用于被压缩空气的冷却干燥器和对应的方法技术

用于被压缩空气的干燥器包括至少一个冷却单元（28），其能够冷却在至少一个干燥单元（22）内循环的制冷剂流体，其具有空气入口（11）和空气出口（13）并且也包括至少一个回路（18），待处理的空气在该回路中从所述空气入口（11）循环到所述空气出口（13）。用于被压缩空气的干燥器沿着回路（18）包括：至少一个冷却设备（12），其被构造成将被压缩空气冷却到零度之上几度且接近冻结温度的正温度；和至少一个冷冻设备（14），其被置于冷却设备（12）下游并且被构造成将被压缩空气冷却到充分负的值。

Cooling dryer for compressed air and corresponding method

For compressed air dryer comprises at least one cooling unit (28), which is capable of cooling in at least one drying unit (22) refrigerant fluid circulating in the air, with the entrance (11) and an air outlet (13) and also includes at least one loop (18), to be processed from the air the air entrance in the loop (11) to the circulation of the air outlet (13). For compressed air dryer along the circuit (18) comprises at least one cooling device (12), configured to be compressed air to a few degrees above zero and temperature is close to the freezing temperature; and at least one refrigeration equipment (14), it is placed in the cooling equipment (12) downstream and is configured to be fully compressed air to a negative value.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于被压缩空气的冷却干燥器和对应的方法
本专利技术涉及用于被压缩空气的干燥器和对应的方法，其可以被用于其中被除湿的被压缩空气必须是可用的应用中，例如在药物、食品或其他工业中。本专利技术也可以被应用成干燥技术气体并从该技术气体中除湿，该技术气体例如但不仅包括氮、氦和其他气体。具体地，湿气可以通过逐步冷却被压缩空气而被去除，以便获得充分负的露点温度，该露点温度对应于非常高度的除湿效果。
技术介绍
已知的是，在例如药物和食品领域的许多领域中需要有具备高品质水平的被压缩空气或者技术气体，其通常不可以通过直接使用事先已经被压缩的环境空气流而获得。因此必须执行一些操作来净化空气，以便实现消除湿气的主要目的，从而获得基本干燥的被压缩空气，即几乎完全没有湿气的被压缩空气。大体而言，湿气通过除湿操作被去除，以便使得根据特定应用领域可重复使用的被压缩空气流是可用的。当前，在被压缩空气的除湿过程的领域中，（由于概念上和结构上的差异，其不可以和用于净化含有例如油、灰尘、渗滤液等等的有毒产品的空气流的系统相比），可使用不同类型的干燥器，例如吸附型干燥器和混合型干燥器（即前述两类的组合），其特征在于可获得的不同程度的除湿效果。冷却干燥器利用了湿气冷凝的概念，这是通过在传统冷却循环中使用热交换器而降低被压缩空气的温度所获得的。这种类型的干燥器的一个缺点是存在干燥器的运行下限，这与可达到的最小露点温度（与冻结温度相同）有关。