干燥压缩气体的方法及其使用的装置

摘要

本发明公开了一种干燥压缩机装置(1)中压缩气体的方法，压缩机装置具有至少两个压力级(4-5)，其中采用具有至少两个压力容器(9-12)的干燥器(3)，压力容器充以干燥材料，它们交替地工作，使得当一个压力容器(12)正在干燥压缩气体时，另一个压力容器(9)被再生，为了再生另一个压力容器(9)，该压缩气体的至少一部分被引导通过再生压力容器(9)，至少在再生循环结束时，该部分压缩气体在通过再生压力容器之后被引导到两个压力级(4-5)之间的压力管道(6)。

权利要求

1.一种干燥压缩机装置(1)中压缩气体的方法，所述压缩机装置具有压缩机(2)，该压缩机(2)具有至少两个串联的压力级(4、5)，其中采用具有至少两个压力容器(9、12)的干燥器(3)，所述压力容器填充干燥剂，并交替地工作，使得当一个压力容器(12)正在干燥压缩气体时，另一个压力容器(9)被再生，由此，为了干燥压缩气体，该气体首先在冷却器(15)中冷却，然后被输送通过干燥压力容器(12)，并且为了再生另一个压力容器(9)，该压缩气体的至少一部分被引导通过再生压力容器(9)，其特征在于：至少在再生压力容器(9)的再生循环结束时，该部分压缩气体在通过再生压力容器之后被引导到两个压力级(4、5)之间的压力管道(6)。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：上述用于冷却再生压力容器(9)中干燥剂的压缩气体部分先膨胀，从而在通过再生压力容器(9)时进一步冷却和干燥干燥剂。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：上述用于冷却再生压力容器(9)中干燥剂的压缩气体部分在干燥压力容器(12)的出口(14)上排出。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：上述压力管道(6)在两个压力级(4、5)之间设有中间冷却器(7)，上述压缩气体部分在通过再生压力容器(9)之后被引导到中间冷却器(7)的入口。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：上述用于冷却再生压力容器(9)中干燥剂的压缩气体部分是被压缩机(2)压缩的总气体输出量的一小部分。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：上述一小部分是压缩机总输出量的6％的量级。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在再生或基本再生的干燥剂在再生压力容器(9)中冷却之后，压缩机(2)的压缩气体的所有或基本所有的输出量被输送通过上述冷却器(15)，此后该冷却的输出量分配在压力容器(9、12)的两个入口(10、13)上，并且在压力容器(9、12)的出口(11、14)上组合来供应消费网络(19)。

8.用于干燥压缩机(2)中的压缩气体的装置，所述压缩机(2)具有至少两个串联压力级(4、5)，所述装置主要包括至少两个填充干燥剂的压力容器(9、12)，所述压力容器(9、12)交替地工作，使得当一个压力容器(12)正在干燥压缩气体时，另一个压力容器(9)被再生；冷却压缩气体的冷却器(15)；以及把压缩机(2)连接到上述压力容器(9、12)的带有关闭旋塞(17)的管道(16)，其特征在于：提供第一和第二附加管道(20、21)和关闭旋塞(22)使得压缩机(2)的压缩气体的至少一部分在通过冷却器(15)和压力容器(12)之后，通过再生压力容器(9)被引导到两个压力级(4、5)之间的压力管道(6)。

9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于：在上述第一和第二附加管道(20、21)中，在上述再生压力容器(9)的上游设有减压阀(23)。

10.按照权利要求8所述的装置，其特征在于：在上述第一和第二附加管道(20、21)中，在再生压力容器(9)的下游设有通向大气的支管(26)，在所述支管中设有阀用于把再生压力容器(9)中的压力带回到两个压力级(4、5)之间的压力管道(6)中的压力。

11.按照权利要求8所述的装置，其特征在于：压缩机(2)设有中间冷却器(7)，其设置在压缩机(2)的压力级(4、5)之间的上述压力管道(6)中，在中间冷却器(7)的入口，上述第二附加管道(21)连接到上述压力管道(6)的部分上。

说明书

本发明涉及一种干燥压缩气体、尤其是干燥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两个串联压力级的压缩机。

已经知道，为了干燥压缩气体，采用一个具有至少两个压力容器的干燥器，充有干燥材料或干燥剂的压力容器交替地工作，使得当一个压力容器在于燥压缩气体时，另一个压力容器被再生，由此为了干燥压缩气体，该气体首先在冷却器中冷却，然后通过干燥压力容器输送，并且为了再生另一个压力容器，至少该压缩气体的一部分逆流地引导通过再生压力容器。

