吸附干燥装置和吸附干燥方法

专利名称：吸附干燥装置和吸附干燥方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1所述的吸附干燥装置以及一种根据权利要求沈所述的吸附干燥方法。
背景技术：
为干燥气体可使用多种吸附方法。例如在此涉及到对压缩空气、氮气、天然气或由化学制造过程产生的气体进行除湿。除了其中使用两个或多个分离的、以交替方式经过干燥循环和再生循环的吸附容器的方法外，还存在利用旋转的吸附介质工作的方法，其中吸附介质被固定在一(转)筒件内并且连续地运动经过使吸附介质再生的区段(再生区段) 和将吸附介质用于干燥的区段(干燥区段)。在吸附介质的端侧上存在有腔室，通过所述腔室引导不同的气流穿过区段。所述各区段分别通过筒件的位于由相应腔室界定的区域中的部分形成，使得筒件的每一部分都循环地经过这些区段。该方法通常用于空调技术，另外也在压缩空气技术中已知。在这方面仅示例性地参见DE 1 751 041和DE 2 238 551。根据DE 1 751 041所述的方法将在下面借助图1来阐述，该方法还称为分流法。在此，干燥装置设计成能旋转的筒式吸附腔室11，其具有多个并行的吸附通道 101，其中吸附腔室11能利用腔室驱动装置12特别是连续地运动经过干燥区段102和再生区段103。在输入压缩机1的压缩机机体2 (最高级)中压缩的气体的一部分被直接引入干燥单元16，引导至再生输入腔室6，然后穿过吸附腔室11的再生区段103流到再生输出腔室7并在此接纳湿气。从再生区段103流出的气流在下游在再生冷却器13中被冷却，其中凝结的液体在分离器14中被分离出。主气流在输入压缩机1的后冷却器3中被冷却，其中湿气在冷凝分离器4中被分离出。主气流和从再生区段103流出的气流结合在一起并且被引至干燥输入腔室8中。 从再生区段103流出的气流和主气流的再次结合根据现有技术利用一喷射器15实现，通过该喷射器使再生气流被主气流吸入和压缩。因为由于后冷却器3和特别是由于喷射器15使主气流、进而使再次结合的气流的经历明显的压力损失，所以再生气流在进入吸附腔室11 或再生腔室6之前利用节流阀10被节流到使得在再生输入腔室6和干燥输出腔室9之间的差压为一至少较低的正值的程度。根据现有技术的方法被证明是不利的。由于在输入压缩机中进行压缩而使气体升温。而仅有很少的一部分热量能被用于再生，这是因为仅将所述的部分气流引导穿过再生区段。通常，特别是当由于所使用的热交换器(后冷却器3和再生冷却器1 的冷却剂的低压或高温而须在吸附腔室11中吸附较大量的湿气时，在干燥区段中的再生能力经常是不够的。这样便使吸附腔室11过载并且在吸附腔室11的出口处会出现高湿气浓度。总之， 根据现有技术的方法在面对不利条件时所提供的工作可靠性很低。
此外，喷射器15具有较低的能量效率。特别是当希望实现较多的再生气流时，需要主气流具有较高的压力损失以抽吸再生气流。输入压缩机1便必须提供相应提高的功率以确保所需的输出压力。根据现有技术，针对一个工作点来设计喷射器15并且该喷射器不再被调节。当偏离(预定的)工作压力和体积流量时便出现异常的、更不利的再生流体分量。特别是当待干燥气体的相对湿度为100%时，可能包含有未被分离的水滴。如果这种水滴撞击到吸附腔室11中的吸附材料上，便会出现突然的热形成和材料损坏。由此会相对限制吸附材料的使用寿命。由 WO 2005/070518 Al、DE 2 311 813 禾口 EP 1 283 741 Bl 已知如下的方法，其
中通过下述方式尽可能完全地利用相应的输入压缩机的压缩热量，使基本上所有来自输入压缩机1的气流都被引导经过相应的再生区段。在此问题是，作为潮湿的再生气流的一部分，泄漏气流从再生输入腔室6和再生输出腔室7进入干燥输出腔室9和/或干燥输入腔室8，它们在已知方法中具有较低的压力。在WO 2005/070518 Al中，这一点通过密封部 (“球状密封部”)来防止。在旋转期间，这种密封部承受高载荷，这一点导致迅速磨损、进而导致耗费。如果密封部(“球状密封部”)没有完全密封，则可能会出现泄漏气流。DE 2 311 813和EP 1 283 741 Bl采取另一种方式，并且试图通过下述方式防止对进入或离开干燥区段102的气流产生污染，即设置一中间腔室，其中由于抽吸存在更低的压力。最后提到的方法的实现比较复杂，其中在吸附腔室内的较高的差压对在吸附腔室的筒件表面上的密封和制成吸附腔室的材料的机械稳定性提出了非常高的要求。特别是在再生区域和中间腔室抽吸部之间的高差压引起了高泄漏气流的危险，这可能会严重影响该方法的效率。此外，在这方面可参考WO 00/74819 Al，该文献同样提出一种吸附干燥方法，其中仅将待干燥气体的分流输送给再生区段。因为与未分支的主气流相比再生气流在流过再生区段和冷却器后经历明显的压力损失，所以设置一鼓风机48以实现再生分流与主气流的再次结合。因此，根据现有技术，仅仅是因为由主流分支出分流、再使该分流单独地穿流过再生区段，所以才需要鼓风机48。总之可以将现有技术分成两组吸附干燥系统或方法。在第一组中，仅将分流用于再生，这一点出于上述原因降低了效率。在第二组中，将整个气流用于再生，然而这一点导致泄漏、进而导致所能实现的干燥度很低，或者导致较高的构造成本。

