专利名称：一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体干燥器，具体涉及一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器。
背景技术：
膜式气体干燥法是利用中空纤维膜丝对水汽的优先透过性将水分与其它气体组分进行分离从而获得干燥气体的一种新兴技术。与传统的干燥技术(如化学吸附、物理吸附、冷冻干燥)相比，该方法具有操作连续、无干燥剂再生、无二次污染、设备操作灵活、集成度高等优点。目前，膜式干燥器已被应用于车用空气制动、物料干燥、分析仪器等许多领域和装置中。膜式干燥器除去水汽的驱动力为膜丝壁两侧水汽的分压差，这种分压差越大，干燥的效果就越好。为了提高分压差，通常的方法是利用膜式干燥器出口的一部分干燥气进行吹扫以排出膜丝外侧的高湿气，还可安上阀门控制吹扫的气量，但当膜式干燥器的尺寸较大、膜管内膜丝较密集时，这种结构的膜式干燥器会存在一些不足，主要是因为膜管中轴线附近的中空纤维膜丝在运行中较难被吹扫到，水汽会在这部分膜丝外壁富集，增加水汽透过膜丝的阻力，从而降低干燥器的干燥性能。专利CN1132658A公开了一种具有内吹扫结构的膜式干燥器，该干燥器在干燥气出口端的封装胶中含有至少一个微孔，在工作状态时可形成逆吹扫气流，从而使膜管内中轴线附近的中空纤维膜丝也能被较好的吹扫到，提高了干燥器的干燥性能，但该干燥器不易控制吹扫气量，随着进气压力的提高损失气量也会加大，且当膜式干燥器较长时，吹扫气出口端膜丝外壁的吹扫效果也不会很理想。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种采用膜渗透法除去气体中水分并具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，可使膜丝外壁获得均勻的吹扫效果，并可通过与吹扫气进口相连的阀门控制吹扫气量。一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，包括高分子中空纤维膜丝、壳体、吹扫气流分配器、封装胶、阀门；其中壳体为上下两端皆为具有径向和轴向凸起结构的筒体，径向凸起部分的外径大于筒体的外径，壳体上端轴向凸起部分的中心部位开有干燥气出口， 壳体下端轴向凸起部分的中心部位开有湿气进口，壳体上端径向凸起部分下方的侧壁上开有吹扫气进口，壳体下端径向凸起部分上方的侧壁上开有吹扫气出口，且吹扫气进口和吹扫气出口位于壳体轴向中心轴的两侧；吹扫气流分配器包括导气管、吹扫管、上支架和下支架；上支架和下支架均为环形结构，上支架上开有凹槽，导气管以上支架的圆心为中心呈放射状均布在上支架的平面内， 其中一根导气管的一端穿过上支架的凹槽并与吹扫气进口相连，其余导气管的一端封闭并固定连接在上支架的内沿；下支架内支撑架的布置与导气管在上支架内的布置一样，且位置与上支架内的导气管的位置相对应；吹扫管设置在平行的上支架和下支架之间，吹扫管的上端与导气管固定连接并相贯通，吹扫管的下端封闭并固定连接在下支架内支撑架的相应位置；吹扫管上布有吹扫孔；其整体连接关系为吹扫气流分配器整体固定在壳体内的中部，高分子中空纤维膜丝的两端通过封装胶竖直封装在壳体内，封装胶固定在壳体上下两端径向凸起部分之间且位于吹扫气进口上方和吹扫气出口的下方，高分子中空纤维膜丝与吹扫管及各高分子中空纤维膜丝之间留有间隙，高分子中空纤维膜丝的上下两端分别保持与干燥气出口和湿气进口相通。所述的导气管的直径为Imm 50mm、吹扫管的直径为Imm 50mm，长度为壳体总长度的35% 95%，根数为1根 20根，形状为直管或螺旋管。所述吹扫孔的形状为圆形孔、椭圆孔或方形孔，个数为每英寸1个 5个。所述吹扫气进口上安装有阀门。所述吹扫气流分配器可取消下支架以及吹扫管上的吹扫孔，由吹扫管下端的出气口实现吹扫功能。工作原理压缩空气由膜式干燥器的湿气进口进入膜式干燥器的腔体内，并进入高分子中空纤维膜丝的内腔，当压缩空气沿纤维膜丝的内腔流动时，水蒸汽在压缩空气的压力作用下，快速透过纤维膜丝内壁到外侧并进入膜式干燥器的内部空间，剩余干燥的压缩空气通过干燥气出口被利用，引出一小部分干燥压缩空气通过吹扫气进口进入导气管内，沿着导气管流动并流入吹扫管内，通过吹扫管上的吹扫孔或直接从吹扫管流出进入膜式干燥器的内部空间，吹扫纤维膜丝外侧的水蒸汽和膜式干燥器内部空间的水蒸汽，并经吹扫气出口排放到大气中。有益效果(1)膜丝外壁皆能被均勻的吹扫到，可以减少水汽在膜丝外壁的富集以及水汽透过膜丝的阻力，有效提高膜式干燥器的干燥性能；(2)吹扫气量可通过与吹扫气进口连接的阀门控制，简单方便；(3)整个吹扫气流分配器结构简单，便于膜式干燥器在制作过程中安装。