实际上在与这接近的温度范围内，在湿气的冷凝期间存在形成冰的风险，且随后可能由于湿气体积的增加而导致热交换器的损坏，在其中待处理的被压缩空气将循环。为此，冷却干燥器不被用于需要干燥的被压缩空气的应用或者具有特别减小的湿气含量的应用中，这是因为与其相关联的性能直接取决于可获得的最小露点温度。吸附型干燥器通过使用可以与被压缩空气中存在的水分子选择性结合的多孔且吸湿的材料（例如硅胶、筛具或活性氧化铝）来去除湿气。以此方式，通过不具有冷却的物理和/或化学过程实现了从被压缩空气流中提取和保留湿气，从而避免了与冷却干燥器相关的缺点。吸附型干燥器的一个优点涉及与其相关联的高性能，并且其甚至可以在气候寒冷的地方应用，在这种寒冷的气候下，温度可能与使用冷却干燥器不兼容。相反地，这种类型的干燥器的最大缺点是：由于逐步变得饱和，它们需要操作以再生吸附剂材料；这可以例如通过使用所谓的冷再生技术来实现，在该技术中在出口处收集部分的干燥空气流，通常是大约15%。替代性地，根据热再生的原理，可以通过使用电阻和吹风机来再生吸附剂材料，其中所述电阻和吹风机适于加热吸附剂材料并且确定与吸湿材料结合的湿气的蒸发。这两种解决方案均导致高的投资和运转成本（再生）。另一替代方案是回收在空气压缩步骤期间产生的热流，以便使得具有可用于蒸发与吸湿材料结合的湿气的足够能量。这种公知的解决方案的一个缺点是，其在存在被润滑的压缩机时难以应用，这是因为润滑剂本身（通常是油基的）耗散掉大量热，从而降低了可用于再生的总的热流。混合型干燥器也是公知的，其仅在最近才变得普遍，并且其提供了通过冷却可以去除大约80-85%的湿气的第一干燥步骤，随后是通过吸附技术执行的对残余湿气的进一步去除。相比于冷却干燥器，这种方法允许显著提高可获得的干燥空气的品质水平，并且同时降低了与吸附型干燥器相关联的高的运转成本。这种公知的解决方案的一个缺点涉及高的投资成本，这是因为在执行连续的除湿步骤中需要两种不同单元，缺点还涉及与吸附技术相关联的更高的运转成本。在本
中，用于净化被压缩空气的装置也是公知的，其在高于水的冻结温度的温度下使用第一空气冷却阶段，并且使用被置于第一冷却阶段下游且与其串联的第二冷却阶段，其中被压缩空气的湿气被冷冻且之后从流动中分离。这些装置的示例例如在US4,976,116和US5,428,963中得以描述。US2012/0042691也是公知的，其涉及一种获得和回收从提取原油得到的液体形式的挥发性或半挥发性污染物以便随后被用于非污染方面的系统。这种系统具体地用于净化主要由碳氢化合物构成的污染物的空气流，并且被用于地下或可运输的燃料罐或桶。这篇文档以一种实施例的形式提供了两个回路的组合性和替代性的使用，其中每个回路均包括具有高于水的冻结温度的温度的第一冷却阶段以及具有低于水的冻结温度的温度的第二冷却阶段。作为该文档的主要目的，它的教导用于清洁常见的源免受来自于存储罐或被污染地面的气体的影响，该源包含气体以及如硅氧烷和水的其他成分。借助于压缩和冷凝来获得尾气，其可能进一步被再生吸附器处理以便去除残余的化学蒸汽，之后尾气可以被再次引入到其被提取的地方。如将在之后被更具体描述且要求保护的本专利技术源自不同领域，其是通过冷却来处理被压缩空气以便消除在空气流中携带的水的
，特别是关于在药物和食品领域中使用所述被压缩空气。具体地，本专利技术的一个目的是提供一种用于被压缩空气的干燥器，其可以在低于冻结温度的充分负的露点温度下工作，而不会损害干燥器的正常工作。本专利技术的另一个目的是获得一种用于被压缩空气的干燥器，其用冷却循环的方式操作，这可以简单地实现且可以获得具有高品质水平的干燥空气流动，其适用于最极端的应用和/或严苛的气候和/或其组合。本专利技术的另一目的是获得一种被连接到各种用户装置的分配设施的干燥器，其实施了用于干燥被压缩空气的方法，该方法可以通过与进入的热空气互换且随后在干燥空气被引入到各种用户装置的分配设施之前加热该干燥空气而获得对在冷却期间消耗的能量的至少部分能量恢复。本专利技术的另一目的是获得一种用于被压缩空气的干燥器，与本领域的吸附型干燥器和混合干燥器二者相比，其可以导致较低的购买成本、运转成本和能量消耗。