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CN105073224B - 用于从压缩气体去除水分的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于从压缩气体去除水分的方法和设备。该方法包括使压缩气体流经过变压吸附(PSA)干燥器的步骤。该干燥器包括：包含干燥材料的一个或一对容器。该干燥材料使用聚合物粘合剂被粘结成部件，如管。该PSA干燥器还包括用于控制所述压缩气体的流动并在干燥模式和净化模式之间改变的控制系统；尤其是，所述容器和容纳于其中的所述干燥材料的尺寸被设置成产生小于50℃的露点降。

Description

用于从压缩气体去除水分的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于从压缩气体去除水分的方法和装置，尤其但不排他地涉及用于铁路车辆上的压缩气体干燥系统。其还涉及用于被用来灌装储藏罐的小型或中型无油压缩机的压缩气体干燥系统。
背景技术
压缩气体在整个工业中被广泛地用做安全且可靠的能量源。然而，压缩机所输送的压缩气体的质量，在没被处理提高其纯度的情况下，是不适合用来使用的。压缩气体含有多种污染物，诸如水、油和微粒，其在使用前必须去除。处理压缩气体通常涉及过滤气体、去除油/水浮质和尘土、干燥气体以去除水蒸气。
常被使用的干燥器的一个实例是冷冻式干燥器。这类干燥器生产用于生产一般用途的干燥气体，并且便宜、易于使用。当过载时，该类干燥器的性能将受到过量气流或高温的影响，而当恢复到正常负荷时其性能将恢复。运行原理是使用制冷气体-入口气体热交换器来冷却气体，使得水蒸气凝结成水滴，该水滴可在气体被通过入口气体-出口气体热交换器重新加热之前由机械装置去除(通常是离心分离器)。气体的干燥度限制于水的凝固点之上，因为在更低的温度时会形成冰使得干燥器停止工作。
ISO 8573.1被用于评价压缩气体的质量，可使用冷冻干燥器获得的湿度质量等级有：具有+10℃的压力露点(PDP)的等级6；具有+7℃的压力露点的等级5；具有+3℃的压力露点的等级4。压缩气体干燥器的测试条件示出于ISO7813中。入口温度被规定为+35℃。
通常的工厂空气是冷冻式干燥器的主要应用场合，其中工厂内的环境空气温度保持在由干燥器提供的压力露点(PDP)以上。在所有的工厂干燥器中约9/10属于该类型，因为他们为大部分用途提供了充分的干燥并且耗能很小。
干燥器类型的另一个实例是膜式干燥器，其使用细小的半渗透纤维从气体的剩余部分分离出水分。高压气体穿过一束这样的纤维，快速气体诸如水蒸气透过该半孔隙结构。
薄膜纤维非常细，穿过该纤维的压力损失很大，使得能量输入很大。这样的干燥器通常用于小流量，因为他们是能量密集型的，但是他们提供了露点降(DPS：Dew PointSuppression)，这是有益的，因为许多的应用不需非常干燥的气体，他们只需要在发生小的降温时不会产生冷凝的气体。DPS指的是压缩气体的出口纯度根据入口气体流速、压力和温度而变化。与冷冻式干燥器一样，在一定范围内性能将从一定程度的超载中恢复。
因为纤维很细，其可能也很脆弱，并且当遭受到化学污染、压力变化、冲击和振动，已知它们还会断裂，气体流入大气，导致压缩气体损失。然而，薄膜干燥器使用简单、保养费用低、价格相对便宜。
另一种干燥器是干燥剂型干燥器，其使用可再生干燥剂从气体中去除水分。这类干燥器被用于需要高纯度的压缩气体用于重要的应用时。该产品的设计十分简单并且投资费用十分低，但是他们需要很高的能量用于干燥剂的再生。为此，其使用限于承受得起高能量要求的哪些应用。这些应用要求压缩气体露点低于外部环境温度或者制冷可发生于该应用引起制冷导致冷凝物形成的时候(检测仪器、空气轴承)。干燥剂型干燥器也被称作变压吸收(PSA)干燥器。
