СУШИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Настоящая полезная модель относится к сушильному устройству для сушки сжатого газа.
В частности, полезная модель относится к сушильным устройствам, которые снабжены впуском сжатого газа, подлежащего сушке, и выпуском высушенного сжатого газа, при этом сушильное устройство включает, по меньшей мере, два резервуара, в которых находится регенерируемый осушитель, и настраиваемую клапанную систему, соединяющую указанные впуск и выпуск с указанными резервуарами, при этом, настраиваемая клапанная система выполнена так, что, по меньшей мере, в одном резервуаре может проводиться сушка сжатого газа, тогда как в другом резервуаре осуществляют регенерацию, и так, что путем управления клапанной системой сушка сжатого газа может быть проведена в каждом из резервуаров по очереди.
Термин «регенерируемый осушитель» означает осушитель, способный экстрагировать влагу из газа путем адсорбции, который, будучи насыщенным влагой, может быть высушен путем пропускания через него, так называемого, регенерационного газа. Этот процесс также называют регенерацией осушителя. Обычно, регенерационный газ является теплым газом.
Хотя упоминается принцип адсорбции, изобретение также применимо в случае принципа абсорбции.
Когда в резервуаре проводят сушку, влага поглощается из подлежащего сушке сжатого газа, и осушитель становится насыщенным. Это означает, что он уже не может поглотить хоть какое-то дополнительное количество влаги.
Затем в этом резервуаре проводят регенерацию, при этом, через него пропускают, обычно, теплый газ, например, теплый воздух. Теплый газ экстрагирует влагу из осушителя и, таким образом, регенерирует его.
Затем этот резервуар, необязательно, сначала может быть охлажден, после чего снова использован для сушки сжатого газа.
Уже известны устройства, конструкция которых такова, что часть высушенного сжатого газа используется для проведения регенерации в одном из резервуаров.
После использования для регенерации регенерационный газ либо выпускают, либо соединяют с подлежащим сушке сжатым газом.
Хотя преимущество повторного использования регенерационного газа состоит в том, что сжатый газ не теряется, необходимо гарантировать, что регенерационный газ может быть соединен с подлежащим сушке сжатым газом.
Действительно, при регенерации давление начинает снижаться, поэтому давление регенерационного газа будет немного меньше, чем давление подлежащего сушке сжатого газа, следовательно, для соединения регенерационного газа с подлежащим сушке сжатым газом требуется внешняя сила.
Для соединения регенерационного газа с подлежащим сушке сжатым газом можно использовать эжектор Вентури, создающий разрежение, когда через него протекает подлежащий сушке сжатый газ. Под влиянием разрежения регенерационный газ может, некоторым образом, всасываться эжектором Вентури и, следовательно, соединяться с подлежащим сушке сжатым газом.
Недостатком является то, что в эжекторе Вентури давление может относительно сильно снижаться.
Целью полезной модели является обеспечение технического решения для устранения, по меньшей мере, одного из указанных выше и/или других недостатков.
С этой целью, полезная модель обеспечивается сушильным устройством для сушки сжатого газа, при этом, указанное сушильное устройство снабжено впуском для подлежащего сушке сжатого газа и выпуском для высушенного сжатого газа, при этом, сушильное устройство включает, по меньшей мере, два резервуара, в которых находится регенерируемый осушитель, и настраиваемую клапанную систему, состоящую из первого блока клапанов и второго блока клапанов и соединяющую указанный впуск и, соответственно, указанный выпуск, с указанными резервуарами, при этом, настраиваемая клапанная система выполнена так, что, по меньшей мере, в одном резервуаре может проводиться сушка сжатого газа, тогда как в другом резервуаре проводят регенерацию, и так, что путем управления клапанной системой сушка сжатого газа может быть проведена в каждом из резервуаров по очереди, при этом, сушильное устройство дополнительно снабжено регенерационным трубопроводом для подачи регенерационного газа в тот резервуар, в котором проводится регенерация, при этом, указанный регенерационный трубопровод проходит от выпуска высушенного сжатого газа ко второму блоку клапанов, при этом, в регенерационном трубопроводе установлено средство нагревания регенерационного газа, при этом, сушильное устройство дополнительно снабжено возвратным трубопроводом для возвращения регенерационного газа после пропускания через резервуар, в котором проводится регенерация, в указанный впуск, при этом, указанный возвратный трубопровод проходит от первого блока клапанов ко впускному трубопроводу, соединенному с указанным впуском подлежащего сушке сжатого газа, при этом, во впускном трубопроводе установлен эжектор Вентури, с которым соединен указанный возвратный трубопровод, и так, что имеется средство управления, предназначенное для управления потоком подлежащего сушке сжатого газа, проходящего через эжектор Вентури.
