一种高效热回收组合干燥机的制作方法

本实用新型涉及一种干燥设备，具体涉及一种高效热回收组合干燥机。

背景技术：

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一般由空气压缩机、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设备中水冷凝器中经过换热后的温度较高水体一般直接排出系统，无法对这部分的热量直接进行系统内的回收，而且普通的冷冻干燥设备一般只是通过将压缩空气降低在露点以下的方式除去干燥空气内的水分，水分去除率低，同时由于排出系统中的干燥空气温度较低，很容易在输送管道上因为温度过低而出现结露现象，从而影响干燥压缩空气的使用。

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高效热回收组合干燥机。

为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种高效热回收组合干燥机，包括：冷冻干燥机构和吸附干燥机构，其中冷冻干燥机构包括冷媒压缩机、水冷凝器、过滤器、膨胀阀、蒸发器、预冷冷却器、气水分离器、气液分离器和排水器，所述冷媒压缩机的冷媒出口通过管道与水冷凝器的冷媒进口连接，水冷凝器的冷媒出口与过滤器的进液口通过管道连接，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，预冷冷却器的预冷压缩空气出口通过管道与蒸发器的壳程进气口连接，所述蒸发器的壳程出气口通过管道连接到气水分离器的进口，排水器安装在气水分离器的底部，气水分离器的排气口通过管道连接到预冷冷却器的低温干燥压缩空气进口；所述吸附干燥机构包括第一吸附罐、第二吸附罐、空气预热器、干燥压缩空气进气总管、第一进气分管、第二进气分管、第一出气分管、第二出气分管和出气总管，所述干燥压缩空气进气总管与冷冻干燥机构中预冷冷却器的中温干燥压缩空气出口连接，所述干燥压缩空气进气总管分别通过第一进气分管和第二进气分管与第一吸附罐和第二吸附罐连接，所述第一吸附罐和第二吸附罐之间并行设置，第一吸附罐和第二吸附罐内均填充有干燥剂，第一进气分管上安装有第一电磁阀，第二进气分管上安装有第三电磁阀，第一进气分管和第二进气分管之间通过进气分管连通管连接，所述进气分管连通管上安装有第二电磁阀和第四电磁阀，所述第二电磁阀和第四电磁阀之间安装有排出管，第一吸附罐和第二吸附罐的出气口分别通过第一出气分管和第二出气分管与出气总管连接，第一出气分管上安装有第一再生气体调节阀，第二出气分管上安装有第二再生气体调节阀，所述出气总管与空气预热器上的中温干燥压缩空气进口连接，中温干燥压缩空气进口与预热干燥压缩空气出口之间连通，空气预热器的预热水进口与水冷凝器上的冷却水出口通过管道连通。

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水冷凝器进行冷却降温，冷却水从冷却水进口进入水冷凝器并从冷却水出口流出，经过热交换后的冷却水温度升高后作为预热热源进入空气预热器，对经过最终除湿的干燥压缩气体进行预热，以回收系统中温度升高后的冷却水的部分热量，同时使得最终排出系统的干燥压缩气体温度升高，防止干燥后的压缩空气在后续的输送管道上因为温度过低而出现结露现象；通过水冷凝器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，在预冷冷却器中与经过气水分离器进行初步除湿的干燥空气进行热交换，经过预冷冷却器预冷后的压缩空气随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，使得压缩空气的温度降温至露点以下，冷却后的压缩空气在气水分离器内进行气液分离，得到初步干燥的压缩空气，冷凝水经由排水器自动排除，初步干燥后的压缩空气随后进入预冷冷却器内与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，同时可以对进一步降低新鲜压缩空气的温度，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的冷媒温度升高，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；经过冷冻干燥机构初步干燥处理后的水分含量很低的中温压缩空气从干燥压缩空气进气总管进入吸附干燥机构，当需要进行吸附干燥时，打开第一电磁阀、第一再生气体调节阀、第二再生气体调节阀和第四电磁阀，关闭第二电磁阀和第三电磁阀，低温干燥空气自下而上经过第一吸附罐进行干燥除湿，除湿率可以高达99.8％，然后经由第一出气分管和出气总管进入空气预热器内，在空气预热器内与水冷凝器中排出的高温冷却水进行热交换，使得干燥压缩空气的温度升高，防止干燥压缩空气在后续的输送管道上因为温度过低而结露，有效提高了系统的热回收的效率，同时约10％的经过第一吸附罐干燥后的压缩空气经过第一再生气体调节阀和第二再生气体调节阀减压后自上而下穿过第二吸附罐，对第二吸附罐内的干燥剂进行解析再生，以恢复干燥剂的干燥能力，再生气体通过第四电磁阀和排出管排放到大气中，干燥剂再生结束后，关闭第四电磁阀，第二吸附罐内的在线工作压力上升，然后准备切换，切换过程中，打开第三电磁阀，关闭第一电磁阀，然后打开第二电磁阀，第一吸附罐和第二吸附罐之间完成工作切换，第二吸附罐用于吸附，第一吸附罐用于再生，由于进入第一吸附罐或者第二吸附罐的经过冷冻干燥机构初步干燥后的压缩空气内的水分很低，因此每个吸附罐都可以独立运行很长时间，干燥剂不易饱和，无需经常切换。