图1为本发明实施例一的膜式干燥器在吹扫气进口中心轴及膜管中心轴所在平面上的剖视图。图2为本发明实施例一的吹扫气流分配器的结构示意图。图3为本发明实施例二的吹扫气流分配器的结构示意图。图4为本发明实施例三的吹扫气流分配器的结构示意图。其中，1-高分子中空纤维膜丝、2-壳体、3-湿气进口、4-干燥气出口、5-吹扫气进口、6-吹扫气出口、7-封装胶、8-吹扫气流分配器、9-导气管、10-吹扫管、11-吹扫孔、 12-上支架、13-阀门、14-下支架
具体实施例方式下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。实施例一如图1、图2所示，本发明的具有吹扫气分配结构的膜式干燥器包括高分子中空纤维膜丝1、壳体2、吹扫气流分配器8、封装胶7、阀门13 ；壳体2为上下两端皆为具有径向和轴向凸起结构的筒体，径向凸起部分的外径大于筒体的外径，壳体2上端轴向凸起部分的中心部位开有干燥气出口 4，壳体2下端轴向凸起部分的中心部位开有湿气进口 3，壳体2 上端径向凸起部分下方的侧壁上开有吹扫气进口 5，壳体2下端径向凸起部分上方的侧壁上开有吹扫气出口 6，且吹扫气进口 5和吹扫气出口 6位于壳体2轴向中心轴的两侧。吹扫气流分配器8包括三根导气管9、四根吹扫管10、上支架12和下支架14，导气管9的直径为8mm，吹扫管10的直径为6mm，长度为壳体2总长度的85%，吹扫管10的外壁上均布有吹扫孔11，吹扫孔11的直径为3mm，上支架12和下支架14均为环形结构，上支架12上开有凹槽；三根导气管以上支架12的圆心为中心呈放射状均布在上支架12的平面内，三根导气管的一端共同汇聚于圆心并互相贯通，其中两根导气管的另一端封闭并固定连接在上支架12的内沿，剩余一根导气管的另一端穿过上支架12上的凹槽与吹扫气进口 5相连；下支架14内三个支撑架的一端交于下支架14的圆心，另一端固定连接在下支架14 的内沿，且三个支撑架的位置与上支架12的三根导气管9的位置相对应；吹扫管10设置在平行的上支架12和下支架14之间，吹扫管10的上端与导气管9垂直连接并相贯通，连接位置为三根导气管9的交接处和各自的中心处，吹扫管10的下端封闭并垂直连接在下支架 14上支撑架的相应位置；整体连接关系吹扫气流分配器8整体固定在壳体2内的中部，高分子中空纤维膜丝1的两端通过封装胶7竖直封装在壳体2内，封装胶7固定在壳体2上下两端径向凸起部分之间且位于吹扫气进口 5上方和吹扫气出口 6的下方，高分子中空纤维膜丝1与吹扫管10及各高分子中空纤维膜丝1之间留有间隙，高分子中空纤维膜丝1的两端分别保持与干燥气出口 4和湿气进口 3相通。实施例二如图3所示，该实施例中吹扫气流分配器8包括三根导气管9、四根吹扫管10’、上支架12 ；上支架12为环形结构且上面开有凹槽；导气管9的直径为8mm，吹扫管10’的直径为6mm，且长度为壳体2总长度的5% ；三根导气管以上支架12的圆心为中心呈放射状均布在上支架12的平面内，三根导气管的一端共同汇聚于圆心并互相贯通，其中两根导气管的另一端固定连接在上支架12的内沿，剩余一根导气管的另一端穿过上支架12的凹槽并与吹扫气进口 5相连；四根吹扫管10’的上端与导气管9垂直相通连接，连接位置为三根导气管9的交接处和各自的中心处，另一端敞口且四根吹扫管10’的管壁上无吹扫孔11。实施例三如图4所示，该实施例中吹扫气流分配器8包括一根导气管9、一根螺旋状的吹扫管10”、上支架12和下支架14 ；上支架12和下支架14均为环形结构，且上支架12上开有凹槽，导气管9的直径为8mm，其一端穿过上支架12的凹槽并与吹扫气进口 5相连，另一端固定在上支架12的内沿；吹扫管10”的直径为6mm，其长度为壳体2总长度的85%，螺旋直径为壳体2直径的50%，在吹扫管10”的外壁上均布有吹扫孔11，吹扫孔11的直径为3mm， 开孔个数为每英寸4mm) 1个；下支架14内的支撑架两端固定在下支架14的内沿，位置与上支架12内的导气管9的位置相对应，吹扫管10”的上端在导气管9的中心处与其相通连接，下端封闭且固定连接在下支架14内支撑架的相应位置。上述三个实施例都能使吹扫气在膜丝外壁均勻分布，其中实施例二适合长度小于800mm的膜式干燥器。相比具有相同尺寸但无吹扫气分配结构的膜式干燥器，它们的干燥效果都有较大程度提高，当膜式干燥器的尺寸越大、进气量越大时，提高的效果就越明显。
