压缩机设备和用于供应压缩气体的方法与流程

本发明涉及一种压缩机设备。

背景技术：

已知一种压缩机设备，所述压缩机设备设置有压缩机装置、压缩气体出口管和连接到所述出口管的干燥器，该干燥器是使用干燥剂来干燥来自压缩机装置的压缩气体的类型的干燥器，其中干燥器设置有干燥部段和再生部段。

干燥部段设置有用于干燥被引导通过干燥部段的压缩气体的干燥剂，并且设置有连接到压缩机装置的所述出口管的入口以及也用作压缩机设备出口的出口，所述出口用于将压缩且干燥的气体供应到下游网络，压缩气体消耗装置能够连接到该下游网络。

当待干燥的压缩气体流动通过干燥部段中的干燥剂时，来自压缩气体的水分通过吸附或吸收而被吸收到干燥剂中。

在再生部段中，如已知的，已经用于干燥压缩气体并且由从待干燥的气体中提取的水分而饱和或部分饱和的干燥剂被再生。

再生部段中的干燥剂由此借助于经由所述再生部段的入口和出口被引导通过所述再生部段的再生气体而被再生。

对于无液体的压缩机装置，可以使用所谓的“压缩热”干燥器(hoc-干燥器)，其中再生气体从所述压缩机装置出口管直接分流出，例如在压缩机装置出口处。

分流出的再生气体具有足够高的温度，以便能够从待再生的干燥剂中吸收水分。

这种已知装置的缺点是再生气体具有高的绝对湿度，并且在再生之后干燥剂仍然包含一定量的水分，使得当其在随后的阶段用于干燥气体时，其具有更有限的吸收水分的能力，因此需要更快地再次再生。

此外，液体喷射压缩机装置本身不能将压缩热量用于再生，因为在压缩机装置出口处的温度此时将通常低得多，使得压缩气体将不能干燥待再生的干燥剂，或者不能充分干燥待再生的干燥剂。

液体喷射压缩机装置的另一个缺点是压缩机装置出口处的压缩气体含有一定量的液体，这会污染干燥剂。

避免干燥剂污染的解决方案是在压缩气体首先被冷却并引导通过液体分离器之后，将来自压缩机装置的全部压缩气体的流引导到干燥部段。

随后，再生气体可以在干燥部段出口处被分流，所述再生气体借助于热交换器被加热，例如使用在压缩机装置出口处的压缩气体的热量或通过使用喷射液体的热量。

在这种方法中出现的问题是，对于压缩机装置的操作和液体的寿命而言，在压缩机装置出口处的液体的温度必须保持尽可能低，优选地低于80℃，而为了能够适当地再生干燥剂，再生气体的温度优选地高于100℃，并且甚至更优选地高于120℃。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种解决上述和/或其它缺点中的一个或多个的方案。

为此，本发明涉及一种压缩机设备，所述压缩机设备设置有压缩机装置、连接到所述压缩机装置的压缩气体出口管、以及连接到所述出口管的干燥器，所述压缩机装置包括具有压缩气体出口的至少一个压缩机元件，所述干燥器是使用干燥剂来干燥来自压缩机装置的压缩气体的类型的干燥器，其中干燥器设置有干燥部段和再生部段，所述再生部段具有用于再生气体的入口和出口，其中再生管连接到再生部段的入口，并且其中在所述再生管中设置有第一热交换器，所述第一热交换器具有初级部段，再生气体能够被引导通过所述初级部段以用于加热再生气体，其特征在于，所述压缩机设备还设置有具有第一端部和第二端部的热管，所述第一端部与在压缩机装置中的温度高于压缩机元件的出口处的温度的位置处成热点形式的热源传热接触，所述第二端部与所述第一热交换器的次级部段传热接触。

这提供了以下优点，即通过在压缩机装置中使用所谓的热点，将存在足够的热量来充分加热再生气体，使得干燥剂的再生将比已知装置中的更好。通常，在这种热点中的温度达到120℃到170℃。

另一个优点是，借助于热管，热量从热点中移除，这将有助于增加压缩机装置的寿命和效率。

所述热点例如位于压缩机装置的驱动器中，例如位于构造成驱动所述至少一个压缩机元件的电动机的电线圈中。这样的热点也可以存在于压缩机装置的任何轴承中或附近。

根据本发明的压缩机设备的操作类似于设置有干燥器的已知压缩机设备，在该干燥器中，为了干燥压缩气体，所述压缩气体被引导通过干燥器的干燥部段。

所述干燥器可以以不同的方式实施，并且可以例如由一个壳体(干燥部段和再生部段都位于该壳体中)构成，或者可以包括两个或更多个容器，其中所述两个或更多个容器中的至少一个形成干燥部段，并且所述两个或更多个容器中的至少一个形成再生部段。

