本发明涉及一种气体干燥装置，具体地说，是一种自清洗气体干燥装置及方法。
背景技术：
在一些测量场景下，如采用气相色谱测量污染源中有害气体的排放，需要使用干燥的空气。气体干燥处理装置广泛应用于大气污染物检测、工业废气实时监测等领域。现有对气体中气态水分子进行分离的装置，主要采用的手段是将高压的气体通过硅胶滤管或分子筛去除气态水分子，以获得干燥的气体。
然而，现有的气体干燥装置在使用过程中仍存在以下问题：
(1). 分子筛使用一定时间后，需要拆卸进行清洗，无法保证装置的连续工作；
(2). 气体的输出压力稳定性低。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种自动清洗、稳定性高、可维护性强的气体干燥装置，达到高效的气态水分子滤除效果。
本发明通过以下技术方案实现：
一种自清洗气体干燥装置，所述装置依连接顺序包括：进气气路、出气气路、第一电磁阀、过滤器、第二电磁阀、干燥气路、第一单向阀、清洗气路、第一气缸、第二单向阀、减压阀、第二气缸。
进一步地，所述进气气路主要用于待干燥气体进入装置。
进一步地，所述出气气路主要用于排空清洗过程中的废气。
进一步地，所述第一电磁阀为三通电磁阀，一侧与进气气路相连，另一侧与出气气路相连。
进一步地，所述过滤器中有且仅有一个分子筛，一侧与第一电磁阀相连，另一侧与第二电磁阀相连。
进一步地，所述第二电磁阀为三通电磁阀，一侧与干燥气路相连，另一侧与清洗气路相连。
进一步地，所述干燥气路主要用于干燥后的气体经第一单向阀流入第一气缸。
进一步地，所述清洗气路主要用于第一气缸中气体经第二电磁阀进入过滤器中。
进一步地，所述第一气缸为高压气缸，该高压气缸进气端与第一单向阀相连，出气端分别于第二电磁阀及第二单向阀相连。
进一步地，所述第二气缸为低压气缸，第二单向阀、减压阀与第二气缸依次相连。
本发明还提供一种气体干燥装置的自动清洗方法，所述清洗方法包括以下步骤：
(A1) 含有气态水分子的待干燥气体由进气气路通过第一电磁阀进入过滤器干燥；
(A2) 干燥后的气体经由第二电磁阀、干燥气路、第一单向阀进入第一气缸9中；
(A3) 第一气缸中的气体经第二单向阀和减压阀后，气体被减压，进入第二气缸中，最终向外部输出气压稳定的干燥气体；
(A4) 将第一电磁阀切至出气气路，第二电磁阀切换至清洗气路，第一气缸中的高压干燥气体迅速冲入过滤器中，带走过滤器中的水分，随后经第一电磁阀、出气气路排出，完成自清洗过程。
本发明所具有的有益效果为：
1.通过增设高、低压气缸，使输出的气体压力更加稳定。
2.通过增设高压气缸的清洗气路，减少了分子筛的数量，并实现了装置的自动清洗。
3.装置的清洗频率可控，可通过电控方式在空闲阶段提升清洗频率，保证装置中过滤设备的清洁性，并提升气体干燥效果。
附图说明
图1 是本发明气体干燥装置的一实施例的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明的具体实施方式，并通过实施例对本发明作进一步的具体描述。有必要在此指出，下面的实施方式只是用于更好地阐述本发明的工作原理及其实际应用，以便于其它领域的技术人员将本发明用于其领域的各种设施中，并根据各种特定用途的设想进行改进。尽管本发明已通过文字揭露其优选实施方案，但通过阅读这些技术文字说明可以领会其中的可优化性和可修改性，并在不偏离本发明的范围和精神上进行改进，但这样的改进应仍属于本发明权利要求的保护范围。
图1给出了为本发明提供的一较佳实施例。
本实施例包括依次相连的：进气气路1、出气气路2、第一电磁阀3、过滤器4、第二电磁阀5、干燥气路6、第一单向阀7、清洗气路8、第一气缸9、第二单向阀10、减压阀11、第二气缸12。
本发明的气体干燥过程：含有气态水分子的待干燥气体由进气气路1通过第一电磁阀3进入过滤器4中的分子筛，由于所选分子筛的孔径大于水分子直径，使水分子被分子筛吸收，达到气体干燥的效果。干燥后的气体经由第二电磁阀5、干燥气路6、第一单向阀7进入第一气缸9中，第一气缸9中存储的是高压的干燥气体。第一气缸9中的气体经第二单向阀10和减压阀11后，气体已被减压，进入第二气缸7中，最终向外部输出气压稳定的干燥气体。两级气缸的设置保证了气体在最终输出过程中的气压稳定性。
自清洗过程主要由第一电磁阀3、过滤器4、第二电磁阀5、清洗气路8、第一气缸9组合完成。本发明的装置在对气体进行干燥处理一段时间后，需要对过滤器进行清洗，保证后续气体干燥的效果，因此自清洗过程开始之前第一气缸9中已经存储有一定量的干燥气体，且第一气缸9中气压较高。自清洗的主要过程：将第一电磁阀3切至出气气路2，使过滤器与外界空气联通，1秒后，过滤器中气压下降至大气压水平，此时通过电信号控制第二电磁阀3切换至清洗气路8，由于第一气缸9中气压远大于过滤器4中气压值，巨大的气压差使第一气缸9中的高压干燥气体迅速冲入过滤器4中，并开始快速膨胀，膨胀过程中吸收了过滤器4中大量水分，随后经第一电磁阀3、出气气路2排出，即完成了一次自清洗过程。
在自清洗过程中，第一电磁阀3切至出气气路2，1秒钟后第二电磁阀5才切换至清洗气路8，这一时间差的主要作用是在这段时间中，过滤器4经出气气路2与大气联通，气压迅速达到大气压水平。这一时间差经大量实验验证，以1秒为最佳值，当时间差小于该值时，过滤器中气压不能完全降至大气压水平，当大于该值时，会造成一定的时间浪费，影响仪器整体的运行效率。
在自清洗过程中，第二电磁阀5切换至清洗气路8的持续时间应为2秒左右，造成高压冲击的效果，当持续时间过短时，冲入的气体量较少，无法有效地吸收过滤器中的水分，而当持续时间过长时，第一气缸9中的大量气体流出，造成气压明显降低，冲入过滤器中的气体速度减慢，也会影响清洗的效果。
在自清洗过程中，为了保证第一气缸9中高压气体冲入过滤器的速度，第一气缸9中压力值应维持在0.6-0.7Mpa，压力值过低时，较小的压差无法将第一气缸中干燥气体快速压入过滤器中，导致清洗效果不佳，而大于0.7Mpa时，对气路中的各个阀造成过载，容易造成阀件和过滤器损坏。
通过电信号控制第二电磁阀3切换至清洗气路，切换频率为0.5Hz，占空比为50%，该操作持续三个周期以上，即至少对过滤器进行三次以上清洗。
在自清洗过程中，第二单向阀10处于关闭状态，保证了第二气缸12中气压的稳定性。
由自清洗过程切换至干燥气体制备过程时，即第一电磁阀3和第二电磁阀5分别切至进气气路和干燥气路，第一单向阀7保证了第一气缸9中气体不会倒灌入过滤器4中。
自清洗过程结束后，转化至干燥过程时，第一电磁阀切换至进气气路，第二电磁阀切换至气缸干燥气路。这一切换过程应同时进行，保证在干燥过程中不发生漏气现象。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。