一种吸附式高效节能干燥装置及系统的制作方法

本发明涉及机械设备技术领域，特别是涉及一种吸附式高效节能干燥装置及系统。

背景技术：

吸附式干燥机分为简易型吸附式干燥机（一次性）和再生型吸附式干燥机（自动循环型）。

再生吸附式干燥机由两个双联机筒组成，机筒里装满了能吸收水分的干燥剂。两个机筒轮流接通或关闭气源，交替进行干燥和再生运行，从而使气流能持续接触干的干燥剂来达到脱湿干燥的目的

目前各行业传统压缩空气干燥设备及系统工作过程中耗气率为15%~20%，能源浪费多，碳排放多。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种吸附式高效节能干燥装置，工作过程中压缩空气零损耗，露点控制，延长吸附剂寿命，降低电耗，节省大量能源。

本发明提供了一种吸附式高效节能干燥装置，包括进气口和出气口，所述进气口与空压机的出口连接；

所述吸附式高效节能干燥装置还包括第一桶槽、第二桶槽和再生组件；

所述第一桶槽的入口通过第一进气阀与进气口管路连接，所述第二桶槽的入口通过第二进气阀与进气口管路连接；所述第一桶槽的出口通过第一出气阀与所述出气口管路连接，所述第二桶槽的出口通过第二出气阀与所述出气口管路连接；

所述再生组件包括空气入口、空气出口、加热器、冷却器和鼓风机，所述空气入口与三通管件的第一端连接，所述三通管件的第二端管路依次连接所述鼓风机、第一控制阀、所述加热器、第二控制阀、和所述冷却器，所述冷却器与所述三通管件的第三端连接；

所述加热器的加热出口通过第三控制阀与所述第一桶槽的出口管路连接，所述加热器的加热出口通过第四控制阀与所述第二桶槽的出口管路连接；

所述鼓风机的出风口一支路与所述第一控制阀连接，另一支路通过第五控制阀连接四通管件的第一管口，所述四通管件的第二管口通过第六控制阀与所述第一桶槽的入口管路连接，所述四通管件的第三管口通过第七控制阀与所述第二桶槽的入口管路连接，所述四通管件的第四管口通过第八控制阀与所述空气出口连接。

可选的，所述第一桶槽和所述第二桶槽内装置有盛装吸附剂的隔网，所述隔网将所述第一桶槽和所述第二桶槽的内部分割为内心和外环两部分，所述吸附剂包括第一粒径氧化铝和第二粒径氧化铝，所述第一粒径大于第二粒径，所述内心部分盛装所述第二粒径氧化铝，所述外环部分盛装所述第一粒径氧化铝。

可选的，所述吸附剂还包括分子筛，所述第一粒径氧化铝和第二粒径氧化铝盛装于所述第一桶槽和所述第二桶槽内部的靠近所述入口的下部；所述分子筛盛装在所述第一桶槽和所述第二桶槽内部的靠近所述出口的上部。

可选的，在所述空气出口设置抽气机，所述空气出口与所述抽气机接口连接。

可选的，所述第一桶槽的入口和所述第二桶槽的入口和出口均连接不锈钢空气分流器，所述分流器为圆环形状，所述圆环本体上均匀分布有多个气孔。

可选的，所述第一桶槽的入口和所述第二桶槽的入口和出口均连接不锈钢空气分流器，所述分流器为花洒形状，所述花洒本体上均匀分布有多个气孔。

可选的，所述花洒本体上均匀分布有多个气孔，每个所述气孔连接有次分流管，所述次分流管的管壁均布有不同方向的多个分流孔。

本发明还提供了一种吸附式高效节能干燥系统，包括如权利要求1-7任一所述吸附式高效节能干燥装置和三级过滤组件，所述空压机的出口与所述三级过滤组件的入口连接，所述三级过滤组件的出口与所述进气口连接。

可选的，所述三级过滤组件包括依次串联的气水分离器、精密过滤器和超精密过滤器，所述空压机的出口与所述气水分离器的入口连接，所述超精密过滤器的出口与所述进气口连接。

可选的，还包括后置除尘过滤器，所述后置除尘过滤器的入口与所述出气口连接。

相对于现有技术，本发明提供的吸附式高效节能干燥装置工作过程包括吸附、加热再生、循环冷却、待机、吸附的循环工艺，第一桶桶槽和第二桶槽通过吸附管路交替执行吸附干燥工艺，再通过再生组件，完成鼓风加热再生，密闭循环冷却的过程，而实现第一桶槽和第二桶槽的循环使用。整个流程不消耗压缩空气，压缩空气品质高，降低了电耗，节能效果明显。

进一步的，通过优化吸附剂的分层装置设计，优化了气流的流动方向和速度，进一步提高了压缩空气的品质。

本发明还提供了吸附式高效节能干燥系统，由于该系统采用了上述吸附式高效节能干燥装置，因此具有相同的有益效果。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提供的吸附式高效节能干燥装置的示意图；

