专利名称：冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及空气干燥设备领域，尤其是预冷、蒸发与气液分离一体式冷冻式压缩 空气干燥器。
背景技术：
空气干燥器用于干燥与净化压缩空气，使后续压缩空气使用设备获得洁净干燥的 气源，在工业生产中得到广泛的应用。冷冻式压缩空气干燥器是利用冷媒换热将潮湿的压 缩空气进行降温，过饱和的水份从空气中析出并分离，从而实现空气的干燥，一般包括预冷 器、蒸发器与气液分离器三个主要的部件。现有技术的预冷器200与蒸发器300 —般采用壳管式的换热器结构，如图1所示， 暖湿空气101从预冷器壳体203 —侧的暖湿空气入口 201通入多根平行设置的换热管204 内部，与壳体内腔的低温干燥空气104作热交换实现预冷，预冷后空气102集中在预冷后空 气腔207并且进入蒸发器300 ；低温干燥空气104从预冷器壳体203另一侧的冷空气入口 206通入内腔，在壳体内腔多块折流板205的作用下曲折前进，热交换之后从干燥空气出口 202排出为干燥空气105。进入蒸发器300的预冷后空气102继续在蒸发器壳体301内腔 绕过折流板302曲折前进，而此时换热管303内部通的是冷媒106，例如氟利昂等，对预冷后 空气102进行进一步冷却后形成低温空气103从低温空气出口 304输出至气液分离器400。现有技术的气液分离器400通常采用旋风分离式结构，如图2所示，在圆柱形的压 力容器的壳体403侧壁上部设置有切向的进气管401，顶部设置有出气口 402，底部设置有 排水口 405，冷却后带有液体颗粒的低温空气103从压力容器切向冲入，在容器内形成高速 旋转的气流，由于气体与液体的密度不同，因此较重的液体被分离下沉流出排水口 405，而 脱水后的气体盘旋下降后在底部锥底404的转向后沿中央上升，通过中央管道与出气口排 出低温干燥空气104，再进入预冷器200的冷空气入口 206，对暖湿空气101进行预冷。现有技术的冷冻式压缩空气干燥器三个主要的部件预冷器、蒸发器与气液分离器 各自独立，体积非常庞大，生产成本高，安装维护复杂。壳管式换热器结构的热交换效率低， 而且隔板与壳体之间的间隙容易导致气流短路，严重影响了热交换的效率。旋风式气液分 离器不易分离出气流中质量较小的雾珠，也降低了干燥的效率。
发明内容
本申请人针对上述现有冷冻式压缩空气干燥器的预冷器、蒸发器与气液分离器各 自独立，结构复杂，占地空间大、工作效率低等缺点，提供一种结构合理、空间紧凑的冷冻式 压缩空气干燥器的三机一体装置，从而降低生产制造成本，节约安装维护费用，同时有效提 高干燥的工作效率。本发明所采用的技术方案如下一种冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置，包括预冷器、蒸发器与气液分离器， 所述预冷器、蒸发器与气液分离器为一体式结构，预冷器上方设置有暖湿空气进口与扩散腔；预冷器与蒸发器采用整体的换热器，所述换热器上部为预冷部，下部为蒸发部；所述换 热器具有水平通道与竖直通道，所述竖直通道为暖湿空气通道，所述预冷部水平通道为低 温干燥空气通道，所述蒸发部水平通道为冷媒通道；气液分离器设置于蒸发器底部，由滤网 与导向挡板腔两部分组成，导向挡板腔设置有斜向挡流板将空气导向至侧部管路，侧部管 路连接所述预冷部水平通道入口，在所述预冷部水平通道出口设置有干燥空气出口。其进 一步特征在于所述换热器采用连续交错的梯形通道的金属板材堆叠，相邻层梯形通道相互垂直 并且用隔板间隔；所述换热器的金属板材采用铝制板材；所述滤网采用不锈钢滤网；所述冷冻式压缩空气干燥器底部设置有排水口。本发明采用预冷、蒸发与气液分离一体式结构，大大减小了设备体积，对于同样的 干燥空气容量，本发明的体积仅为现有技术各自独立结构体积的2/5，从而降低生产制造成 本，节约安装维护费用。预冷器与蒸发器采用整体的蜂巢式换热器，不仅显著提高了换热效 率，而且可以有效的防止气流短路，露点温度有效提高，功耗大大降低，JB/T10526-2005《一 般用冷冻式压缩空气干燥器》标准规定出口压力露点不大于3°C，本发明达到2. 1°C左右； 标准规定压力降不大于0. 035MPa，本发明仅为0. 0024MPa。气液分离器由滤网与导向挡板 腔两部分组成，综合采用拦截、惯性等多种手段，有效的拦截细小水珠与雾珠，除水率大于 98%。
图1为现有技术的预冷器与蒸发器主视图；图2为现有技术的气液分离器主视图；图3为本发明的主视图，局部剖视；图4为图3的俯视图；图5为本发明的蜂巢式换热器立体图；图6为图5的A部放大爆炸图。
具体实施例方式下面结合附图，说明本发明的具体实施方式
