压缩气体干燥器的基于温度的监测和控制制造技术

提供用于确定压缩气体的干燥器系统的转子的旋转状态的方法、系统和设备。所述压缩气体的干燥器系统包括：压缩气体源，所述压缩气体源提供待干燥的压缩气体；再生气体源，所述再生气体源提供再生气体；压力容器，所述压力容器限定干燥区和再生区；驱动器，其构造成在预定旋转方向上驱动设置在所述压力容器中的转子旋转；至少第一温度传感器，其构造成获得第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度；以及控制器，其构造成接收所述第一温度数据并且基于它确定所述转子的旋转状态。定所述转子的旋转状态。定所述转子的旋转状态。

【技术实现步骤摘要】
压缩气体干燥器的基于温度的监测和控制


[0001]本公开涉及用于监测和控制压缩气体干燥器的方法、系统和装置，并且特别是用于特别基于压缩气体系统内的温度信息监测、控制和优化压缩气体系统的旋转滚筒干燥器的效率的方法、系统和装置。

技术介绍

[0002]干燥的压缩空气用于广泛的应用中，包括但不限于：食品加工、化学和制药操作、气动工具、HVAC和HVAC控制系统、喷砂、注射成型、喷涂以及制造，例如电子元件的制造。在食品工业中，干燥空气用于使谷物、乳制品、蔬菜和谷类脱水。在电子工业中，干燥的压缩空气用于，例如，从硅设备和电路板上去除软化水和清洁剂。
[0003]大气含有水蒸气，并且在生产压缩空气时必须考虑此水蒸气。例如，一台工作压力为7巴并且性能为200升/秒(压缩20℃、相对湿度为80％的空气)的压缩机将向压缩空气管线释放10升/小时的水。
[0004]压缩空气系统中的水和水分可能会导致侵蚀、腐蚀和生物效应，从而可能导致产品损坏、设备故障和系统故障。例如，在压缩空气管线中，水被湍流气流流化成气雾，并且液滴被高速推进，直到它们撞击其路径上的障碍物，例如管道弯头、阀盘、孔板或气动马达叶片。由此产生的反复冲击会产生点蚀。此外，由高速水雾产生的凹坑为盐离子和酸提供了避风港，它们通过化学作用进一步腐蚀表面。然后，弱化的表面易于受到机械振动和弯曲导致的应力腐蚀。可以通过消除空气中的液体气溶胶和颗粒并从压缩空气系统中去除水蒸气来控制侵蚀，水蒸气可以凝结并形成液滴。因此，在压缩空气管线暴露于低温且易于冷凝的装置中，将空气干燥至低于最低可能温度的露点是很重要的。
[0005]除了侵蚀之外，压缩空气系统中的水分还可能会导致腐蚀和破坏性的生物效应。可以通过吸附过程去除水和油蒸气。可以通过凝聚过滤器等工具从气流去除液体气溶胶。由于从空气中吸附腐蚀剂，压缩空气系统中的湿蚀尤其严重。尽管纯液态水本身没有腐蚀性，但当水与盐粒或酸性气体结合时，会形成腐蚀性很强的溶液。众所周知，可以通过将空气干燥至其最低可能露点来控制腐蚀。
[0006]此外，压缩空气系统中的水分是有害的，因为潮湿的空气允许细菌、真菌和霉菌生长，这些细菌、真菌和霉菌产生酸性废物，酸性废物还促进压缩空气系统的腐蚀。微生物也可能积聚在仪表管道和气动马达轴承中，导致故障、过度的磨损速率和咬死。因此，对于控制有害的生物效应，将空气干燥到露点是有利的，其将相对湿度降低到10％以下。
[0007]另外，压缩空气中的水分可以通过直接和间接方式造成产品污染。水滴和水蒸气都可以在直接接触过程中被产品吸附，例如通过举例，在化学混合和喷漆应用中。水的吸附可能会对产品的化学和物理性质产生不利影响。
[0008]在干燥压缩空气的应用中，例如在制造业中，经常使用露点为
‑
40
°
F.至
‑
100
°
F.的空气，并且因此，利用将空气干燥至其最低可能露点的干燥过程是有利的。例如，分析仪器中使用的压缩空气必须非常纯净，并且含有最低水平的水蒸气。用于分析用于环境室和生
理呼吸测试的空气的红外分析仪和气相色谱仪通常要求稳定质量的空气和低于
‑
60
°
F.的露点水平。这种被称为“零级空气”的高纯度空气也有利于延长敏感部件的寿命，防止试样污染，并防止分析过程中出现不良副反应。
[0009]通常通过分析每个单独的压缩空气系统来确定所需的干燥度，并且空气干燥系统应设计成将水蒸气含量降低到最低露点水平。
[0010]存在已知的压缩气体的干燥器系统，例如旋转滚筒干燥器，其设置有包含干燥区和再生区的压力容器。这种系统通常还包括冷却区。在压力容器中设置有可旋转的滚筒，该滚筒带有可再生干燥剂。
[0011]压力容器包括用于将待干燥的压缩气体供应到干燥区中的入口和用于排出干燥气体的出口。温暖的再生气体被供应到再生区，以用于干燥剂的再生。干燥器还包括旋转滚筒的驱动器，使得干燥剂连续移动通过干燥区和再生区(以及冷却区，如果适用的话)。
[0012]从空气进给流中去除水分可以被认为取决于几个因素，包括气流的流速、吸附剂的水分吸附速率和水分含量，以及床内空气的温度和压力。
[0013]已经提供了已知的方法，用于精确预测离开吸附区段的气流的污染水平，并优化旋转滚筒吸附器系统的性能和分馏效率，例如US 6,527,836中描述的那些方法。例如在US 6,527,836中描述的这种方法包括：提供一组复杂的建议的滚筒干燥器设计以及操作参数和初始操作条件；计算这种条件下的预测露点；确定来自再生和冷却区段的温度信息；以及显示区段温度曲线和预测露点下的排放温度，以供工程师评估，从而提供系统的最佳性能并实现最低的流出物露点。这种已知的方法包括确定在吸附区段的整个表面上排放的平均或混合浓度，以及离开冷却区段的混合流排放温度。使用经典吸附方程来确定吸附区段中的平均或混合排放浓度：
