专利名称：顺序吸附式干燥剂干燥机系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在多床干燥剂干燥系统中控制气流的系统和方法。
背景技术：
多干燥剂床系统对于干燥例如合成塑料材料是已知的，其中塑料颗粒在料斗中被干燥空气流干燥后，从料斗排出的气体形成载湿气流。在吸附阶段，从料斗排出的气体通过一个或多个填充有吸附介质的干燥容器，由此吸附介质从气体中吸收湿气，以便所形成的干燥气体可再次用作干燥塑料颗粒的干燥气体。目前的多干燥剂床系统的设计使用干燥剂床或含有干燥剂的移动旋转体，其中各个干燥剂元件排列成平行的分组，以便干燥的排出气体是通过系统的干燥后的气体的组合。结果，干燥的排出气体的质量可能会发生变化，这是因为各个干燥剂床的含水量的不同可导致一部分排出气体的含水量大于所需要的含水量，因此会导致重新组合后的干燥气体中含水量会有所不希望的增加。
当干燥容器中的吸收介质被湿气饱和时，通常将干燥容器转换到再生状态，在再生状态中，受热的环境空气通过吸收介质，受热的环境空气吸收并带走吸收介质所吸收的湿气。通过采用多床系统，可以用一个或若干床来进行吸附，同时通过适当地引导工艺空气流来再生其它的床，从而可以基本上连续而无间断地进行干燥过程。尽管采用了这种再生过程，然而，在平行成组的多干燥剂床系统中，当再生其它干燥剂床时，干燥的排出气体仍然是从在线的干燥剂床排出来的含水量不同的气体的混合物。
因此需要一种改进的系统和方法来由一个始终具有较低的含水量的多干燥剂床系统提供干燥的排出气体。
发明内容
本发明通过提供一种多干燥剂床系统来解决上述问题，在该系统中具有三个或更多的干燥剂室，每个干燥剂室均包括各自的吸附干燥剂床和用于再生单个干燥剂床的加热器元件，这些干燥剂室以串联方式工作，能够在床的再生过程中从气体流动回路除去至少一个干燥剂床，同时在剩下的干燥剂床中保持连续的气体流动。此外，该系统布置成使得最近被再生的干燥剂床位于干燥剂床序列末端的最后位置，该最近被再生的干燥剂床具有最低的床载湿量并且产生最干燥的排出气体。因此，因为干燥气体总是离开最近再生的干燥剂床而不是目前的平行流动的干燥剂床的设计，所以本发明提供了质量更好的干燥排出气体。
在本发明的一种实施方案中，多个干燥剂床沿着垂直轴排列，以便气流水平通过床中的干燥剂珠粒。这种布置的好处是能够使床的顶部具有处于工作物质上方的干燥剂储集器，以允许干燥剂沉降或消耗。干燥剂床可按照不同的构型进行布置，其包括正方形或圆形，这取决于需要多少个干燥剂床。
在床组件的上方具有用于湿气体流入的进气集气室。在床组件的下方具有用于干燥空气排出的类似的出气集气室。注意到，所参考的顶部入口和底部出口仅仅是解释性的，只要干燥剂床通过相邻的共用隔板或管路进行相互连接，那么整个系统的布置可按照任意的一些方式进行。
在该实施方案中，干燥剂床室布置成使得相互连接的管路允许气流顺次地流过这些室，所述室具有将气流从序列末端的床改道送回到序列中的第一个床的环形管路。每个干燥剂床室均与共用的湿气体进气集气室相连接。该进气集气室与其它的床共享。每个干燥剂床室还与和其它床共享的共用干燥气体出气集气室相连接。进气集气室和出气集气室之间以及干燥剂床室之间的气流通过多个三向阀单元进行控制，一个三向阀与各自的室相关联。另外，每个室都具有单向阀，在床的再生过程中，系统外部的空气例如屋内空气通过该单向阀进入到该室中。外面的空气借助再生鼓风机产生的抽吸而被引入到室中，优选通过端口与结合到每个三向阀单元阀致动器中的阀装置对室进行抽气。
