УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЖАТОГО ОСУШЕННОГО ВОЗДУХА НА ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ Российский патент 1996 года по МПК F04B41/02 

Изобретение относится к устройствам для получения сжатого воздуха и предназначено для использования на транспортном средстве, преимущественно на локомотиве.

Известна установка для получения сжатого осушенного воздуха на транспортном средстве, содержащая компрессор, адсорбер с дренажным клапаном, обратный клапан, параллельно которому установлен трубопровод продувочного воздуха с дросселем, воздухосборники и регулятор давления (ав.св.СССР N 787720, кл. F 04 В 41/02, 1980).

В известной установке расход воздуха на регенерацию осуществляется в течение всего периода холостого хода компрессора и значительно превышает требуемый.

Наиболее близкой по технической сути к предлагаемому изобретению является установка, содержащая компрессор, на линии нагнетания которого установлены адсорбер с дренажным клапаном, обратный клапан, параллельно которому подключен к линии нагнетания трубопровод подвода продувочного воздуха, с размещенным на нем дросселем и регулирующим клапаном, воздухозаборники и регулятор давления компрессора (ав.св.СССР N 1011988, F 04 В 41/02, 1981).

Данное устройство с точки зрения его схемного решения по расходу воздуха на регенерацию адсорбера, является экономичным. Однако существенными его недостатками являются: нестабильность регулировки регулирующего клапана на его открытие для подачи продувочного воздуха в адсорбер; требуется частое подрегулирование; кроме того предложенный клапан имеет замедленный цикл открытия и поэтому часть воздуха в процессе открытия расходуется неэффективно при скорости ниже критической, необходимой для регенерации, имеет место также излишняя утечка воздуха через трубопровод продувочного воздуха и далее через компрессор при остановленном компрессоре, что в целом снижает надежность и эффективность устройства.

Техническая задача изобретения повышение надежности и эффективности устройства.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для получения сжатого осушенного воздуха, содержащее компрессор с приводом, на линии нагнетания которого установлен адсорбер с дренажным клапаном, обратные клапаны, параллельно которым подключен к линии нагнетания трубопровод продувочного воздуха с размещенными на нем дросселем и регулирующим клапаном, связанным линией управления с линией нагнетания, воздухосборники и регулятор давления компрессора, связанный с компрессором и с дренажным клапаном снабжено регулятором давления, установленным на линии управления регулирующим клапаном, при этом регулятор давления выполнен в виде аппарата дискретного действия с обеспечением стабильности и резкости срабатывания (см. книгу "Автоматические тормоза подвижного состава" В.И.Крылов, В.В.Крылов, М, "Транспорт", 1972. Регуляторы давления усл. N ЗРД и усл. N АК-IIБ) и работает синхронно с регулятором давления компрессора, имея уровни настройки, определяемые соотношениями:
PIIвн

=PIвн-ΔP_т и PIIнн= PIнн+ΔP_рег= P_пр,
где:
PIIвн давление верхнего уровня настройки регулятора давления, установленного на линии управления регулирующим клапанами;
PIвн давление верхнего уровня настройки регулятора давления компрессора;
ΔP_т технологический допуск по давлению, необходимый для срабатывания регулятора в процессе повышения давления, определяющий закрытие регулирующего клапана;
PIIнн давление нижнего уровня настройки регулятора давления, установленного на линии управления регулирующим клапаном;
PIнн давление нижнего уровня настройки регулятора давления компрессора;
ΔP_рег диапазон изменения давления, необходимый для выполнения этапа регенерации;
P_пр давление начала продувки, определяющее открытие запорного органа.

Величина ΔP_т определяется классом точности регулятора давления компрессора.

Диапазон изменения давления, необходимый для выполнения этапа регенерации ΔP_рег может быть рассчитан по известной формуле для определения Р_пр (авт. св. СССР N 1011898, кл. F 04 В 41/02, 1981) или определен в результате испытаний.

Вход регулятора подключен к линии нагнетания (возможно через регулятор давления компрессора), а выход к линии управления регулирующим клапаном; при выполнении регулятора давления компрессора пневматическим, трубопровод продувочного воздуха подключен к выходу из упомянутого регулятора и снабжен обратным клапаном.