另外已经知道，在再生压力容器的再生循环结束时，通过使一部分压缩气体先膨胀到大气压，使用该部分压缩气体来冷却已经再生或基本上再生的干燥剂，由此在该膨胀气体通过再生压力容器之后，把该膨胀气体排入大气。

在再生循环结束时冷却再生压力容器中干燥剂的优点是：在压力容器变换时，再生压力容器成为干燥压力容器，反之亦然，避免了压缩气体的温度和露点峰值。

但是，该已知方法的缺点是：较大量的压缩空气损失在大气中，并且把已压缩的空气排放到大气压造成了大的能量损失，在大容量的压缩机装置情形，会导致可观的额外成本。

另外，本发明的目的是提供一种方法来克服上述以及其他的缺点，使得可以用更经济的方式以及在再生阶段结束时更小的损失来冷却再生压力容器中的干燥剂。

为此，本发明涉及了一种干燥压缩机装置中压缩气体的方法，该压缩机装置具有至少两个串联压力级的压缩机，其中采用至少具有两个压力容器的干燥器，压力容器填充干燥材料或干燥剂，它们交替地工作，使得当一个压力容器在干燥压缩气体时，另一个压力容器被再生，为了干燥压缩气体，该气体首先在冷却器中冷却，然后输送通过干燥压力容器，由此为了再生另一个压力容器，至少该压缩气体的一部分被引导通过再生压力容器，并且至少在再生压力容器的再生循环结束时，该压缩气体部分在通过再生压力容器之后被引导到两个压力级之间的压力管道。

这样，用于冷却再生压力容器中干燥剂的一部分压缩气体被再次带入压缩机的两个压力级之间，从而没有压缩空气的损失。

另外，在大气压上没有膨胀，而是在压缩机的高低压力级之间的更高压力上膨胀，从而有较少的压缩能量损失。

实际上发现，与已知方法相比，冷却再生压力容器中干燥剂所需的能量可以减少到三分之一。

上述用于冷却再生压力容器中干燥剂的一部分压缩气体最好先膨胀，从而在通过再生压力容器时进一步冷却和干燥干燥剂。

本发明也涉及了一种装置，它使得有可能采用上述方法来干燥至少具有两个串联压力级的压缩机中的压缩气体，装置主要包括至少两个填充干燥材料或干燥剂的压力容器，所述压力容器交替地工作，使得当一个压力容器正在干燥压缩气体时，另一个压力容器被再生；一个冷却压缩气体的冷却器；以及把压缩机连接到上述压力容器的带有关闭旋塞的管道，提供的附加管道和关闭旋塞使得压缩机的至少一部分压缩气体可以在干燥阶段中通过冷却器和压力容器之后，通过再生压力容器被引导到两个压力级之间的压力管道。

为了更好地说明本发明的特性，参照附图来描述以下的优选实施例，该实施例仅作为举例而不受任何方式的限制，其中：

图1表示了一个压缩机装置，其设有按照本发明的用于干燥压缩气体的装置；

图2和3表示了图1的装置，但在干燥过程的其他阶段。

图1表示了压缩机装置1，它主要由按照本发明的压缩机2和干燥装置3组成。

压缩机2主要包括一个低压级4和一个高压级5，它们用压力管道6串联连接，管道6中依次设置了一个中间冷却器7和一个水分离器5。

干燥装置3包括独立的第一压力容器9，它具有入口10和出口11，含有硅胶或任何其他干燥剂；独立的第二压力容器12，它具有入口13和出口14，也含有作为干燥剂的硅胶；冷却器15；以及具有关闭旋塞17和阀门18的管道16，它可以把压缩机2连接到压力容器9和12来干燥压缩气体和再生压力容器中的干燥剂，并且连接到消费网络19。

分别提供了附加的管道20，21和关闭旋塞22，通过压力容器9或12之一，允许把压缩机2的至少一部分热压缩气体引导到两个压力级4和5之间的压力管道6。

管道20由桥形物形成，其可以在两个压力容器9和12的出口11和14之间被堵塞，并且管道20包括一个减压阀23。

管道21把压力容器9和12的入口10和13中的每一个连接到压力管道6，尤其是连接到在中间冷却器7入口处的压力管道6的部分上，并且管道21分别包括过滤器24和阀门25。

