一种用于干燥压缩空气的风冷式干燥机的制作方法

本实用新型涉及一种干燥设备，具体涉及一种用于干燥压缩空气的风冷式干燥机。

背景技术：

压缩空气是重要的工艺气源及动力能源，广泛应用于石油化工、冶金、电力、机械、电子、食品、医药、国防等行业和部门。通常使用压缩机直接压缩得到的压缩空气中一般都含有百分之百的水蒸气，当空气冷却时这些蒸汽便会凝结，然后破坏压缩空气系统。现有的干燥压缩空气生产系统由空气压缩机、蒸发器及管道和阀件等组成，由空气压缩机生产的压缩空气含水量大、温度高，经压缩机自带的冷却器降温后，进入干燥器进行干燥处理后产生合格的干燥压缩空气供用户使用。但是现有的压缩空气干燥机普遍存在热回收效率较低、露点温度不够稳定、水分去除率低等不足。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种热回收效率高且水分去除率高的用于干燥压缩空气的风冷式干燥机。

为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种用于干燥压缩空气的风冷式干燥机，包括：冷媒压缩机、冷凝器、风机、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器、预冷冷却器、气水分离器、气液分离器、排水器和除湿器，冷媒压缩机的冷媒出口通过管道与冷凝器的进液口连接，风机正对冷凝器设置，冷凝器的出液口与干燥过滤器的进液口通过管道连接，干燥过滤器的出液口通过管道连接到膨胀阀的进口，膨胀阀的出口通过管道与蒸发器的管程进气口连接，蒸发器的管程出气口通过管道与气液分离器的进口连接，气液分离器的出口通过管道连接到冷媒压缩机的进口，所述预冷冷却器包括壳体，壳体上设置有新鲜压缩空气进口、预冷压缩空气出口，壳体的端边上设置有干燥压缩空气出口，热交换管安装在壳体内，所述预冷冷却器上的预冷压缩空气出口与蒸发器的壳程进气口通过管道连接，蒸发器的壳程出气口与气水分离器的进口通过管道连接，排水器安装在气水分离器的底部，气水分离器的排气口与除湿器的进气口连接，所述除湿器内并行间隔设置有第一吸附隔层、第二吸附隔层、第三吸附隔层和第四吸附隔层，所述第一吸附隔层内填充硅胶干燥剂，第二吸附隔层内填充无水氯化钙，第三吸附隔层内填充分子筛干燥剂，第四吸附隔层内填充活性炭，所述除湿器的出气口与预冷冷却器中热交换管的进气口连接，热交换管的出气口与干燥压缩空气出口连通。

在上述技术方案中，用于压缩空气冷却的冷媒首先经过冷媒压缩机压缩后呈高温高压的液体状态，高温高压的液体冷媒经过冷凝器进行冷却降温，通过风机将冷凝器内交换的热量及时带走，使得高温高压的液体冷媒冷却降温变成中温高压的液体冷媒，然后输送至干燥过滤器内进行杂质滤除后进入膨胀阀，通过膨胀阀使中温高压的液体冷媒通过其节流成为低温低压的气液混合状态，然后进入蒸发器的换热管内；于此同时，新鲜的压缩空气由预冷冷却器的新鲜压缩空气进口进入预冷冷却器，进行预冷后经由预冷压缩空气出口进入蒸发器的壳程，然后在蒸发器内与低温低压气液混合状的冷媒进行热交换，使得压缩空气温度急剧下降，冷却后的压缩空气在气水分离器内进行气液分离，得到充分干燥的压缩空气，冷凝水经由排水器自动排除，干燥后的压缩空气随后进入除湿器进行深度干燥，通过分别填充在第一吸附隔层内的硅胶干燥剂、填充在第二吸附隔层内的无水氯化钙、填充在第三吸附隔层内的分子筛干燥剂以及填充在第四吸附隔层内的活性炭可以对经过气水分离后的干燥空气进行深度除湿，使得压缩空气的除湿率达到99.2％，并且还可以净化压缩空气，去除部分可能对设备造成腐蚀的有害气体；经过深度干燥后的压缩空气随后进入预冷冷却器内再次与高温的新鲜压缩空气进行热交换，使得干燥后的压缩空气温度升高，提高了热回收的效率，同时可以对高温的新鲜压缩空气进行预冷，可以降低后续蒸发器中冷媒的使用量，减少能耗，节约成本；在蒸发器内经过热交换后冷媒温度升高，然后经过气液分离器进行气液分离后重新进入冷媒压缩机内压缩成高温高压的液体状态，实现冷媒的循环使用。