优选的，安装在第二电磁阀和第四电磁阀之间的排出管上安装有消声器，以防止再生气体在减压排放时发出刺耳的尖鸣声。

优选的，所述第一出气分管和第二出气分管之间通过出气分管连通管连接，所述出气分管连通管上安装有球阀。

优选的，水冷凝器出液口与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，所述蒸发器、预冷冷却器和空气预热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高效热回收组合干燥机的有益效果在于：

1)本高效热回收组合干燥机充分回收了系统中绝大部分的热量，通过设置预冷冷却器充分回收了新鲜压缩空气中的部分热量，使得初步干燥后的压缩空气温度升高，并且通过设置空气预热器充分回收了水冷凝器中温度升高后的冷却水中的热量，使得最终排出系统的干燥压缩气体温度升高，防止干燥后的压缩空气在后续的输送管道上因为温度过低而出现结露现象，提高了系统的热回收效率；

2)本高效热回收组合干燥机采用冷冻干燥和吸附干燥的组合干燥，可以高效去除压缩空气内的水分，使得压缩空气的除湿率达99.8％；

3)本高效热回收组合干燥机采用冷冻干燥对高温高湿的新鲜压缩空气进行初步干燥后再进入第一吸附罐或者第二吸附罐，由于进入第一吸附罐或者第二吸附罐的压缩空气内的水分很低，吸附罐内的吸附剂不易饱和，因此每个吸附罐都可以独立运行很长时间，无需经常切换。

附图说明

图1为本实用新型的结构连接示意图。

图2为本实用新型中冷冻干燥结构部分示意图。

图3为本实用新型中吸附干燥结构部分示意图。

图中：1、冷媒压缩机；2、水冷凝器；3、过滤器；4、高低压开关；5、膨胀阀；6、蒸发器；61、壳程出气口；7、预冷冷却器；71、新鲜压缩空气进口；72、预冷压缩空气出口；73、低温干燥压缩空气进口；74、中温干燥压缩空气出口；75、挡板；8、气液分离器；9、气水分离器；91、排气口；10、排水器；11、第一吸附罐；12、第二吸附罐；13、空气预热器；131、预热干燥压缩空气出口；132、中温干燥压缩空气进口；133、预热水出口；134、预热水进口；14、第一电磁阀；15、第二电磁阀；16、第三电磁阀；17、第四电磁阀；18、消声器；19、球阀；20、第一再生气体调节阀；21、第二再生气体调节阀；22、干燥压缩空气进气总管；23、第一进气分管；24、第二进气分管；25、进气分管连通管；26、出气分管连通管；27、第一出气分管；28、第二出气分管；29、出气总管；211、冷媒进口；212、冷媒出口；213、冷却水进口；214、冷却水出口。

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：一种高效热回收组合干燥机。

参照图1和图2所示，一种高效热回收组合干燥机，包括：冷冻干燥机构和吸附干燥机构，其中冷冻干燥机构包括：冷媒压缩机1、水冷凝器2、过滤器3、膨胀阀5、蒸发器6、预冷冷却器7、气水分离器9、气液分离器8和排水器10，所述冷媒压缩机1的冷媒出口通过管道与水冷凝器2的冷媒进口211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；水冷凝器2的冷媒出口212与过滤器3的进液口通过管道连接，水冷凝器2的作用是对高温高压的液体冷媒进行冷却降温，冷却水从水冷凝器2上的冷却水进口213进入并从冷却水出口214流出，经过热交换后的冷却水温度升高，可作为预热热源进入后续吸附干燥机构的空气预热器13，对经过最终除湿的干燥压缩气体进行预热，以回收系统中温度升高后的冷却水的部分热量，同时使得最终排出系统的干燥压缩气体温度升高，防止干燥后的压缩空气在后续的输送管道上因为温度过低而出现结露现象；过滤器3的出液口通过管道连接到膨胀阀5的进口，过滤器3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5；膨胀阀5的出口通过管道与蒸发器6的管程进气口连接，膨胀阀5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6的管程出气口通过管道与气液分离器8的进口连接，气液分离器8的出口通过管道连接到冷媒压缩机1的进口，预冷冷却器7的预冷压缩空气出口72通过管道与蒸发器6的壳程进气口连接，所述蒸发器6的壳程出气口61通过管道连接到气水分离器9的进口，排水器10安装在气水分离器9的底部，气水分离器9的排气口91通过管道连接到预冷冷却器7的低温干燥压缩空气进口73；冷媒在蒸发器6内经过热交换后变成中温低压的气液混合状，然后经过气液分离器8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；在冷冻干燥机构中，湿热的压缩空气从预冷冷却器7的新鲜压缩空气进口71进入预冷冷却器7，在预冷冷却器7中与经过气水分离器9进行初步除湿的干燥空气进行热交换，经过预冷冷却器7预冷后的压缩空气随后经由预冷压缩空气出口72进入蒸发器6的壳程，然后在蒸发器6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，使得压缩空气的温度降温至露点以下，冷却后的压缩空气在气水分离器9内进行气液分离，得到初步干燥的压缩空气，冷凝水经由排水器10自动排除，初步干燥后的压缩空气随后进入预冷冷却器7内与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，得到中温干燥压缩空气，提高了热回收的效率，同时可以进一步降低新鲜压缩空气的温度，可以降低后续蒸发器6中冷媒的使用量，减少能耗，节约成本；

