冷干机的制作方法

1.本实用新型涉及空气压缩技术领域，尤其涉及一种冷干机。


背景技术：

2.空气压缩机（简称空压机）归属通用设备类，是气动系统的核心设备，其用途极广，在钢铁、电力、冶金、造船、纺织、电子、化工、石油、矿山、机械制造、食品医药、铸造喷涂、汽车工业、航空航天等行业，都是必不可少的关键设备。
3.由于空气中存在各种各样的杂质，包括水蒸气和固体的尘埃颗粒，空气经过压缩机压缩后，含有大量的水分和灰尘，灰尘可以通过过滤器进行过滤，但是含有水分的空气，如果直接用于设备、仪表、仪器等, 将对各设备、仪表、仪器产生相当大的损害，使用寿命也将大大缩短，所以在空压机后端通常设置干燥机。
4.冷冻干燥机采用制冷原理，将压缩空气冷却到需要的露点温度，使其中的气态水凝聚成液态水，然后通过气水分离器将液态水分离并排出，最终获得低含湿量的压缩空气，但同时压缩空气的温度也会降到很低，相对湿度接近100%，压缩空气的输送管道外部容易出现结露情况。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地的解决方案。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种冷干机，以克服现有技术中存在的不足。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种冷干机，其包括：制冷系统和空气系统；
7.所述空气系统包括：管壳式热管换热器、气水分离器、除油过滤器以及除尘过滤器；
8.所述管壳式热管换热器具有蒸发段和冷凝段；所述管壳式热管换热器的蒸发段与所述制冷系统的入口相连接；所述制冷系统出口依次经所述气水分离器、除油过滤器以及除尘过滤器与所述管壳式热管换热器的冷凝段相连接，形成一闭合回路。
9.作为本实用新型冷干机的改进，所述管壳式热管换热器包括：换热器壳体、中间隔板以及若干根热管；
10.所述中间隔板设置于所述换热器壳体中，所述换热器壳体内部空间由所述中间隔板分隔为第一换热空间和第二换热空间；
11.所述若干根热管平行设置，并自所述第一换热空间贯穿所述中间隔板而延伸至第二换热空间中；
12.所述第一换热空间对应蒸发段，所述第二换热空间对应冷凝段。
13.作为本实用新型冷干机的改进，所述第一换热空间对应的换热器壳体上设置有与内部相连通的热流体进口和热流体出口，所述第二换热空间对应的换热器壳体上设置有与内部相连通的冷流体进口和冷流体出口。
14.作为本实用新型冷干机的改进，所述热管贯穿所述中间隔板的位置采用胀管，或
者所述热管与所述中间隔板之间通过焊接方式相连接。
15.作为本实用新型冷干机的改进，所述第一换热空间中设置有若干导流板，若干导流板按照热流体流动方向交错设置，所述热流体进口设置于热流体流动方向上首端导流板的上游侧，所述热流体出口设置于热流体流动方向上尾端导流板的下游侧。
16.作为本实用新型冷干机的改进，所述第二换热空间中设置有若干导流板，若干导流板按照冷流体流动方向交错设置，所述冷流体进口设置于冷流体流动方向上首端导流板的上游侧，所述冷流体出口设置于冷流体流动方向上尾端导流板的下游侧。
17.作为本实用新型冷干机的改进，所述制冷系统包括：制冷压缩机、制冷冷凝器、热力膨胀阀以及制冷蒸发器；
18.所述制冷蒸发器、制冷压缩机、制冷冷凝器、热力膨胀阀依次连接形成一制冷回路，所述管壳式热管换热器的蒸发段经所述制冷蒸发器与所述气水分离器相连接。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种冷干机，其通过热回收技术，提升冷冻干燥后的压缩空气温度，从而有效解决输送管道外部出现结露的问题。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型冷干机一实施例的结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
23.如图1所示，本实用新型一实施例提供一种冷干机，其包括：制冷系统200和空气系统100。
24.其中，空气系统100接收来自空压机含有水份、油份、尘埃的压缩空气，并将经过净化的空气返回给空压机。
25.空气系统100包括：管壳式热管换热器10、气水分离器11、除油过滤器12以及除尘过滤器13。
26.通过管壳式热管换热器10，从空压机出来40℃左右的高温高压的压缩空气，与被制冷蒸发器降温后5℃左右的洁净的低温干燥空气，进行热交换，压缩空气被预冷降温，从而可以减轻制冷蒸发器的工作负荷，从而降低制冷系统200的能耗。
27.具体地，管壳式热管换热器10，其包括：换热器壳体101、中间隔板102以及若干根热管103。