优选的，冷凝器出液口与干燥过滤器进液口连接的管道与蒸发器管程出气口与气液分离器进口连接的管道之间通过管道连通，并且该连通管道上安装有高低压开关，一旦干燥过滤器发生堵塞时，高低压开关自动打开，冷媒直接流入至气液分离器，以保障干燥过滤器发生堵塞后整个系统不会因为压力过高而发生安全事故。

优选的，排水器与气水分离器底部连接出安装有球阀，正常使用时，球阀打开，通过排水器自动对冷凝水进行排除，只有当需要更换排水器时，关闭球阀，方便对排水器进行更换。

优选的，所述预冷冷却器与蒸发器的壳体内均安装有多个扰流挡板，通过扰流挡板可以延长压缩空气的流动途径以及增强对压缩空气在壳程流动时的扰动，从而提高热交换效率。

本实用新型提供的一种用于干燥压缩空气的风冷式干燥机的有益效果在于：本用于干燥压缩空气的风冷式干燥机通过冷媒压缩机、冷凝器、风机、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器、预冷冷却器、气水分离器和除湿器之间的配合，有效实现了压缩空气的高效除湿以及冷媒的高效循环使用，通过设置预冷冷却器不仅可以实现对高温压缩空气的预冷却，降低高温压缩空气进入蒸发器内的温度，还可以降低后续蒸发器中冷媒的使用量，减少能耗，节约成本，并且使得干燥后的压缩空气温度升高，提高了热回收的效率。通过在气水分离器和预冷冷却器之间设置除湿器，不仅可以有效提高压缩空气的除湿率而且还可以去除部分可能对设备造成腐蚀的有害气体，经测试，本风冷式干燥机对压缩空气的除湿率可达99.2％，相比传统干燥机，冷媒使用量可以节约8.6％。

附图说明

图1为本实用新型的结构连接示意图。

图2为本实用新型中预冷冷却器的结构示意图。

图中：1、冷媒压缩机；2、冷凝器；3、风机；4、干燥过滤器；5、高低压开关；6、膨胀阀；7、蒸发器；8、预冷冷却器；9、气水分离器；10、气液分离器；11、球阀；12、排水器；13、除湿器；81、壳体；82、新鲜压缩空气进口；83、预冷压缩空气出口；84、干燥压缩空气出口；85、热交换管；86、挡板；131、第一吸附隔层；132、第二吸附隔层；133、第三吸附隔层；134、第四吸附隔层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

实施例：一种用于干燥压缩空气的风冷式干燥机。

参照图1和图2所示，一种用于干燥压缩空气的风冷式干燥机，包括：冷媒压缩机1、冷凝器2、风机3、干燥过滤器4、膨胀阀6、蒸发器7、预冷冷却器8、气水分离器9、气液分离器10和排水器12，其中冷媒压缩机1的冷媒出口通过管道与冷凝器2的进液口连接，冷媒压缩机1的作用是将冷媒压缩成高温高压的液体状态，并为冷媒的流动提供动力，整个系统无需额外的泵进行动力输送；风机3正对冷凝器2设置，冷凝器2的作用是对高温高压的液体冷媒进行冷却降温，并且通过风机3将交换的热量及时带走，以增强冷凝器2的冷却降温效率；冷凝器2的出液口与干燥过滤器4的进液口通过管道连接，干燥过滤器4的作用是滤除冷媒中可能存在的杂质，防止堵塞后面的膨胀阀6；干燥过滤器4的出液口通过管道连接到膨胀阀6的进口，膨胀阀6的出口通过管道与蒸发器7的管程进气口连接，膨胀阀6的作用是通过节流作用使中温高压的液体冷媒转变为低温低压的气液混合状态，使得冷媒的温度急剧下降；蒸发器7的管程出气口通过管道与气液分离器10的进口连接，气液分离器10的出口通过管道连接到冷媒压缩机1的进口，在蒸发器7内经过热交换后冷媒变成中温低压的气液混合状，然后经过气液分离器10进行气液分离后重新进入冷媒压缩机1内，从而实现冷媒的循环使用；预冷冷却器8包括壳体81，壳体81上设置有新鲜压缩空气进口82和预冷压缩空气出口83，壳体81的端边上设置有干燥压缩空气出口84，热交换管85安装在壳体81内，所述预冷冷却器8上的预冷压缩空气出口83与蒸发器7的壳程进气口通过管道连接，蒸发器7的壳程出气口与气水分离器9的进口通过管道连接，排水器12安装在气水分离器9的底部，气水分离器9的排气口与除湿器13的进气口连接，所述除湿器13内并行间隔设置有第一吸附隔层131、第二吸附隔层132、第三吸附隔层133和第四吸附隔层134，所述第一吸附隔层131内填充硅胶干燥剂，第二吸附隔层132内填充无水氯化钙，第三吸附隔层133内填充分子筛干燥剂，第四吸附隔层134内填充活性炭，所述除湿器13的出气口与预冷冷却器8中热交换管85的进气口连接，热交换管85的出气口与干燥压缩空气出口84连通，当新鲜的压缩空气由预冷冷却器8的新鲜压缩空气进口82进入预冷冷却器8的壳程，进行预冷后经由预冷压缩空气出口83进入蒸发器7的壳程，然后在蒸发器7内与低温低压气液混合状的冷媒进行热交换，使得压缩空气温度急剧下降到露点一下，冷却后的压缩空气在气水分离器9内进行气液分离，得到充分干燥的压缩空气，冷凝水经由排水器12自动排除，干燥后的压缩空气随后进入除湿器13内进行深度干燥，在压缩空气依次穿过第一吸附隔层131、第二吸附隔层132、第三吸附隔层133和第四吸附隔层134的过程中，通过分别填充在第一吸附隔层131内的硅胶干燥剂、填充在第二吸附隔层132内的无水氯化钙、填充在第三吸附隔层133内的分子筛干燥剂以及填充在第四吸附隔层134内的活性炭可以对经过气水分离后的干燥压缩空气进行深度除湿，使得压缩空气的除湿率达到99.2％，并且还可以净化压缩空气，去除部分可能对设备造成腐蚀的有害气体；经过深度干燥后的压缩空气随后进入预冷冷却器8内的热交换管85并与壳程内的高温新鲜压缩空气进行热交换，使得干燥后的压缩空气温度升高，提高了热回收的效率，以符合生产的实际需要，同时可以对高温的新鲜压缩空气进行预冷，可以降低后续蒸发器7中冷媒的使用量，减少能耗，节约成本，经测试，本风冷式干燥机对压缩空气的除湿率可达99.2％，相比传统干燥机，冷媒使用量可以节约8.6％。