可使用干燥剂干燥器获得的ISO 8573.1湿度质量等级有：具有-20℃压力露点的等级3；具有-40℃压力露点的等级2；具有-70℃压力露点的等级1。
两个干燥剂材料塔(或床)可被用于提供连续的干燥压缩气体流，其中一个塔在线运行(干燥)而另一个塔处于离线(再生)。操作压力限制于4巴以上，因为低于4巴时没有足够的能量可用于实施离线吸附床的再生。通常，操作是在7-10巴(100-145磅/平方英寸)进行的。压缩气体被提供至第一在线塔，水蒸气在该第一在线塔被颗粒状干燥剂吸附床除去，该吸附床在吸附水蒸气方面十分有效。随着干燥的发生，吸附等温线经过该吸附床。必须小心水在该床上的加载，因为这会导致出口气体露点恶化，不仅无法保持所需的出口气体纯度，还会使得该气体越来越不能实施再生。
当所述在线吸附床载有水分时(通常在2-5分钟后)，入口气体转换至第二塔。用过的第一塔然后被快速地减压以释放一些所吸附的水蒸气，然后来自当前的在线吸附塔的一定的量的出口干燥空气经过控制阀或固定孔口，在此位置，其被减压，因而其体积增加。当它吹过所使用过的吸附床时，其从干燥剂除去水蒸气，使得其准备好被再次使用。该净化气体已知必须非常干燥，否则彻底的再生将不会发生。这意味着出口纯度必须保持，否则，不充分的再生将会发生，并且在后续的循环中传质区会移动经过吸附床，永久性地损害吸附材料，最终该吸附材料需要替换。值得注意的是，通常，所使用的净化气体是说生产的干燥气体的总体积的20-25％，因此意味着这样的干燥器需要大量的能量输入才能运行。然而，如果只需要很低的露点，该投资还是值得的，而且ISO8573.1等级1-3的低露点只能使用干燥剂干燥器才能获得。
此类干燥器的变形是热再生干燥剂空气干燥器或变压变温吸附干燥器(PTSA)。PTSA吸附干燥器以与PSA干燥器类似的方式工作，但是如其名称所示，其使用额外的热量来再生，这意味着吸附床在尺寸上增大以提供足够的时间来加热和制冷。所示在线床因此可被加载至更高的程度，因为额外的热量有助于来自更高程度地装载的床的再生。这样的产品昂贵且更为复杂并且因此相比PSA干燥器在数量上并不多。
PTSA干燥器的变形公开于我们之前的公开为WO2009/053760的申请中。在该实例中，干燥剂成形为多个管，每个管设有外层，该外层当连接至电源时充作加热器。这可以在每个塔的整体上非常均匀地加热干燥剂材料，大大地加快了加热和制冷过程，从而加快净化时间并显著地减小所需的净化气体量。
从以上可以看出，如果确实需要干燥至ISO8573.1等级1-3，干燥剂干燥器是需要的。如果需要干燥至等级4-6或者如果需要露点降低，其他的干燥技术诸如冷冻式和膜式干燥器可被使用。
如果所提供的压缩气体是小规模地且在更为断断续续的基础上进行使用，通常的安排是通过小的压缩机使用压缩气体填充能够抵抗高的内部压力的槽罐。当需要气体时，从该槽罐抽出气体并且压缩机仅在槽罐内的压力下降至预定程度以下时才重新开启。该类型的小压缩机和槽罐通常用于驱动小工具，比如驱动牙医所使用的工具。
正如其他的应用，使用这样的系统所生产的压缩气体需要在其进入存储槽罐前得到干燥，并且因为压缩机不是持续工作的，可能使用具有单个塔的PSA干燥器。来自压缩机的气体穿过塔并填充存储槽罐。一旦有足够的压力集聚在存储槽罐中，压缩机关闭并且槽罐中的压缩气体的一小部分被用于以上文所描述的方式从塔中的干燥剂清除水分。一旦清除完成，压缩机干燥器塔可保持不被使用直至槽罐内的压力降低至预定程度以下，在所述预定程度下触发用于压缩机再次启动的信号。
