УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУШКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА Российский патент 2003 года по МПК F24F3/14 

Изобретение относится к системам подготовки сжатого воздуха, в частности к устройствам для осушки воздуха.

Известно устройство для осушки сжатого воздуха, содержащее входной и выходной коллекторы - влагоотделители, к последнему из которых присоединены трубопроводы. Данное устройство снабжено дополнительным коллектором - влагоотделителем с системой трубопроводов, присоединенных к входному коллектору - влагоотделителю, а трубопроводы выходного коллектора - влагоотделителя расположены внутри последних и введены в дополнительный коллектор - влагоотделитель (см. авт. свид. СССР 694741, кл. F 24 F 3/14, 1979).

Известен еще ряд устройств для осушки сжатого воздуха, разработанных в развитие вышеуказанного устройства (см. авт. свид. СССР 885725, кл. F 24 F 3/14, 1981; авт. свид. СССР 901745, кл. F 24 F 3/14, 1982; патент РФ 2146030, кл. F 24 F 3/14, 2000; патент РФ 2170392, кл. F 24 F 3/14, 2001).

Недостатками данных устройств являются громоздкость, неудобство в эксплуатации, невозможность ремонта внутренних трубок в теплообменнике.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков является устройство для осушки сжатого воздуха, содержащее трубчатый радиатор, раму, раструб, обдувающий вентилятор, два съемных щита, конденсатоотводчик, утепляющий кожух, сливной вентиль и трубчатый нагреватель (см. паспорт БН 100А.00.00.000ПС "Осушитель сжатого воздуха", 1988 г.).

Недостатками известного устройства являются большие габариты и вес, недостаточная эффективность осушки, неудобство при транспортировки, невозможность ремонта устройства в случае выхода из строя внутренних труб осушки.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность теплообмена, снизить металлоемкость и габаритные характеристики, значительно упростить монтаж, обеспечить удобство в эксплуатации и проведение ремонтных работ.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для осушки сжатого воздуха состоит из двух разных теплообменников. Первый теплообменник представляет собой трубчатый однорядный радиатор, смонтированный на раме и продуваемый атмосферным воздухом, нагнетаемым при помощи осевого вентилятора, соединенного с трубчатым радиатором посредством гибкой вставки и содержит два коллектора (верхний и нижний).

Второй теплообменник представляет собой систему теплообменных элементов типа "труба в трубе" и содержит также два коллектора (верхний и нижний).

Второй теплообменник соединен с трубчатым радиатором первого теплообменника через верхний коллектор второго теплообменника и с перепускной трубой, в нижней части которой установлен коллектор - влагоотделитель, соединенный с первым теплообменником и конденсатоотводчиком.

Для уменьшения тепловых потерь нижние части коллектора - влагоотделителя и первого теплообменника защищены утепляющим кожухом.

Первый теплообменник может включать два или несколько трубчатых однорядных радиаторов.

Совокупность признаков, отличающая данное техническое решение от прототипа, необходимая и достаточная для достижения вышеуказанного технического результата, не выявлена в результате проведенных патентных исследований на уровень техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг.1 представлен общий вид установки; на фиг.2 - вид сбоку; на фиг.3 - принципиальная схема движения потоков воздуха.

Устройство для осушки сжатого воздуха состоит из двух теплообменников 1 и 2. Первый теплообменник 1 состоит из трубчатого однорядного радиатора 3, смонтированного на раме 4. Трубчатый радиатор 3 продувается атмосферным воздухом, который нагнетается осевым вентилятором 5. Вентилятор 5 и трубчатый радиатор 3 соединены между собой раструбом 6 через гибкую вставку 7. Кроме того теплообменник 1 содержит верхний 8 и нижний 9 коллекторы.

Второй теплообменник 2 представляет собой систему теплообменных элементов типа "труба в трубе" и содержит также верхний 10 и нижний 11 коллекторы.

Теплообменник 2 соединен с трубчатым радиатором 3 теплообменника 1 через верхний коллектор 10 и перепускную трубу 12. В нижней части перепускной трубы 12 установлен коллектор - влагоотделитель 13, который соединен с теплообменником 1 и с конденсатоотводчиком 14.

