一种冷冻吸附组合干燥机的制作方法

本实用新型涉及一种干燥设备，具体涉及一种冷冻吸附组合干燥机。

背景技术：

干燥设备是指一种利用热能降低物料水分的机械设备，用于对物体进行干燥操作。干燥设备通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出，以获得规定湿含量的固体物料。干燥的目的是为了物料使用或进一步加工的需要。

压缩空气是重要的工艺气源及动力能源，广泛应用于石油化工、冶金、电力、机械、电子、食品、医药、国防等行业和部门。通常使用压缩机直接压缩得到的压缩空气中一般都含有百分之百的水蒸气，当空气冷却时这些蒸汽便会凝结，然后破坏压缩空气系统。现有的干燥压缩空气生产系统由空气压缩机、蒸发器及管道和阀件等组成，由空气压缩机生产的压缩空气含水量大、温度高，经压缩机自带的冷却器降温后，进入干燥器进行干燥处理后产生合格的干燥压缩空气供用户使用。例如：公开号为CN205340509U的实用新型专利公开了一种无热再生吸附式干燥机，包括支架和两个吸附塔以及设置在两个吸附塔之间的电控箱，两个吸附塔底部通过一进气管道连接，进气管道的中部设有进气口和两个进气单向阀，两个进气单向阀设置在进气口两侧，两个吸附塔顶部通过一出气管道连接，出气管道中部设有出气口和两个出气单向阀，两个出气单向阀设置在出气口两侧，两个吸附塔顶部之间还设有再生气连通管，再生气连通管上设有再生气调节阀，所述支架底部设有两个叉车插孔。本实用新型采用两个吸附塔内的干燥剂对潮湿空气进行轮番干燥和干燥剂轮番再生的设计，使得干燥剂可再生反复使用，降低成本，而且结构牢固，叉车插孔的设置，使得其搬运方便，使用灵活性高，但是该无热再生吸附式干燥机用于直接去除湿度较高的高温压缩空气依旧存在水分去除率低、热回收效率低、干燥剂易饱和、两个吸附塔之间需要经常进行切换干燥等不足。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种水分去除率高、热回收效率高且无需经常进行罐体切换操作的冷冻吸附组合干燥机。

为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种冷冻吸附组合干燥机，包括：冷媒压缩机、水冷凝器、过滤器、膨胀阀、蒸发器、预冷水冷却器、气水分离器、气液分离器、排水器、第一吸附罐、第二吸附罐和空气预热器，所述冷媒压缩机的冷媒出口通过管道与水冷凝器的冷媒进口连接，水冷凝器的冷媒出口与过滤器的进液口通过管道连接，过滤器的出液口通过管道连接到膨胀阀的进口，膨胀阀的出口通过管道与蒸发器的管程进气口连接，蒸发器的管程出气口通过管道与气液分离器的进口连接，气液分离器的出口通过管道连接到冷媒压缩机的进口，预冷水冷却器的预冷压缩空气出口通过管道与蒸发器的壳程进气口连接，所述蒸发器的壳程出气口通过管道连接到气水分离器的进口，排水器安装在气水分离器的底部，气水分离器的排气口通过管道连接到干燥压缩空气进气总管上，所述干燥压缩空气进气总管分别通过第一进气分管和第二进气分管与第一吸附罐和第二吸附罐连接，所述第一吸附罐和第二吸附罐之间并行设置，第一吸附罐和第二吸附罐内均填充有干燥剂，第一进气分管上安装有第一电磁阀，第二进气分管上安装有第三电磁阀，第一进气分管和第二进气分管之间通过进气分管连通管连接，所述进气分管连通管上安装有第二电磁阀和第四电磁阀，所述第二电磁阀和第四电磁阀之间安装有消声器，第一吸附罐和第二吸附罐的出气口分别通过第一出气分管和第二出气分管与出气总管连接，第一出气分管上安装有第一再生气体调节阀，第二出气分管上安装有第二再生气体调节阀，所述出气总管与空气预热器上的低温干燥压缩空气进口连接，低温干燥压缩空气进口与预热干燥压缩空气出口之间连通，空气预热器的预热水进口与预冷水冷却器上的预冷冷却水出口通过管道连通。

优选的，所述第一出气分管和第二出气分管之间通过出气分管连通管连接，所述出气分管连通管上安装有球阀。

优选的，水冷凝器出液口与过滤器进液口连接的管道与蒸发器管程出气口与气液分离器进口连接的管道之间通过管道连通，并且该连通管道上安装有高低压开关，一旦过滤器发生堵塞时，高低压开关自动打开，冷媒直接流入至气液分离器，以保障过滤器发生堵塞后整个系统不会因为压力过高而发生安全事故。