用于操作该系统的方法如下。有三个单独的位置可控制经过该系统的吸附气体回路。第一阀位置打开第一阀元件例如阀盘，使其离开它的阀座，使引入的湿气体从进气集气室进入到干燥剂系统。通过第一干燥剂床之后，气体通过下一个室的阀单元中的第二阀座(该阀座还可以称作“通路端口”)进入下一个干燥剂床室，其通过抬起第二阀座的第二阀元件来开启。第二个室的阀单元中的第一阀座保持关闭，以便进气集气室中的湿气不能进入到第二个干燥剂床室中，只能由第一个室经第二阀座进入。这样的阀位置可用于所有不位于其它规定位置的干燥剂床。
当气体进入第二个干燥剂床室后，尽管该“通路”打开，但是气体通过第二个干燥剂床是为了进一步干燥。气体随后可通过希望数量的干燥室。在所需流路的最后一个室中，气体不是直接通过下一个室的阀单元的第二阀座，而是设置下一个室的阀单元的位置，使得第二阀座保持关闭，而第三阀元件抬离位于前一个室中的第三阀座。前一个室中的第三阀座是将该室连接到干燥气体出气集气室的端口，因此被干燥的气体从最后的或结束的干燥剂床室流到干燥气体的出气集气室。然后干燥气体可以从出气集气室中排出而用于其它地方。如果该结束的室物理上也是多干燥剂床单元中最后的室，则将其床的出口侧经由对气流进行引导返回的环形管路而连接到物理上的第一个干燥剂床室的入口侧。
其阀单元在第三位置(即它的第一和第二阀座关闭)上的干燥剂床室与气体干燥流动回路相隔离。因此，当将其它的干燥剂床室用于湿气的干燥时，“离线”室的再生如下。操作结合到室的阀单元中的再生控制阀以打开通向该室的再生端口。然后再生鼓风机对该室进行抽吸以使得再生气体穿过干燥剂床。当对再生端口进行抽吸时，该室壁上的单向逆止阀被吸开，使外部的空气进入室内并流过干燥剂床。普通的技术人员能够很容易地预见其它方法以获得流过干燥剂床所需的外部空气，例如将压缩空气供应到室内以及在床的另一侧向着外部打开端口以使得再生气体离开该室。
一旦干燥剂床已被再生，其阀单元优选被重新设置位置，以便最近再生的干燥室成为最终的室，其与干燥气体出气集气室的连接被打开。这样保证离开多干燥剂床系统的气体始终获得尽可能低的含水量。
当结合附图进行考虑时，本发明的其它目的、效果和新特征将因下面的本发明的详述而变得明显。
图1是本发明的一种实施方案的倾斜的示意图。
图2是图1所示的本发明的实施方案的示意图。
具体实施例方式
图1示意性地举例说明结合了根据本发明的实施方案的多干燥剂床气体干燥系统的物料干燥系统。在系统1中，工艺单元2暴露于干燥气体下，该工艺单元2含有待干燥的产品物料，例如在结晶过程中所形成的塑料珠粒。将消耗掉的干燥气体(现在是湿气体)通过工艺鼓风机4经工艺单元出口3从工艺单元2抽出。该工艺鼓风机4通过工艺过滤器5在工艺单元出口3上进行抽气，该过滤器在任何残留的被夹带产品物料进入鼓风机之前将其去除。湿气体由工艺鼓风机4进入多干燥剂床干燥机单元6的湿气体入口(也被称作“湿空气入口”)。通过干燥剂干燥机单元6后，目前被干燥后的气体从干燥气体出口7排出，并且将干燥后的气体通过工艺单元入口8和气体加热器9重新引入到工艺单元2，该气体加热器将干燥后的气体加热到所需的入口温度。