图2为本发明提供的吸附式高效节能干燥系统的示意图。

其中，图1和图2中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：

1空压机，

2吸附式高效节能干燥装置，

21进气口，

22出气口，

23第一桶槽，

24第二桶槽，

25再生组件，

31第一进气阀，

32第二进气阀，

33第一出气阀，

34第二出气阀，

251空气入口，

252空气出口，

253加热器，

254冷却器，

255鼓风机，

41第一控制阀，

42第二控制阀，

43第三控制阀，

44第四控制阀，

45第五控制阀，

46第六控制阀，

47第七控制阀，

48第八控制阀，

5三级过滤组件，

51气水分离器，

52精密过滤器，

53超精密过滤器，

6后置除尘过滤器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明提供的吸附式高效节能干燥装置的示意图；图2为本发明提供的吸附式高效节能干燥系统的示意图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供的一种吸附式高效节能干燥装置，包括进气口21和出气口22，进气口21与空压机1的出口连接；

吸附式高效节能干燥装置还包括第一桶槽23、第二桶槽24和再生组件25；

第一桶槽23的入口通过第一进气阀31与进气口21管路连接，第二桶槽24的入口通过第二进气阀32与进气口21管路连接；第一桶槽23的出口通过第一出气阀33与出气口22管路连接，第二桶槽24的出口通过第二出气阀34与出气口22管路连接；

再生组件25包括空气入口251、空气出口252、加热器253、冷却器254和鼓风机255，空气入口251与三通管件的第一端连接，三通管件的第二端管路依次连接鼓风机255、第一控制阀41、加热器253、第二控制阀42、和冷却器254，冷却器254与三通管件的第三端连接；

加热器253的加热出口通过第三控制阀43与第一桶槽23的出口管路连接，加热器253的加热出口通过第四控制阀44与第二桶槽24的出口管路连接；

鼓风机255的出风口一支路与第一控制阀41连接，另一支路通过第五控制阀45连接四通管件的第一管口，四通管件的第二管口通过第六控制阀46与第一桶槽23的入口管路连接，四通管件的第三管口通过第七控制阀47与第二桶槽24的入口管路连接，四通管件的第四管口通过第八控制阀48与空气出口252连接。

相对于现有技术，本发明提供的吸附式高效节能干燥装置工作过程包括吸附、加热再生、循环冷却、待机、吸附的循环工艺，第一桶桶槽和第二桶槽24通过吸附管路交替执行吸附干燥工艺，再通过再生组件25，完成鼓风加热再生，密闭循环冷却的过程，而实现第一桶槽23和第二桶槽24的循环使用。整个流程不消耗压缩空气，压缩空气品质高，降低了电耗，节能效果明显。

持续工作的吸附式干燥机的工作原理为动态吸附原理。这指的是需要干燥的压缩空气进入干燥剂层，然后空气中的水分被吸收。因为干燥剂的干燥能力有限，所以在达到饱和之前，将发生转变。随着干燥剂桶槽工作原理的转变，使用点就可源源不断的获得干燥的压缩空气。

吸附式高效节能干燥装置的工作过程包括：

吸附行程，吸附行程由桶槽底部向上运行。

具体的，空压机1排出之含饱和水气压缩空气经由安装于第一桶槽23底部的第一进气阀31，进入第一桶槽23，利用第一桶槽23内各式不锈钢空气分流器可以确保饱和水气的压缩空气可流经所有桶槽内吸附材料，同时其携带的水分子吸附于干燥剂。而达到所须露点的干燥压缩空气则由第一桶槽23上部，经由第一出气阀33导入系统。

再生行程，与吸附行程流向反向的加热再生行程是采用由桶槽顶部向下流向运行。

具体的，在压缩空气经第一桶槽23干燥的同时,水分达到饱和的第二桶槽24开始进行再生过程。在再生程序开始之前，第二桶槽24中的压力将慢慢下降，直至大气压力。本发明中的干燥装置使用大气空气进行再生处理。再生鼓风机255将大气送到后面的加热器253中，将空气加热至所要求的再生温度，风机吹出的空气温度的上升对加热器253的功率需求有积极的影响。

鼓风机255空气通过第一控制阀41和第六控制阀46进入第二桶槽24进行再生处理。所吸附的水分将蒸发然后随着气流从第四控制阀44和第八控制阀48被排入大气中。该再生过程通过反向气流进行，通过这种方式，水分以最快速度从设备进入空气。

在水分的蒸发作用下，被加热了的空气在流过第二桶槽24时将得到冷却，所有再生空气排出时的温度远远没有蒸发温度那么高（约为40–60°c）。随着再生过程进行，水分含量的降低，再生空气的温度将上升。一旦达到所要求的温度后，再生过程将停止。

