用于从压缩气体去除水分的方法和装置的制造方法_3

文档序号:9353903阅读:来源:国知局
样的干燥剂必须通过净化循环完全干燥,因为过量的水分最终会损坏干燥部件。即使在本发明中所使用的方法可导致一些干燥剂从不会被完全净化,聚合物粘合剂的使用意味着干燥部件不会因为持续地接触水而损坏。
[0057]所述干燥部件包括沿所述容器延伸的多根管。
[0058]在一个优选实施例中,所述第二出口阀响应来自压缩机上的压力开关的信号而打开。
[0059]在另一个优选实施例中,所述第二出口阀包括被配置成响应压缩机在预定的期间后关闭和结束而打开的电磁阀。
【附图说明】
[0060]现将参考附图仅通过举例的方式且不在任何限制性的意义上描述本发明的优选实施例,其中:
[0061]图1是用于本发明的实施例中的干燥装置的剖视图;
[0062]图2是结合有图1的装置的压缩气体系统的示意图;
[0063]图3是示出了本发明的实施例的露点恢复的图表;
[0064]图4是包括用于本发明的另一个实施例中使用的干燥设备的压缩气体系统的示意图;
[0065]图5是包括于图4中的干燥设备的示意图;
[0066]图6是体现了示意性地示出于图5中的发明的设备的立体图;
[0067]图7是示出了可使用在图4-6中的设备获得的露点降的图表。
【具体实施方式】
[0068]参考图1-3,压缩气体输送系统10包括变压吸附(PSA)干燥器12。在所示实例中,PSA干燥器12是单塔干燥器,但是应当注意,本发明同样适用于双塔干燥器。PSA干燥器12包括容纳有干燥材料的容器14,该干燥材料使用聚合物粘合剂被成形为干燥部件。在当前所述的实施例中,干燥部件形成为排布成束的多根管16,这些管沿着容器14的长度延伸。管16的成形方式为将聚合物与干燥材料结合并以管的形式挤出。聚合物的一个实例是聚醚砜,但是其他的耐用性聚合物粘合剂也可被使用,并且最优选的粘合剂不吸收任何水分。所使用的干燥材料最为优选为沸石分子筛,但是具有快速动力学的其他的干燥材料也是可以接受的。所述管通常成形有2毫米的直径以及从中穿过的0.9毫米的孔。
[0069]压缩气体系统装置还包括用于控制穿过PSA干燥器12的压缩气体流的控制装置18。尤其是,控制装置18在以方向箭头20表示的干燥模式和以箭头22表示的净化模式之间改变压缩气体流。压缩气体流由容纳于PSA干燥器内的阀组控制并以本领域技术人员熟知的方式运行。
[0070]图2所示的压缩气体系统包括压缩气体源24和压缩气体存储器26。温度和压力的测量在整个系统中使用压力测量装置28、30、32和温度测量装置34、36、38、40来实施。在压缩气体源和压力测量装置之后,在42处标示出的一组过滤器除去油、微粒物质和水滴,减少PSA干燥器的污染物。质量流量计44和压力调节器46控制流向另一对压力和温度传感器30和34的压缩气体流。
[0071]压缩气体然后进入PSA干燥器12并沿着干燥管16流过。气体中所含的水分很快被吸附至与聚合物结合形成干燥管的沸石筛中。干燥的压缩气体然后穿过出口阀、流经温度传感器38到达压缩气体存储器26。在存储器内,压力和温度由传感器32和40测量,露点也被露点测量装置48测量。一旦所需的压力已达到,通往PSA干燥器的压缩气体流被切断,净化的气体从存储器26返回并以明显降低的压力朝方向22回流经过PSA干燥器12,然后流过出口阀50。这快速地将干燥剂再生至其脱水状态。因为干燥剂与非吸水性聚合物粘合剂的组合的快速动力学,从存储器26返回的气体不需具有如使用现有技术的标准珠粒式干燥剂时那么低的露点。在现有技术中,进入PSA干燥器和流出PSA干燥器的气体的露点之间的差异需要大于50°C,以使得净化气体能够在干燥重新开始前充分地干燥干燥剂颗粒。
[0072]因此,该设备可以利用露点降运行,该露点降是进入PSA干燥器的气体的露点和流出PSA干燥器的气体的露点之间的差异(低至5°C)。应当注意,低于此的任何露点降将具有非常有限的价值,因为如此小的露点的变化几乎没有用途。10°C的露点降可在提供给装置或患者的气体需要稍小于环境气体的医学方面中具有用途。20_30°C的露点降可使用于在合理受控的环境中运行的小型气体压缩机中。例如,这样的压缩机被用于操作牙医工具,并且只需要小露点降以确保当装置所处的室内温度发生变化时没有冷凝现象形成在装置中(例如当装置在整夜变凉时)。
