專利名稱：用于潮濕壓縮氣體的干燥器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及潮濕壓縮氣體干燥器。
背景技術(shù)：
壓縮氣體干燥器通常用于從壓縮氣體或空氣流去除水分。
在壓縮氣體中的水分含量通常認(rèn)為是管道系統(tǒng)腐蝕和過早失效的主要原因，從而最終導(dǎo)致使用這種壓縮氣體的機械發(fā)生故障或者甚至完全停止服務(wù)。在使用壓縮氣體的所有系統(tǒng)中，因此需要在將這種氣體供給到運行機器之前，將其水分含量消除或者降低至盡可能低的數(shù)值。
例如通過使用制冷回路而冷卻氣體，用于潮濕壓縮氣體的干燥器降低了在壓縮氣體中的水含量。在冷卻的壓縮氣體中的水蒸汽通過冷凝而轉(zhuǎn)化成液滴，利用冷凝水分離器將該液滴從氣體分離，該冷凝水分離器通過從氣流去除液滴而進(jìn)行工作。
在現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于潮濕壓縮氣體的干燥器包括板型熱交換器，該熱交換器由層疊板形成，這些板通過沿其周邊邊緣進(jìn)行銅焊而相互關(guān)聯(lián)，并且具有多個相互對準(zhǔn)的孔隙，它們形成流體導(dǎo)管，該流體導(dǎo)管貫通所述的層疊板延伸以引導(dǎo)熱交換器中的壓縮氣體和制冷介質(zhì)。該層疊板中的相鄰板在其間形成流體導(dǎo)管，該流體導(dǎo)管使得能夠在壓縮氣體和制冷介質(zhì)之間發(fā)生熱交換過程。
在本領(lǐng)域通常并且普遍感到需要提供一種非常緊湊的和小型的壓縮氣體干燥器，該壓縮氣體干燥器還具有另一特征，即具有充分的機械強度以承受它們所經(jīng)受的壓力條件，并且能夠有效用于保證在流經(jīng)其中的壓縮氣體和制冷介質(zhì)之間的有效率的熱交換效果。
通常，對于這種壓縮氣體干燥器的熱交換器，使用不銹鋼板，或者其它等價的金屬合金板，在其內(nèi)表面上，即形成上述通道的表面上，形成凸部，即突出輪廓以提高流體的紊流度從而相應(yīng)地提高熱交換器效率。
通常，壓力強度(如用于表示破裂強度)應(yīng)該能夠保證至少等于操作壓力的五倍的安全系數(shù)。例如，在16巴的操作壓力下，破裂強度應(yīng)該高于80巴。
能夠非常容易的理解，當(dāng)使用高的操作壓力時，需要采用使用具有相應(yīng)增加的厚度的板的熱交換器，由此使得干燥器的總體尺寸相應(yīng)增加。
提供耐壓冷凝水分離器，以及適于從熱交換器向該冷凝水分離器輸送壓縮氣體的通道，使得進(jìn)一步提高了該總體尺寸以及干燥器的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個主要目的在于提供一種用于潮濕壓縮氣體的干燥器，其總體尺寸特別緊湊，并且同時能夠保證所需機械壓力強度，即，所需的在機械方而承受壓力的能力。
在其總體目標(biāo)中，本發(fā)明的一個目的在于提供一種上述種類的壓縮氣體干燥器，它易于制造并且保證其具有高效率的熱交換效果。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述種類的壓縮氣體干燥器，其結(jié)構(gòu)簡單并且能夠以充分競爭性的成本制造。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種上述種類的壓縮氣體干燥器，它提供最大程度的安全性和可靠性。
根據(jù)本發(fā)明，這些目標(biāo)以及從下面給出的描述將變得明顯的其它目標(biāo)，在一種結(jié)合有如在所附權(quán)利要求1中描述和限定的特征的潮濕壓縮氣體干燥器中實現(xiàn)。