本实施例中，冷媒的流程为：冷媒首先经过冷媒压缩机1压缩后呈高温高压的液体状态，高温高压的液体冷媒经过冷凝器2进行冷却降温，使得高温高压的液体冷媒冷却降温变成中温高压的液体冷媒，然后输送至干燥过滤器4内进行杂质滤除后进入膨胀阀6，通过膨胀阀6的节流作用使中温高压的液体冷媒变成低温低压的气液混合状态，此时冷媒的温度急剧下降，然后进入蒸发器7的换热管内与压缩空气进行换热，在蒸发器7内经过热交换后冷媒温度升高变成中温低压的气液混合状态，然后经过气液分离器10进行气液分离后重新进入冷媒压缩机1内压缩成高温高压的液体状态，实现冷媒的循环使用；

压缩空气的流程为：新鲜的压缩空气经由新鲜压缩空气进口82进入预冷冷却器8的壳程，并与热交换管85内的低温干燥压缩空气进行热交换，经过预冷后的压缩空气经由预冷压缩空气出口83进入蒸发器7的壳程，然后在蒸发器7内与低温低压气液混合状的冷媒进行热交换，使得压缩空气温度急剧下降，冷却后的压缩空气在气水分离器9内进行气液分离，得到充分干燥的压缩空气，干燥后的压缩空气随后进入除湿器13，在压缩空气依次穿过除湿器13内的第一吸附隔层131、第二吸附隔层132、第三吸附隔层133和第四吸附隔层134的过程中实现深度干燥，然后进入预冷冷却器8内的热交换管85与高温的新鲜压缩空气进行热交换，使得干燥后的压缩空气温度升高，最后经由干燥压缩空气出口84排出；

参照图1所示，冷凝器2出液口与干燥过滤器4进液口连接的管道与蒸发器7管程出气口与气液分离器10进口连接的管道之间通过管道连通，并且该连通管道上安装有高低压开关5，一旦干燥过滤器4发生堵塞时，高低压开关5自动打开，冷媒直接流入至气液分离器10，以保障干燥过滤器4发生堵塞后整个系统不会因为压力过高而发生安全事故。

参照图1所示，排水器12与气水分离器9底部连接出安装有球阀11，正常使用时，球阀11打开，通过排水器12自动对气水分离器9中的冷凝水进行排除，只有当需要更换排水器12时，关闭球阀11，以方便对排水器12进行更换。

参照图1和图2所示，所述预冷冷却器8与蒸发器7的壳体内均安装有多个扰流挡板86，通过扰流挡板86可以延长压缩空气的流动途径以及增强对压缩空气在壳程流动时的扰动，从而提高热交换效率。

本实用新型使用到的冷媒压缩机、冷凝器、风机、干燥过滤器、高低压开关、膨胀阀、蒸发器、气水分离器、气液分离器、球阀和排水器等标准件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，气路、电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。