包括使待干燥的压缩气体通过容器并使其他容器再生的步骤，其中所述方法包
含使每个容器轮流相继地再生，其中所述方法包括分离一部分干燥的压缩气体、将该分离的气体引导至正在再生的容器的步骤，其特征在于，所述方法包括在干燥自身的容器中分离干燥的压缩气体的步骤，以及使用布置在容器中的加热器在再生它本身的容器中加热该气体的步骤。
33.优选地，所述方法包括在容器再生之前或之后冷却容器的步骤，其中每个容器相继地：
34.进行干燥、被再生和被冷却；或者
35.进行干燥、被冷却和被再生；
36.并且其中所述方法使得总有一个容器干燥压缩气体。
37.这种方法的优点类似于根据本实用新型的装置的优点。
附图说明
38.为了更好地展示本实用新型的特征，在下文中，作为没有任何限制性特征的示例，参考附图描述了根据本实用新型的用于干燥压缩气体的装置和方法以及配备有这种装置的压缩机设备的几个优选实施例，其中：
39.图1示意性地示出了根据本实用新型的装置；
40.图2示出了图1的变体。
具体实施方式
41.图1中所示的根据本实用新型的装置1包括用于待干燥的压缩气体的入口2和用于干燥的压缩气体的出口3，待干燥的压缩气体源自例如压缩机。
42.在这种情况下，装置1包括包含可再生的干燥剂5的两个容器4a、 4b。在这种情况下，可再生的干燥剂5是粒状的。
43.可再生的干燥剂5可以采用硅胶颗粒的形式。
44.另一种可能性是活性氧化铝(“活性矾土”)或分子筛材料(“分子筛”)。
45.干燥剂也可以是固体形式，包括陶瓷材料、纸、玻璃纤维或丝网的固相载体。
46.以上所有的组合也是可能的。
47.本实用新型不排除存在多于两个容器4a、4b。
48.容器4a、4b优选地由挤压型材制造。
49.在这种情况下，容器4a、4b在它们的外侧上整个四周涂覆有隔热材料6，但对于本实用新型来说不是必须的。
50.附加地或替代地，容器4a、4b也能够在其内侧上整个四周涂覆有隔热材料6。
51.容器4a、4b也能够是双层壁的，其中隔热材料布置在容器4a、 4b的双层壁之间和/或容器4a、4b在它们的外侧和/或内侧上涂覆有隔热涂层。
52.也不排除两个或更多个所述隔热选项的组合。
53.装置1还包括可控制的阀门系统7。可控制的阀门系统7一方面在装置1的所述入口2和出口3之间提供连接，另一方面在容器4a、4b的入口8和出口9之间提供连接。
54.在该示例中，可控制的阀门系统7体现为连接到容器4a、4b的两个阀块10a、10b的形式，每个阀块由具有阀门12或截止阀的管道11 的网络组成。
55.在这种情况下，有两个阀块10a、10b，它们连接在容器4a、4b 的相对端部处，容器4a、4b的入口8和出口9位于所述相对端部处。
56.所述阀门系统7使得总是至少一个容器4a正在再生，而另一个容器4b干燥压缩气体，由此通过控制阀门系统7，容器4a、4b各自轮流相继地再生。
57.这通过例如适当的切换阀块10a、10b中的阀门12来完成。这在所示示例中成为可能的，因为阀门12能够在两个不同的位置之间切换。为此，装置1设置有在图中未示出的控制单元。
58.在所示示例中，隔热材料6也设置在容器4a、4b和阀门系统7 之间。
59.此外，装置1设置有再生管道13，所述再生管道将一部分干燥的压缩气体作为再生气体分离并将其供给到正在再生的至少一个容器 4b中，以用于正在再生的所述至少一个容器4b的再生。
60.根据本实用新型，再生管道13至少部分地延伸通过容器4a、4b 中的开口14，用于提供给再生管道的再生气体进入容器4a、4b。
61.换句话说，再生管道13的开口端部15位于容器4a、4b的内部。
62.这样，再生气体将从正在干燥压缩气体的容器4a中被分离出来。
63.再生管道13的开口端部15位于容器4a、4b的出口9附近。
64.此外，在两个容器中都设置有加热器16a、16b，所述加热器位于再生管道13中，用于在再生气体被引导通过正在再生的容器4b中的干燥剂5之前加热再生气体。