[0014][0015]c1：流出物污染物浓度
[0016]c0：流入物污染物浓度
[0017]N：传质单元数，无量纲
[0018]T：物质平衡比，每吸附剂容量(adsorbent capacity)吸附的溶质
[0019]L：吸附剂床长度
[0020]H
d
：传质单元高度
[0021]u0：吸附区段中的质量流速
[0022]τ：吸附区段中的时间
[0023]V：吸附区段中的吸附剂床体积
[0024]ε：吸附剂床空隙率
[0025]n：每单位重量的吸附剂床平衡能力(equilibrium capacity)
[0026]n
i
：吸附剂床中的初始浓度
[0027]ρ
a
：吸附剂床密度
[0028]A
x
：吸附截面横截面表面积
[0029]在这种已知的方法中，上述方程(1)用于特征在于近乎线性等温线的吸附剂，例如通过举例，硅胶和活性氧化铝。上述方程(2)用于特征在于近乎恒定等温线的吸附剂，例如通过举例，分子筛或沸石和活性二氧化钛。在冷却区段中，方程(1)用于确定温度曲线，该方程的积分提供混合流排放温度，并且方程(1)中的各项根据热传递定义：
[0030]J
o
＝(t
‑
t
o
)/(t1‑
t
o
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0031]N＝L/H
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0032]T＝c
P
(τ
c
u
c
‑
V∈)/(c
Pa
ρ
a
L A
x
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩气体的干燥器系统，所述干燥器系统包括：压缩气体源，所述压缩气体源提供待干燥的压缩气体；再生气体源，所述再生气体源提供再生气体；压力容器，所述压力容器限定干燥区和再生区，所述干燥区具有入口和出口，所述待干燥的压缩气体通过所述干燥区的入口接收到所述干燥区中，并且已干燥的压缩气体通过所述干燥区的出口离开所述干燥区，并且所述再生区具有入口和出口，所述再生气体通过所述再生区的入口接收到所述再生区中，并且所述再生气体通过所述再生区的出口离开所述再生区；驱动器，所述驱动器构造成在预定旋转方向上驱动设置在所述压力容器中的转子旋转；第一温度传感器，所述第一温度传感器构造成获得第一温度数据，所述第一温度数据指示所述压力容器内的第一位置处的第一温度；以及控制器，所述控制器构造成接收所述第一温度数据并且基于所述第一温度数据确定所述转子的旋转状态。2.根据权利要求1所述的干燥器系统，所述干燥器系统还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器构造成获得第二温度数据，所述第二温度数据指示所述压力容器内的第二位置处的第二温度，所述控制器构造成接收所述第一温度数据和第二温度数据并且基于所述第一温度数据和所述第二温度数据确定所述转子的旋转状态。3.根据权利要求1或2所述的干燥器系统，其中，所述第一温度传感器在所述压力容器内布置在所述再生区中的第一位置处。4.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述第二温度传感器在所述压力容器内布置在所述再生区中的第二位置处。5.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述第二温度传感器布置在第二位置处，考虑到所述转子的旋转所述第二温度传感器处于所述再生区中比所述第一温度传感器更靠后的部分内。6.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述第一温度传感器布置在所述再生区内距原点0
°
介于5
°
至40
°
之间的第一位置处，和/或所述第二温度传感器布置在所述再生区内距原点0
°
介于50
°
至90
°
之间的第二位置处。7.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述第二温度传感器布置在所述再生区内距原点0
°
介于85
°
至90
°
之间的第二位置处，和/或所述第一温度传感器布置在所述再生区内距原点0
°
介于20
°
至25
°
之间的第一位置处。8.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述第一温度传感器在所述压力容器内布置在所述干燥区中的第一位置处，并且所述第二温度传感器在所述压力容器内布置在所述干燥区中的第二位置处。9.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述控制器构造成基于所接收的第一温度数据确定所述转子是否停止，或其中所述控制器构造成基于所接收的第一温度数据和第二温度数据确定所述转子是否停止。10.根据权利要求2所述的干燥器系统，其中，所述控制器构造成仅基于所接收的第一温度数据确定所述转子的旋转状态，或其中所述控制器构造成仅基于所接收的第一温度数
据和所接收的第二温度数据的组合确定所述转子的旋转状态。11.根据权利要求1或2所述的干燥器系统，其中，所述压缩气体源是压缩机，并且所述再生气...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里科，
申请(专利权)人：阿特拉斯，
类型：发明
国别省市：