发明内容
因此本发明的目的是，提出一种吸附干燥装置以及尽可能有效工作的吸附干燥方法，其中同时实现了很高的可得干燥度和很低的构造成本。特别是希望利用旋转式吸附腔室的优点，同时实现较高的再生能力、进而实现较高的工作可靠性，而不具有由于在吸附干燥装置内的高差压引起的缺点。所述目的通过具有权利要求1的特征的吸附干燥装置以及通过根据权利要求沈所述的吸附干燥方法来实现。有利的扩展方案在从属权利要求中给出。所述目的特别是通过一种用于干燥——特别是经压缩的——气体的吸附干燥装置来实现，所述吸附干燥装置包括吸附腔室，所述吸附腔室具有多个包含吸附材料的吸附通道，其中，在吸附腔室的第一端部上设有第一输入导通结构和第一输出导通结构，在吸附
6腔室的第二端部上设有第二输入导通结构和第二输出导通结构；其中所述吸附腔室能相对所述输入导通结构和输出导通结构旋转，使得所述吸附通道能以在时间上交替的方式与第一输入导通结构和第二输出导通结构或者与所述第一输出导通结构和第二输入导通结构流体连接，从而确定出干燥区段和再生区段，其中在干燥区段中干燥气体，在再生区段中使吸附材料再生；其中，所述第一输入导通结构设计成，使得能够将待干燥气流作为整体气流输送给再生区段；其中，第二输出导通结构与第二输入导通结构连接从而形成一连接导通结构，在所述连接导通结构中设有一冷凝器；其中，在连接导通结构中设有一在所述冷凝器下游的增压装置用以提高从第二输出导通结构流向第二输入导通结构的气体的压力；其中，需要时能在吸附腔室的第一端部和/或第二端部上分支出一冷却流用以在冷却区段内对吸附腔室进行冷却；其中，顺序连接再生区段和干燥区段以用于串行的穿流，使得输入干燥区段的气流基本上完全相当于从再生区段输出的、可能还包括冷却区段输出气流的气流。还可以设有输入压缩机，用以在压缩状态下将待干燥气体输送给第一输入导通结构。术语“导通结构”、特别是输入导通结构、输出导通结构、连接导通结构应理解成起作用的相应输入装置、输出装置或连接装置。但术语“导通结构”也可以在物理界限方面狭义理解。“在时间上交替”应一般地理解为，吸附通道既能与第一输入导通结构和第二输出导通结构连接，又能与第一输出导通结构和第二输入导通结构连接。而一般不应理解成吸附通道不能与其它导通结构或气体输送部连接。在此，冷凝器应理解为由冷却器和冷凝分离器组成的功能单元(必要时是构造单元)，其中可凝结组分的至少一部分在冷却器中凝结出，然后在冷凝分离器中被分离出。“整体气流”应特别是理解为，至少95%、优选至少99%、更优选(基本上)100% 的气流分量。本发明的主要发明思想是，第一输入导通结构设计成，使得能够将待干燥气流作为整体气流输送给再生区段；其中，第二输出导通结构与第二输入导通结构连接从而形成一连接导通结构，在所述连接导通结构中设有一冷凝器；其中，在连接导通结构中设有一增压装置用以提高从第二输出导通结构流向第二输入导通结构的气体的压力；其中，需要时能在吸附腔室的第一端部或第二端部上分支出一冷却流用以在冷却区段内对吸附腔室进行冷却；其中，顺序连接再生区段和干燥区段以用于串行的压力流，使得输入干燥区段的气流基本上完全相当于从再生区段输出的、可能还包括冷却区段输出气流的气流。原则上，不将气流分成主气流和再生气流，因此不存在相关的缺点。此外设有增压装置，从而利用简单的措施来防止形成不希望的泄漏气流。特别是，在输入压缩机中进行压缩时产生的热量能被有效用于使吸附腔室中的吸附介质再生。如果输入压缩机是螺旋式压缩机和/或涡轮压缩机，则该方法特别有效。在所提出的吸附干燥装置中，通过增压装置在干燥区段和再生区段之间形成正的差压，以避免空气从再生部段转移到干燥部段中。因此，增压装置的目的在于补偿从再生输入腔室经由再生区段、冷凝器、干燥区段以及连接各腔室的相应连接导通结构到达干燥输出腔室的气体的压力损失，并附加地建立上述正的差压。例如可以考虑硅胶或者替代地考虑分子筛作为吸附材料。吸附腔室的旋转频率例如可以为每小时2转至20转。第二输入导通结构特别是指通入吸附腔室的、相应打开的入口截面。术语“连接导通结构”一般地理解为起作用的连接装置，但也可以狭义地理解。由于吸附腔室能旋转，所以与尽可能地将压缩热用于再生的、具有两个或多个分离的吸附容器的吸附装置相比，根据本发明的装置具有如下优点仅需要一个吸附容器，并且不需要具有多个阀和相应的控制装置的复杂管系/管布置结构(Verrohrimg)。本发明的另一优点是，通过增压装置使气流温度升高。由此降低气体的相对湿度， 从而使可能仍存在的水滴挥发。这样便能避免或降低对吸附材料的损害，从而实现特别是比分流法更长的使用寿命。术语“干燥”可以狭义地理解成，从空气流或气流中去除水。一般地，“干燥”应理解为从空气流或气流中去除可吸附的和/或可凝结的组分。