Таким образом, обеспечивается преимущество, заключающееся в том, что путем управления потоком через эжектор Вентури можно управлять падением давления и соответствующей потерей энергии. Действительно, при уменьшении потока через эжектор Вентури засасывается меньше регенерационного газа, и падение давления будет меньше.
Другими словами, можно обеспечить прохождение через эжектор Вентури достаточного потока, чтобы всасывалось только такое количество регенерационного газа, которого достаточно для надлежащей регенерации в подлежащем регенерации резервуаре, но не больше этого.
Управление потоком через эжектор Вентури может быть осуществлено по-разному.
В одном из конкретных вариантов осуществления указанное средство управления образовано за счет того, что указанный эжектор Вентури представляет собой настраиваемый эжектор Вентури, который выполнен так, что проходящим через него потоком можно управлять.
В одном из альтернативных конкретных вариантов осуществления указанное средство управления включает байпасный трубопровод, подключенный в обход эжектора Вентури, при этом, в байпасном трубопроводе установлен клапан.
Этот клапан представляет собой, например, двухстворчатый клапан или дроссельный клапан.
Открывая клапан больше или меньше, управляют потоком через байпасный трубопровод и, косвенно, также через эжектор Вентури.
Полезная модель также относится к сушильному устройству для сушки сжатого газа, при этом, указанное сушильное устройство снабжено впуском для подлежащего сушке сжатого газа и выпуском для высушенного сжатого газа, при этом, сушильное устройство включает, по меньшей мере, два резервуара, в которых находится регенерируемый осушитель, и настраиваемую клапанную систему, состоящую из первого блока клапанов и второго блока клапанов и соединяющую указанный впуск и, соответственно, указанный выпуск, с указанными резервуарами, при этом, настраиваемая клапанная система выполнена так, что, по меньшей мере, в одном резервуаре может проводиться сушка сжатого газа, тогда как в другом резервуаре проводят регенерацию, и так, что путем управления клапанной системой сушка сжатого газа может быть проведена в каждом из резервуаров по очереди, при этом, сушильное устройство дополнительно снабжено регенерационным трубопроводом для подачи регенерационного газа в тот резервуар, в котором проводится регенерация, при этом, указанный регенерационный трубопровод проходит от выпуска высушенного сжатого газа ко второму блоку клапанов, при этом, в регенерационном трубопроводе установлено средство нагревания регенерационного газа, при этом, сушильное устройство дополнительно снабжено возвратным трубопроводом для возвращения регенерационного газа после пропускания через резервуар, в котором проводится регенерация, в указанный впуск, при этом, указанный возвратный трубопровод проходит от первого блока клапанов ко впускному трубопроводу, соединенному с указанным впуском подлежащего сушке сжатого газа, при этом, в регенерационном трубопроводе установлен вентилятор, при этом, вентилятор представляет собой настраиваемый вентилятор.
Указанный вентилятор является альтернативой эжектору Вентури, т.е., вентилятор выполняет ту же функцию, что и эжектор Вентури.
Полезная модель также относится к способу сушки сжатого газа с использованием сушильного устройства, которое снабжено впуском для подлежащего сушке сжатого газа и выпуском для высушенного сжатого газа, при этом, со впуском соединен впускной трубопровод, при этом, сушильное устройство включает, по меньшей мере, два резервуара, в которых находится регенерируемый осушитель, и настраиваемую клапанную систему, соединяющую указанный впуск и, соответственно, указанный выпуск, с указанными резервуарами, при этом, по меньшей мере, в одном резервуаре проводят сушку сжатого газа, тогда как в другом резервуаре проводят регенерацию, при этом, путем управления клапанной системой сушку сжатого газа проводят в каждом из резервуаров по очереди, при этом, способ включает следующие стадии, на которых:
- обеспечивают регенерационный газ путем ответвления части высушенного сжатого газа у выпуска;
- нагревают ответвленный регенерационный газ перед пропусканием через резервуар, в котором проводят регенерацию;
- возвращают регенерационный газ после пропускания через резервуар, в котором проводят регенерацию, в указанный впускной трубопровод;
- возвращают регенерационный газ в указанный впускной трубопровод при помощи эжектора Вентури, при этом, способ дополнительно включает стадию управления потоком регенерационного газа, который направляют во впускной трубопровод.