從參考附圖對以非限制性實例給出的優(yōu)選的、但是并非唯一的實施例的詳細(xì)描述，可以更加容易理解本發(fā)明的其它特性、特征和優(yōu)點，其中圖1是形成根據(jù)本發(fā)明的壓縮氣體干燥器的熱交換器的鍍金和波紋形翅片的分解視圖；圖2是類似于圖1的分解視圖，但是示出根據(jù)本發(fā)明的可選實施例的波紋形翅片；圖3是根據(jù)本發(fā)明的壓縮氣體干燥器的熱交換器的熱回收部分的透視分解視圖，并且特別示意出在熱交換器中的流體相對于彼此所流經(jīng)的流路；圖4是根據(jù)本發(fā)明的壓縮氣體干燥器的熱交換器的冷卻部分的透視分解視圖，并且特別示意出在熱交換器中的流體相對于彼此所流經(jīng)的流路；圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的壓縮氣體干燥器的熱交換器的透視圖，并且特別示意出形成熱回收部分的入口或進(jìn)口的狹縫以及形成熱交換器的冷卻部分的出口的狹縫；圖6是根據(jù)本發(fā)明的基于制冷的壓縮氣體的透視圖。
具體實施例方式
參考上述附圖。根據(jù)本發(fā)明的壓縮氣體干燥器包括板型熱交換器，包括多個堆疊板2，它們完全沿著相鄰板2的周邊以流體密封方式相互關(guān)聯(lián)，其中這些相鄰板2在其間形成通道3，用于使得兩種或多種流體以熱交換的關(guān)系被引導(dǎo)通過其中，所述板2具有多個處于相互對準(zhǔn)的排列中的孔隙4、15-21以形成延伸通過熱交換器的與所述通道3流體連通的流體導(dǎo)管。
每個這樣的板2由具有光滑表面的鋁板形成，并且在形成通道3的相鄰鋁板之間設(shè)置波紋形鋁翅片5。
翅片5包括通過銅焊而關(guān)聯(lián)到所述鋁板的光滑表面的波紋。
該熱交換器包括適于預(yù)冷卻潮濕壓縮氣體的熱回收部分12以及適于冷卻所述預(yù)冷卻潮濕壓縮氣體直至其達(dá)到預(yù)定露點的冷卻部分13。
鋁板2被放置到彼此之上并且相互關(guān)聯(lián)以形成堆狀，并且然后通過沿著圍繞每個板2的周邊延伸的折疊邊緣6將它們銅焊而被相互密封。
在堆起的相鄰板2之間形成通道3，然后流體能夠在其中以相互熱交換的關(guān)系沿著遵循主流動方向F的流路流動。
一旦該熱交換器被適當(dāng)組裝并且被銅焊的一起，則板2的相互對準(zhǔn)的孔隙4、15-21適于正確的形成流體導(dǎo)管，流體通過該流體導(dǎo)管被引導(dǎo)進(jìn)出相應(yīng)的通道3以執(zhí)行熱交換過程，即相互間熱交換。
具體地，處于不同溫度的流體適于通過相鄰的通道3以逆流模式流動，由此引起通過將這些通道3分離的板2的熱交換效應(yīng)。
在通道3中，波紋形翅片5布置在相鄰板板2之間，并且設(shè)有一系列的波紋，包括脊7和凹部即谷8，它們通過銅焊而關(guān)聯(lián)到形成這種流體通道3的相鄰板2的光滑表面。
波紋形翅片5的脊7和谷8布置成序列從而沿著基本平行于在通道3中的流體的主流動方向F的方向相互跟循，如在圖1和2中最好示出的。
在每個波紋形翅片5的脊7和谷8中設(shè)置多個穿孔9，并且通過這些穿孔9，適于使得流體在通道3中以熱交換的關(guān)系循環(huán)地流動。
有利地，翅片5提高了流經(jīng)通道3以及熱交換器表面區(qū)域的流體的紊流性，由此提高了熱交換過程的效率。