本发明还涉及一种用于供应来自压缩机装置的压缩气体的方法，所述压缩机装置具有至少一个压缩机元件，所述至少一个压缩机元件具有压缩气体出口，其中，压缩气体被引导通过干燥部段中的干燥剂以用于干燥所述压缩气体，并且其中，干燥剂随后借助于被引导通过再生部段的再生气体在再生部段中再生，其特征在于，所述方法包括在再生气体被引导通过所述再生部段之前使用来自所述压缩机装置中的热点的热量加热再生气体的步骤，在所述热点处温度高于所述压缩机元件的所述出口处的温度。

优选地，热管用于将热量从热点传输到再生气体。

这种方法的优点在于，可以针对再生气体达到足够高的温度，使得所有或实际上所有的水分可以在再生部段中从干燥剂中被解吸或提取。

另一个优点是从热点中移除热量，这将有助于增加压缩机装置的寿命和效率。

附图说明

为了更好地显示本发明的特征，下面参照附图通过示例而非限制性地描述根据本发明的压缩机设备的以及根据本发明的用于供应压缩气体的方法的一些优选变型，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的压缩机设备；

图2示出了图1的替代实施例；

图3和4示出了图2的变型。

具体实施方式

图1中示意性地示出的根据本发明的压缩机设备1包括压缩机装置2，在这种情况下，该压缩机装置具有由驱动器4驱动的一个压缩机元件3。

驱动器4例如是电动机，但也可以是另一种类型的驱动器，例如热力电动机、涡轮机叶轮等。

不排除压缩机装置2包括多于一个的压缩机元件3和/或多于一个的驱动器4。

在这种情况下，但不是必须的，压缩机装置2包括连接到压缩机元件3的出口6的出口管5。

后冷却器7包括在所述出口管5中，用于冷却压缩空气，然而这对于本发明不是必须的。在所述后冷却器7的下游，液体分离器能够包括在出口管5中。

如图1所示，压缩机装置2是喷油式压缩机装置2，由此油被喷射到压缩机元件3中。根据本发明，这不是严格必须的，因为本发明也可以应用于无油压缩机装置。

在所述后冷却器7的上游，在所述出口管5中包括油分离器8，所述油分离器具有压缩气体入口9a和出口9b以及用于分离的油的出口10。

在后冷却器7的下游，过滤器11也包括在出口管中。

压缩机设备1还包括干燥器12，所述干燥器设置有所谓的再生部段13a和干燥部段13b。

在再生部段13a和干燥部段13b中都已经加入了干燥剂14。

在所示的示例中，干燥器12设置有壳体15，干燥部段13b和再生部段13a位于所述壳体内。

包含干燥剂14的滚筒16安装在壳体中，所述滚筒16连接到驱动装置17，使得干燥剂14可以相继移动通过干燥部段13b和再生部段13a。

干燥部段13b中的干燥剂14将用于干燥被引导通过其的压缩气体，并且为此，在这种情况下干燥部段13b设置有连接到压缩机装置2的所述出口管5的入口18a，并且设置有用作用于供应压缩且干燥的气体的出口18b。

在这种情况下，来自所述压缩机元件3的全部的压缩气体的流被引导到干燥部段13b的入口18a。

根据本发明，再生部段13a设置有入口19a和出口19b以及连接到入口19a的再生管20，以引导再生气体通过再生部段13a，从而能够再生位于再生部段13a中的湿的干燥剂14。

第一热交换器21设置在所述再生管20中，用于通过初级部段22a加热再生气体被引导通过其的所述再生气体，其中压缩机设备1还设置有热管23，所述热管具有第一端部24a和第二端部24b，所述第一端部与在压缩机装置2中的温度高于压缩机元件3的出口6处的温度的位置处成热点25形式的热源传热接触，所述第二端部与第一热交换器21的次级部段22b传热接触。

热管23在此仅示意性地示出。

所述热点25可以位于驱动器4中，通常位于电动机的电线圈中或在压缩机装置2的轴承中。热点25处的温度将达到大约120℃到170℃。

在所示的示例中，再生管20经由分流管26连接到干燥部段13b的出口18b以用于在干燥部段13b的出口18b处分流再生气体。换句话说，干燥的压缩气体的一部分用作再生气体。

在这种情况下，再生部段13a的出口19b经由返回管27在靠近干燥部段13b的入口18a的点p处连接到压缩机装置2的出口管5。

冷却器28包括在所述返回管27中，用于在再生之后冷却再生气体。不排除在冷却器28之后在返回管27中包括另一个液体分离器以分离冷凝的液体。

在这种情况下，出口管5也经由文丘里管29与返回管27连接。

代替文丘里喷射器，也可以使用所谓的鼓风机或增压器以用于将用过的再生气体与待干燥的气体重新合并。

除了所述第一热交换器21之外，在这种情况下，装置1还设置有第二热交换器30，所述第二热交换器具有包括在再生管20中的初级部段31a和连接到出口10以用于油分离器8中的分离的油的次级部段31b。