上文所述类型的小的压缩气体供给系统的缺点在于，干燥器需要比压缩机更经常地维护。在一些情况下，这导致干燥器不被正确地维护并且其可能偶尔停止正确地工作，从而允许湿蒸汽穿过干燥器进入槽罐以及更远的地方，这可能对下游的设备造成损害。而且，所述类型的PSA塔需要位于压缩机和干燥器入口之间的过滤器，以确保各种污染物，如油、微粒和呈水滴形式的过量的水分不会进入干燥塔。该问题可部分地通过使用无油压缩机来解决。然而，这样的压缩机仍然生产含有水滴的压缩气体，这些水滴可能严重地损害干燥剂材料，从而干燥剂无法自此恢复过来，进而导致减损的干燥性能。还会发生的情况是，干燥剂颗粒会产生灰尘，尤其是在被过量的水分损坏时，可能损坏下游的设备。而且，使用颗粒的干燥系统应当仅在竖直方向上运行，以确保颗粒床不会沉积形成让压缩气体流在没有正确地穿过干燥剂时所遵循的支路。
发明内容
本发明的优选实施例力图克服现有技术的上述缺点。
根据本发明的一个方面，提供一种从压缩气体去除水分的方法，包括：使压缩气体流经过变压吸附干燥器，该干燥器包括：
包含至少一种干燥材料的至少一个容器，所述干燥材料通过使用聚合物粘合剂被成形为干燥部件；
用于控制所述压缩气体的流动并在干燥模式和净化模式之间改变所述压缩气体的流动的至少一个控制系统；
其中，所述容器和容纳于其中的所述干燥材料的尺寸被设置成产生小于50℃的露点降。
通过提供一种具有聚合物粘合的干燥剂的变压吸附干燥器以及设定用于产生小于50℃的露点降的干燥材料的量，可以提供如下优点。该方法允许干燥剂干燥器可被使用于具体且相对小的露点减少被需要的情况，这对于现有技术的干燥珠粒是不可能的。例如，一些医疗装置需要具有比环境气体小10℃的露点的气体供应。在过去，这只能使用冷冻式干燥器或膜式干燥器才能实现。冷冻式干燥器具有这样的缺点，即，它是大件设备，即使在仅需要小露点降的情况下。此外，该方法允许干燥剂干燥器生产具有符合ISO 8573.1级别2-6的水分含量的压缩气体。在本发明中，这之所以可行的原因是，聚合物粘合的干燥剂的使用允许使用具有比使用传统的干燥剂材料时更高的水分含量的气体来净化和再生干燥剂床，所述传统的干燥剂材料例如分子筛和使用粘土结合料例如膨润土或诸如硅胶的干燥剂粘合的沸石干燥剂。这些干燥剂材料的动力学比聚合物粘合的干燥剂更慢。结果，在净化循环过程中返回至干燥剂床的干燥净化气体无需像使用现有技术的干燥剂的情况那样干燥。
此外，如果本发明被使用于例如铁路车辆，比现有技术的类似系统具有明显的优点。例如，如果传统的干燥剂干燥器被使用，需要确保来自干燥塔的输出气体非常干燥，以使其在净化不在使用中的塔时有效地产生作用。结果，这样的干燥剂干燥器被要求是非常大的并占据所述车辆上的大量有限空间。而且，干燥器所含有的珠粒应当优选被定向成气体流动方向是向上穿过干燥剂珠粒床的。然而，这样的定向在铁路车辆上是不方便的，并且最好干燥塔被水平布置。然而，这样的定向可能会使干燥剂珠粒沉积在容器内并提供沿着容器的上边缘的旁路，这导致在气体和干燥剂珠粒之间的接触非常少，因而发生低效或非常有限的干燥。还有的情况是，在现有技术中，车辆的运动使得珠粒发生翻动，这导致形成细小的干燥剂和/或粘合剂灰尘。这必须在气体可被允许流向下游设备之前被过滤掉，因为这会导致损害。用于本发明的聚合物粘合剂基本上不会产生灰尘，因而增加了干燥剂材料的有效工作寿命，这进而减少了对常规维护的需要。