Таким образом, регулятор давления, установленный на линии управления регулирующим клапаном обеспечивает его стабильное и резкое срабатывание, дозируя этим оптимальное количество воздуха на регенерацию адсорбента; трубопровод продувочного воздуха, подключенный к выходу из регулятора давления компрессора и снабженный обратным клапаном отключается от линии нагнетания самим регулятором при падении давления ниже уровня включения компрессора, чем уменьшает утечку воздуха из устройства при остановленном компрессоре (это важно при аварийных ситуациях на локомотиве) и исключает утечку воздуха через дренаж регулятора давления компрессора при работающем компрессоре (благодаря установке обратного клапана).

Целесообразно при наличии регулятора управления регулирующим клапаном пневмоэлектрического типа регулирующий клапан выполнить в виде электропневматического вентиля, пневматическая часть которого размещена на трубопроводе продувочного воздуха, а электрическая катушка подсоединена к электрической части регулятора.

На фиг. 1 представлена схема устройства для получения сжатого осушенного воздуха на транспортном средстве, содержащая компрессор с электроприводом и регуляторы давления пневматического и пневмоэлектрического типа; на фиг. 2 - схема устройства, содержащая компрессор с механическим приводом и регуляторы давления пневматического типа; на фиг. 3 схема устройства, содержащая компрессор с электрическим приводом и регуляторы пневмоэлектрического типа.

Устройство, представленное на фиг.1, содержит компрессор 1 с электроприводом, на линии 2 нагнетания которого расположены адсорбер 3 с дренажным клапанам 4, обратные клапаны 5, параллельно которым размещен трубопровод 6 подвода продувочного воздуха, на котором установлены дроссель 7, регулирующий клапан 8 в виде электропневматического вентиля и обратный клапан 9, воздухосборники 10, регулятор давления 11, связанный с электроприводом компрессора 1 через преобразователь управляющего сигнала 12 и с дренажным клапаном 4, и регулятор давления 13, размещенный на линии управления регулирующим клапаном 8 и соединенный с ним электрической связью. Кроме того, устройство содержит запорные краны 15 и 16, размещенные, соответственно, перед регулятором 11 и на линии между адсорбером 3 и дренажным клапаном 4.

Отличие устройства, показанного на фиг.2, состоит в том, что при наличии механического привода компрессора, регуляторы 11 и 13 и регулирующий клапан 8 выполнены пневматического типа, при этом сигнал на управление клапанов 4 и 8 поступает непосредственно от регуляторов давления, соответственно 11 и 13.

На фиг. 3 показано устройство, содержащее компрессор с электроприводом, регуляторы 11 и 13 пневмоэлектрического типа, управляющие соответственно: электроприводом компрессора и одновременно через электропневматический вентиль 18 дренажным клапаном 4 и регулирующим клапаном 8, выполненным в виде электропневматического вентиля.

Устройство работает следующим образом.

В период подачи воздуха компрессором 1 сжатый воздух, охлаждаясь в трубопроводе линии 2 нагнетания или специальном теплообменнике поступает в адсорбер 3, в котором очищается от взвешенных частиц воды и масла и осушается на слое адсорбента.

Из адсорбера 3 осушенный воздух через обратные клапаны 5 поступает в воздухосборники 10 и далее к потребителям.

При достижении в воздухосборниках 10 значения давления воздуха, равного на ΔP_т меньше верхнего рабочего уровня, срабатывает регулятор 13 и подает сигнал на закрытие регулирующего клапана 8.

Как только давление в воздухосборниках 10 достигает верхнего рабочего уровня, срабатывает регулятор 11 и подает сигнал на отключение компрессора через преобразователь управляющего сигнала 12 (см.фиг.1) или непосредственно (см. фиг. 2 и 3) и на открытие дренажного клапана 4. В результате открытия клапана 4 осуществляется сброс давления в адсорбере 3 и удаление скопившегося на его дне конденсата в атмосферу.

После сброса давления в адсорбере 3 в нем начинается первый этап регенерации слоя адсорбента, а именно, без подачи продувочного воздуха, т.к. регулирующий клапан 8 закрыт, происходит выравнивание парциальных давлений водяного пара, содержащегося в порах адсорбента в воздушном пространстве между его гранулами. Этот этап продолжается до тех пор, пока давление воздуха в воздухосборниках 10 не понизится до значения равного на ΔP_рег выше нижнего уровня настройки регулятора давления компрессора. При данном давлении срабатывает регулятор 13 и подает сигнал на открытие регулирующего клапана 8.