翅片5使得在相鄰板2之間的銅焊表面增加，由此不僅改進(jìn)鋁板2的相互聯(lián)結(jié)，還提高了熱交換器的總體機械強度，同時使得銅焊操作自身能夠更加簡單和快速的進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，提供一種更加延伸的，即更大地波紋形翅片5，它占據(jù)相鄰板2之間的整個通道3，并且具有相應(yīng)于并且與設(shè)于板2中的孔隙4、15-21相對準(zhǔn)的孔隙10，如在圖1中最好示出的。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，設(shè)有更小延伸的即更小的波紋形翅片5，它僅占據(jù)通道3的中央部分，由此流出圍繞孔隙4、5-21的自由通路，并且避免干擾由在板2中的相同的孔隙形成的流體導(dǎo)管，如圖2所示。本發(fā)明的該特殊實施例特別有利，因為它使得由于流動阻力降低而產(chǎn)生局部壓降并且改進(jìn)在通道3中流動的流體的分布。
根據(jù)本發(fā)明，板2和波紋形翅片5被裝配到一起以形成包括熱回收部分12和冷卻部分13的多路熱交換器11。
在圖3和4中，分別示出熱回收部分12的一部分、冷卻部分13的一部分以及相互間交換熱量的流體的流型的詳細(xì)示意。
熱回收部分12適于在如例如可以從氣動壓縮機流入熱交換器11的潮濕的即充滿水分的熱壓縮氣體和從冷卻部分流入的冷卻壓縮氣體之間進(jìn)行熱交換過程，從而在冷卻壓縮氣體離開熱交換器11之前預(yù)冷卻所述潮濕的熱壓縮氣體和后加熱被冷卻的壓縮氣體。
冷卻部分13則適于在從熱回收部分12流入的潮濕的預(yù)冷卻壓縮氣體和適于在冷卻部分13中循環(huán)的制冷介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換過程以冷卻壓縮氣體直至引起其中所含的水蒸汽冷凝。然后這樣被冷卻的氣體被送到熱回收部分12以使其在那里被后加熱。
熱回收部分12設(shè)有流入孔隙15，待被干燥的潮濕的熱壓縮氣體通過它流入熱交換器11中以被導(dǎo)向相應(yīng)的流體通道3。
熱回收部分12還設(shè)有流入端口16，從冷卻部分13流入的冷卻氣體通過它被輸送到相應(yīng)的流體通道3從而被后加熱，以及流出孔隙17，從相應(yīng)的流體通道3流入的被如此后加熱的冷卻氣體能夠離開熱交換器11。
熱回收部分12和冷卻部分13經(jīng)由設(shè)于隔板14中的通孔18相互連通，通孔18使得被預(yù)冷卻的氣體流動即進(jìn)入冷卻部分13中。這種隔板能夠以與形成熱交換器11的其它板相同的方式由鋁板構(gòu)成。
冷卻部分13設(shè)有流出端口19，從相應(yīng)的流體通道流入的冷卻氣體通過它離開冷卻部分13從而被送到熱回收部分12的流入端口16。
冷卻部分13還設(shè)有流入孔隙20和流出孔隙21，使得來自制冷回路的制冷介質(zhì)通過它們在相應(yīng)的流體通道3中循環(huán)以從預(yù)冷卻的氣體除熱并且最終被返回到制冷同路。
通過流入孔隙15流入熱交換器11的潮濕的熱壓縮氣體適于在熱回收部分12中被預(yù)冷卻并且然后經(jīng)由通孔18被送到冷卻部分13，它在此處由于制冷介質(zhì)的作用而被進(jìn)一步冷卻，直至它達(dá)到預(yù)定露點從而使得水蒸汽冷凝成為液滴。
該制冷介質(zhì)可以是如由制冷回路輸送的蒸發(fā)制冷介質(zhì)，或者在熱交換過程中不經(jīng)歷任何狀態(tài)改變的介質(zhì)，例如乙二醇-水混合物，它則又被制冷回路冷卻。
冷卻的壓縮氣體，以及它所攜帶的液滴，通過流出端口19離開熱交換器11的冷卻部分13以最終到達(dá)冷凝水分離器布置，或者冷凝水捕集器，其中被冷凝的水蒸汽從壓縮氣體分離。冷凝水自身被收集到冷凝水分離器布置的底部中并且利用排放裝置釋放。
從冷凝水分離器布置流出的被冷卻和干燥的壓縮氣體然后通過流入端口16被送到熱回收部分12，流入熱交換器中的潮濕的熱壓縮氣體在此處被預(yù)冷卻，而在通過流出孔隙17離開熱交換器11之前，該被冷卻和干燥的壓縮氣體被后加熱。