另外，膨润土粘结剂的去除意味着，如果干燥剂接触大水体或者如果干燥剂接触太多气体中的水分(比如由于超出正常限度的气流超载)，如果输入程度恢复至正常，干燥剂即可恢复其水分吸收性能。对于膨润土粘结的干燥剂或者在活性氧化铝被用作干燥剂时，情况却不是这样，两者均被过量的水分损坏。.在传统的干燥珠粒干燥器中的尘土的这些问题因为吸收珠粒的压碎强度在接触到呈微滴或液体形式的水分时显著减小而被加剧。该弱点使得珠粒在使用过程中更容易分解。在铁路应用场合，干燥剂替芯的维修通常每六个月进行一次，而本发明的吸收管技术有望持续达到10年。还应当注意到的是，膜通常只有2年的预期生命。这部分上是因为它们对于会弱化和损害脆弱的膜的化学污染的易损性和会减损其寿命至6个月之少的其任务的停止/启动特性。
因此，可以看出，本发明允许在干燥剂干燥器以前从未被使用过的条件下使用干燥剂干燥器，并具有包括大小和操作便利性的优点。
在一个优选实施例中，所述容器容纳露点上至50℃的压缩气体。
在另一个优选实施例中，所述干燥材料产生具有大于-10℃的露点的压缩气体。
在又一个优选实施例中，所述干燥部件包括沿所述容器延伸的多根管。
通过使用沿容器延伸的多个管，其提供的优点是，经过干燥剂材料的气流精确地被控制以相一致地提供所需的输出。此外，管的使用允许水平定位容器，而没有干燥剂沉积和在容器的顶部产生旁路的风险。
在优选的实施例中，所述干燥器不设置有用于在所述净化模式过程中加热所述干燥材料的装置。
从所述容器除去任何加热装置显著地简化了所述设备。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于从压缩气体去除水分的设备，包括用于使压缩气体流从中经过的变压吸附干燥器，该干燥器包括：
包含至少一种干燥材料的至少一个容器，所述干燥材料通过使用聚合物粘合剂被成形为干燥部件；和
用于控制所述压缩气体的流动并在干燥模式和净化模式之间改变所述压缩气体的流动的至少一个控制系统；
其中，所述容器和容纳于其中的所述干燥材料的尺寸被设置成产生小于50℃的露点降。
在一个优选实施例中，所述干燥部件包括沿所述容器延伸的多根管。
在另一个优选实施例中，所述容器不设置有用于在所述净化模式过程中加热所述干燥材料的装置。
根据本发明的一个方面，提供一种用于从压缩气体去除水分以及用于在压缩机和压缩气体存储槽罐之间定位的设备，该设备包括：
限定有容积并容纳至少一种干燥材料的至少一个容器，所述干燥材料通过使用聚合物粘合剂被成形为干燥部件；
用于允许压缩气体流进入所述容器的至少一个入口，所述入口具有用于控制经过所述入口的气体的流动的入口阀；
用于允许所述压缩气体流在至少局部地经过所述容积后流出所述容器的至少一个第一出口，所述第一出口具有用于控制经过所述第一出口的气体的流动的第一出口阀；以及
位于所述入口附近、用于允许从所述存储槽罐返回经过所述容器的净化气体排出的至少一个第二出口，所述第二出口具有用于控制经过所述第二出口的气体的流动的第二出口阀，其中，所述第二出口阀包括被配置成响应压缩机在预定的期间后关闭和结束而打开的电磁阀。
通过使用具有预定打开期间的电磁阀和使用聚合物粘合剂形成的干燥部件，其提供的优点为，低成本和低维护的干燥器可被用于在来自压缩机的气体进入存储槽罐之前对其进行干燥。尤其是，如果使用无油压缩机，无需使用过滤器来去除油。如果有些额外的水滴接触干燥部件，聚合物粘合剂确保干燥部件不被液体水损害并且能快速恢复其干燥性能。结果，干燥塔无需维护即可具有超过压缩机的寿命预期。这因此不再需要维护压缩机的任何部分，因为使用本发明的干燥器部件使得干燥器和压缩机一样可靠。此外，定时器的使用允许所述设备提供的露点降程度由定时器来设定。
所述干燥部件包括沿所述容器延伸的多根管。
在一个优选实施例中，所述第二出口阀响应来自压缩机上的压力开关的信号而打开。
