空压系统和空气压缩方法_3

文档序号:9724493阅读:来源:国知局
8]当通入空压系统的空气温度为0°C?28°C时,温度调节装置不调整空气温度。
[0049]上述是一种在空气压缩方法中优选的控制方法,需要说明的是,在上述方法中,涉及到两种温度控制,一种是对空气进行升高,另一种是对空气进行降温。
[0050]从前文已经可以得知,当空气温度较高时,空气中可以溶解的水蒸气含量较高,只要将空气的温度降低,就可以降低空气中水蒸气的饱和容积含湿量,也就是空气温度降低,空气中即使在饱和情况下也仅能溶解较温度高时更少的水蒸气。但是将温度控制过低时,首先是温度调节装置的能耗将增大,其次是空气的温度控制过低则会容易出现空气中水蒸气析出成固态冰晶对空压系统造成损害。
[0051]进一步优选的是:
[0052]当通入空压系统的空气温度为5°C以下时,温度调节装置将空气升高至5°C?10
°c;
[0053]当通入空压系统的空气温度为25°C以上时,温度调节装置将空气降低至20°C?25°C;
[0054]当通入空压系统的空气温度为5°C?25°C时,温度调节装置不调整空气温度。
[0055]这是发明人在经过实践试验后发现将通入空压系统的空气温度升高或者降低在上述温度区间范围内,既可以确保进入到空压系统中进行空气压缩的空气湿度在相对安全的范围内,又能确保上述空气压缩方法的能耗较低。
[0056]同时,在上述方法的基础上可以进行进一步的优化:
[0057]对通入空压系统中进行空气压缩的空气进行湿度检测,当该湿度检测元件检测到空气中容积含湿量为27.2g.m—3以上时,温度调节装置将空气降低至28°C以下;从而当检测到空气中湿度过高时,通过温度调节装置对进入到空压系统进行压缩的空气进行温度调整。需要说明的是,由于空气的湿度可以由多种表达方式进行表示,所以此处所述测量的容积含湿量为27.2g.m—3可以是通过测量空气湿度的其他表达方式进行换算而来。
[0058]同时将空气在通过温度控制元件后通过过滤组件,所述过滤组件对待过滤空气中粒径2 0.5μπι的粉尘去除率在99%以上。通过这样的控制方法,从而确保进入到空压机中的粉尘含量极低,能够有效地对空压系统中,特别是空压机中的元件进行保护,避免粉尘在空压系统中造成风道堵塞、叶片结构、轴承损坏以及润滑系统出现故障等。经发明人检测,上述空气压缩方法可以确保空压系统至少在持续一年的连续使用中无需拆卸清灰也不会出现系统工作不稳定和系统损坏的现象。这样,既能有效降低空气压缩的能耗,也能确保空气压缩过程中系统的稳定性。
[0059]并且,该温度调节装置采用表冷器,其中表冷器与外界连通且通有导热介质,其中导热介质流向与空气通过表冷器的流向为错流和/或逆流。
[0060]发明人还发现,采用表冷器作为上述的温度调节装置进行温度控制是一种能耗低、效果好的方法,在导热管或导热片中通入的循环水,并通过控制系统控制循环流速;这样的换热方式是一种成本较低的换热方式,如果需要改变换热效果一则可以通过改变循环水的温度,二则可以通过改变导热管或导热片中循环水的流速,三则可以是通过改变导热管或导热片盘绕制成的表冷器的面积、数量、管道横截面形状等。这些方式操作起来方便简单,具有较低的成本,同时也具有较强的可操作性。
[0061]综上所述可以看出,在上述空气压缩方法中,既是一种能量消耗较低,又是能使得对空气的压缩工作具有较好的综合压缩效果。
[0062]下面结合说明书附图以及【具体实施方式】对本发明中的空压系统和空压方法作进一步的阐述。
【附图说明】
[0063]图1为本发明中的空压系统。
[0064]图2为空压系统中的空滤器示意图。
[0065]图3为空滤器的俯视示意图。
[0066]图4为表冷器的局部放大图。
[0067]图5为过滤元件放大示意图。
[0068]图6为表冷器侧视局部剖视图。
[0069]在说明书附图中,各标号和结构的对应关系依次为:11为空压机,12为空压机中的冷却器,13为贮气罐,14为消声器,2为空滤器,21为外壳,211为原气腔,212为净气腔,213为进气结构,22为过滤组件,221为孔板,222为滤管,222a为膨体聚四氟乙烯过滤薄膜,222b为多孔高密度聚乙烯支撑体,223为环形密封带,231为表冷器。
【具体实施方式】
[0070]如图1所示的空压系统,包括有空压站,在空压站入气口连接有空滤器2,在空滤器2入气口连接有温度调节装置。其中空压站包括有空压机11、冷却器12、贮气罐13、消声器14。其中,在空压站中,在空压机11入气口连接有空滤器2,在空气进入到空压机11中进行压缩后,空气经过冷却器12的降低后排入贮气罐13,并且与空压机11相连的,还有与贮气罐13并联的消声器14,该消声器14用于空压站的废气排放。在本实施例中,所述空压机11选用离心式透平空压机11,离心式透平空压机11成本经济,且能够实现对空气的多级压缩,能耗较低,压缩性能好。
