УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОДЪЕМНО-КОПАЮЩИМИ МЕХАНИЗМАМИ Российский патент 2000 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к пневматическим системам управления экскаваторами и кранами, работающими в условиях отрицательных температур.

Известна система управления управляющим пневматическим подъемником (см. А.С. 1109357, М.кл. B 66 C 13/20, БИ 31, 1984), содержащая датчик массы груза, выходная камера которого соединена с управляющей камерой пневмораспределителя, редукционный клапан и усилитель мощности, входные камеры которого соединены с источником сжатого воздуха.

Недостатком являются существенные расходы сжатого воздуха на продувку пневмоаппаратуры для управления замерзающего при отрицательных температурах окружающего воздуха конденсата, т.к. производство пневмоэнергии осуществляется без осушки, т.е. устранения влаги из сжатого воздуха до нормированных параметров.

Известно устройство управления подъемно-копающими механизмами (см. А.С. 1237751, М. кл. E 01 F 9/20, БИ 22, 1986), содержащее компрессор, масловлагоотделитель и ресивер, последовательно соединенные между собой пневматически, а выход ресивера пневматически подключен к входам адсорберов с равномерно по высоте адсорбера расположенными терморегулирующими подогревателями, при этом выходы адсорберов пневматически подключены к потребителю.

Недостатком является нерациональный сброс горячего сжатого воздуха после регенерации в атмосферу при отрицательных температурах окружающей среды, что не только приводит к значительным энергозатратам на производство сухого сжатого воздуха, связанным с необходимостью подогрева воздуха регенерации, но и стимулирует уменьшение массовой производительности компрессора, т.к. горячий воздух после адсорберов насыщен влагой регенерации, которая конденсируется в зоне работы компрессора подъемно-копающими механизмами и в виде инея или кусочков льда при отрицательных температурах окружающей среды создает дополнительное гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода путем налипания по его сечению, а это в конечном итоге снижает количество атмосферного воздуха, поступающего в компрессор.

Технической задачей является повышение надежности работы пневматических систем управления экскаваторами и кранами в условиях эксплуатации при отрицательных температурах окружающей среды путем производства осушенного воздуха с заданной производительностью компрессора и снижением энергозатрат на регенерацию адсорберов, размещения на всасывающем трубопроводе всасывающего фильтра с последующим дополнительным использованием теплоты регенерации при обогреве корпуса всасывающего фильтра компрессора. Обогрев корпуса всасывающего фильтра устраняет уменьшение входного сечения его, что ранее наблюдалось по сечению всасывающего трубопровода под воздействием процесса обледенения влаги, находящейся в воздухе окружающей среды.

Технический результат достигается тем, что устройство управления подъемно-копающими механизмами содержит компрессор, масловлагоотделитель и ресивер, последовательно соединенные между собой пневматически, а выход ресивера пневматически подключен к входам адсорберов, с равномерно распределенными по их высоте терморегулирующими подогревателями, а выходы адсорберов пневматически подключены к потребителю. Компрессор снабжен всасывающим фильтром, содержащим корпус с коническим днищем и отверстием в его нижней части, штуцер вывода очищенного воздуха, конденсатоотводчик, расположенный в отверстии днища, отражательную перегородку, штуцеры ввода очищаемого воздуха, при этом корпус всасывающего фильтра представляет собой двухслойную рубашку с воздушной полостью, соединенную штуцером ввода обогревающего отрегенерированного воздуха посредством трубопровода и регулирующего клапана с адсорберами и штуцером вывода обогревающего отрегенерированного воздуха в атмосферу.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства управления подъемно-копающими механизмами.