参照图1和图3所示，吸附干燥机构包括第一吸附罐11、第二吸附罐12、空气预热器13、干燥压缩空气进气总管22、第一进气分管23、第二进气分管24、第一出气分管27、第二出气分管28和出气总管29，其中冷冻干燥机构中的预冷冷却器7的中温干燥压缩空气出口74通过管道连接到干燥压缩空气进气总管22上，所述干燥压缩空气进气总管22分别通过第一进气分管23和第二进气分管24与第一吸附罐11和第二吸附罐12连接，所述第一吸附罐11和第二吸附罐12之间并行设置，第一吸附罐11和第二吸附罐12内均填充有分子筛干燥剂，第一进气分管23上安装有第一电磁阀14，第二进气分管24上安装有第三电磁阀16，第一进气分管23和第二进气分管24之间通过进气分管连通管25连接，所述进气分管连通管25上安装有第二电磁阀15和第四电磁阀17，所述第二电磁阀15和第四电磁阀17之间安装有消声器18，第一吸附罐11和第二吸附罐12的出气口分别通过第一出气分管27和第二出气分管28与出气总管29连接，第一出气分管27上安装有第一再生气体调节阀20，第二出气分管28上安装有第二再生气体调节阀21，所述出气总管29与空气预热器13上的中温干燥压缩空气进口132连接，中温干燥压缩空气进口132与预热干燥压缩空气出口131之间连通，空气预热器13的预热水进口134与水冷凝器2上的冷却水出口214通过管道连通；经过冷冻干燥机构初步干燥处理后的水分含量很低的中温压缩空气从干燥压缩空气进气总管进入吸附干燥机构，当需要进行吸附干燥时，打开第一电磁阀14、第一再生气体调节阀20、第二再生气体调节阀21和第四电磁阀17，关闭第二电磁阀15和第三电磁阀16，低温干燥空气自下而上经过第一吸附罐11进行干燥除湿，除湿率可以高达99.8％，然后经由第一出气分管27和出气总管29进入空气预热器13内，在空气预热器13内与预冷冷却器7中排出的高温水进行热交换，使得干燥压缩空气的温度升高，防止干燥压缩空气在后续的输送管道上因为温度过低而结露，有效提高了系统的热回收的效率；同时约10％的经过第一吸附罐11干燥后的压缩空气经过第一再生气体调节阀20和第二再生气体调节阀21减压后自上而下穿过第二吸附罐12，对第二吸附罐12内的干燥剂进行解析再生，以恢复干燥剂的干燥能力，再生气体通过第四电磁阀17和消声器18排放到大气中，干燥剂再生结束后，关闭第四电磁阀17，第二吸附罐12内的在线工作压力上升，然后准备切换，切换过程中，打开第三电磁阀16，关闭第一电磁阀14，然后打开第二电磁阀15，第一吸附罐11和第二吸附罐12之间完成工作切换，第二吸附罐12用于吸附，第一吸附罐11用于再生，由于进入第一吸附罐11或者第二吸附罐12的低温压缩空气内的水分很低，干燥剂不易饱和，因此每个吸附罐都可以独立运行很长时间，无需经常切换。

参照图3所示，安装在第二电磁阀15和第四电磁阀17之间的排出管上安装有消声器18，以防止再生气体在减压排放时发出刺耳的尖鸣声。

参照图1和图3所示，所述第一出气分管27和第二出气分管28之间通过出气分管连通管26连通，所述出气分管连通管26上安装有球阀19，当需要更换干燥剂时，可以关闭第一出气分管27和第二出气分管28上的第一再生气体调节阀20和第二再生气体调节阀21，然后打开球阀19使得第一吸附罐11和第二吸附罐12之间保持均压。

参照图1所示，水冷凝器2出液口与过滤器3进液口连接的管道与蒸发器6管程出气口与气液分离器8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4，一旦过滤器3发生堵塞时，高低压开关4自动打开，冷媒直接流入至气液分离器8，以保障过滤器3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和图2所示，所述蒸发器6、预冷冷却器7和空气预热器13的壳体内均安装有多个扰流挡板75，通过扰流挡板75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、水冷凝器、过滤器、高低压开关、膨胀阀、蒸发器、预冷却器、气水分离器、气液分离器、球阀、排水器、吸附罐、电磁阀、再生气体调节阀、空气预热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。