与工作原理。如图3、图4所示，本发明所述的冷冻式压缩空气干燥器采用预冷、蒸发与气液分 离一体式结构，干燥器壳体内部分隔为多个腔体，内部通过管路连接；在干燥器顶部设置有 暖湿空气进口 9与扩散腔1，暖湿空气101从进口 9进入，在扩散腔1内均勻扩散分布进入 扩散腔1下部的预冷腔2与蒸发腔3，在预冷腔2与蒸发腔3中设置有如图5所示的蜂巢式 换热器10，蜂巢式换热器10采用如图6所示的铝质板材15经过冲压加工为连续交错的类 似于梯形城墙垛口形状，在铝质板材15的上下两侧采用隔板13与梯形的顶边粘合，从而形 成了多路通道11 ；每一层的梯形通道相互垂直堆叠，从而形成如图5所示的互相间隔且垂 直的多路水平通道11与竖直通道12，水平通道11与竖直通道12内通入不同温度的物质 进行热交换。如图3所示，换热器10为整体结构，上部执行预冷功能，下部执行蒸发功能；
4预冷腔2内换热器10水平通道11内流通的是低温干燥空气104，竖直通道12内顶部进入 暖湿空气101，经过热交换后降温为预冷后空气102进入蒸发腔3内换热器10的竖直通道 12，蒸发腔3内换热器10水平通道11内流通的是冷媒106，将预冷后空气102进一步冷却 为低温空气103。在蒸发腔3底部设置有气液分离器，气液分离器由不锈钢滤网4与导向 挡板腔5两部分组成，低温空气103中过饱和的水份析出为微细水珠，在通过不锈钢滤网4 时大部分水珠被滤网拦截，凝结在滤网上并沉降至干燥器底部；极少量通过滤网4的雾珠 夹杂在低温空气103中，冲击在底部导向挡板腔5设置的斜向挡流板7上，空气在挡流板7 的导向下转向至右侧曲折流出，而雾珠由于质量大于气体，因此残留在挡流板7上并沉降 至干燥器底部，沉积在干燥器底部的水份通过排水口 6排出；低温干燥空气104被挡流板7 导向至侧部管路14上升并通过预冷腔2内换热器10的水平通道11，对竖直通道12内的暖 湿空气101进行预冷，最终形成干燥空气105通过干燥空气出口 8排出，进入后续压缩空气 使用设备。 以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利 要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改，例如蜂巢式换热器采 用铜制板材等其他导热性能较好的材料。
权利要求
一种冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置，包括预冷器、蒸发器与气液分离器，其特征在于所述预冷器、蒸发器与气液分离器为一体式结构，预冷器上方设置有暖湿空气进口与扩散腔；预冷器与蒸发器采用整体的换热器，所述换热器上部为预冷部，下部为蒸发部；所述换热器具有水平通道与竖直通道，所述竖直通道为暖湿空气通道，所述预冷部水平通道为低温干燥空气通道，所述蒸发部水平通道为冷媒通道；气液分离器设置于蒸发器底部，由滤网与导向挡板腔两部分组成，导向挡板腔设置有斜向挡流板将空气导向至侧部管路，侧部管路连接所述预冷部水平通道入口，在所述预冷部水平通道出口设置有干燥空气出口。
2.按照权利要求1所述的冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置，其特征在于所述 换热器采用连续交错的梯形通道的金属板材堆叠，相邻层梯形通道相互垂直并且用隔板间 隔。
3.按照权利要求2所述的冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置，其特征在于所述 换热器的金属板材采用铝制板材。
4.按照权利要求1所述的冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置，其特征在于所述 滤网采用不锈钢滤网。
5.按照权利要求1所述的冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置，其特征在于所述 冷冻式压缩空气干燥器底部设置有排水口。
全文摘要
本发明涉及一种冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置，包括预冷器、蒸发器与气液分离器，所述预冷器、蒸发器与气液分离器为一体式结构，预冷器上方设置有暖湿空气进口与扩散腔；预冷器与蒸发器采用整体的换热器，所述换热器上部为预冷部，下部为蒸发部；所述换热器具有水平通道与竖直通道，所述竖直通道为暖湿空气通道，所述预冷部水平通道为低温干燥空气通道，所述蒸发部水平通道为冷媒通道；气液分离器设置于蒸发器底部，由滤网与导向挡板腔两部分组成，侧部管路连接所述预冷部水平通道入口，在所述预冷部水平通道出口设置有干燥空气出口。本发明结构合理、空间紧凑，生产制造成本低，安装维护费用省，干燥效率高。
文档编号F28D9/02GK101972585SQ20101026630
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者杨福嘉 申请人:无锡优元工业机械有限公司