有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，在形成壓縮氣體適于在其中流動的通道3的相鄰板2之間，設(shè)有波紋形翅片5，其特征在于具有較小延伸范圍，而在形成制冷介質(zhì)適于在其中流動的通道3的相鄰板2之間，設(shè)有波紋形翅片5，其特征在于具有較大的延伸范圍。
在一個優(yōu)選實施例中，一種基于制冷的壓縮氣體干燥器包括上述和討論的多路熱交換器，以及冷凝水分離器或捕集器裝置22，例如除霧器類型的裝置，其中熱交換器和冷凝水分離器均被容納于耐壓外殼中，從而冷凝水分離器裝置22適于截取從冷卻部分13的流出端口19到熱回收部分12的流入端口16在該外殼中循環(huán)的冷卻壓縮氣體。
該外殼包括歧管裝置30，歧管裝置30以氣密方式關(guān)聯(lián)到熱回收部分12的流入孔隙15和流出孔隙17從而將待干燥的壓縮氣體分配到熱交換器11并且從熱交換器移除被干燥的壓縮氣體。這些歧管裝置30還關(guān)聯(lián)到冷卻部分13的流入孔隙20和流出孔隙21，從而使得制冷介質(zhì)能夠在相應(yīng)的流體通道3和制冷回路之間循環(huán)。
該外殼還包括排出孔23，排出孔23設(shè)于液滴趨于在此集中的區(qū)域中，從而允許在其中收集的冷凝水被排出到外部。設(shè)置連接到排出孔23的出口或排出設(shè)備例如懸浮類型的這種設(shè)備，以從外殼移除被收集到其中的液滴。
根據(jù)實際需要，這種排出設(shè)備可布置在所述外殼的外部或內(nèi)部。
在一個優(yōu)選實施例中，該外殼包括壓力容器，其由第一半殼體24和第二半殼體25構(gòu)成，它們適于利用緊固裝置以氣密方式相互關(guān)聯(lián)，從而形成熱交換器11被布置和容納于其中的腔室。
在本發(fā)明的一個可選的和非常優(yōu)選的實施例中，流入端口16由多個狹縫構(gòu)成，該狹縫相應(yīng)于熱回收部分12的流體通道3而設(shè)于相鄰的板2之間，并且適于被干燥的壓縮氣體流經(jīng)其中以被后加熱。
這些狹縫適于將在容器中循環(huán)的干燥壓縮氣體直接分配到熱回收部分12的流體通道3中。
在本發(fā)明的另一個可選的和非常優(yōu)選的實施例中，流出端口19由多個狹縫構(gòu)成，該狹縫相應(yīng)于冷卻部分13的流體通道3而設(shè)于相鄰的板2之間，并且適于被壓縮氣體流經(jīng)其中。
這些狹縫適于將冷卻壓縮氣體在其已經(jīng)與制冷介質(zhì)交換熱量之后直接送入容器的腔室中。
這些狹縫用于降低壓力損失；此外，設(shè)于冷卻部分13中的狹縫也使得能夠便于從冷卻的壓縮氣體流分離冷凝的液滴。
設(shè)置密封裝置26以保證將半殼體24、25氣密性地裝配到一起，而設(shè)置緊固裝置將熱交換器11適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ谒纬傻娜萜鞯那皇抑小?br> O形環(huán)型的密封裝置27設(shè)于歧管裝置30和流入孔隙15之間，以及歧管裝置30和流出孔隙17之間從而保證其氣密聯(lián)接并且防止壓縮氣體繞過，即在所述孔隙15、17之間泄漏。
因此從上面的描述可以充分理解本發(fā)明有效地實現(xiàn)上述目標(biāo)和優(yōu)點的能力，這是通過提供一種用于潮濕壓縮氣體的基于制冷的干燥器，其尺寸特別緊湊并且在機械方面非常耐壓。