优选的，所述蒸发器、预冷水冷却器和空气预热器的壳体内均安装有多个扰流挡板，通过扰流挡板可以延长压缩空气的流动途径以及增强对压缩空气在壳程流动时的扰动，从而提高热交换效率。

本实用新型提供的一种冷冻吸附组合干燥机的有益效果在于：本冷冻吸附组合干燥机将湿热的压缩空气进入预冷水冷却器内进行热交换降低温度，然后进入蒸发器被进一步降温到露点以下，压缩空气中的大部分水通过气水分离器排出，然后将含水量极低的压缩空气进入第一吸附罐或者第二吸附罐内进行进一步干燥除水，使得压缩空气的除湿率达99.8％以上，最后低温的干燥压缩空气再次在预热器中与预冷水冷却器中排出的高温水进行热交换，使得干燥压缩空气的温度升高，防止干燥压缩空气在后续的输送管道上因为温度过低而结露，同时有效提高了热回收的效率，由于进入第一吸附罐或者第二吸附罐的低温压缩空气内的水分很低，因此每个吸附罐都可以独立运行很长时间，无需经常切换，干燥剂的使用寿命可以高达3年以上。

附图说明

图1为本实用新型的结构连接示意图。

图2为本实用新型中冷冻干燥结构部分示意图。

图3为本实用新型中吸附干燥结构部分示意图。

图中：1、冷媒压缩机；2、水冷凝器；3、过滤器；4、高低压开关；5、膨胀阀；6、蒸发器；61、壳程出气口；7、预冷水冷却器；71、新鲜压缩空气进口；72、预冷压缩空气出口；73、预冷冷却水进口；74、预冷冷却水出口；75、挡板；8、气液分离器；9、气水分离器；10、排水器；11、第一吸附罐；12、第二吸附罐；13、空气预热器；131、预热干燥压缩空气出口；132、低温干燥压缩空气进口；133、预热水出口；134、预热水进口；14、第一电磁阀；15、第二电磁阀；16、第三电磁阀；17、第四电磁阀；18、消声器；19、球阀；20、第一再生气体调节阀；21、第二再生气体调节阀；22、干燥压缩空气进气总管；23、第一进气分管；24、第二进气分管；25、进气分管连通管；26、出气分管连通管；27、第一出气分管；28、第二出气分管；29、出气总管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

实施例：一种冷冻吸附组合干燥机。

参照图1和图2所示，一种冷冻吸附组合干燥机，包括：冷冻干燥机构和吸附干燥机构，其中冷冻干燥机构包括：冷媒压缩机1、水冷凝器2、过滤器3、膨胀阀5、蒸发器6、预冷水冷却器7、气水分离器9、气液分离器8和排水器10，所述冷媒压缩机1的冷媒出口通过管道与水冷凝器2的冷媒进口连接，冷媒压缩机1的作用是将冷媒压缩成高温高压的液体状态，并为冷媒的流动提供动力，整个系统无需额外的泵进行动力输送；水冷凝器2的冷媒出口与过滤器3的进液口通过管道连接，水冷凝器2的作用是对高温高压的液体冷媒进行冷却降温，冷却水从水冷凝器2上的冷却水进口进入并从冷却水出口流出，经过热交换后的冷却水温度升高后可以作为工业生产用水或者生活用水，以回收系统中的部分热量；过滤器3的出液口通过管道连接到膨胀阀5的进口，过滤器3的作用是滤除冷媒中可能存在的杂质，防止堵塞后面的膨胀阀5；膨胀阀5的出口通过管道与蒸发器6的管程进气口连接，膨胀阀5的作用是通过节流作用使中温高压的液体冷媒转变为低温低压的气液混合状态，使得冷媒的温度急剧下降；蒸发器6的管程出气口通过管道与气液分离器8的进口连接，气液分离器8的出口通过管道连接到冷媒压缩机1的进口，预冷水冷却器7的预冷压缩空气出口72通过管道与蒸发器6的壳程进气口连接，所述蒸发器6的壳程出气口61通过管道连接到气水分离器9的进口，排水器10安装在气水分离器9的底部，冷媒在蒸发器6内经过热交换后变成中温低压的气液混合状，然后经过气液分离器8进行气液分离后重新进入冷媒压缩机1内，从而实现冷媒的循环使用；在冷冻干燥机构中，湿热的压缩空气从新鲜压缩空气进口71进入预冷水冷却器7内并与经由预冷冷却水进口73流入的冷却水进行热交换从而降低温度，并且可以通过冷却水回收湿热压缩空气中的部分热量，温度降低后的压缩空气随后进入蒸发器被进一步降温到露点以下，压缩空气中的大部分水通过气水分离器9下方的排水器10自动排出，从而使得进入吸附干燥机构内的低温压缩空气中水分含量很低，可以缓解后续吸附干燥机构的处理压力；