使用来自压缩机上的压力开关的信号来控制电磁阀显著地简化了为操作所述干燥器所需的电路。该电磁阀响应压缩机离线而打开并在针对压缩机在其中操作的条件和使用该压缩气体的下游系统的需求已提供足够的露点降的预定期间后关闭。
在另一个优选实施例中，所述第二出口阀设置有控制该阀保持打开的期间的可变定时器。
通过使用用于控制该阀保持打开的期间的可变定时器，其提供的优点为，干燥器所获得的露点降可通过简单地改变净化出口阀保持打开的时间而得以改变。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于从压缩气体去除水分以及用于在压缩机和压缩气体存储槽罐之间定位的设备，该设备包括：
限定有容积并容纳至少一种干燥材料的至少一个容器，所述干燥材料使用聚合物粘合剂被成形为干燥部件；
用于允许压缩气体流进入所述容器的至少一个入口，所述入口具有用于控制经过所述入口的气体的流动的入口阀；
用于允许所述压缩气体流在至少局部地经过所述容积后流出所述容器的至少一个第一出口，所述第一出口具有用于控制经过所述第一出口的气体的流动的第一出口阀；以及
位于所述入口附近、用于允许从所述存储槽罐返回经过所述容器的净化气体排出的至少一个第二出口，所述第二出口具有用于控制经过所述第二出口的气体的流动的第二出口阀，其中，所述第二出口阀设有控制该阀保持打开从而允许获得可变露点降的期间的可变定时器。
通过针对气体排出和使用聚合物粘合剂成形为干燥部件的干燥剂材料使用可变定时器，所提供的优点为，由该干燥器所获得的露点降可通过简单地改变排气阀保持打开的时间而被改变。现有技术的不使用聚合物粘合剂的干燥剂通过改变所使用的干燥剂的量来改变露点。这样的干燥剂必须通过净化循环完全干燥，因为过量的水分最终会损坏干燥部件。即使在本发明中所使用的方法可导致一些干燥剂从不会被完全净化，聚合物粘合剂的使用意味着干燥部件不会因为持续地接触水而损坏。
所述干燥部件包括沿所述容器延伸的多根管。
在一个优选实施例中，所述第二出口阀响应来自压缩机上的压力开关的信号而打开。
在另一个优选实施例中，所述第二出口阀包括被配置成响应压缩机在预定的期间后关闭和结束而打开的电磁阀。
附图说明
现将参考附图仅通过举例的方式且不在任何限制性的意义上描述本发明的优选实施例，其中：
图1是用于本发明的实施例中的干燥装置的剖视图；
图2是结合有图1的装置的压缩气体系统的示意图；
图3是示出了本发明的实施例的露点恢复的图表；
图4是包括用于本发明的另一个实施例中使用的干燥设备的压缩气体系统的示意图；
图5是包括于图4中的干燥设备的示意图；
图6是体现了示意性地示出于图5中的发明的设备的立体图；
图7是示出了可使用在图4-6中的设备获得的露点降的图表。
具体实施方式
参考图1-3，压缩气体输送系统10包括变压吸附(PSA)干燥器12。在所示实例中，PSA干燥器12是单塔干燥器，但是应当注意，本发明同样适用于双塔干燥器。PSA干燥器12包括容纳有干燥材料的容器14，该干燥材料使用聚合物粘合剂被成形为干燥部件。在当前所述的实施例中，干燥部件形成为排布成束的多根管16，这些管沿着容器14的长度延伸。管16的成形方式为将聚合物与干燥材料结合并以管的形式挤出。聚合物的一个实例是聚醚砜，但是其他的耐用性聚合物粘合剂也可被使用，并且最优选的粘合剂不吸收任何水分。所使用的干燥材料最为优选为沸石分子筛，但是具有快速动力学的其他的干燥材料也是可以接受的。所述管通常成形有2毫米的直径以及从中穿过的0.9毫米的孔。
压缩气体系统装置还包括用于控制穿过PSA干燥器12的压缩气体流的控制装置18。尤其是，控制装置18在以方向箭头20表示的干燥模式和以箭头22表示的净化模式之间改变压缩气体流。压缩气体流由容纳于PSA干燥器内的阀组控制并以本领域技术人员熟知的方式运行。