[0073]30_40°C的露点降适用于铁路工业,在铁路工业中确保当铁路车辆停止使用且被整夜存放时任何温度下降均不足以在气体管路中导致冷凝水是很重要的。结果,30-40°C的露点降就够了。
[0074]图3示出了从入口温度增加至+57°C的超额任务起的露点恢复。PDP被允许下降至+30°C,在正常任务恢复后的一些循环后可获得至小于+5°C的完整恢复。对于40°C的入口温度,可获得30-40 0C的DPS。
[0075]本申请的装置还可用于许多其他的用途,而并不受限于上文说明。本发明可适用于需要小露点降(上至50°C)的任何情况,并且还可适用于需要提供具有符合在IS08573.1等级2-6中所述的标准的水分含量的气体的情形。
[0076]参照图4-6,用于从压缩气体去除水的设备60被设计成位于优选为无油压缩机62的压缩装置和压缩气体存储槽罐64之间。设备60包括限定出容积并容纳有干燥材料68的容器66。干燥材料使用聚合物粘合剂结合在一起并成形为多个部件70。这些干燥部件优选呈沿容器66长度延伸的管的形式,并且通常成形有2毫米的外径和穿过其中的0.9毫米的孔。虽然上述管是优选的,但是任何形状的干燥部件均可使用,包括任意地塞入容器66内的上述管的短段或成形为珠粒的干燥部件。该干燥剂可以是任何合适的干燥剂,但优选是沸石分子筛,虽然具有快速动力学的其他干燥材料可被使用。所述聚合物可以是任何合适的持久性聚合物,例如聚醚砜(PES)。
[0077]容器形成有一对端盖72和74。位于容器66的底部的第一端盖72具有入口 74以允许压缩气流进入容器。入口 73具有控制通过入口 73的气流的入口阀76。入口阀76可以是简单的开关阀,而不必是可控制进入容器的压缩气体流速的可变流量控制阀。入口阀76优选是单向阀。端盖72设置有挡板78,挡板78引导压缩气体流在其改变方向向上通过干燥部件70之前向下进入端盖。其有助于确保均匀的压缩气体流进入容器66的容纳干燥部件70的部分。挡板78还用于捕获水滴并引导其至端盖72的底部。
[0078]位于容器66的顶部的第二端盖74具有连接至槽罐64的第一出口 80。第一出口80具有优选为单向阀的阀82和与阀82并联的净化孔84,该净化孔84可以是固定的或可变的。
[0079]第二出口 86设置于第一端盖72并位于该端盖的底部。第二出口 86具有第二出口阀88。该第二出口阀控制从存储槽罐返回经过所述容器的净化气体流。第二出口阀具有定时器功能,该定时器功能控制阀保持打开的期间,并且这优选是可通过比如对开关或拨号盘的简单操作而被改变的可变定时器。第二出口阀88还优选是电磁阀并进一步优选响应来自在存储槽罐64上的压力开关90的信号而打开,该压力开关还控制压缩机62的操作。
[0080]现将描述设备60的操作。来自压缩机62的压缩气体流穿过入口阀78并进入入口 73。端盖72中的挡板78迫使压缩气体流向下,并且压缩气体中的任何水滴碰到挡板78并朝着端盖72的底部下流,水滴将从该底部与经过第二出口 86的任何净化气体一起排出。压缩气体流沿着干燥部件70向上流动,并且来自压缩气体的水被吸附至干燥材料内,从而干燥器气体进入端盖74并流出第一出口 80。干燥器的压缩气体流经阀82,其中有一小部分在进入存储槽罐64前流经净化口 84。
[0081]当足以填充槽罐64至预定的所需压力的气体已经过设备60,压力开关90以及槽罐64致使压缩机62关闭。同样的信号致使电磁阀88打开。阀88的所述打开允许来自槽罐64的压缩气体回流经过净化口 84返回至端盖74内并向下经过干燥部件70。因为第一出口阀82是单向阀,来自槽罐64的气体必须经过开口 84,开口 84限制气体流速,确保该净化气体流处于减小的且接近大气的压力,从而允许对被捕获在干燥部件70的干燥材料68中的水分的净化。
[0082]电磁阀88保持打开预定的期间,在该期间中发生所述净化。当
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