根據(jù)本發(fā)明的壓縮氣體干燥器是可靠的并且從結(jié)構(gòu)觀點特別簡單，以高的效率保證高的干燥能力。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在要求熱交換器被容納于外殼中的實施例中，在熱交換器中的壓力以及在熱交換器外側(cè)的壓力基本相同，即，等于基本相同的數(shù)值，相互間的唯一差別可能等于在熱交換器11的熱回收部分12、冷卻部分13中循環(huán)的壓縮氣體流的壓力損失。
因此給出提供一種干燥器的可能性，其包括使用非常薄的板的熱交換器，因為是壓力容器保證了整個組件的所需機械壓力強度，而實際上熱交換器自身將不必其有特別耐壓的結(jié)構(gòu)。
適于耐壓的所述容器或外殼無需導(dǎo)管用于在熱交換器和冷凝水分離器布置之間引導(dǎo)壓縮氣體。
因為上述外殼容納熱交換器和冷凝水分離器布置，還不再需要將冷凝水分離器布置密封地封裝于其自身的耐壓外殼中，應(yīng)該使得從上述導(dǎo)管流入的冷卻壓縮氣體流經(jīng)所述耐壓外殼。
易于理解，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器可具有各種修改，并且能夠以不同于上述示例性實施例的多種方式實施，而不背離本發(fā)明的范圍。還應(yīng)理解，如在前面描述的所有細(xì)節(jié)可由技術(shù)等價的元件替代，其中用于這些元件的材料及其尺寸均可以根據(jù)實際需要適當(dāng)選擇或者以滿足具體要求。
權(quán)利要求
1.一種包括板型熱交換器的潮濕壓縮氣體干燥器，該熱交換器包括多個堆疊的板(2)，它們?nèi)垦刂噜彴?2)的周邊以氣密方式相互聯(lián)結(jié)，所述的相鄰板(2)在其間形成通道(3)，用于使得兩種或多種流體以熱交換的關(guān)系被引導(dǎo)通過其中，所述板(2)具有多個處于相互對準(zhǔn)的排列中的孔隙(4、15-21)以形成延伸通過熱交換器的與所述通道(3)流體連通的流體導(dǎo)管，其特征在于，每個所述的板(2)由具有光滑表面的鋁板形成，并且在形成所述通道的相鄰鋁板之間設(shè)置波紋形鋁片(5)，所述鋁片(5)包括通過銅焊而聯(lián)結(jié)到所述鋁板的光滑表面的波紋，所述熱交換器包括適于預(yù)冷卻潮濕壓縮氣體的熱回收部分(12)以及適于冷卻所述預(yù)冷卻潮濕壓縮氣體直至其達(dá)到預(yù)先設(shè)定的露點的冷卻部分(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的潮濕壓縮氣體干燥器，其中所述熱回收部分(12)適于在進(jìn)入熱交換器的所述潮濕的、即充滿水分的欲被干燥的熱壓縮氣體和從冷卻部分(13)流入的冷卻的干燥壓縮氣體之間進(jìn)行熱交換過程，從而在冷卻的干燥壓縮氣體離開熱交換器之前預(yù)冷卻所述潮濕的熱壓縮氣體和后加熱被冷卻的干燥壓縮氣體，并且其中所述冷卻部分(13)則適于在從熱回收部分(12)流入的潮濕的預(yù)冷卻壓縮氣體和適于在冷卻部分(13)中循環(huán)的制冷介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換過程以冷卻壓縮氣體直至達(dá)到所述預(yù)先設(shè)定的露點，然后這樣被冷卻的氣體被送到熱回收部分(12)以使其在那里被后加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的潮濕壓縮氣體干燥器，其中所述熱交換器包括流出端口(19)，冷卻的壓縮氣體以及所述冷卻的壓縮氣體流所攜帶的被冷凝的液滴能夠通過流出端口(19)離開冷卻部分(13)，并且還包括流入端口(16)，被冷卻和干燥的壓縮氣體適于通過流入端口(16)流入熱回收部分(12)中，進(jìn