图2所示的压缩气体系统包括压缩气体源24和压缩气体存储器26。温度和压力的测量在整个系统中使用压力测量装置28、30、32和温度测量装置34、36、38、40来实施。在压缩气体源和压力测量装置之后，在42处标示出的一组过滤器除去油、微粒物质和水滴，减少PSA干燥器的污染物。质量流量计44和压力调节器46控制流向另一对压力和温度传感器30和34的压缩气体流。
压缩气体然后进入PSA干燥器12并沿着干燥管16流过。气体中所含的水分很快被吸附至与聚合物结合形成干燥管的沸石筛中。干燥的压缩气体然后穿过出口阀、流经温度传感器38到达压缩气体存储器26。在存储器内，压力和温度由传感器32和40测量，露点也被露点测量装置48测量。一旦所需的压力已达到，通往PSA干燥器的压缩气体流被切断，净化的气体从存储器26返回并以明显降低的压力朝方向22回流经过PSA干燥器12，然后流过出口阀50。这快速地将干燥剂再生至其脱水状态。因为干燥剂与非吸水性聚合物粘合剂的组合的快速动力学，从存储器26返回的气体不需具有如使用现有技术的标准珠粒式干燥剂时那么低的露点。在现有技术中，进入PSA干燥器和流出PSA干燥器的气体的露点之间的差异需要大于50℃，以使得净化气体能够在干燥重新开始前充分地干燥干燥剂颗粒。
因此，该设备可以利用露点降运行，该露点降是进入PSA干燥器的气体的露点和流出PSA干燥器的气体的露点之间的差异(低至5℃)。应当注意，低于此的任何露点降将具有非常有限的价值，因为如此小的露点的变化几乎没有用途。10℃的露点降可在提供给装置或患者的气体需要稍小于环境气体的医学方面中具有用途。20-30℃的露点降可使用于在合理受控的环境中运行的小型气体压缩机中。例如，这样的压缩机被用于操作牙医工具，并且只需要小露点降以确保当装置所处的室内温度发生变化时没有冷凝现象形成在装置中(例如当装置在整夜变凉时)。
30-40℃的露点降适用于铁路工业，在铁路工业中确保当铁路车辆停止使用且被整夜存放时任何温度下降均不足以在气体管路中导致冷凝水是很重要的。结果，30-40℃的露点降就够了。
图3示出了从入口温度增加至+57℃的超额任务起的露点恢复。PDP被允许下降至+30℃，在正常任务恢复后的一些循环后可获得至小于+5℃的完整恢复。对于40℃的入口温度，可获得30-40℃的DPS。
本申请的装置还可用于许多其他的用途，而并不受限于上文说明。本发明可适用于需要小露点降(上至50℃)的任何情况，并且还可适用于需要提供具有符合在ISO8573.1等级2-6中所述的标准的水分含量的气体的情形。
参照图4-6，用于从压缩气体去除水的设备60被设计成位于优选为无油压缩机62的压缩装置和压缩气体存储槽罐64之间。设备60包括限定出容积并容纳有干燥材料68的容器66。干燥材料使用聚合物粘合剂结合在一起并成形为多个部件70。这些干燥部件优选呈沿容器66长度延伸的管的形式，并且通常成形有2毫米的外径和穿过其中的0.9毫米的孔。虽然上述管是优选的，但是任何形状的干燥部件均可使用，包括任意地塞入容器66内的上述管的短段或成形为珠粒的干燥部件。该干燥剂可以是任何合适的干燥剂，但优选是沸石分子筛，虽然具有快速动力学的其他干燥材料可被使用。所述聚合物可以是任何合适的持久性聚合物，例如聚醚砜(PES)。
容器形成有一对端盖72和74。位于容器66的底部的第一端盖72具有入口74以允许压缩气流进入容器。入口73具有控制通过入口73的气流的入口阀76。入口阀76可以是简单的开关阀，而不必是可控制进入容器的压缩气体流速的可变流量控制阀。入口阀76优选是单向阀。端盖72设置有挡板78，挡板78引导压缩气体流在其改变方向向上通过干燥部件70之前向下进入端盖。其有助于确保均匀的压缩气体流进入容器66的容纳干燥部件70的部分。挡板78还用于捕获水滴并引导其至端盖72的底部。