从再生气体的流动方向观察时，第二热交换器30安装在第一热交换器21的上游。

实际上，分离的油的温度低于热点25的温度。在用第二热交换器30加热之后，将使用第一热交换器21将再生气体进一步加热到更高的温度。

在这种情况下，第一热交换器21的初级部段22a和第二热交换器30的初级部段31a组合以形成整体。

装置1的操作非常简单，如下所述。

压缩机元件3将以已知的方式压缩气体，例如空气。

在操作期间，油将被喷射到压缩机元件3中，用于压缩机元件的润滑、冷却和密封。

通常，在压缩机元件3的出口6处的气体和油的温度将为大约80℃。

压缩气体将沿着油分离器8经由出口管5通过，以用于将喷射的油与压缩气体分离。

气体随后通过后冷却器7，其中压缩气体将冷却到大约30℃，并通过过滤器11以滤出任何最后的杂质。

出口管5将所有冷却和净化的压缩气体引导到干燥器12的干燥部段13b的入口18a。

当气体通过干燥部段13b时，干燥剂14将从气体中吸收水分。换句话说，干燥剂14将变得湿。

当现在干燥的气体离开干燥部段13b时，所述干燥气体将例如被输送到压缩气体的消耗网络。

所述干燥气体的一部分将经由分流管26被引导到再生管20。

因此，这种所谓的再生气体将经由第二热交换器30，然后经由第一热交换器21通过，以加热再生气体。

经由第二热交换器30，将使用分离的油加热再生气体。

经由第一热交换器21，将使用热管23加热再生气体。热管23将由此在驱动器4中在热点25处提取热量。

两个上述热交换器21、30将再生气体从大约30℃加热到大约120℃。

气体经由再生管20被引导到再生区13a的入口19a，在那里气体流动通过再生区13a中的湿的干燥剂14。

再生气体将使干燥剂14再生，这意味着：从湿的干燥剂14中提取水分，或者换句话说干燥干燥剂14本身。

随后，干燥的干燥剂14将借助于滚筒16的驱动装置17移动到干燥部段13b，而同时湿的干燥剂14最终处于再生部段13a中。

在通过再生部段13a之后包含水分并且具有大约75℃的温度的再生气体将经由返回管27被输送到干燥部段13b的入口18a并且因此被干燥。因此，在所述再生气体通过文丘里管29与来自压缩机装置2的压缩气体重新合并之前，其将经由冷却器28通过并被冷却到大约30℃。

在上述和附图所示的示例中，热量经由第二热交换器30从油中提取并传递到再生气体。

作为所述第二热交换器30的补充或替代，出口管5中的所述后冷却器7也能够形成第三热交换器的次级部段，该第三热交换器的初级部段包括在再生管20中。

压缩气体的热量因此可以用于加热再生气体。

类似于第一热交换器和第二热交换器的所述初级部段，第一热交换器和第三热交换器的初级部段可以组合以形成整体。

图2示出了根据图1的变型，其中在这种情况下，干燥器12被不同地制成。

代替旋转或回转的滚筒16，干燥器12现在包括填充有干燥剂14的多个容器32。

在所示的实施例中，有两个容器32，但也可以是三个、四个或更多个容器，其中所述多个容器中的至少一个容器形成干燥部段13b，至少一个容器形成再生部段13a。

除了所述容器32之外，干燥器还包括阀系统33，所述阀系统将出口管5、再生管20以及在这种情况下还有返回管27和分流管26连接到所述容器32。

所述阀系统33包括两个分离的块34a、34b。

所述阀系统33是各种管和阀门的系统，其可以被调节，使得至少一个容器32总是再生，而其它容器32干燥压缩气体，其中在这种情况下通过调节阀系统33，容器32依次相继再生。

冷却器28、文丘里管29以及返回管27和分流管26的至少一部分集成在阀系统33中，但这对于本发明不是必须的。

对于其余部分，操作类似于上述图1中的装置1的操作。

图3示出了图2的变型，其中在这种情况下，再生气体不是从干燥的压缩气体中分流，而是来自外部源35。

再生气体不再经由返回管27被带到干燥部段13b的入口18a，而是将在干燥剂再生之后例如借助于排出阀36将被移除或排出。

图4示出了另一个实施例，其中在这种情况下，再生气体在干燥部段13b的出口18b处再次分流，如图2所示，但是其中再生后的再生气体例如借助于排出阀36被排出，如图3所示。

对于其余部分，图3和4的实施例与图2相同。

尽管在所有先前示出和描述的实施例中，总是仅有一个热管23，但不排除装置1设置有若干热管23，这些热管的第二端部24b与所述第一热交换器21的次级部段22b传热接触。此外，这些多个热管23可以以其第一端部24a与压缩机装置2中的各个位置处的热点25形式的各个热源传热接触。

可以清楚的是，图2到图4中的阀系统33的具体实施方式不是对本发明的限制，并且可以以许多不同的方式实现。

本发明决不限于作为示例描述并在附图中示出的实施例，而是在不脱离本发明的范围的情况下，可以以各种形式和尺寸实现根据本发明的压缩机设备以及根据本发明的用于供应压缩气体的方法。