冷却行程，冷却行程气流方向与吸附行程方向相同，从桶槽底部向上运行，冷却行程为闭循环。

为避免发生转换后温度和露点达到最高，干燥剂中储存的热量（再生后）将被冷却空气气流带走。冷却气流的方向与吸附过程一样，从下到上。通过使用这种方法可以防止干燥剂过载，提高干燥质量。本发明的干燥装置2的鼓风机255吸入的空气在闭合回路内流动，可确保冷却过程与环境条件无任何关联。

冷却行程开始，鼓风机255反向运行。此时鼓风机255吹入的空气在闭合的冷却系统回路内流动，热量被冷却器254的冷却水带走。

冷却程序完成后，第二桶槽24将缓缓增压。一旦压力与系统压力保持一致，将进入备用程序。

通过以上两桶槽交替吸附、再生、冷却的循环，实现源源不断的产品供给。

优选的，第一桶槽23和第二桶槽24内装置有盛装吸附剂的隔网，隔网将第一桶槽23和第二桶槽24的内部分割为内心和外环两部分，吸附剂包括第一粒径氧化铝和第二粒径氧化铝，第一粒径大于第二粒径，内心部分盛装第二粒径氧化铝，外环部分盛装第一粒径氧化铝。

通过优化吸附剂的分层装置设计，小粒径的吸附剂盛装在内心部分，使原本流速较快的中心部气流减速吸附，外环部分盛装较大粒径的吸附剂，原本流速较慢的外环气流加速吸附，该设计优化了气流的流动方向和速度，进一步提高了压缩空气的品质。

另外，吸附剂还包括分子筛，第一粒径氧化铝和第二粒径氧化铝盛装于第一桶槽23和第二桶槽24内部的靠近入口的下部；分子筛盛装在第一桶槽23和第二桶槽24内部的靠近出口的上部。进一步优化了吸附过程，以实现先经氧化铝吸附剂吸附，后经分子筛深度吸附的流程，进一步提高了产品品质。

为了进一步优化吸附剂再生的流程，在空气出口252设置抽气机，空气出口252与抽气机接口连接。抽气机的设置可加速再生气空气流动，缩短空气在同样长度的管路内流动时间，减少能量耗损，提高再生效率。

目前的吸干机由于桶槽的设计问题普遍存在沟流现象，即，系统中，由于气体不均匀的流动，流体打开了一条阻力很小的通道，形成沟，气体以极短的停留时间通过床层，影响吸附效果。在另一具体的实施方式中，第一桶槽23的入口和第二桶槽24的入口和出口均连接不锈钢空气分流器，分流器为圆环形状，圆环本体上均匀分布有多个气孔。圆环形状可将进入桶槽的入口气体均匀分流，是气流能匀均通过桶槽内的吸附剂，提高产品品质。

分流器还可以为花洒形状，花洒本体上均匀分布有多个气孔。优选的，花洒本体上均匀分布有多个气孔，每个气孔连接有次分流管，次分流管的管壁均布有不同方向的多个分流孔。进一步优化了气体的分流流向，从而使气体更加均匀充分的流过吸附剂，进一步提高吸附效率，提高产品品质。

需要说明的是，本发明中的所有阀门可采用球形阀、电磁阀、气动阀等，以实现对管路的开合为目的即可。

本发明中的冷却器254可采用循环水冷却方式。密闭冷却不会引入杂质，冷却效果好。

本发明中的加热器253可采用电加热或蒸汽加热等方式实现，尤其是，上述加热器253的换热板采用石墨烯板或石墨烯涂层板，能有效提高了换热效率，进而提高再生效率。

另外，本发明还提供了一种吸附式高效节能干燥系统，包括上述吸附式高效节能干燥装置和三级过滤组件5，空压机1的出口与三级过滤组件5的入口连接，三级过滤组件5的出口与进气口21连接。由于该系统采用了上述吸附式高效节能干燥装置，因此具有相同的有益效果，除此以外，三级过滤组件5的设置在干燥装置前，使压缩空气先经过过滤，过滤掉其中的大量水汽和杂质，减小后续干燥装置的吸附强度，增加了干燥装置的使用寿命，降低了运行成本，提高了系统的工作效率。

优选的，三级过滤组件5包括依次串联的气水分离器51、精密过滤器52和超精密过滤器53，空压机1的出口与气水分离器51的入口连接，超精密过滤器53的出口与进气口21连接。超净过滤器能进一步过滤掉的微小杂质和悬浮微粒，进一步减小后续干燥装置的吸附强度，增加了干燥装置的使用寿命，提高了系统的工作效率，提高了产品品质。

作为优选，干燥系统还包括后置除尘过滤器6，后置除尘过滤器6的入口与出气口22连接，该后置除尘过滤器6能过滤吸附后的气体中携带的粉体等杂质，提高产品纯净度。

以上对本发明所提供的一种吸附式高效节能干燥装置及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。