)入熱交換器的潮濕的熱壓縮氣體在此處被預(yù)冷卻，而在離開熱交換器之前，被冷卻和干燥的壓縮氣體被后加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的潮濕壓縮氣體干燥器，其中所述熱交換器和冷凝水分離器裝置(22)均被容納于耐壓密封外殼中，從而所述冷凝水分離器裝置(22)適于截取從冷卻部分(13)的流出端口(19)到熱回收部分(12)的流入端口(16)在所述外殼中循環(huán)的冷卻壓縮氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的潮濕壓縮氣體干燥器，其中所述外殼包括歧管裝置(30)，歧管裝置(30)以氣密方式聯(lián)結(jié)到熱回收部分(12)的流入孔隙(15)和流出孔隙(17)從而將欲被干燥的壓縮氣體分配到熱交換器(11)并且從熱交換器移除被干燥的壓縮氣體，并且其中所述歧管裝置(30)還聯(lián)結(jié)到冷卻部分(13)的流入孔隙(20)和流出孔隙(21)，從而使得制冷介質(zhì)能夠在相應(yīng)的流體通道(3)和制冷回路之間循環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的潮濕壓縮氣體干燥器，其中所述外殼包括排出孔(23)，排出孔(23)設(shè)于液滴趨于在此集中的區(qū)域中，從而允許在其中收集的冷凝水被排出到外部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的潮濕壓縮氣體干燥器，其中所述流入端口(16)由多個狹縫構(gòu)成，該狹縫相應(yīng)于熱回收部分(12)的流體通道(3)而設(shè)于相鄰的板之間，并且適于允許欲被后加熱的干燥壓縮氣體流經(jīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的潮濕壓縮氣體干燥器，其中所述流出端口(19)由多個狹縫構(gòu)成，該狹縫相應(yīng)于冷卻部分(13)的流體通道(3)而設(shè)于相鄰的板之間，并且適于允許壓縮氣體流經(jīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的潮濕壓縮氣體干燥器，其中密封裝置(27)設(shè)于歧管裝置(30)和所述流入孔隙(15)之間，以及歧管裝置(30)和流出孔隙(17)之間，從而保證其氣密聯(lián)接并且防止壓縮氣體繞過，即在所述孔隙(15、17)之間泄漏。
全文摘要
一種包括板型熱交換器的潮濕壓縮氣體干燥器，該熱交換器包括多個堆疊板(2)，它們完全沿著相鄰板(2)的周邊以氣密方式相互關(guān)聯(lián)，相鄰板(2)在其間形成通道(3)，用于使得一種或多種流體以熱交換的關(guān)系被引導(dǎo)通過其中，板(2)具有多個處于相互對準(zhǔn)的排列中的孔隙(4、15－21)以形成延伸通過熱交換器的與所述通道(3)流體連通的流體導(dǎo)管。每個板(2)由具有光滑表面的鋁板形成，并且在形成所述通道的相鄰鋁板之間設(shè)置波紋形鋁片(5)。鋁片(5)包括通過銅焊而聯(lián)結(jié)到所述鋁板的光滑表面的波紋。該熱交換器包括適于預(yù)冷卻潮濕壓縮氣體的熱回收部分(12)和適于冷卻所述預(yù)冷卻潮濕壓縮氣體直至其達(dá)到預(yù)先設(shè)定的露點的冷卻部分(13)。
文檔編號B01D53/26GK1990087SQ200610168448
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者盧西亞諾·貝萊莫, 馬可·特雷維薩恩 申請人:多米尼克漢德海羅斯公開有限公司