Устройство состоит из соединенной последовательно системой трубопроводов (воздухопроводов) 1 всасывающего фильтра 2, компрессора 3, масловлагоотделителя 4, ресивера 5, двух циклично работающих адсорберов 6 и 7, подогревателя 8 с терморегуляторами 9, закрепленными на каждом элементе подогревателя 8. При этом всасывающий фильтр 2 включает корпус 10 в виде двухслойной рубашки с воздушной полостью, коническим днищем 11 с отверстием 12 в его нижней части, штуцера вывода очищенного всасываемого воздуха 13, штуцеров ввода очищаемого воздуха 14, конденсатоотводчик 15, расположенный в отверстии 12 днища 11, отражательную перегородку 16, штуцер ввода обогреваемого воздуха 17, трубопровод 18, соединяющий через регулирующий клапан 19 штуцер 17 с адсорберами 6 и 7, штуцер сброса обогреваемого воздуха в атмосферу 20, при этом регулирующий клапан 19 обеспечивает также сброс воздуха после регенерации адсорберов в атмосферу при положительных температурах окружающей среды.

Устройство работает следующим образом.

При включении компрессора 3 поток атмосферного воздуха, насыщенный по условиям эксплуатации подъемно-копающими механизмами твердыми частицами загрязнений и капельной или льдообразной влагой, поступает через штуцеры 14, выполненные, например, в виде суживающихся сопел, во внутрь всасывающего фильтра 2, где ударяется об отражательную перегородку 16. В результате контакта потока всасываемого атмосферного воздуха с отражательной перегородкой 16 твердые частицы загрязнений с капелеобразной или льдообразной влагой в своем большинстве выпадают в коническое днище 11, где накапливаются и по мере накопления выбрасываются из всасывающего фильтра 2 конденсатоотводчиком 13 через отверстие 11.

Очищенный от загрязнений всасываемый воздух через штуцер 13 по воздухопроводу 1 поступает на сжатие в компрессор 3, после чего через маслоотделитель 4, ресивер 5 направляется на осушку в адсорберы, например в адсорбер 6. Очистка всасываемого атмосферного воздуха от твердых частиц и капельной или льдообразной влаги обеспечивает снижение энергоемкости производства пневмоэнергии от 12 до 18% в зависимости от условий эксплуатации компрессора (см., например, Френкель М.И. Поршневые компрессоры. М., 1972, 446 с.).

Осушенный сжатый воздух подается к пневмоаппаратуре системы управления подъемно-копающими механизмами. Одновременно часть осушенного воздуха направляется во второй адсорбер 7, находящийся в режиме регенерации. Первый по ходу регенерирующего воздуха элемент подогревателя 8 включается терморегулятором 9 и подогревает воздух. К второму элементу подогревателя регенерирующий воздух поступает с температурой 100^oC. Мощность потребления вторым элементом подогревателя ниже мощности первого и складывается из затрат на потери корпусом адсорбера данного объема в окружающую среду и необходимого тепла для регенерации. Аналогично работают остальные элементы подогревателя, причем каждый из них имеет индивидуальное подключение к источнику питания через терморегулятор 9.

Всасывающий фильтр 2 компрессора 3 находится в кузовном помещении, где температура всасываемого воздуха близка к температуре окружающей среды, или же всасывающий фильтр 2 выносится наружу из кузовного помещения. В результате при низких температурах окружающей среды и, особенно, при метелях, наличии инея или дождях наблюдается налипание твердых загрязнений и капелеобразной или льдообразной влаги по сечению входного отверстия воздушного фильтра. Это приводит в конечном итоге к возрастанию гидравлического сопротивления во всасывающем тракте компрессора 3 и, как следствие, увеличивает энергозатраты на производство сжатого воздуха. Кроме того, наличие дополнительной влаги в сжатом воздухе приводит к более тяжелым условиям работы масловлагоотделителя 4, а возможное поступление влаги в адсорберы 6 и 7 приводит к растрескиванию зерен адсорбента, что резко ухудшает процесс осушки и значительно сокращает эффективность эксплуатации пневмооборудования подъемно-копающих механизмов. Поэтому предлагаемая конструкция всасывающего фильтра 1 компрессора 3 обеспечивает дополнительную очистку атмосферного воздуха, особенно при отрицательных температурах окружающей среды.