65.在容器4a、4b中，在它们的一端设置空的空间17，该空间没有干燥剂5。换句话说，容器没有完全被干燥剂5充满。
66.再生管道13的开口端部15位于该空的空间17中。这将允许再生气体容易地从正在干燥压缩气体的容器4a中分离出来，并且还确保再生气体通过正在再生的容器4b的干燥剂5的最优分布。
67.能够以不同方式在容器4a、4b中创建自由空间17。
68.在所示示例中，其中干燥剂5包括颗粒，这借助于布置在容器4a、 4b中的筛子18或网格实现，所有的干燥剂5都位于筛子18的一侧。
69.筛子18中的网口小于颗粒，使得气体能够通过筛子18但是颗粒不能，并且筛子18在容器4a、4b的整个横截面上延伸。
70.所有这些导致颗粒总是都在筛子18的同一侧，而筛子18的另一侧总是没有颗粒。
71.还存在弹簧19，所述弹簧将筛子18压抵颗粒。筛子18在此可移动地布置在容器4a、4b中。
72.借助于筛子18，能够吸收干燥剂5的体积变化，例如当干燥剂5 被水分所饱和时。
73.筛子18还将压缩颗粒，使得吸附和再生将有效地进行，因为气体将与颗粒进行最佳的接触。
74.在这种情况下，在再生管道13的不延伸到容器4a、4b中的部分 13b中设置用于使气体膨胀的装置20。
75.这些装置20可以包括流量限制器或膨胀阀。
76.在这种情况下，装置1设置有排气阀21，用于在再生气体已经流过正在再生的容器4b之后排出再生气体。
77.还可能的是，在再生气体已经流过正在再生的容器4b之后，再生气体被送回装置1的入口2。
78.在所示的示例中，中间块22a、22b布置在每个容器4a、4b和阀门系统7之间。
79.在这种情况下，这种中间块22a、22b布置在阀门系统7的阀块 10b和每个容器4a、4b之间。
80.每个中间块22a、22b具有用于待干燥的气体的通道23和用于再生气体的通道24，所述通道23连接到各个容器4a、4b的入口8和连接到阀块10b，所述通道24连接到在容器4a、4b中的用于再生气体的所述开口14。
81.用于再生气体的该通道24形成再生管道13的一部分或者，可替代地，再生管道13穿过用于再生气体的该通道24。
82.待干燥的气体在与再生气体进入或离开容器4a、4b的同一侧进入容器4a、4b，使得再生管道13的延伸到容器4a、4b中的部分13a被设计为长的部分以确保待干燥的气体在通过再生管道13分流之前已经通过干燥剂5并且因此被干燥。
83.因此，在再生管道13的所述部分13a中将有足够的空间来容纳加热器16a、16b。
84.在中间块22a、22b中还设置有用于加热器16a、16b的电连接25。
85.电连接25连接到加热器16a、16b，具体地是连接到向电连接供应电源的连接件，使得加热器16a、16b可以被供给必要的动力供应，在这种情况下是电。
86.在这种情况下，加热器16a、16b由控制阀门12的所述控制单元控制(即打开和关闭)，但对于本实用新型来说不是必须的。
87.当然，不排除专门为加热器16a、16b提供单独的控制单元。
88.为了调节或控制加热器16a、16b，所述控制单元可以连接到加热器16a、16b本身，或连接到所述电连接25。
89.最后，在这种情况下，再生管道13的延伸到容器4a、4b中的部分13a在外侧上设置有延伸到干燥剂5中的翅片26。
90.在这种情况下，这些翅片26径向地定向并且在再生管道13的一部分上沿轴向方向延伸。
91.翅片26确保加热器16a、16b产生的热量能够最优地分布在容器中。
92.装置1的操作非常简单并且如下所述。
93.来自压缩机的待干燥的压缩气体将通过入口2进入装置1。
94.所述待干燥的压缩气体将通过阀块10b被引导至容器4a、4b。
95.因此，阀块10b中的阀门12被控制成使得气体只能最后进入干燥的容器4a。
96.在该容器4a的通道中，气体与干燥剂5紧密接触，由此该气体中存在的水分将被干燥剂5吸收或吸附。