在多干燥剂床干燥机单元6的内部是多个位于各个干燥剂床室11中的干燥剂床10。每个干燥剂床10均包括一各自的室11，该室11在一侧与共用的湿气进气集气室12相连通，在相反的一侧与共用的干燥气体出气集气室13相连通。每个干燥剂床10均包括含有干燥剂珠粒15的分子筛14和埋置在其中的加热器回路16，该回路用于在床的再生过程中除去床中的过量湿气。
每个室还通过端口(未在图1中表示出，在图2中表示出)与其相邻的集气室连通。干燥剂床干燥机单元6的顶部的干燥剂室通过环形管路17与干燥机单元底部的干燥剂室相连通。每个室还具有一个单向逆止阀18，当室内的压力低于周围空气压力时该阀可以使屋内的空气进入该室，此时通过再生鼓风机19进行抽气。通过室11的气流由三向阀20控制，这一点将结合附图2进一步进行讨论。
附图2中表示本实施方案的阀和气流的布置，并且将用于描述本发明的操作方法。湿气体(也被称作“湿空气”)流入进气集气室12。在干燥剂床层叠结构的底部的室11中，将阀单元20切换到第一操作位置，在该位置上第一阀元件201(在这个实施方案中是圆板)离开其第一阀座211。在该第一位置处，第二阀元件202和第三阀元件203相对于其各自的阀座212、213是关闭的。在剩下的干燥剂床室中阀单元的第一阀元件都是关闭的。这种配置的结果是，进入进气集气室12的湿气体进入底部的干燥剂床室。
在底部室的上面的下一个干燥剂床室11中，将其阀单元切换到第二操作位置，在该位置上它的第一阀元件201和第三阀元件203相对于它们各自的阀座211、213落位，并且其第二阀元件202离开其第二阀座212。进入底部室内的气体由此得以顺次地从前面(底部)的干燥剂床室11进入下一个室中。类似地，每一个相继的后续室11中的阀单元都设在其第二个阀位置上以使气体顺次通过多干燥剂床干燥机单元6中所希望数量的干燥剂床。
气体的干燥过程终止于气体进入到串联的最后或最终的干燥剂床室11的通道。在附图2所述的实施方案中，最终的室是从干燥机单元6的底部起第三个室111。当气体通过最终的室的阀单元20(该阀单元也处于其第二位置)后，气体通过该室的干燥剂床10的出口侧。然后，气体不是经过下一个室的阀单元20的第二阀座，而是将下一室的阀单元20切换到第三位置，在该位置上，阀单元的第一阀元件201相对于其阀座211是关闭的，并且其第三阀元件203从它的第三阀座213移开并关闭第二阀座212。此时干燥气体由此从最终的室的出口侧出来进入干燥气体的出气集气室13，并经干燥气体出口抽出以返回到工艺单元2。
在上述的气体干燥过程中，处于该最终的室的下游的干燥剂床室进行再生。在图2所示的实施方案中，是顶部的室中的干燥剂床进行再生。由于该室的阀单元20位于第三阀位置，其第一和第三阀元件相对于第一和第二阀座落位，该室与湿气体进气集气室12和干燥气出气集气室13相隔离，由此在该室中可进行再生过程而不影响其它室中的气体干燥过程。
在该实施方案中，通过结合每个阀单元20中的再生控制阀而使再生过程容易进行。再生阀21经阀单元阀杆23内的内部通道和再生端口24而与相应的室11相连通。当再生阀21打开时，再生鼓风机19通过端口24对室抽气。室内产生的减压会使室内的再生空气入口逆止阀18离开其阀座，从而将外部空气抽入到室11中，然后经过干燥剂床10进入端口24。在该实施方案中，由再生鼓风机19将离开床10的载湿空气排出并返回到外部大气中。