可以使用吸附腔室或“干燥筒/筒式干燥器”，所述吸附腔室或“干燥筒” 一般地在空调技术中或在利用分流法的压缩空气干燥中是常见并已知的(例如参见US 4 391 667)。优选地，干燥筒例如包括由平滑薄板和波纹薄板制成的薄载体材料，该载体材料形成一包括特别是并行的通道的结构，在载体材料上固定有例如化学结合的吸附介质、例如硅胶。根据干燥筒的尺寸可围绕旋转轴线固定一板材(辐板)，该板材沿旋转轴线(筒件轴线)在径向上从内向外延伸。由此实现了干燥筒的较高的稳定性。在通过形成辐板而形成的部段中可以固定具有上述通道结构的单元。还可以顺序地设置两个或多个单元或单元列，从而能提供较较长的干燥筒或能改变干燥筒的长度，这样便提高了干燥效率。优选地，该通道设计成小于相应区域的边缘部，使得吸附通道不能同时与两个通过边缘部界定的区域同时连接。吸附腔室可以以能旋转的方式支承在吸附容器内，该吸附容器优选还至少部分地包括输入导通结构和输出导通结构。这种类型的输入导通结构和输出导通结构能简单地制造并且是牢固的。优选地，增压装置至少部分地设置在所述吸附容器内，特别是至少部分地设置在用于所述能旋转的吸附腔室的支承装置内。由此能省略其它的管系，这降低了构造成本。特别是，该增压装置可设置或固定在吸附容器的底部上。增压装置是机械式增压器、特别是压缩器和/或鼓风机和/或泵和/或侧向通道压缩器和/或涡轮压缩器、例如径向压缩器。侧向通道压缩器通常被用于具有环境抽吸压力的过程，以便实现较低的增压。但在本发明的情况下，令人吃惊地证明，侧向通道压缩器还可以有利地用于在吸附干燥装置中在高抽吸压力下实现所需的增压。在径向压缩器中，压缩器壳体(例如螺旋形壳体)在一般情况下同样仅被设计用于较低的过压( tberdrucke )。如果压缩器壳体优选被设计成抗压的且特别是压缩器壳体的出口与干燥输入腔室的入口相连接，则能以简单的方式内置径向压缩器，而不必复杂地与吸附干燥装置相匹配。连接导通结构可实现成，使得在吸附干燥装置工作时从第二输出导通结构流出的气流基本上等于流入第二输入导通结构的气流。这一点特别是意味着，从第二输出导通结构流出的气流的主要部分不被分离，也不设置用于为连接导通结构输送另一气流的导通结构。因此在这个意义上，连接导通结构不具有分支。这使得吸附装置的控制和构造很容易。优选地，设有输入压缩机用以在压缩状态下将待干燥气体输送给所述第一输入导通结构。例如输入压缩机可以是一单级或多级的干燥压缩式螺旋压缩机和/或涡轮压缩机。在压缩时产生的热量能特别简单地被用于再生吸附介质。优选地，输入压缩机包括压缩冷凝器，所述压缩冷凝器特别是具有后冷却器和冷凝分离器，其中更优选地，压缩冷凝器， 特别是后冷却器和/或冷凝分离器至少部分地形成设置在所述连接导通结构中的冷凝器。 由此能至少部分地省略吸附装置的部件，这一点能降低成本，特别是降低维护成本和安装成本。在一种具体实施方式
中，第一输入导通结构的、确定再生区段的、邻接吸附腔室的横截面兑小于第二输入导通结构的、确定干燥区段的、邻接吸附腔室的第二横截面( ，其中 Q2ZQ1之比在0. 3至3的范围内、优选大致相等。在具体实施方式
中，所述横截面％小于第二输出导通结构的邻接吸附腔室的第三横截面Q3，其中Q1Ai3的比例优选大于0. 9、即在0. 9至1. 0的范围内。替代地或附加地，所述横截面A可小于第一输出导通结构的邻接吸附腔室的第四横截面仏。从而在冷却区段内对所述吸附腔室进行冷却。由此能以特别简单的方式提高吸附装置的效率。优选地，将横截面A和A的尺寸确定成，使得跨冷却区段的压差比跨再生区段的压差高一较小的值(例如1毫巴至4毫巴)，在所述跨冷却区段的压差下使所需的冷却空气流穿流过冷却区段。如果与再生区段相比将冷却区段选择得过大，则冷却所需的冷却空气流在再生输入腔室中形成比在干燥输出腔室1中更高的压力，这会使得干燥结果变差或者导致由增压装置输送不必要的高输送量，从而由于这样增加的流经冷却区段的冷却空气流建立足够大的压差。因此，横截面Gl1Al3之比优选大于0. 90、特别是大于0. 95。在另一种具体实施方式
中，能在吸附腔室的第一端部或第二端部上分支出一冷却流，以在冷却区段内对吸附腔室进行冷却。由此能与待干燥气体的流动无关地控制冷却。这一点改善了在变化的体积流量下的工作可靠性。特别是如果设置一径向压缩器，则增压装置可包括一环式扩散器。这样便可以例如省去螺旋形外壳，其中能充分地利用，压缩空气在工艺条件的影响下经由较大的横截面流入干燥区段，因此不必在导通结构横截面中使在径向压缩器的压缩器叶轮周向上流出的空气(气体)汇合。优选地，环式扩散器至少部分地通过吸附容器、特别是通过支承装置形成。由此能节省用于形成环式扩散器的材料，这一点能降低成本。优选地，用于驱动增压装置的驱动轴至少在连接导通结构的导通结构段中延伸。 通常适合的是，如果设有用于驱动增压装置的驱动轴，则通过环式扩散器使作用到该轴上的径向力最小，这一点对驱动轴的支承和延伸具有积极作用。驱动轴经过连接导通结构的导通结构段在结构上特别简单。在一种具体实施方式