Сжатый воздух после регенерации, например, адсорбера 7 с температурой около 80^oC по трубопроводу 18 направляется через регулирующий клапан 19 к штуцеру ввода обогревающего воздуха 17 и заполняет воздушную полость в двухслойной рубашке, в виде которой выполнен корпус 10 всасывающего фильтра 2. Обогревающий воздух, отдав тепло корпусу 10, выбрасывается в атмосферу через штуцер 20.

При положительных температурах окружающей среды, когда не требуется обогрева корпуса 10 всасывающего фильтра 2, нагретый сжатый воздух после процесса регенерации адсорберов 6 или 7 по трубопроводу 18 через регулирующий клапан 19 выбрасывается непосредственно в атмосферу. Капельная же влага, выбрасываемая с регенерирующим воздухом в атмосферу и частично вновь поступающая с атмосферным воздухом во всасывающий фильтр 2 компрессора 3, пройдя штуцер 14, ударяется об отражательную перегородку 16, накапливается в днище 11 и посредством конденсатоотводчика 15 выбрасывается наружу.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что горячий воздух после регенерации адсорберов, ранее бесполезно выбрасываемый в атмосферу и приводящий к ее загрязнению, что в конечном итоге снижало эффективность работы пневмооборудования подъемно-копающих механизмов, особенно при отрицательных температурах окружающей среды, используется для дополнительной очистки всасываемого атмосферного воздуха, со снижением энергозатрат на производство пневмоэнергии.

Изобретение относится к пневматическим системам управления экскаваторами и кранами, работающими в условиях отрицательных температур. Устройство управления подъемно-копающими механизмами содержит компрессор, масловлагоотделитель и ресивер, последовательно соединенные между собой пневматически. Выход ресивера пневматически подключен к входам адсорберов с равномерно распределенными по их высоте терморегулирующими подогревателями, и выходы адсорберов пневматически подключены к потребителю. Компрессор снабжен всасывающим фильтром, содержащим корпус с коническим днищем и отверстием в его нижней части, штуцер вывода очищаемого воздуха, конденсатоотводчик, расположенный в отверстии днища, отражательную перегородку, штуцеры ввода очищаемого воздуха. Корпус всасывающего фильтра представляет собой двухслойную рубашку с воздушной полостью, соединенную штуцером ввода обогревающего отрегенерированного воздуха посредством трубопровода и регулирующего клапана с адсорберами и штуцером вывода обогревающего отрегенерированного воздуха в атмосферу. Повышается надежность работы пневматических систем управления экскаваторами и кранами в условиях эксплуатации при отрицательных температурах окружающей среды путем производства осушенного воздуха с заданной производительностью компрессора и снижением энергозатрат на регенерацию адсорберов, размещения на всасывающем трубопроводе всасывающего фильтра с последующим дополнительным использованием теплоты регенерации при обогреве корпуса всасывающего фильтра компрессора. 1 ил.

Устройство управления подъемно-копающими механизмами, содержащее компрессор, масловлагоотделитель и ресивер, последовательно соединенные между собой пневматически, а выход ресивера пневматически подключен к входам адсорберов с равномерно распределенными подогревателями, и выходы адсорберов пневматически подключены к потребителю, отличающееся тем, что компрессор снабжен всасывающим фильтром, содержащим корпус с коническим днищем и отверстием в его нижней части, штуцер вывода очищенного воздуха, конденсатоотводчик, расположенный в отверстии днища, отражательную перегородку, штуцеры ввода очищаемого воздуха, при этом корпус фильтра выполнен в виде двухслойной рубашки с воздушной полостью, соединенной штуцером ввода обогревающего отрегенерированного воздуха посредством трубопровода и регулирующего клапана с адсорберами, и штуцером вывода обогревающего отрегенерированного воздуха в атмосферу.