97.干燥的压缩气体将离开容器4a并且将流过阀块10a的管道11和阀门12到达出口3以被排放到例如图中未示出的消费者网络。
98.在所述容器4a中进行干燥过程的同时，还将有正在再生的容器 4b，该容器4b将包含饱和的或接近饱和的干燥剂5。该容器之前将具有干燥的气体。
99.为了再生该容器4b，使用再生气体，在这种情况下，该气体借助于再生管道13被分流。
100.该再生管道13将从正在干燥的容器4a中分流一部分干燥的压缩气体。
101.由于再生管道13的开口端部15在所述开放空间17中的位置，该干燥的压缩气体只能在压缩气体已经通过干燥剂5之后被分流。
102.再生管道13将分离的再生气体引导至正在再生的容器4b。
103.容器4b中的加热器16b将被打开，使得分离的再生气体在再生管道13的延伸到容器4b中的部分13a中被加热。
104.注意容器4a中的加热器16a被关闭。
105.因为容器4b是隔热的，所以由加热器16b产生的热量将不会或几乎不能从容器4b中逸出。换句话说，将不会发生损失，使得另一个容器4a不会被无意地加热，并且使得不必将加热器设定得更高以补偿这些损失。
106.如此加热的气体进入容器4b，加热的气体将流过该容器4b，并且将通过排出吸附或吸收的水分来再生干燥剂5。
107.在加热气体通过容器4b之后，气体通过阀块10b朝向排气阀21 被输送以被排出。
108.在使容器4b再生之后，再生的干燥剂5将具有相对高的温度。
109.由于冷干燥剂5能够比热干燥剂5干燥得更好，因此在再次使用相应的容器4b进行干燥之前首先冷却干燥剂5对装置1的效率来说是更好的。
110.优选地，容器4a、4b因此在它们被再生之前或之后被冷却，由此通过控制阀门系统7，每个容器4a、4b相继地：
111.进行干燥、被再生和被冷却；或者
112.进行干燥、被冷却和被再生；
113.其中阀门系统7使得总是有一个容器4a、4b干燥压缩气体。
114.冷却将以与再生相同的方式进行，但是由此容器4b中的所述加热器16b被关闭。
115.从容器4a分离的干燥压缩气体现在没有加热而是被用作冷却气体来冷却容器4b。
116.分离出的气体将流过该容器4b，在容器4b中该气体将冷却干燥剂5。在通过容器4b之后，该气体也被排出。
117.当容器4b被冷却，并且当容器4a被水分所饱和时，将有必要再生该容器4a。
118.通过切换阀门12，可以确保将再生气体供应到该容器4a，允许根据上面描述的过程进行再生，并且将待干燥的压缩气体转移到现在被再生和被冷却的容器4b以便干燥该气体。
119.将连续不断地重复上面描述的切换循环，使得每个容器4a、4b 将相继地干燥，然后被再生并且随后被冷却，被冷却之后容器可以再次用于干燥气体。
120.重要的是需要注意，阀门12的控制能够根据装置1的操作参数和 /或负载系数进行调整，以便优化过程。
121.例如，基于离开压缩机的压缩气体的湿度。
122.很明显，这种控制可以自动进行，例如通过设置必要的传感器和控制器。
123.尽管如上面所描述的容器4a、4b在再生之后被冷却，但不排除容器在再生之前首先被冷却。
124.图2示出了根据图1的变体，其中在这种情况下存在四个容器4a、 4b、4c、4d。它们成对分组并且像图1中的容器4a、4b一样连接。
125.前两个容器4a、4b与另外两个容器4c、4d并联连接。
126.在该图中，还示出了具有入口28和出口29的压缩机27以及连接到出口29的压力管线30，所述压力管线通向装置1的入口2。
127.该操作非常类似于图1中的操作，其中两个容器4a、4c在另外两个容器4b、4d被再生或被冷却时现在将始终进行干燥。
128.本实用新型决不限于通过示例描述和附图中所示的实施例，而是可以以各种变体在不脱离本实用新型范围的情况下实现根据本实用新型的用于干燥压缩气体的装置和方法以及配备有这种装置的压缩机设备。