参照图1和图3所示，吸附干燥机构包括干燥压缩空气进气总管22、第一吸附罐11、第二吸附罐12和空气预热器13，其中冷冻干燥机构中的气水分离器9的排气口通过管道连接到干燥压缩空气进气总管22上，所述干燥压缩空气进气总管22分别通过第一进气分管23和第二进气分管24与第一吸附罐11和第二吸附罐12连接，所述第一吸附罐11和第二吸附罐12之间并行设置，第一吸附罐11和第二吸附罐12内均填充有干燥剂(分子筛或者活性氧化铝)，第一进气分管23上安装有第一电磁阀14，第二进气分管24上安装有第三电磁阀16，第一进气分管23和第二进气分管24之间通过进气分管连通管25连接，所述进气分管连通管25上安装有第二电磁阀15和第四电磁阀17，所述第二电磁阀15和第四电磁阀17之间安装有消声器18，第一吸附罐11和第二吸附罐12的出气口分别通过第一出气分管27和第二出气分管28与出气总管29连接，第一出气分管27上安装有第一再生气体调节阀20，第二出气分管28上安装有第二再生气体调节阀21，所述出气总管29与空气预热器13上的低温干燥压缩空气进口132连接，低温干燥压缩空气进口132与预热干燥压缩空气出口131之间连通，空气预热器13的预热水进口134与预冷水冷却器7上的预冷冷却水出口74通过管道连通，经过冷冻干燥机构处理后的水分含量很低的低温压缩空气从干燥压缩空气进气总管22进入吸附干燥机构，当需要进行吸附干燥时，打开第一电磁阀14、第一再生气体调节阀20、第二再生气体调节阀21和第四电磁阀17，关闭第二电磁阀15和第三电磁阀16，低温干燥空气自下而上经过第一吸附罐11进行干燥除湿，除湿率可以高达99.8％以上，然后经由第一出气分管27和出气总管29进入空气预热器13内，在空气预热器13内与预冷水冷却器7中排出的高温水进行热交换，使得干燥压缩空气的温度升高，防止干燥压缩空气在后续的输送管道上因为温度过低而结露，有效提高了系统的热回收的效率，同时约10％的经过第一吸附罐11干燥后的压缩空气经过第一再生气体调节阀20和第二再生气体调节阀21减压后自上而下穿过第二吸附罐12，对第二吸附罐12内的干燥剂进行解析再生，以恢复干燥剂的干燥能力，再生气体通过第四电磁阀17和消声器18排放到大气中，干燥剂再生结束后，关闭第四电磁阀17，第二吸附罐12内的在线工作压力上升，然后准备切换，切换过程中，打开第三电磁阀16，关闭第一电磁阀14，然后打开第二电磁阀15，第一吸附罐11和第二吸附罐12之间完成工作切换，第二吸附罐12用于吸附，第一吸附罐11用于再生，由于进入第一吸附罐11或者第二吸附罐12的低温压缩空气内的水分很低，因此每个吸附罐都可以独立运行很长时间，无需经常切换，干燥剂的使用寿命可以高达3年以上。

参照图1和图3所示，所述第一出气分管27和第二出气分管28之间通过出气分管连通管26连通，所述出气分管连通管26上安装有球阀19，当需要更换干燥剂时，可以关闭第一出气分管27和第二出气分管28上的第一再生气体调节阀20和第二再生气体调节阀21，然后打开球阀19使得第一吸附罐11和第二吸附罐12之间保持均压。

参照图1所示，水冷凝器2出液口与过滤器3进液口连接的管道与蒸发器6管程出气口与气液分离器8进口连接的管道之间通过管道连通，并且该连通管道上安装有高低压开关4，一旦过滤器3发生堵塞时，高低压开关4自动打开，冷媒直接流入至气液分离器8，以保障过滤器3发生堵塞后整个系统不会因为压力过高而发生安全事故。

参照图1和图2所示，所述蒸发器6、预冷水冷却器7和空气预热器13的壳体内均安装有多个扰流挡板75，通过扰流挡板75可以延长压缩空气的流动途径以及增强对压缩空气在壳程流动时的扰动，从而提高热交换效率。

本实用新型使用到的冷媒压缩机、水冷凝器、过滤器、高低压开关、膨胀阀、蒸发器、预冷却器、气水分离器、气液分离器、球阀、排水器、吸附罐、电磁阀、再生气体调节阀、空气预热器等标准件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，气路、电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。