中，连接导通结构的导通结构段、特别是上述导通结构段具有至少一个气体输入口，该气体输入口在连接导通结构壁中形成。从而能特别简单地输送待干燥空气。优选地，用于驱动增压装置的驱动单元设置在压力腔室外，特别是设置在压缩器壳体外和/或在吸附容器外。由此实现了，相应的驱动轴能从压力腔室延伸到处于外部的驱动单元。此外这还使得润滑剂不能穿过增压装置进入压缩空气中，这尤其在干式运行的压缩机后进行干燥时是有利的。可以使用干式运行的压缩机，以避免污物、特别是碳氢化合物进入压缩空气中。优选地，压缩器叶轮的轴在一侧支承，特别是支承在压力腔室外，优选支承在压缩器壳体外和/或在吸附容器外。这使得支承结构的润滑剂不与待干燥气体直接接触，或一般地将驱动轴支承在压力腔室外。在可能的具体实施方式
中，为了密封轴而设有密封装置、优选节流隙密封结构和/ 或复式密封结构(迷宫式密封结构)和/或特别是干式密封唇结构和/或至少一个能扩展的密封结构和/或至少一个在轴的静止状态下形成密封的密封结构和/或气体润滑或液体润滑的滑环密封结构，其中更优选地，能从压力腔室外、特别是从压缩器壳体和/或吸附容器外接触到所述密封装置。特别是在能扩展的密封结构中可这样进行匹配，使得该密封结构仅在静止状态下与轴接触，这一点使得在吸附干燥装置的较长静止状态中的泄露损失最小。通常，由此能在吸附干燥装置的静止状态下实现附加密封。能从压缩器壳体外或吸附容器外接触到密封装置尤其意味着，能在不取下吸附腔室的情况下接触到或更换密封结构。可以设有在轴的静止状态下以接触方式密封的(附加)密封结构。这使得在轴的静止状态下的泄露损失最小。例如可设置一个或多个能扩展的密封结构(示例能膨胀的 0型密封圈)和/或如下的密封结构，该密封结构在静止状态下贴靠在密封面上并由于在轴转动时通过离心力引起的变型从密封面松开(示例密封唇结构)。密封装置优选如此安装在吸附干燥装置中，使得能在不打开整个吸附容器截面 (或其一部分)、拆卸各腔室(特别是再生输入腔室、再生腔室、干燥输入腔室和干燥输出腔室)、取出吸附腔室和/或筒件支承装置的情况下更换密封装置。此外，可将各轴划分成能从吸附容器外拆松连轴装置。替代地或附加地，可将压缩器叶轮与轴的连接设计成能从吸附容器外拆松。替代地或附加地，将容器底部设计成允许取出压缩器叶轮。另一种替代方案是，使用(插入)能从外部接触到的、具有分体式密封圈的密封部。在一种可能的实施方式中，用于驱动增压装置的驱动单元设置在压力腔室外，特别是设置在压缩器壳体外和/或吸附容器外。由此，使增压装置能在无泄露损失或泄露损失仅很小的情况下运行。在一种可能的实施方式中，设有电磁联接装置用以驱动增压装置。在此特别是实现了增压装置在无泄露损失或泄露损失仅很小的情况下运行。此外，无需使旋转的轴延伸到增压装置壳体或吸附容器中。在另一种替代方案中，增压装置的驱动轴和/或驱动叶轮以气体润滑和/或干式运行的方式支承。替代地或附加地，可设置用于支承的磁性支承装置和/或滚动支承装置， 其中例如能通过节流导通结构在支承区域中建立低压/负压(Unterdruck)。因此，能避免或至少降低对待干燥气体的污染。优选地，设有用于例如通过变频装置来控制增压装置的转速的控制装置。变频装置优选能通过来自输入压缩机的信号、例如关于输入压缩机的转速和/或关于在输入压缩机中和/或在吸附干燥装置中的压力的信号来驱控。这种类型的控制装置或测量装置提高了吸附干燥装置的效率。优选地，可使用压缩机控制装置中已存在和/或存储的参数。该控制装置优选设置成评估至少一个增压装置参数，特别是输入压缩机的转速和/或在输入压缩机中的压力和/或在吸附干燥装置中的压力，并相应地控制增压装置的转速。替代地或补充地，可借助为此设置的测量装置来确定增压装置参数。上述目的通过一种吸附干燥系统来独立地实现，该系统可具有前述类型的吸附干燥装置，但与前述类型的吸附干燥装置无关，其中设置一输入压缩机以压缩待干燥气体， 其中能将经压缩的待干燥气体作为整体气流从输入压缩机输送给第一输入导通结构。在此，所述输入压缩机优选包括一压缩冷凝器，所述压缩冷凝器特别是具有后冷却器和冷凝分离器，其中更优选地，所述压缩冷凝器、特别是后冷却器和/或冷凝分离器更优选至少部分地形成设置在连接导通结构中的冷凝器。该吸附干燥系统与上面详细描述的吸附干燥装置具有基本相同的优点。用于吸附干燥装置的控制装置可以在吸附干燥装置本身中实施。优选地，控制装置在输入压缩机控制装置中实施，该输入压缩机控制装置优选设置在输入压缩机中或其上。当然也可以使吸附干燥装置的控制装置部分或完全地设置在外部，例如与外部的中央控制装置共同作用。上述目的通过用于干燥特别是经压缩的气体的吸附干燥方法来实现，该方法具有下述步骤a)提供具有多个吸附通道的吸附腔室；b)使待干燥气体按照整体气流的原则穿过再生区段从吸附腔室的第一端部流到