位于容器66的顶部的第二端盖74具有连接至槽罐64的第一出口80。第一出口80具有优选为单向阀的阀82和与阀82并联的净化孔84，该净化孔84可以是固定的或可变的。
第二出口86设置于第一端盖72并位于该端盖的底部。第二出口86具有第二出口阀88。该第二出口阀控制从存储槽罐返回经过所述容器的净化气体流。第二出口阀具有定时器功能，该定时器功能控制阀保持打开的期间，并且这优选是可通过比如对开关或拨号盘的简单操作而被改变的可变定时器。第二出口阀88还优选是电磁阀并进一步优选响应来自在存储槽罐64上的压力开关90的信号而打开，该压力开关还控制压缩机62的操作。
现将描述设备60的操作。来自压缩机62的压缩气体流穿过入口阀78并进入入口73。端盖72中的挡板78迫使压缩气体流向下，并且压缩气体中的任何水滴碰到挡板78并朝着端盖72的底部下流，水滴将从该底部与经过第二出口86的任何净化气体一起排出。压缩气体流沿着干燥部件70向上流动，并且来自压缩气体的水被吸附至干燥材料内，从而干燥器气体进入端盖74并流出第一出口80。干燥器的压缩气体流经阀82，其中有一小部分在进入存储槽罐64前流经净化口84。
当足以填充槽罐64至预定的所需压力的气体已经过设备60，压力开关90以及槽罐64致使压缩机62关闭。同样的信号致使电磁阀88打开。阀88的所述打开允许来自槽罐64的压缩气体回流经过净化口84返回至端盖74内并向下经过干燥部件70。因为第一出口阀82是单向阀，来自槽罐64的气体必须经过开口84，开口84限制气体流速，确保该净化气体流处于减小的且接近大气的压力，从而允许对被捕获在干燥部件70的干燥材料68中的水分的净化。
电磁阀88保持打开预定的期间，在该期间中发生所述净化。当所述预定的期间结束，阀88关闭。所述预定期间通常为20秒。阀88保持打开的期间可被用于确定所述设备60提供的露点降。阀88保持打开越久，所进行的水分净化就越彻底。非常短的净化导致没有全部水分被去除并且部分水分依然吸附在干燥材料中。因为干燥剂被聚合物粘合剂结合，其能够在这些条件下运行而不会对干燥部件造成损害。甚至，在发生某种机械故障时，例如导致压缩机持续运行的槽罐泄漏(这会导致干燥部件的饱和)，一旦正常的操作重新开始，干燥材料可恢复。结果，本发明的设备的单个尺寸可通过简单地改变净化阀打开的期间而被用于提供不同的露点降。因此，如果电磁阀88设置有可变定时器，该可变定时器允许操作者在来自压力开关90的信号被接收到时改变所述阀保持打开的期间，该设备可用于提供来自单个设备的可变露点降。因此，通过改变可变定时器阀88上的时间而简单地改变净化时间以获得所需的露点降，气体压缩机的生产者可以例如将本发明的压缩气体干燥设备的单个型号使用于众多不同型号的压缩机和存储槽罐上。
在所述流程的任何点上，压缩气体可从存储槽罐64被抽取来使用。当存储槽罐64中的压力下降至预定值，压缩机62重启并且重新填装槽罐64的过程开始重复上述步骤。如果在电磁阀88打开的所述20秒净化时间过程中槽罐64中的压力减小至预定值以下，电磁阀88关闭以防止来自压缩机62的压缩气体从出口阀88逃出。虽然图4-6中的装置被示出为竖向对齐，该设备在水平对齐时同样能够运行。在这样的情况下，优选第二个出口位于设备的最低点，从而任何额外的水滴倾向于朝第二出口流，在净化循环过程中所述水滴很快被去除。
