[发明专利]无热吸附式压缩空气干燥机的智能化零压差切换装置

说明书

技术领域

本发明涉及无热吸附式压缩空气干燥机，尤其是一种无热吸附式压缩空气干燥机的切换控制装置。

背景技术

无热再生干燥机(以下简称无热吸干机)的基本工作原理为“变压吸附”，即含水分的压缩空气在高压时通过吸附剂吸附水分，在低压环境下吸附剂中的水分被“解吸”并重返气相，吸附剂因此而得以脱水“再生”。无热吸干机所用的低分压解吸空气取自于本机输出的一部分干燥成品气，这种再生气与成品气的同源使得无热吸干机具有极大的优点：能耗极低、结构简单、操作方便、稳定可靠。由于变压吸附是实际是等温过程，所以无热吸干机不需要另设冷却过程，吸附剂的解吸与再生可同步完成。

目前，最普遍的无热吸干机的结构是双塔结构，如附图1所示。图中A和B是密闭的塔桶，内装有吸附剂(例如活性氧化剂、分子筛、硅胶等)，且A、B塔的外形、尺寸、结构和吸附剂装载量相同。F₁、F₂、F₃、F₄为气路的截止/开通电磁阀，其中F₂、F₄为常闭阀；F₁、F₃为常开阀，此配置可以防止设备不工作状态下空气一样可以流通以保护空压机，a和b为单向阀，c和c’分别为节流阀和微调节流阀，E为消声器。

无热吸干机的工作过程可分为吸附→再生和再生→吸附这样两个相反的半周期过程来叙述。开机后，在吸附→再生阶段，在预先设定的时序控制下，进气阀F₃关闭，延时几秒后放气阀F₂开启；高压热湿空气从吸干机的进气口通过F₁由下往上进入A塔，此时A塔作吸附运行、B塔作再生运行。A塔中的水蒸汽在高压下被吸附剂所吸附，空气失去水分。在压力的作用下，A塔顶部的单向阀a被气流推开，干燥空气即成品气通过出气管口送出。

进气阀由时间程序控制器控制。在进气阀F₃关闭几秒钟之后，B塔底部的阀F₂开启，为B塔中含有大量水分的再生气尾气打开排出通道，B塔的压力降低。来自于A塔的干燥空气通过节流阀c和微调阀c’分支通道，由上往下进入B塔，此时B塔内为低压状态。在低压状态下，B塔中原先已被吸附剂所吸附的水分被解吸，解吸出来的水汽以再生气为载体，通过已开启的截止阀F₂和消声器E排出，B塔内的吸附剂由于脱水而获得活性再生。经过一定的时间之后，F₂关闭(F₃仍关闭)，气流从A塔通过节流阀c和微调节流阀c’进入B塔，使B塔增压。节流阀c和微调节流阀c’的作用是调节A→B气体流量，使得A、B塔经过一定的时间后达到压力平衡。在双塔压力达到平衡之后，F₃开启，间隔几秒钟后F₁关闭、F₄启动，吸干机进入下一个半周期，即B塔吸附、A塔再生。此时，上述所有的过程都反向运行。

传统技术对上述工作时间及时序分配，是由CPU的时序控制器预先设定，使用时根据现场实际情况对时间进行设置。尽管CPU时序控制方式比前的时间继电器控制方式有了很大的改进，但仍有两个缺陷：

1.一旦时序设置好了之后，例如吸附时间设置为5分钟，再生解吸时间设置为4分钟，就不能在工作过程中对时间再作改动了，即无法根据用气负载的轻重或露点温度的高低情况来“智能”切换吸干机的工作状态。其后果或是使成品气被大量浪费，或是成品气没有被干燥充分，成品气质量不达标。

2.在A、B塔切换过程中，由于是时序控制，上述的“经过一定的时间之后，F₂关闭”、以及“A、B塔经过一定的时间后达到压力平衡，...F₁开启”，其电磁阀动作的依据是时间，时间不到不动作，时间一到即动作。然而，电磁阀动作时一般A、B塔内的气压有时并未达到平衡(否则就不是所谓的“高压吸附”或“低压解吸附”了)，如果此时进行切换，会引起两方面的问题：

①高压气体会冲入低压塔中，损坏阀门，冲击低压塔内的吸附物颗粒(氧化铝等)，严重时吸附物颗粒甚至会冲出气流通道或堵塞气流通道，损坏机器，损坏后端用气设备，造成严重后果。