Конденсатоотводчик 14 расположен в нижнем коллекторе 11 теплообменника 2.

При эксплуатации осушителей воздуха при отрицательной температуре окружающей среды возникает опасность замерзания конденсата и перемерзания сливных отверстий, поэтому у предлагаемого устройства подвод осушаемого теплого воздуха производится через входной трубопровод 15, проходящий под нижней частью теплообменника 1 и входящий в рубашку конденсатоотводчика 14.

Для уменьшения тепловых потерь нижние части коллектора - влагоотделителя 13 и теплообменника 1 защищены утепляющим кожухом 16.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый, теплый и влажный воздух, подлежащий осушкe, от компрессора поступает по входному трубопроводу 15 в рубашку конденсатоотводчика 14, находящуюся в нижнем коллекторе 11 теплообменника 2, откуда по внутренним трубкам через верхний коллектор 10 теплообменника 2 проходит в трубчатый однорядный радиатор 3 теплообменника 1. Проходя по трубам радиатора 3, сжатый воздух охлаждается ниже точки росы в результате обдува труб атмосферным воздухом, нагнетаемым вентилятором 5. При этом происходит конденсация и выпадение капель влаги из сжатого воздуха. Сконденсировавшаяся влага собирается в коллекторе - влагоотделителе 13, откуда через патрубок попадает в конденсатоотводчик 14. Из коллектора - влагоотделителя 13 обезвоженный и охлажденный воздух поступает через перепускную трубу 12 в межтрубное пространство теплообменника 2, где, проходя, охлаждает внутренние трубки, тем самым предварительно охлаждает воздух, проходящий по трубкам перед входом в радиатор 3. Одновременно воздух, проходящий в межтрубном пространстве теплообменника 2, подогревается, отбирая тепло у воздуха, проходящего по внутренним трубкам, что увеличивает эффект влагоотделения, уменьшает процент относительной влажности осушенного воздуха, и поступает потребителю через выходной трубопровод 17.

В настоящее время изготовлен опытный образец данного устройства по осушке сжатого воздуха.

Предлагаемое решение соответствует критерию изобретения "промышленная применимость".

В результате использования устройства эффективность теплообмена и осушения сжатого воздуха увеличивается в 2 раза; металлоемкость снижается в 3 раза.

Устройство относится к системам подготовки сжатого воздуха, в частности к устройствам для осушки сжатого воздуха. Устройство включает входной и выходной трубопроводы, два разных теплообменника, перепускную трубу с коллектором - влагоотделителем и конденсатоотводчик. Первый теплообменник представляет собой трубчатый однорядный радиатор, смонтированный на раме и продуваемый атмосферным воздухом, нагнетаемым вентилятором, соединенным с трубчатым однорядным радиатором посредством гибкой вставки. Второй теплообменник представляет собой систему теплообменных элементов типа "труба в трубе". Он соединен с трубчатым однорядным радиатором первого теплообменника через верхний коллектор второго теплообменника и перепускную трубу, в нижней части которой расположен коллектор - влагоотделитель, соединенный с первым теплообменником и с конденсатоотводчиком. Техническим результатом является повышение эффективности теплообмена, снижение металлоемкости и габаритных характеристик устройства, значительное упрощение монтажа и обеспечение удобства в эксплуатации и в проведении ремонтных работ. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для осушки воздуха, содержащее входной и выходной трубопроводы, теплообменник, представляющий собой трубчатый однорядный радиатор, смонтированный на раме и продуваемый атмосферным воздухом, нагнетаемым при помощи вентилятора, соединенного с трубчатым однорядным радиатором - раструбом посредством гибкой вставки, и содержащий верхний и нижний коллекторы, а также конденсатоотводчик, отличающееся тем, что состоит из второго теплообменника, представляющего собой систему теплообменных элементов типа "труба в трубе", соединенного с трубчатым однорядным радиатором первого теплообменника через верхний коллектор второго теплообменника и перепускную трубу, в нижней части которой установлен коллектор - влагоотделитель, соединенный с первым теплообменником и с конденсатоотводчиком. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый теплообменник состоит из трубчатого однорядного радиатора. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что первый теплообменник состоит из двух или нескольких трубчатых однорядных радиаторов. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый теплообменник снабжен осевым вентилятором.