参考图7，其中所示出的图表说明了本发明的装置如何可被使用来选择露点降。该图表示出，对于给定的入口压力露点，在给定的压力下在百分比额定流速的整个范围内向出口压力露点的转换基本是线性的，代表入口压力露点的直线微微地汇聚意味着所述压力露点降在入口压力露点的整个范围内还算恒定。例如，在100％的额定流速和50℃的入口PDP时，产生10℃的出口PDP，这意味着40℃的露点降。在40℃的入口PDP时，有-1℃的出口PDP，产生41℃的露点降。在30℃的入口PDP时，有-14℃的出口PDP，产生44℃的露点降。在20℃的入口PDP时，有-25℃的出口PDP，产生45℃的露点降。最后，在20℃的入口PDP，有-36℃的出口PDP，产生46℃的露点降。因此可以看出，在10℃至50℃的入口PDP范围内，露点降仅发生6℃的变化。
本领域技术人员将明白，上面的实施例仅通过举例的方式而不在任何限制的意义上进行描述，而且可以有不背离如所附权利要求所限定的发明范围的各种改变和变更。例如，干燥材料不需一定成形为沿着容器长度延伸的管。PSA干燥器在填充有被切断为短段、成形为丸粒或成形为珠粒的干燥剂干燥器管也是可行的。然而，长形管的固定特性可提供干燥材料不沉积、对振动的阻力更大的优点，从而导致没有灰尘形成。还应当注意，图2中所示的例子是研发测试，其被设计成复制真实的操作环境，具有适合所述测试的仪器设置。在正常使用中，这样的仪器设置并不被使用，系统将由压缩气体源(在我们的供应范围之外)、入口过滤器、干燥器和控制器组成。接收器和分配器也不是本发明的装置的组成部分。

Claims (7)

1.一种从压缩气体去除水分的方法，包括：使压缩气体流经过变压吸附干燥器，该干燥器包括：
包含至少一种干燥材料的至少一个容器，所述干燥材料通过使用聚合物粘合剂被成形为干燥部件；和
用于控制所述压缩气体的流动并在干燥模式和净化模式之间改变所述压缩气体的流动的至少一个控制系统；
其中，所述容器和容纳于其中的所述干燥材料的尺寸设置成产生小于50℃的露点降，该露点降是进入变压吸附干燥器的气体的露点和流出变压吸附干燥器的气体的露点之间的差异；
所述干燥部件包括沿所述容器延伸的多根管。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述容器容纳露点上至50℃的压缩气体。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述干燥材料产生具有大于-10℃的露点的压缩气体。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述干燥器不设置有用于在所述净化模式过程中加热所述干燥材料的装置。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述干燥器不设置有用于在所述净化模式过程中加热所述干燥材料的装置。
6.一种用于从压缩气体去除水分的设备，包括用于使压缩气体流从中经过的变压吸附干燥器，该干燥器包括：
包含至少一种干燥材料的至少一个容器，所述干燥材料通过使用聚合物粘合剂被成形为干燥部件；和
用于控制所述压缩气体的流动并在干燥模式和净化模式之间改变所述压缩气体的流动的至少一个控制系统；
其中，所述容器和容纳于其中的所述干燥材料的尺寸设置成产生小于50℃的露点降，该露点降是进入变压吸附干燥器的气体的露点和流出变压吸附干燥器的气体的露点之间的差异；
所述干燥部件包括沿所述容器延伸的多根管。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述容器不设置有用于在所述净化模式过程中加热所述干燥材料的装置。
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