第二端部；c)在穿过再生区段后提高气体的压力；d)使气体穿过干燥区段从吸附腔室的第二端部流到第一端部；和e)使吸附腔室旋转。一般地，步骤a)至e)不以确定的时间顺序发生。特别是可以连续地实施步骤e)。 步骤b)至d)的顺序可以与经历该方法的待干燥气流相关。吸附方法具有与上文详述的吸附干燥方法基本相同的优点。在步骤d)中输送给干燥区段的气体量可以相当于在步骤b)中从再生区段输出的气体量的105%至115%，优选约110%。优选在步骤b)和步骤d)之间，通过凝结分离从气体中分离出特别是通过冷却而凝结出的液体。在本方法的一种可能的设计方案中，在步骤d)后，使气体的一部分、优选5%至 20%、更优选7%至15%、特别是约10%穿过冷却区段从吸附腔室的第一端部流到第二端部。优选地，从再生区段流出的气流、可能还包括从冷却区段流出的气流相当于被输送给干燥区段的气流的至少90%、95%、或(基本上)全部。在本发明的一种具体实施方式
中，在步骤C)中用于提高压力的驱动单元以恒定的转速运行。可以针对最大给定的体积流量来设定转速，所述体积流量可由经压缩的压缩空气和例如冷却空气流的体积流量得出。这种方法尤其是控制特别简单。替代地，在步骤C)中，用于提高压力的驱动单元能以可变的转速运行。增压装置的转速取决于输入压缩机的抽吸体积流量、或更准确的取决于进入吸附干燥装置的空气质量流量、以及抽吸密度。在此，所述转速特别是能通过评估下述参数中的一个或多个来确定输入压缩机的抽吸体积流量(供给量)；输入压缩机的转速；射入增压装置的空气流(量)；增压装置的抽吸密度；增压装置的输入压力；增压装置的输入温度；输入压缩机的抽吸压力或环境压力；输入压缩机的抽吸温度；在干燥区段的第一端部与再生区段的第二端部之间的差压。因此能特别有效地实施所述方法。一般地，输入压缩机的转速和增压装置的输入压力对该增压装置的抽吸体积流量的影响最大。也可以代替所述参数，替代地测量与所述值紧密相关的其它值，例如用增压装置的输出压力代替输入压力。如果使在干燥输出腔室和再生输入腔室之间的差压保持一较小的正值(例如1毫巴至4毫巴)，则一方面使增压装置产生的增压足以使潮湿的待干燥空气不能泄露，另一方面使在可能设置的冷却空气区域上存在最小压差从而对吸附介质进行冷却。因此，可以仅将所述差压用作调节参数，并通过设定而使增压装置的转速保持为一恒定值。如果不存在非常低的环境湿度，则工作体积流量的变化通常还会使引入的湿气量随之变化。由此，吸附腔室的最优转速也改变，该最优转速可相应地匹配。吸附腔室的最优转速一方面取决于在确定增压装置的转速时以类似方式确定的工作体积流量，另一方面取决于在再生区段的第一端部或第二端部上的温度。可以考虑与上述参数相关的参数。优选地，仅当超出气体和/或所用的吸附干燥装置的构件的预先确定的温度阈值 (限值)时，才在步骤c)中开始旋转。如果例如输入压缩机没有向吸附腔室输入压缩空气， 则吸附腔室停止并且只有在重新开始输送时才再次启动。在吸附腔室或吸附干燥装置经历较长的静止状态后起动时，在该时刻位于再生区段中的吸附介质可能很是很凉的。此外，输入压缩机仍首先输送具有较低温度的气体。出于这个原因有利的是，在这种情况下吸附腔室的旋转仅在确保充分升温时才开始。这可以通过相应的温度传感器来监测。吸附腔室的旋转轴线优选可以竖直取向。待干燥气体可以从上方进入再生区段。 待干燥气体可以从下方进入干燥区段。一般地，所述条件也可以是正好相反的。可以考虑吸附腔室的旋转轴线的水平或其它取向。如果待干燥气体从下方进入再生区段，则优选地， 用于排出在冷却时在静止状态下形成的冷凝物的措施设置在上部区域中。其它实施方式由从属权利要求给出。


下面借助实施例描述本发明的其它特征和优点，借助附图详细阐述所述实施例。 其中示出了图1以示意图示出根据现有技术的吸附装置；图2以示意图示出根据本发明的吸附装置；图3示出吸附容器的示意12
图4以倾斜的视角示出根据一优选实施例的吸附装置；和图5以倾斜的视角示出根据另一优选实施例的吸附装置。
具体实施例方式在下面的说明中，相同的附图标记用于相同部件和作用相同的部件。根据图1的吸附干燥装置(现有技术)已在上文中得到说明。图2以示意图示出根据本发明的吸附干燥装置。吸附材料123位于一吸附腔室11 中，该吸附腔室11以可围绕一旋转轴线104旋转的方式支承在一吸附容器5内。吸附腔室 11具有多个特别是并行的吸附通道101，可以通过该吸附通道101引导待干燥气体。在输入压缩机1的压缩机机体2中压缩的待干燥气体可经由导通结构105被输送给再生输入腔室6，该再生输入腔室6至少部分地形成第一输入导通结构106。再生输入腔室6或第一输入导通结构106设置在吸附腔室11的第一端部111上。在此，由压缩机机体 2流出的整个气流都经由导通结构105被引导至再生输入腔室6。在工作中，气流从再生输入腔室6经由多个吸附通道101流到再生输出腔室7，同时在再生区段103内从吸附腔室11吸收湿气。再生输出腔室7至少部分地形成第二输出导通结构107。再生输出腔室7或第二输出导通结构107设置在吸附腔室11的第二端部 112 上。从再生区段103流出的气流可经由一导通结构113被输送给输入压缩机1的后冷却器3以及冷凝分离器4。