Ясно, что данному способу свойственны те же преимущества, что и сушильному устройству, соответствующему полезной модели.
Предпочтительно, сушильное устройство, соответствующее полезной модели, используют для применения данного способа.
Предпочтительно, для управления потоком регенерационного газа, который направляют во впускной трубопровод, используют настраиваемый эжектор Вентури.
Предпочтительно, часть подлежащего сушке сжатого газа направляют по байпасному трубопроводу в обход эжектора Вентури для управления потоком регенерационного газа, который направляют во впускной трубопровод, при этом, в указанном байпасном трубопроводе установлен клапан.
Полезная модель также относится к способу сушки сжатого газа с использованием сушильного устройства, которое снабжено впуском для подлежащего сушке сжатого газа и выпуском для высушенного сжатого газа, при этом, со впуском соединен впускной трубопровод, при этом, сушильное устройство включает, по меньшей мере, два резервуара, в которых находится регенерируемый осушитель, и настраиваемую клапанную систему, соединяющую указанный впуск и, соответственно, указанный выпуск, с указанными резервуарами, при этом, настраиваемая клапанная система такова, что, по меньшей мере, в одном резервуаре проводят сушку сжатого газа, тогда как в другом резервуаре проводят регенерацию, при этом, путем управления клапанной системой сушку сжатого газа проводят в каждом из резервуаров по очереди, при этом, способ включает следующие стадии, на которых:
- обеспечивают регенерационный газ путем ответвления части высушенного сжатого газа у выпуска;
- нагревают ответвленный регенерационный газ перед пропусканием через резервуар, в котором проводят регенерацию;
- возвращают регенерационный газ после пропускания через резервуар, в котором проводят регенерацию, в указанный впускной трубопровод;
- дополнительно снабжают сушильное устройство (1) настраиваемым вентилятором (23), при этом, указанный настраиваемый вентилятор (23) установлен в регенерационном трубопроводе (10), идущем от выпуска (8) высушенного сжатого газа к указанной клапанной системе, при этом, способ дополнительно включает стадию управления потоком регенерационного газа, возвращаемого в указанный впускной трубопровод (13), путем управления вентилятором (23).
Ясно, что данному способу свойственны те же преимущества, что и сушильному устройству, соответствующему полезной модели.
Предпочтительно, сушильное устройство, соответствующее полезной модели, используют для применения данного способа.
Чтобы лучше показать отличительные особенности полезной модели, далее на примерах, не имеющих ограничительного характера, представлено несколько предпочтительных вариантов осуществления соответствующего полезной модели сушильного устройства, предназначенного для сушки сжатого газа, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
На фиг. 1 схематично показано сушильное устройство, соответствующее полезной модели;
На фиг. 2 показан альтернативный фиг. 1 вариант осуществления устройства;
На фиг. 3 показан другой конкретный вариант осуществления устройства, представленного на фиг. 1;
На фиг. 4 схематично показан другой вариант сушильного устройства.
Сушильное устройство 1, предназначенное для сушки сжатого газа, схематично показанное на фиг. 1, включает, главным образом, два резервуара 2, в которых имеется регенерируемый осушитель 3.
Регенерируемый осушитель 3 также называют осушителем.
Конечно, может иметь место более двух резервуаров 2.
Сушильное устройство 1 дополнительно включает клапанную систему 4, которая состоит из первого блока 5 клапанов и второго блока 6 клапанов.
Первый блок 5 клапанов соединяет резервуары 2 со впуском 7 подлежащего сушке сжатого газа, тогда как второй блок 6 клапанов соединяет резервуары 2 с выпуском 8 высушенного сжатого газа.
Указанные блоки 5, 6 клапанов представляют собой систему различных трубопроводов и клапанов, которыми можно управлять так, чтобы, по меньшей мере, в одном резервуаре 2 проводить регенерацию или, возможно, охлаждение, в то время как в другом резервуаре 2 или других резервуарах 2 осуществлялась сушка сжатого газа, при этом, путем управления клапанной системой 4 сушку сжатого газа проводят в каждом из резервуаров 2 по очереди.
В данном случае, каждый блок 5, 6 клапанов включает четыре двухстворчатых клапана 9 или дроссельных клапана.
Сушильное устройство 1 также снабжено регенерационным трубопроводом 10 для подачи регенерационного газа в тот резервуар 2, в котором проводят регенерацию.