一旦干燥剂床10被再生，阀单元20可根据需要重新设置位置以建立一新的通过该多干燥剂床干燥机单元6的串联气流通路。优选将再生干燥剂床室中的阀单元从其第三阀位置切换到第二阀位置，将下一个室中的阀单元20切换到其第三阀位置，将一处于下游的阀单元20切换到其第一阀位置。结果，进来的湿气体现在被引入到不同的干燥室，刚刚再生后的室目前就是最终的室，干燥气体从该室进入干燥气体出气集气室13，并且紧靠新的最终室下游的室中的干燥剂床可被再生。在图2所示的实施方案中，处于层叠结构底部的室可为再生室，来自顶部室的干燥后的气体经过环形管路17通过底部的第三阀座213进入干燥气体出气集气室13。
前面所述仅仅是用来阐述本发明，并没有对其进行任何限制。因此，由于本领域技术人员可以结合本发明的精神和实质对所公开的实施方案进行改进，所以应该将本发明更广泛地解释为包括所附权利要求及其等同物的范围内的任何内容。
权利要求
1.一种在多床干燥剂干燥系统中控制气流的方法，该系统包括位于干燥剂床组件内的相应室中的多个干燥剂床，每个室均具有控制气体流入和流出该室的多位阀，该方法包括以下步骤将气体引入到干燥剂床组件的入口；设置每个多位置阀的位置，以使气体由该入口顺次通过该多个干燥床室的一子集中的每个干燥床室，同时保留一个干燥剂床室与与其相邻的室以及气体相隔离；使气体从该入口顺次穿过干燥剂床室并从干燥剂床组件的出口出来；和对该被隔离的室中的干燥剂床进行再生，同时气体顺次通过组件的入口到达组件的出口。
2.根据权利要求1所述的方法，在再生步骤后，其还包括以下步骤重新设置所述多个多位置阀的位置，以同时将另一个干燥剂床室与与其相邻的室以及气体相隔离，并且使刚刚再生了的干燥剂床成为最终的干燥剂床，气体顺次流过该最终的干燥剂床，然后从干燥剂床组件流出。
3.一种多床干燥剂干燥系统，其包括干燥剂床组件，其具有气体入口、气体出口和设置在相应的干燥剂床室中的多个干燥剂床，其中所有的室均与气体的入口和气体的出口相连通；多个多位置阀，每个多位置阀至少控制气体由气体入口进入一个室的流动、气体由相邻室进入本室的流动以及气体由一室到气体出口的流动；以及干燥剂床再生系统，其中所述多个多位置阀的位置可设置成，使得气体从入口进入其中的一个室中，其后顺次通过所述多个干燥床室的一子集中的每个干燥床室，并从串联的室中的最后一个室到达气体出口，同时保留其中的一个干燥剂床室与与其相邻的室以及气体相隔离。
4.根据权利要求3所述的多床干燥剂干燥系统，还包括控制所述多位置阀的位置的阀位置控制器。
5.根据权利要求3所述的多床干燥剂干燥系统，其中，所述多位置阀是可重新设置位置的，以便同时将另一个干燥剂床室与与其相邻的室以及空气相隔离，并且使刚刚再生了的干燥剂床成为最终的干燥剂床，气体顺次流过该最终的干燥剂床，然后从干燥剂床组件流出。
全文摘要
一种在具有多个干燥剂床的干燥剂干燥系统中控制气流的方法和装置，其中每个干燥剂床都位于室内，多位置阀可被操作成使得待干燥的气体以串联方式流过多个干燥剂床室，同时将另一个干燥剂床与气流相隔离并且进行再生。一旦被再生，将多位置阀重新设置位置以建立新的串联气流通路，其中刚刚再生的干燥剂床成为该序列中最后的床，并且另一个床进行再生过程。
文档编号B01D53/26GK1817407SQ20051013808
公开日2006年8月16日 申请日期2005年12月8日 优先权日2004年12月8日
发明者R·R·克劳福德, D·D·赖因维尔 申请人:曼＋胡默尔普罗特克有限责任公司