在冷凝分离器4中，从气流中提取出湿气。从冷凝分离器4流出的气流经由一导通结构114被输送给一增压装置18，具体为鼓风机。在增压装置18中提高待干燥气流的压力。从增压装置18流出的、具有提高的压力的气流经由导通结构115被输入给干燥输入腔室8，该干燥输入腔室8至少部分地形成第二输入导通结构108。从干燥输入腔室8或第二输入导通结构108起，经由多个吸附通道101引导气流，所述多个吸附通道101在一给定的时刻位于干燥区段102内。在该给定时刻，在位于干燥区段102内的吸附通道101中吸附湿气、从而进一步干燥气流。通过设置在吸附腔室11的第一端部111上、至少部分地形成第一输出导通结构 109的干燥输出腔室9，可经由输出导通结构116将已干燥的气流输送给其目的地。通过腔室驱动装置12可使吸附腔室11转动。根据图2，从第一端部111观察，吸附腔室11沿逆时针方向(参见箭头117)转动。气体的流动方向通过箭头118示出。图3示出吸附容器5的示意图，其中在干燥区段102和再生区段103旁边形成冷却区段119。气流方向示意性地通过箭头118示出。根据图3的示意图与根据图2的筒式吸附腔室11的展开图相应。在图3中，吸附腔室11的转动相当于从左向右的运动。被加热的气流经由再生区段103从再生输入腔室6流到再生输出腔室7。再生输出腔室7的横截面A大于再生输入腔室6的横截面兑。冷却区段119在吸附腔室11的第一端部111上由干燥输出腔室9界定，而在第二端部112上由再生输出腔室7界定。在此，冷却区段119 的横截面积基本上由A减A或A减A的差来确定。因此，在干燥区段102中干燥的空气的一部分从干燥输出腔室9流到再生输出腔室7，并且在被加热的吸附材料运动至干燥区段102之前对其进行冷却。
根据图3的冷却区段119除冷却功能外还可以具有如下功能，即补偿在输入压缩机1和增压装置18的工作体积流量之间的差。如果例如从输入压缩机1输送到干燥单元 16中的体积流量减少，而增压装置18的功率保持不变，则可以通过使相应更多的压缩空气穿流过冷却区段119来对其进行补偿。为了调节增压装置18的转速以能够确保干燥，不需要精确确定从输入压缩机1输送到干燥单元16中的体积流量，这是因为对于来自输入压缩机1的给定体积流量通过增压装置18的较大转速范围来确保干燥。虽然该体积流量与多个参数相关，例如输入压缩机1的抽吸温度和抽吸压力、输入压缩机1的抽吸体积、增压装置18的抽吸温度和抽吸压力，但仍能较为简单地调节增压装置18的转速。图4以倾斜的视角示出根据一优选实施例的吸附干燥装置的剖视图。在这个实施例中，增压装置18包括一设置在吸附容器5或干燥输入腔室8内的侧向通道压缩器24。 可经由一切向的输出口 25特别是在没有其它管系的情况下可直接将被压缩的气流输送到干燥输入腔室8中。侧向通道压缩器M特别是能内置到用于吸附腔室11的支承装置23 中。在这方面，还可以使用针对大气压设计的压缩器壳体120。驱动单元22驱动驱动轴28和/或增压装置18。替代地，可以使用径向压缩器，其中能以相应抗压的方式构造在常规情况下仅针对较低过压设计的相应压缩器壳体(例如螺旋形外壳)，和/或能使压缩器壳体的出口与通入吸附容器的干燥输入腔室的入口相连接。图5以倾斜的视角示出根据另一优选实施例的吸附干燥装置的剖视图(局部剖开)。在这个实施例中，在吸附容器5中内置有一径向压缩器叶轮沈。不形成螺旋形外壳， 而是替代其形成环式扩散器121。环式扩散器121能至少部分地通过支承装置23或干燥输入腔室7 (例如根据图幻和/或通过设置适合的扩散装置/引导装置来形成。通过环式扩散器121使作用在驱动轴观上的径向力最小，这一点对驱动轴观的支承和输送具有积极作用。驱动轴观被引导穿过一抽吸导通结构122，待干燥气体通过至少一个输入口 27被侧向地输送到该抽吸导通结构122中。驱动单元22驱动驱动轴28和/或增压装置18。驱动轴28通过一轴密封结构四密封。驱动单元22能与驱动轴28和用于输入口 27的壳体125 —起通过法兰IM法兰连接到吸附容器5上。根据更一般的构思，包括相应轴密封结构四的驱动轴观在必要时可与驱动单元22 —起从吸附容器5拆下，或通过相应的固定装置来固定。由此，在不拆下吸附腔室11的情况下便能接触到、从而能更换和/或清洁轴密封结构四。由此简化了吸附干燥装置的维修。在此应指出，本发明要求保护所有的上述技术方案，无论是以单独的形式还是任意组合的形式，特别是在附图中示出的细节。基于此的修改是本领域技术人员所能显而易见的。附图标记列表Q1 横截面Q2 横截面Q3 横截面Q4 横截面1 输入压缩机
2压缩机机体
3后冷却器
4冷凝分离器
5吸附容器
6再生输入腔室
7再生输出腔室
8干燥输入腔室
9干燥输出腔室
10节流阀
11吸附腔室
12腔室驱动装置
13再生冷却器
14分离器
15喷射器
16干燥单元
18增压装置
22驱动单元
23支承装置
24侧向通道压缩器
25输出口
26径向压缩器叶轮
27输入口
28驱动轴
29轴密封结构
101通道