Высушенный сжатый газ затем используют в качестве регенерационного газа.
С этой целью регенерационный трубопровод 10 проходит от выпуска 8 высушенного сжатого газа ко второму блоку 6 клапанов, при этом, регенерационный трубопровод 10 снабжен средством 11 нагревания регенерационного газа.
В данном случае, указанное средство 11 нагревания включает теплообменник 12, первичный контур 12а которого установлен в регенерационном трубопроводе 10, а вторичный контур 12b установлен во впускном трубопроводе 13, идущем от указанного впуска 7 подлежащего сушке сжатого газа к выходу 14 компрессора 15.
В данном случае, указанное средство 11 нагревания также включает внешний источник 16 тепла, который в этом примере представляет собой электрический нагреватель, установленный в регенерационном трубопроводе 10. Внешний источник 16 тепла расположен по потоку ниже теплообменника 12.
Сушильное устройство 1, также снабжено возвратным трубопроводом 17 для возвращения регенерационного газа после пропускания через резервуар 2, в котором проводится регенерация, в указанный впуск 7 через впускной трубопровод 13.
С этой целью возвратный трубопровод 17 проходит от первого блока 5 клапанов к указанному впускному трубопроводу 13, который соединен с указанным впуском 7 подлежащего сушке сжатого газа. Эжектор 18 Вентури установлен во впускном трубопроводе 13, с которым соединен указанный возвратный трубопровод 17, при этом, потоком подлежащего сушке сжатого газа, который проходит через эжектор 18 Вентури, можно управлять.
В представленном примере такое управление возможно благодаря тому, что имеется байпасный трубопровод 19 в обход эжектора 18 Вентури, при этом, в байпасном трубопроводе 19 установлен клапан 20.
Этот клапан 20 позволяет управлять потоком, проходящим по байпасному трубопроводу 19, и, косвенно, также потоком через эжектор Вентури.
Наконец, во впускном трубопроводе 13, по потоку ниже эжектора Вентури 18, установлен охладитель 21.
Функционирование сушильного устройства 1 очень простое и заключатся в следующем.
В ходе работы сушильного устройства 1 теплый сжатый воздух поступает во впуск 7 через охладитель 21.
Охлажденный сжатый газ направляется через первый блок 5 клапанов в резервуар 2 для сушки. На фиг. 1 этот резервуар 2 находится справа.
После прохождения через резервуар 2 сжатый газ уже высушен и может выходить из сушильного устройства 1 через выпуск 8.
Часть высушенного сжатого газа ответвляют при помощи регенерационного трубопровода 10.
Ответвленный, высушенный сжатый регенерационный газ нагревают при помощи теплообменника 12, отводя тепло от подлежащего сушке сжатого газа.
Отметим, что вследствие этого указанный охладитель 21 может быть выполнен уменьшенным, так как подлежащий сушке сжатый газ уже прошел первую стадию охлаждения в теплообменнике 12.
Затем теплый сжатый регенерационный газ проходит в регенерационном трубопроводе 10 вдоль наружного источника 16 тепла, который, если нужно, дополнительно нагревает газ.
Затем горячий и сухой сжатый регенерационный газ направляется по регенерационному трубопроводу 10 во второй блок 6 клапанов, который направляет его в тот резервуар 2, в котором проводится регенерация.
После прохождения через резервуар 2 регенерационный газ нагрет и насыщен влагой.
Теплый насыщенный сжатый регенерационный газ по возвратному трубопроводу 17 направляют на соединение с подлежащим сушке сжатым газом, поступающим из компрессора 15.
Для этого используют эжектор 18 Вентури.
Когда подлежащий сушке сжатый газ, поступающий из компрессора 15, проходит через эжектор 18 Вентури, он создает разрежение. Величина разрежения зависит от проходящего через эжектор потока.
От величины разрежения зависит количество всосанного регенерационного газа и, таким образом, количество ответвляемого регенерационного газа.
Потоком регенерационного газа также можно управлять, открывая больше или меньше клапан 20 на байпасном трубопроводе 19.
Таким образом, при помощи клапана 20 можно установить достаточный поток регенерационного газа через резервуар 2, в котором проводится регенерация, но не больше необходимого.
Таким образом, падение давления на эжекторе 18 Вентури и соответствующие потери энергии поддерживаются минимально возможными.
