[发明专利]冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置

说明书

技术领域

本发明涉及空气干燥设备领域，尤其是预冷、蒸发与气液分离一体式冷冻式压缩空气干燥器。

背景技术

空气干燥器用于干燥与净化压缩空气，使后续压缩空气使用设备获得洁净干燥的气源，在工业生产中得到广泛的应用。冷冻式压缩空气干燥器是利用冷媒换热将潮湿的压缩空气进行降温，过饱和的水份从空气中析出并分离，从而实现空气的干燥，一般包括预冷器、蒸发器与气液分离器三个主要的部件。

现有技术的预冷器200与蒸发器300一般采用壳管式的换热器结构，如图1所示，暖湿空气101从预冷器壳体203一侧的暖湿空气入口201通入多根平行设置的换热管204内部，与壳体内腔的低温干燥空气104作热交换实现预冷，预冷后空气102集中在预冷后空气腔207并且进入蒸发器300；低温干燥空气104从预冷器壳体203另一侧的冷空气入口206通入内腔，在壳体内腔多块折流板205的作用下曲折前进，热交换之后从干燥空气出口202排出为干燥空气105。进入蒸发器300的预冷后空气102继续在蒸发器壳体301内腔绕过折流板302曲折前进，而此时换热管303内部通的是冷媒106，例如氟利昂等，对预冷后空气102进行进一步冷却后形成低温空气103从低温空气出口304输出至气液分离器400。

现有技术的气液分离器400通常采用旋风分离式结构，如图2所示，在圆柱形的压力容器的壳体403侧壁上部设置有切向的进气管401，顶部设置有出气口402，底部设置有排水口405，冷却后带有液体颗粒的低温空气103从压力容器切向冲入，在容器内形成高速旋转的气流，由于气体与液体的密度不同，因此较重的液体被分离下沉流出排水口405，而脱水后的气体盘旋下降后在底部锥底404的转向后沿中央上升，通过中央管道与出气口排出低温干燥空气104，再进入预冷器200的冷空气入口206，对暖湿空气101进行预冷。

现有技术的冷冻式压缩空气干燥器三个主要的部件预冷器、蒸发器与气液分离器各自独立，体积非常庞大，生产成本高，安装维护复杂。壳管式换热器结构的热交换效率低，而且隔板与壳体之间的间隙容易导致气流短路，严重影响了热交换的效率。旋风式气液分离器不易分离出气流中质量较小的雾珠，也降低了干燥的效率。

发明内容

本申请人针对上述现有冷冻式压缩空气干燥器的预冷器、蒸发器与气液分离器各自独立，结构复杂，占地空间大、工作效率低等缺点，提供一种结构合理、空间紧凑的冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置，从而降低生产制造成本，节约安装维护费用，同时有效提高干燥的工作效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种冷冻式压缩空气干燥器的三机一体装置，包括预冷器、蒸发器与气液分离器，所述预冷器、蒸发器与气液分离器为一体式结构，预冷器上方设置有暖湿空气进口与扩散腔；预冷器与蒸发器采用整体的换热器，所述换热器上部为预冷部，下部为蒸发部；所述换热器具有水平通道与竖直通道，所述竖直通道为暖湿空气通道，所述预冷部水平通道为低温干燥空气通道，所述蒸发部水平通道为冷媒通道；气液分离器设置于蒸发器底部，由滤网与导向挡板腔两部分组成，导向挡板腔设置有斜向挡流板将空气导向至侧部管路，侧部管路连接所述预冷部水平通道入口，在所述预冷部水平通道出口设置有干燥空气出口。其进一步特征在于：

所述换热器采用连续交错的梯形通道的金属板材堆叠，相邻层梯形通道相互垂直并且用隔板间隔；

所述换热器的金属板材采用铝制板材；

所述滤网采用不锈钢滤网；

所述冷冻式压缩空气干燥器底部设置有排水口。

本发明采用预冷、蒸发与气液分离一体式结构，大大减小了设备体积，对于同样的干燥空气容量，本发明的体积仅为现有技术各自独立结构体积的2/5，从而降低生产制造成本，节约安装维护费用。预冷器与蒸发器采用整体的蜂巢式换热器，不仅显著提高了换热效率，而且可以有效的防止气流短路，露点温度有效提高，功耗大大降低，JB/T10526-2005《一般用冷冻式压缩空气干燥器》标准规定出口压力露点不大于3℃，本发明达到2.1℃左右；标准规定压力降不大于0.035MPa，本发明仅为0.0024MPa。气液分离器由滤网与导向挡板腔两部分组成，综合采用拦截、惯性等多种手段，有效的拦截细小水珠与雾珠，除水率大于98％。

附图说明

图1为现有技术的预冷器与蒸发器主视图；

图2为现有技术的气液分离器主视图；

图3为本发明的主视图，局部剖视；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明的蜂巢式换热器立体图；