102干燥区段
103再生区段
104旋转轴线
105导通结构
106第一输入导通结
107第二输出导通结
108第二输入导通结
109第一输出导通结
111吸附腔室的第一
112吸附腔室的第二
113导通结构
114导通结构
115导通结构
116输出导通结构
117箭头118箭头119冷却区段120压缩器壳体121环式扩散器122抽吸导通结构123吸附材料124法兰125壳体。
权利要求
1.一种用于干燥——特别是经压缩的——气体的吸附干燥装置，所述吸附干燥装置包括吸附腔室(11)，所述吸附腔室具有多个包含吸附材料(123)的吸附通道(101)，其中，在所述吸附腔室(11)的第一端部(111)上设有第一输入导通结构(106)和第一输出导通结构(109)，在所述吸附腔室(11)的第二端部(112)上设有第二输入导通结构(108)和第二输出导通结构(107)，其中所述吸附腔室(11)能相对于所述输入导通结构(106，108)和输出导通结构(107，109)旋转，使得所述吸附通道能以在时间上交替的方式与所述第一输入导通结构(106)和第二输出导通结构(109)或者与所述第一输出导通结构(107)和第二输入导通结构(108)流体连接，从而确定出干燥区段(102)和再生区段 (103)，其中在所述干燥区段(10 中干燥气体，在所述再生区段(103)中使吸附材料(123) 再生，其中，所述第一输入导通结构(106)设计成，使得能够将待干燥气流作为整体气流输送给所述再生区段(103)，其中，所述第二输出导通结构(107)与所述第二输入导通结构(108)连接从而形成一连接导通结构，在所述连接导通结构中设有一冷凝器，其中，在所述连接导通结构中设有一增压装置(18)以提高从所述第二输出导通结构 (107)流向所述第二输入导通结构(108)的气体的压力，其中，需要时能在所述吸附腔室(11)的第一端部(111)或第二端部(112)上分支出一冷却流，以在冷却区段(119)内对所述吸附腔室(11)进行冷却，和其中，顺序连接所述再生区段(10 和所述干燥区段(10 以用于串行的压力流，使得输入所述干燥区段(102)的气流基本上完全相当于从所述再生区段(10 输出的、可能还包括来自所述冷却区段的气流的气流。
2.根据权利要求1所述的吸附干燥装置，其特征在于，所述吸附腔室(11)以能旋转的方式支承在一吸附容器(5)内，所述吸附容器优选还至少部分地包括所述输入导通结构 (106,108)和输出导通结构(107，109)。
3.根据权利要求2所述的吸附干燥装置，其特征在于，所述增压装置(18)至少部分地设置在所述吸附容器(5)内，特别是至少部分地设置在用于所述能旋转的吸附腔室(11)的支承装置03)内。
4.根据前述权利要求中任一项所述的吸附干燥装置，其特征在于，所述增压装置(18) 是机械式增压器、特别是压缩器和/或鼓风机和/或泵和/或侧向通道压缩器04)和/或涡轮压缩器、例如径向压缩器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的吸附干燥装置，其特征在于，设有输入压缩机 (1)用以在压缩状态下将待干燥气体输送给所述第一输入导通结构(106)，其中，所述输入压缩机(1)优选包括一压缩冷凝器，所述压缩冷凝器特别是具有后冷却器C3)和冷凝分离器G)，其中所述压缩冷凝器，特别是所述后冷却器C3)和/或冷凝分离器(4)优选至少部分地形成设置在所述连接导通结构中的所述冷凝器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的吸附干燥装置，其特征在于，所述第一输入导通结构的确定所述再生区段的横截面A小于所述第二输出导通结构(107)的、邻接所述吸附腔室(11)的第三横截面Q3，其中QZQ3的比例优选大于0. 9、即在0. 9至1. 0的范围内，和/或所述第二输入导通结构的确定所述干燥区段(10 的横截面仏小于所述第一输出导通结构(109)的、邻接所述吸附腔室(11)的第四横截面&，从而在冷却区段(119)内对所述吸附腔室(11)进行冷却。
7.根据前述权利要求中任一项、特别是根据权利要求4的可选方案所述的吸附干燥装置，其中优选设有一径向压缩器，其特征在于，所述增压装置(18)包括一环式扩散器 (121)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的吸附干燥装置，其特征在于，用于驱动所述增压装置(18)的驱动轴08)至少在所述连接导通结构的导通结构段中延伸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的吸附干燥装置，其特征在于，用于驱动所述增压装置(18)的驱动单元0 设置在压力腔室外，特别是设置在压缩器壳体(120)外和/或在吸附容器(5)外。