权利要求
1.一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，包括高分子中空纤维膜丝(1)、壳体O)、 吹扫气流分配器(8)、封装胶(7)、阀门(13)；其特征在于所述壳体(2)为上下两端皆为具有径向和轴向凸起结构的筒体，径向凸起部分的外径大于筒体的外径，壳体(2)上端轴向凸起部分的中心部位开有干燥气出口 ，壳体(2)下端轴向凸起部分的中心部位开有湿气进口(3)，壳体(2)上端径向凸起部分下方的侧壁上开有吹扫气进口(5)，壳体(2)下端径向凸起部分上方的侧壁上开有吹扫气出口(6)，且吹扫气进口(5)和吹扫气出口(6)位于壳体( 轴向中心轴的两侧；封装胶(7)上均布有与中空纤维膜丝(1)外径大小一样的通孔；吹扫气流分配器(8)包括导气管(9)、吹扫管(10)、上支架(12)和下支架(14)；上支架(12)和下支架(14)均为环形结构，上支架(12)上开有凹槽，导气管(9)以上支架(12) 的圆心为中心呈放射状均布在上支架(1 的平面内，其中一根导气管的一端穿过上支架 (12)的凹槽并与吹扫气进口(5)相连，其余导气管的一端封闭并固定连接在上支架(12)的内沿；下支架(14)内支撑架的布置与导气管(9)在上支架(1 内的布置一样，且位置与上支架(1 内的导气管(9)的位置相对应；吹扫管(10)设置在平行的上支架(1 和下支架 (14)之间，吹扫管(10)的上端与导气管(9)固定连接并相贯通，吹扫管(10)的下端封闭并固定连接在下支架(14)内支撑架的相应位置；吹扫管(10)上布有吹扫孔(11)；其整体连接关系为吹扫气流分配器(8)整体固定在壳体(2)内的中部，高分子中空纤维膜丝(1)的两端通过封装胶(7)竖直封装在壳体O)内，封装胶(7)固定在壳体(2)上下两端径向凸起部分之间且位于吹扫气进口(5)上方和吹扫气出口(6)的下方，高分子中空纤维膜丝(1)与吹扫管(10)及各高分子中空纤维膜丝(1)之间留有间隙，高分子中空纤维膜丝(1)的上下两端分别保持与干燥气出口(4)和湿气进口(3)相通。
2.如权利要求1所述的一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，其特征在于，所述的导气管(9)的直径为Imm 50mm。
3.如权利要求1所述的一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，其特征在于所述吹扫管(10)的直径为Imm 50mm，长度为壳体⑵总长度的35% 95%，根数为1根 20根， 形状为直管或螺旋管。
4.如权利要求1所述的一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，其特征在于所述吹扫孔(11)的形状为圆形孔、椭圆孔或方形孔，个数为每英寸1个 5个。
5.如权利要求1所述的一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，其特征在于所述吹扫气流分配器⑶可取消下支架(14)以及吹扫管(10)上的吹扫孔(11)。
6.如权利要求1所述的一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，其特征在于所述吹扫气进口 (5)上安装有阀门(13)。
全文摘要
本发明涉及一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，包括高分子中空纤维膜丝、壳体、吹扫气流分配器、封装胶、阀门；其中壳体上下两端面上开有湿气进口和干燥气出口，侧壁上开有吹扫气进口和吹扫气出口；吹扫气流分配器置于壳体内，它包括导气管、吹扫管、上支架和下支架；导气管均布在上支架的平面内，其中一根导气管的一端穿过上支架的凹槽并与吹扫气进口相连，其余导气管的一端封闭并固定连接在上支架的内沿；吹扫管设置在平行的上支架和下支架之间；高分子中空纤维膜丝竖直排列在壳体内，上下两端用封装胶固定在两凸形结构之间，且两端开口与干燥气出口和湿气进口相通。本发明有效提高干燥器的干燥性能，并且吹扫气流量易控，操作方便。
文档编号B01D53/26GK102350185SQ20111026681
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者吴文宏, 张琪, 张龙龙, 李军, 林碧亮, 汤卫华 申请人:中国船舶重工集团公司第七一八研究所