本申请人已经设计、测试和实施了本专利技术，以克服本领域的缺点并且获得这些和其他的目的和优点。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中得到陈述，并且其特征在于这些独立权利要求，而从属权利要求描述了本专利技术的其他特征或主要专利技术理念的变型。根据上述目的，本专利技术涉及一种用于被压缩空气的干燥器，其设置有空气入口和空气出口以及至少一个回路，待处理的空气在该回路中从所述空气入口循环到所述空气出口。根据实施例的可能形式，所述干燥器沿所述回路包括：至少一个冷却设备和至少一个冷冻设备，该冷却设备被构造成将被压缩空气冷却到正或负的接近冷冻的温度；该冷冻设备被置于冷却设备下游并且被构造成将被压缩空气冷却到充分负的值。根据实施例的可能形式，冷却设备包括至少一个空气-空气交换器，待除湿的被压缩空气流和干燥的被压缩空气流在该空气-空气交换器内流动，而冷冻设备包括至少一个空气-制冷剂交换器，被压缩空气和制冷剂流体在该空气-制冷剂交换器内流动。有利地，根据本专利技术的干燥器在低于冻结温度且充分负的露点温度下工作，从而使得实现对被压缩空气的显著较强地除湿，而不会损害干燥器本身的正常工作。根据本专利技术的实施的优选形式，干燥器包括至少两个干燥单元，其借助于至少一个逆转元件顺序彼此连接，逆转元件可以被选择性地启动，以确定被压缩空气在第一干燥单元内且之后在第二干燥单元内的通路。根据本专利技术的实施的另一优选形式，被压缩空气干燥器包括平行地且借助于至少一个阀门交替操作的至少两个干燥单元，其可以被选择性地启动，以便确定被压缩空气进入干燥单元中的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于被压缩空气的干燥器，所述干燥器包括：空气入口（11）和空气出口（13）、两个干燥单元（22'，22"）以及两个相应的回路（18'，18"），待处理的空气在所述回路内从所述空气入口（11）循环到所述空气出口（13），所述干燥单元中的第一干燥单元（22'）包括被构造成将所述被压缩空气冷却到零上几度且接近冻结温度的正温度的第一冷却设备（12'）以及被置于所述第一冷却设备（12'）下游且被构造成将所述被压缩空气冷却到充分负的值的第一冷冻设备（14'），所述干燥单元中的第二干燥单元（22"）包括第二冷却设备（12"）和第二冷冻设备（14"），所述冷冻设备（14'，14"）中的每个均具有第一冷冻操作状态和第二除霜操作状态，其特征在于‑穿过所述第一冷却设备（12'）和所述第一冷冻设备（14'）的所述回路的第一部段（18'）包括至少一个返回部段，离开所述第一冷冻设备（14'）的空气通过所述至少一个返回部段沿相反方向在所述第一冷却设备（12'）和/或所述第二冷却设备（12"）内流动，以便导致进入所述第一冷却设备（12'）和/或进入所述第二冷却设备（12"）的空气的温度下降；‑穿过所述第二冷却设备（12"）和所述第二冷冻设备（14"）的所述回路的第二部段（18"）包括至少一个返回部段，离开所述第二冷冻设备（14"）的空气通过所述至少一个返回部段沿相反方向在所述第二冷却设备（12"）和/或所述第一冷却设备（12'）内流动，以便导致进入所述第二冷却设备（12"）和/或进入所述第一冷却设备（12'）的空气的温度下降；‑其中所述回路的所述第一部段（18'）和第二部段（18"）借助于阀门装置（27'，27"）彼此连接；‑其中所述阀门装置（27'，27"）具有：至少一个第一操作状态，在所述第一操作状态中，进入的被压缩空气流首先沿着所述回路的所述第一部段（18'）被传送通过所述第一冷却设备（12'）和被置于其除霜状态的所述第一冷冻设备（14'），并且之后沿着所述第二冷却设备（12"）和被置于其冷冻状态的所述第二冷冻设备（14"）被传送；以及第二操作状态，在所述第二操作状态中，进入的所述被压缩空气流首先沿着所述回路的所述第二部段（18"）被传送通过所述第二冷却设备（12"）和被置于其除霜状态的所述第二冷冻设备（14"），并且之后沿着所述第一冷却设备（12'）和被置于其冷冻状态的所述第一冷冻设备（14'）被传送。