10.根据前述权利要求中任一项所述的吸附干燥装置，其特征在于，压缩器叶轮的轴在一侧被支承，特别是被支承在压力腔室外，优选被支承在压缩器壳体(120)外和/或在吸附容器(5)外。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的吸附干燥装置，其特征在于，设有密封装置、 优选节流隙密封结构和/或复式密封结构和/或特别是干式密封唇结构和/或至少一个能扩展的密封结构和/或至少一个在轴的静止状态下形成密封的密封结构和/或气体润滑或液体润滑的滑环密封结构，其中更优选地，能从压力腔室外、特别是从压缩器壳体(120)和 /或吸附容器( 外接触到所述密封装置。
12.根据前述权利要求中任一项所述的吸附干燥装置，其特征在于，设有用于——例如通过变频装置——控制所述增压装置(18)的转速的控制装置。
13.根据前述权利要求中任一项所述的、特别是根据权利要求12所述的吸附干燥装置，其特征在于，能通过来自所述输入压缩机的信号——例如通过所述输入压缩机的转速和/或通过所述输入压缩机内或所述吸附干燥装置内的压力——来控制用于控制所述增压装置(18)的转速的控制装置。
14.一种吸附干燥系统，所述吸附干燥系统包括根据前述权利要求中任一项所述的吸附干燥装置，其特征在于，所述吸附干燥装置包括一输入压缩机(1)用以压缩待干燥气体， 其中能将经压缩的待干燥气体作为整体气流从输入压缩机(1)输送给第一输入导通结构 (106)，其中所述输入压缩机(1)优选包括一压缩冷凝器，所述压缩冷凝器特别是具有后冷却器C3)和冷凝分离器G)，其中更优选地，所述压缩冷凝器、特别是后冷却器C3)和/或冷凝分离器(4)至少部分地形成设置在连接导通结构中的冷凝器。
15.一种用于干燥——特别是经压缩的——气体的吸附干燥方法，所述方法特别是使用根据权利要求1至13中任一项所述的吸附干燥装置或者根据权利要求14所述的吸附干燥系 统，其特征在于，a)提供具有多个吸附通道(101)的吸附腔室(11)；b)使待干燥气体按照整体气流的原则穿过再生区段(103)从所述吸附腔室(11)的第一端部(111)流到所述吸附腔室(11)的第二端部(112)；c)在穿过所述再生区段后提高所述气体的压力；d)使气体穿过干燥区段(10 从所述吸附腔室(11)的第二端部(11 流到所述第一端部(111)；和e)使所述吸附腔室(11)旋转。
16.根据权利要求15所述的吸附干燥方法，其特征在于，在步骤d)中输送给所述干燥区段(102)的气体量相当于在步骤b)中从再生区段(103)输出的气体量的105%至115%， 优选110%。
17.根据权利要求15或16所述的吸附干燥方法，其特征在于，在步骤b)和步骤d)之间，通过凝结分离从气体中分离出——特别是通过冷却而——从气体中凝结出的液体。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的吸附干燥方法，其特征在于，在步骤d) 后，使气体的一部分、优选5 %至20 %、更优选7 %至15 %、特别是约10 %穿过一冷却区段 (119)从所述吸附腔室(11)的第一端部流到第二端部。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的吸附干燥方法，其特征在于，在步骤c)中， 为提高压力而使驱动单元0 以可变转速运行，其中所述转速通过评估下述参数中的至少一个来确定所述输入压缩机的气体供给量；所述输入压缩机(1)的转速；进入增压装置(18)的输入压力；进入所述增压装置(18)的输入温度；所述输入压缩机(1)的抽吸压力或环境压力；所述输入压缩机(1)的抽吸温度；在所述干燥区段的第一端部与所述再生区段(10 的第二端部之间的差压。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的吸附干燥方法，其特征在于，仅当超出气体和/或所用的吸附干燥装置的构件的预先确定的温度阈值时，才在步骤c)中开始旋转。
全文摘要
本发明涉及一种用于干燥压缩气体的吸附干燥装置，包括具有多个含吸附材料的吸附通道的吸附腔室，在第一、二端部上分别设第一输入、输出导通结构和第二输入、输出导通结构。吸附腔室能相对输入、输出导通结构旋转，使吸附通道能以在时间上交替的方式与第一输入和第二输出导通结构或者与第一输出和第二输入导通结构连接，从而定出干燥区段和再生区段。第一输入导通结构能将待干燥气流全部输送给再生区段。第二输出导通结构与第二输入导通结构连接形成连接导通结构，其中设有冷凝器。在连接导通结构中设有增压装置以提高从第二输出导通结构流向第二输入导通结构的气体压力。顺序连接再生区段和干燥区段以用于串行的压力流，使得输入干燥区段的气流完全相当于从再生区段输出的气流。
文档编号B01D53/26GK102198364SQ20101057807
公开日2011年9月28日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者A·费雷登哈根, M·罗登伯格, M·费斯托埃, R·马丁 申请人:凯瑟压缩机有限公司