[0071 ] 如图2所示,在空压机11前端入气口连接有空滤器2,在本实施例中,该空滤器2包括有外壳21和过滤组件22。在外壳21上设有进气结构213和排气口,外壳21为筒形结构,并且该筒形结构内设有腔体结构,该腔体结构中设置有过滤组件22,该过滤组件22包括有滤管222,该滤管222为一端开口、另一端封闭,其中位于上述筒形结构内的腔体结构中设置有孔板221,在该孔板221上设置有若干通气孔。上述滤管222上开口端与孔板221上通气孔相配合,并且在滤管222与孔板221连接处设置有同时与孔板221进行接触的表面还设有同时包围住所有滤管222的环形密封带223,实现对孔板221与滤管222的整体密封。在空滤器2中,通过孔板221与设置在孔板221上的滤管222配合,空滤器2的外壳21内的腔体结构分为原气腔211和净气腔212。同时,在滤管222中,包括有多孔高密度聚乙烯支撑体222b,其中在多孔高密度聚乙烯支撑体222b迎风面上附着有膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a,所谓迎风面是指迎向过滤空气的一面,即膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a位于原气腔211。
[0072]本发明上述【具体实施方式】中使用的过滤材料,是将膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a通过热覆的方式紧密附着在多孔高密度聚乙烯支撑体222b上(该覆膜方式是现有技术),由于膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a与多孔高密度聚乙烯支撑体222b为相近的聚合物,故两者的结合性非常好。通过图5可以看出,在由多孔高密度聚乙烯支撑体222b以及紧密附着在多孔高密度聚乙烯支撑体222b表面的膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a所构成的过滤材料中,迎风面的膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的孔径远远小于背风面的多孔高密度聚乙烯支撑体222b,因此,多孔高密度聚乙烯支撑体222b仅起支撑作用,不参与过滤。所谓膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a是通过拉伸变形后在聚四氟乙烯材料上形成了纤维状封闭孔。其中,根据对聚四氟乙烯材料的拉伸量可以对膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的孔密度进行控制。本发明的【具体实施方式】要求膨体聚四氟乙稀过滤薄膜222a达到对待过滤气体中粒径2 0.Ιμπι的粉尘的去除率在99%以上的过滤精度。通过实际验证发现,在对待过滤气体中粒径2 0.Ιμπι的粉尘的去除率在99%以上的过滤精度下,空压机11在运行一年后未发现结垢现象。另外,从实际应用的角度出发,为了在保证较高过滤精度的前提下,用较小的过滤压力产生较大的过滤通量,本发明的【具体实施方式】还进一步的将膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的孔密度设定为5 X 108个/cm2至30 X 108个/cm2。通过将膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的孔密度设定在上述范围,可使膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的过滤效率达到比较理想的程度。试验发现,在多孔高密度聚乙烯支撑体222b的孔隙率同为30%的情况下,当膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的孔密度为15X108个/cm2,在过滤压差等于190Pa时,过滤通量为2m3/mVin。维持过滤通量不变的情况下,将膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的孔密度进一步提高,过滤压差则会降低。相反,维持过滤通量不变的情况下,将膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的孔密度降低,过滤压差则会升高。当孔密度降低至5 X108个/cm2时,过滤压差升高到500Pa左右,接近离心式透平空压机11所能力极限,在本实施例中,故将膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的孔密度限定为5X108个/cm2以上。根据目前膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的制作工艺,将膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的孔密度限定为30X 108个/cm2以下。并且,在本实施例中,最好将膨体聚四氟乙烯过滤薄膜222a的孔密度设定为10 X 108个/cm2至25 X 108个/cm2,同时,在本实施例中,将多孔高密度聚乙烯支撑体222b的孔隙率可以设定在25%至70%之间,最好在30%至60%之间。
[0073]此时,可以确保滤管222对待过滤空气中粒径20.5μπι的粉尘的去除率在99%以上,甚至可以达到对待过滤空气中粒径? 0.5μπι的粉尘的去除率在9
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