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.29 IT UD2014A0000891.用于被压缩空气的干燥器，所述干燥器包括：空气入口（11）和空气出口（13）、两个干燥单元（22'，22"）以及两个相应的回路（18'，18"），待处理的空气在所述回路内从所述空气入口（11）循环到所述空气出口（13），所述干燥单元中的第一干燥单元（22'）包括被构造成将所述被压缩空气冷却到零上几度且接近冻结温度的正温度的第一冷却设备（12'）以及被置于所述第一冷却设备（12'）下游且被构造成将所述被压缩空气冷却到充分负的值的第一冷冻设备（14'），所述干燥单元中的第二干燥单元（22"）包括第二冷却设备（12"）和第二冷冻设备（14"），所述冷冻设备（14'，14"）中的每个均具有第一冷冻操作状态和第二除霜操作状态，其特征在于-穿过所述第一冷却设备（12'）和所述第一冷冻设备（14'）的所述回路的第一部段（18'）包括至少一个返回部段，离开所述第一冷冻设备（14'）的空气通过所述至少一个返回部段沿相反方向在所述第一冷却设备（12'）和/或所述第二冷却设备（12"）内流动，以便导致进入所述第一冷却设备（12'）和/或进入所述第二冷却设备（12"）的空气的温度下降；-穿过所述第二冷却设备（12"）和所述第二冷冻设备（14"）的所述回路的第二部段（18"）包括至少一个返回部段，离开所述第二冷冻设备（14"）的空气通过所述至少一个返回部段沿相反方向在所述第二冷却设备（12"）和/或所述第一冷却设备（12'）内流动，以便导致进入所述第二冷却设备（12"）和/或进入所述第一冷却设备（12'）的空气的温度下降；-其中所述回路的所述第一部段（18'）和第二部段（18"）借助于阀门装置（27'，27"）彼此连接；-其中所述阀门装置（27'，27"）具有：至少一个第一操作状态，在所述第一操作状态中，进入的被压缩空气流首先沿着所述回路的所述第一部段（18'）被传送通过所述第一冷却设备（12'）和被置于其除霜状态的所述第一冷冻设备（14'），并且之后沿着所述第二冷却设备（12"）和被置于其冷冻状态的所述第二冷冻设备（14"）被传送；以及第二操作状态，在所述第二操作状态中，进入的所述被压缩空气流首先沿着所述回路的所述第二部段（18"）被传送通过所述第二冷却设备（12"）和被置于其除霜状态的所述第二冷冻设备（14"），并且之后沿着所述第一冷却设备（12'）和被置于其冷冻状态的所述第一冷冻设备（14'）被传送。2.根据权利要求1所述的用于被压缩空气的干燥器，其特征在于，所述第一干燥单元（22'）和/或所述第二干燥单元（22"）沿所述回路（18）并在相应的冷冻设备（14'，14"）下游包括至少一个偏转元件（123a，123b），所述偏转元件（123a，123b）能够被选择性启动，以便扼止所述被压缩空气被传送进入一个和/或另一个冷却设备（12'，12"）的通路。3.根据权利要求2所述的用于被压缩空气的干燥器，其特征在于，所述偏转元件（123a，123b）具有第一未启动状态、第二启动状态和第三启动状态，在所述第一未启动状态下其允许离开一个冷冻设备（14'，14"）的全部空气流进入同一干燥单元（22'，22"）的相应冷却设备（12'，12"），以便执行与进入的空气流的热交换；在所述第二启动状态下其使得离开一个冷冻设备（14'，14"）的全部空气流转向到另一干燥单元（22'，22"）的所述冷却设备（12"，12'）内；在所述第三启动状态下其处于中间位置，从而使得离开一个冷冻设备（14'，14"）的部分空气流转向到同一干燥单元（22'，22"）的相应冷却设备（12'，12"）内且部分空气流转向到另一干燥单元（22'，22"）的所述冷却设备（12"，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P德皮罗，S韦兹尔，GB卡佩拉里，
申请(专利权)人：机械工业独资股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT