[发明专利]一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体干燥器，具体涉及一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器。

背景技术

膜式气体干燥法是利用中空纤维膜丝对水汽的优先透过性将水分与其它气体组分进行分离从而获得干燥气体的一种新兴技术。与传统的干燥技术(如化学吸附、物理吸附、冷冻干燥)相比，该方法具有操作连续、无干燥剂再生、无二次污染、设备操作灵活、集成度高等优点。目前，膜式干燥器已被应用于车用空气制动、物料干燥、分析仪器等许多领域和装置中。

膜式干燥器除去水汽的驱动力为膜丝壁两侧水汽的分压差，这种分压差越大，干燥的效果就越好。为了提高分压差，通常的方法是利用膜式干燥器出口的一部分干燥气进行吹扫以排出膜丝外侧的高湿气，还可安上阀门控制吹扫的气量，但当膜式干燥器的尺寸较大、膜管内膜丝较密集时，这种结构的膜式干燥器会存在一些不足，主要是因为膜管中轴线附近的中空纤维膜丝在运行中较难被吹扫到，水汽会在这部分膜丝外壁富集，增加水汽透过膜丝的阻力，从而降低干燥器的干燥性能。专利CN1132658A公开了一种具有内吹扫结构的膜式干燥器，该干燥器在干燥气出口端的封装胶中含有至少一个微孔，在工作状态时可形成逆吹扫气流，从而使膜管内中轴线附近的中空纤维膜丝也能被较好的吹扫到，提高了干燥器的干燥性能，但该干燥器不易控制吹扫气量，随着进气压力的提高损失气量也会加大，且当膜式干燥器较长时，吹扫气出口端膜丝外壁的吹扫效果也不会很理想。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种采用膜渗透法除去气体中水分并具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，可使膜丝外壁获得均匀的吹扫效果，并可通过与吹扫气进口相连的阀门控制吹扫气量。

一种具有吹扫气分配结构的膜式干燥器，包括：高分子中空纤维膜丝、壳体、吹扫气流分配器、封装胶、阀门；其中壳体为上下两端皆为具有径向和轴向凸起结构的筒体，径向凸起部分的外径大于筒体的外径，壳体上端轴向凸起部分的中心部位开有干燥气出口，壳体下端轴向凸起部分的中心部位开有湿气进口，壳体上端径向凸起部分下方的侧壁上开有吹扫气进口，壳体下端径向凸起部分上方的侧壁上开有吹扫气出口，且吹扫气进口和吹扫气出口位于壳体轴向中心轴的两侧；

吹扫气流分配器包括导气管、吹扫管、上支架和下支架；上支架和下支架均为环形结构，上支架上开有凹槽，导气管以上支架的圆心为中心呈放射状均布在上支架的平面内，其中一根导气管的一端穿过上支架的凹槽并与吹扫气进口相连，其余导气管的一端封闭并固定连接在上支架的内沿；下支架内支撑架的布置与导气管在上支架内的布置一样，且位置与上支架内的导气管的位置相对应；吹扫管设置在平行的上支架和下支架之间，吹扫管的上端与导气管固定连接并相贯通，吹扫管的下端封闭并固定连接在下支架内支撑架的相应位置；吹扫管上布有吹扫孔；

其整体连接关系为：吹扫气流分配器整体固定在壳体内的中部，高分子中空纤维膜丝的两端通过封装胶竖直封装在壳体内，封装胶固定在壳体上下两端径向凸起部分之间且位于吹扫气进口上方和吹扫气出口的下方，高分子中空纤维膜丝与吹扫管及各高分子中空纤维膜丝之间留有间隙，高分子中空纤维膜丝的上下两端分别保持与干燥气出口和湿气进口相通。

所述的导气管的直径为1mm～50mm、吹扫管的直径为1mm～50mm，长度为壳体总长度的35％～95％，根数为1根～20根，形状为直管或螺旋管。

所述吹扫孔的形状为圆形孔、椭圆孔或方形孔，个数为每英寸1个～5个。

所述吹扫气进口上安装有阀门。

所述吹扫气流分配器可取消下支架以及吹扫管上的吹扫孔，由吹扫管下端的出气口实现吹扫功能。

工作原理：压缩空气由膜式干燥器的湿气进口进入膜式干燥器的腔体内，并进入高分子中空纤维膜丝的内腔，当压缩空气沿纤维膜丝的内腔流动时，水蒸汽在压缩空气的压力作用下，快速透过纤维膜丝内壁到外侧并进入膜式干燥器的内部空间，剩余干燥的压缩空气通过干燥气出口被利用，引出一小部分干燥压缩空气通过吹扫气进口进入导气管内，沿着导气管流动并流入吹扫管内，通过吹扫管上的吹扫孔或直接从吹扫管流出进入膜式干燥器的内部空间，吹扫纤维膜丝外侧的水蒸汽和膜式干燥器内部空间的水蒸汽，并经吹扫气出口排放到大气中。

有益效果：

(1)膜丝外壁皆能被均匀的吹扫到，可以减少水汽在膜丝外壁的富集以及水汽透过膜丝的阻力，有效提高膜式干燥器的干燥性能；

(2)吹扫气量可通过与吹扫气进口连接的阀门控制，简单方便；

(3)整个吹扫气流分配器结构简单，便于膜式干燥器在制作过程中安装。