С момента открытия регулирующего клапана 8 начинается второй этап регенерации слоя адсорбента в адсорбере 3, а именно, продувка адсорбера 3 частью осушенного воздуха при давлении близком к атмосферному, поступающего из воздухосборников 10 через фильтр 17 (на фиг.3), регулирующий клапан 8, обратный клапан 9 (на фиг.1 и 2) и дроссель 7. В этот период происходит досушивание слоя адсорбента, продувка фильтрующего материала, размещенного перед слоем адсорбента и удаление водяных паров из адсорбера 3 в атмосферу через открытый клапан 4.

При снижении давления в воздухосборниках 10 до нижнего установленного рабочего уровня, на который настроен регулятор 11, последний подает команду на закрытие клапана 4 и включение компрессора 1 в режим подачи воздуха на подпитку воздухосборников 10. Далее циклы повторяются.

При нормальном функционировании краны 14, 15 и 16 находятся в открытом состоянии и перекрываются лишь при аварийных ситуациях соответствующих узлов.

Использование предлагаемого устройства для получения сжатого осушенного воздуха на транспортном средстве выгодно отличается от использования известного устройства, так как повышается эффективность и надежность: за счет экономии воздуха путем стабильной подачи оптимально требуемого количества воздуха на регенерацию адсорбента и уменьшения утечки воздуха при остановленном компрессоре за счет уменьшения эксплуатационных затрат на обслуживание вследствие исключения частых поднастроек регулирующего клапана. ЫЫЫ2

Использование: на транспортном средстве, преимущественно на локомотиве. Сущность изобретения: устройство для получения сжатого осушенного воздуха на транспортном средстве содержит компрессор, на линии нагнетания которого установлен адсорбер с дренажным клапаном, обратные клапаны, воздухосборники и регулятор давления компрессора, связанный с компрессором с дренажным клапаном. Для повышения надежности и эффективности устройство снабжено регулятором давления, установленным на линии управления регулирующим клапаном, при этом регулятор давления выполнен в виде аппарата дискретного действия с обеспечением стабильности и резкости срабатывания и работает синхронно с регулятором давления компрессора. Вход регулятора подключен к линии нагнетания, а выход - к линии управления регулирующим клапаном. 1.з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для получения сжатого осушенного воздуха на транспортном средстве, содержащее компрессор с приводом, на линии нагнетания которого установлен адсорбер с дренажным клапаном, обратные клапаны, параллельно которым подключен к линии нагнетания трубопровод продувочного воздуха с размещенными на нем дросселем и регулирующим клапаном, связанным линией управления с линией нагнетания, воздухосборник и регулятор давления компрессора, связанный с компрессором и с дренажным клапаном, отличающееся тем, что оно снабжено регулятором давления, установленным на линии управления регулирующим клапаном, при этом регулятор давления выполнен в виде аппарата дискретного действия с обеспечением стабильности и резкости срабатывания и работает синхронно с регулятором давления компрессора, имея уровни настройки, определяемые соотношениями
PIIвн

= PIвн-ΔP_т;
PIIнн=PIнн+ΔP_рег=P_пр.
где PIIвн давление верхнего уровня настройки регулятора давления, установленного на линии управления регулирующим клапаном;
PIвн давление верхнего уровня настройки регулятора давления компрессора;
ΔP_т технологический допуск по давлению, необходимый для срабатывания регулятора в процессе повышения давления, определяющий закрытие регулирующего клапана;
PIIнн давление нижнего уровня настройки регулятора давления, установленного на линии управления регулирующим клапаном;
PIнн давление нижнего уровня настройки регулятора давления компрессора;
ΔP_рег диапазон изменения давления, необходимый для выполнения этапа регенерации;
P_пр давление начала продувки, определяющее открытие регулирующего клапана;
вход регулятора подключен к линии нагнетания, а выход к линии управления регулирующим клапаном. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трубопровод продувочного воздуха подключен к выходу регулятора давления компрессора и снабжен обратным клапаном