28.其中，换热器壳体101为一横向布置的圆筒形壳体。换热器壳体101为金属结构，且可以根据不同的压力和防腐要求进行选用相应的金属材质，以适应高压流体、腐蚀性流体
的热交换。
29.中间隔板102设置于换热器壳体101的中间位置，换热器壳体101内部空间由中间隔板102分隔为第一换热空间1011和第二换热空间1012。第一换热空间1011对应管壳式热管换热器10的吸热蒸发段，第二换热空间1012对应管壳式热管换热器10的冷凝段。
30.管壳式热管换热器10的蒸发段与制冷系统200的入口相连接；制冷系统200出口依次经气水分离器11、除油过滤器12以及除尘过滤器13与管壳式热管换热器10的冷凝段相连接，形成一闭合回路。制冷系统200出口依次经气水分离器11、除油过滤器12以及除尘过滤器13与管壳式热管换热器10的冷凝段相连接，形成一闭合回路。
31.若干根热管103位于换热器壳体101中，该若干根热管103平行设置，并自第一换热空间1011贯穿中间隔板102而延伸至第二换热空间1012中。为了保证第一换热空间1011和第二换热空间1012完全隔绝无渗漏，热管103贯穿中间隔板102的位置采用胀管，或者热管103与中间隔板102之间通过焊接方式相连接。
32.第一换热空间1011对应的换热器壳体101上设置有与内部相连通的热流体进口和热流体出口，第二换热空间1012对应的换热器壳体101上设置有与内部相连通的冷流体进口和冷流体出口。
33.如此，热流体从换热器换热器壳体101左侧部分的热流体进口进入换热器内，释放热量后从热流体出口流出换热器，冷流体从换热器壳体101右侧部分的冷流体进口进入换热器内，吸收热量后从冷流体出口流出换热器。
34.热管103内部充入相变冷媒，冷媒在蒸发段吸收后蒸发汽化，将热量从蒸发段传递到冷凝段，在冷凝段遇冷后液化变为液态，在沿着热管103内壁回流到蒸发段，完成相变传热的循环过程。由于热管103工作时，内部冷媒是通过相变进行传热，和普通的间壁式换热器通过热传导进行传热相比，传热量更大、换热效率更高，能够将蒸发器降温后的5℃左右的洁净的低温干燥空气，升温到26℃以上或更高的温度。
35.进一步地，换热器内部设有若干导流板104，使冷热流体和热管103之间可以充分吸热和放热。具体地，第一换热空间1011中，若干导流板104按照热流体流动方向交错设置，热流体进口设置于热流体流动方向上首端导流板104的上游侧，热流体出口设置于热流体流动方向上尾端导流板104的下游侧。第二换热空间1012中，若干导流板104按照冷流体流动方向交错设置，冷流体进口设置于冷流体流动方向上首端导流板104的上游侧，冷流体出口设置于冷流体流动方向上尾端导流板104的下游侧。
36.空气系统100工作时，从空压机出来40℃左右含有水份、油份、尘埃的压缩空气，首先进入管壳式热管换热器10的蒸发段，将压缩空气预冷，降低压缩空气的温度，除去一部份水分，再进入制冷系统200，将压缩空气冷却到5℃左右的露点温度，水份、油份及部分杂质在此被凝结。冷却后的气体和已凝结的水份、油份及部分杂质，通过气水分离器11被分离，水份、油分被自动排水器排出。干燥后的低温压缩空气通过除油过滤器12、除尘过滤器13进一步过滤，变成洁净的低温干燥空气，再进入管壳式热管换热器10的冷凝段进行升温，变成26℃左右的干燥压缩空气输出。
37.制冷系统200包括：制冷压缩机20、制冷冷凝器21、热力膨胀阀22以及制冷蒸发器23。
38.其中，制冷蒸发器23、制冷压缩机20、制冷冷凝器21、热力膨胀阀22依次连接形成
一制冷回路，管壳式热管换热器10的蒸发段经制冷蒸发器23与气水分离器11相连接。
39.如此，蒸发器降温后5℃左右的洁净的低温干燥空气，吸收从空压机出来40℃左右的高温高压的压缩空气的热量，温度升高到26℃左右，变成高温、干燥的压缩空气输出，可以防止输送管道的外部发生结露现象。
40.制冷系统200工作时，制冷剂经制冷压缩机20压缩后，变成高温高压的过热蒸汽，再经过制冷冷凝器21散热后冷凝液化，再经过热力膨胀阀22节流后降压降温，在制冷蒸发器23内吸收热量后再汽化，制冷剂又变成低压低温的汽态，再进入制冷压缩机20，完成制冷循环。
41.综上所述，本实用新型提供一种冷干机，其通过热回收技术，提升冷冻干燥后的压缩空气温度，从而有效解决输送管道外部出现结露的问题。
42.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
43.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。