管道21可以通过支管26(包括阀门27，并且可选择地包括消音器)与大气连接，把再生压力容器9中的压力带回到两个压力级4，5之间的压力管道6中的压力，支管26中可选择地提供一个消音器28。

压缩机装置1和干燥器3的工作较简单，用图1到3来说明，其中关闭旋塞17和22用黑色表示处于关闭位置，用白色表示打开位置，并且压缩气体的通路用粗线表示。

在图1表示的第一阶段，压缩机2，尤其是高压级5的所有未冷却的压缩气流被逆流地引导通过压力容器9，在那里利用压缩气体中所含的热量，该气流将再生干燥剂或干燥材料，例如硅胶。

接着，压缩气流到达冷却器，在那里被进一步冷却，然后通过压力容器12运送，从而干燥压缩气体。

此时压力容器12的出口14与消费网络19连接，网络与一个或几个图中未表示的压缩空气用户连接。

在第二阶段，在再生压力容器9中干燥剂的再生循环结束时，按照本发明并如图2所示，压缩气体的总输出依次被引导通过冷却器15和压力容器12以便被进一步干燥，此后一部分已冷却气体被供应到消费网络19；其余部分通过管道20被逆流地引导通过压力容器9，以便冷却压力容器9中的干燥剂，并且通过管道21和过滤器24被进一步转移到具有中间冷却器1的压力管道6。

在打开阀门25来冷却之前，通过阀门27和消音器28把需要冷却并位于端部压力的压力容器9减压到与中间冷却器7相应的压力，以防止对中间冷却器7产生压力脉冲。

流经再生压力容器9来冷却干燥剂的气体输出部分在减压阀23上减压，它可以产生附加的冷却。

这部分气体输出与中间冷却器7的入口相通，接着被高压级5再次压缩。因此，没有压缩气体损失，并且回收了压缩气体到中间冷却器压力水平(例如相当于3巴)所需的能量。

优选地，选择或建立减压阀23，使得气体从压缩机2出口上的名义端部压力(例如8巴)到中间冷却器压力(例如3巴)的膨胀主要发生在减压阀23上。

在干燥剂被冷却之前流经再生压力容器9的气体输出部分优选是被压缩机2压缩的总气体输出的一小部分，这部分优选为压缩机总输出量的6％量级。

如图3所示，在第三和最后阶段，恰好在压力容器转变(再生压力容器9成为干燥压力容器，反之亦然)之前，把湿的压缩气体通过冷却器15在短时间内分配到两个压力容器9和12。由此再生压力容器9进一步稍被冷却，以及几乎饱和的压力容器12稍被减压。

第二和第三阶段的结果是在上述压力容器9和12转换时达到最小的露点峰值和温度峰值。

如果需要，干燥装置2可以包括加热器29，它们装在压力容器9和12内，可以被启动来促进和优化干燥过程。

显然，对于上述干燥过程的第二阶段，用于冷却已再生或基本再生的干燥剂的压缩气体部分不一定要在干燥压力容器12后面的出口14上排出，虽然这是优选的方式。

也很明显，压缩机2可以包括两个以上的压力级4-5，并且中间冷却器7不是必需的，如果需要，可以把用于冷却已再生干燥剂的气体引导到两个连续压力级之间。

也很明显，代替用硅胶作为干燥剂，其他干燥剂也是适用的。

装置1和压缩机2可以设有测量仪表来测量压力PI、温度TT、露点TS和输出量，以及设有图中未表示的控制器来控制装置1的循环，以及作为出口处所需干燥空气量函数的能量消耗，此时关闭旋塞17和22是控制的关闭旋塞，在这种情况下，其可以由上述控制器控制。

另外，减压阀23可以设置并可控，如果需要，用上述控制器来优化上述干燥过程的第二和第三阶段。

本发明也适用于其他类型的干燥剂干燥器，例如转动干燥剂的干燥器，其中压力容器做成同一个干燥器的分开隔间，并且对这些隔间采用公共的干燥剂，干燥剂以转动方式直立，并且部分地伸入每个隔间，使得在一个隔间中的干燥剂部分用于干燥压缩气体，而在另一个隔间中的干燥剂部分被再生。

本发明也可用于与不同压缩机类型相组合，如与无油和注油式压缩机相组合。

显然，本发明不限于上述方法以及所采用的装置，而可以适用于各种各样的类型及其组合，仍保留在本发明的范围之内。