Чтобы определить, сколько нужно регенерационного газа и, следовательно, как должен быть открыт клапан 20 на байпасном трубопроводе 19, нужно учесть, как долго может проводиться сушка в другом резервуаре 2, т.е., сколько времени имеется для регенерации, и/или физические параметры регенерационного газа, такие как температура и относительная влажность, и/или уровень насыщения осушителя 3 в подлежащем регенерации резервуаре 2 и/или точку росы и т.д.
Стадию регенерации, описанную выше, проводят вплоть до полной регенерации резервуара 2.
Также может быть осуществлена возможная стадия охлаждения, на которой через рассматриваемый резервуар 2 пропускают охлаждающий газ.
Затем производят переключение резервуаров 2, то есть, резервуар 2, где проводилась сушка, будет регенерирован, и наоборот, при помощи надлежащего переключения блоков 5, 6 клапанов.
На фиг. 2 представлен вариант, соответствующий фиг. 1, в котором, в данном случае, внешний источник 16 тепла исключен, поэтому часть двухстворчатых клапанов 9 второго блока 6 клапанов, в данном случае, два из четырех имеющихся клапанов, являются обратными клапанами 22.
В остальном, сушильное устройство 1 и его функционирование аналогично варианту осуществления изобретения, приведенному на фиг. 1.
Понятно, что в примере фиг. 1 часть двухстворчатых клапанов 9 или все двухстворчатые клапаны 9 второго блока 6 клапанов могут быть выполнены как обратные клапаны 22, или что внешний источник тепла может быть исключен.
На фиг. 3 представлен еще один вариант, в котором, в данном случае, все клапаны второго блока 6 клапанов выполнены как обратные клапаны 22.
Кроме этого, теплообменник 12 исключен, и регенерационный газ нагревают только при помощи внешнего источника 16 тепла.
Конечно, не исключается, что клапаны второго блока 6 клапанов выполнены как двухстворчатые клапаны 9, как показано на фиг. 1.
Во всех представленных и описанных примерах охладитель 21 присутствует во впускном трубопроводе 13 по потоку ниже эжектора 18 Вентури. Не исключается, что охладитель 21 заменяют на первый охладитель, установленный во впускном трубопроводе 13 по потоку выше эжектора 18 Вентури, и второй охладитель, установленный в возвратном трубопроводе 17.
Во всех представленных и описанных примерах поток через эжектор 18 Вентури может быть настроен посредством байпасного трубопровода 19 с клапаном 20.
Однако, не исключается, что используется настраиваемый эжектор 18 Вентури, то есть, возможно управление проходящим через него потоком. Это означает: сам эжектор 18 Вентури является регулируемым аналогично регулируемому клапану.
На фиг. 4 показан другой вариант осуществления полезной модели. Он отличается от представленного на фиг. 1 тем, что эжектор 18 Вентури исключен, и в регенерационном трубопроводе 17 установлен вентилятор 23.
Вентилятор 23 является регулируемым, то есть, потоком регенерационного газа можно управлять так, чтобы через подлежащий регенерации резервуар 2 проходило достаточное количество регенерационного газа, но не больше необходимого.
Другими словами, в этом варианте обеспечивается альтернатива эжектору 18 Вентури.
В данном случае, хотя это не является необходимым, вентилятор установлен по потоку выше средства 11 нагревания, т.е., по потоку выше теплообменника 12.
Обратный клапан 24 также установлен в возвратном трубопроводе 17 для исключения непреднамеренного поступления подлежащего сушке газа по возвратному трубопроводу 17 в резервуары 2.
Наконец, сушильное устройство 1 снабжено блоком 25 управления, обеспечивающим управление вентилятором 23 и, возможно, также настраиваемой клапанной системой 4.
В остальном, функционирование аналогично описанному выше в отношении других вариантов осуществления. Конечно, не исключается, что варианты осуществления, представленные на фиг. 1-3, снабжены блоком 25 управления, обеспечивающим управление настраиваемым эжектором 18 Вентури и/или клапаном 20 байпасного трубопровода 19 и/или настраиваемой клапанной системой 4.
Кроме этого, не исключается, что такой блок 25 управления может также осуществлять управление другими компонентами или элементами сушильного устройства 1.
Настоящая полезная модель ни коим образом не ограничивается вариантами его осуществления, описанными в качестве примера и проиллюстрированными на чертежах, напротив, сушильное устройство, предназначенное для сушки сжатого газа, может быть реализовано во всевозможных формах и размерах, не выходя за рамки объема полезной модели.