УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОДЪЕМНО-КОПАЮЩИМИ МЕХАНИЗМАМИ Российский патент 2010 года по МПК E02F9/22 

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

Известно устройство управления подъемно-копающими механизмами (см. а.с. 1237751, Мкл. E01F 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.

Известно устройство управления подъемно-копающими механизмами (см. патент РФ 2158805, МПК E02F 9/22, опубл. 10.11.2000), содержащее компрессор, масловлагоотделитель и ресивер, пневматически последовательно соединенные между собой, а выход ресивера пневматически подключен к входам адсорберов с равномерно распределенными подогревателями, и выводы 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, 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.

Недостатком являются энергозатраты, обусловленные увеличением аэродинамического сопротивления воздушного фильтра из-за наличия во всасываемом атмосферном воздухе значительного количества твердых частиц технологической пыли, определяемых специфическими условиями эксплуатации, а наличие твердых частиц в полости компрессора не только снижает его массовую производительность по сжатому воздуху, но и способствует аварийному режиму, что в конечном итоге снижает эффективность работы подъемно-копающих механизмов.

Технической задачей является повышение надежности работы пневматических систем управления экскаваторами и кранами в условиях эксплуатации при наличии значительного количества твердых частиц технологической пыли путем снижения количества загрязнений во всасывающем атмосферном воздухе, поступающих в полости компрессора, что может привести, в конечном счете, к аварийному режиму работы подъемно-копающих механизмов.

Технический результат по повышению надежности работы подъемно-копающих механизмов достигается тем, что устройство управления подъемно-копающими механизмами содержит компрессор, масловлагоотделитель и ресивер, пневматически последовательно соединенные между собой, а выход ресивера пневматически подключен к входам адсорберов с равномерно распределенными подогревателями и выводы адсорберов пневматически подключены к потребителю, при этом 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, штуцер ввода очищаемого воздуха, а 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 в атмосферу обогревающего отрегенерированного воздуха, причем на внутренней поверхности штуцера ввода очищаемого воздуха, выполненного в виде суживающегося сопла, расположены криволинейные канавки с профилем в виде «ласточкина хвоста», а у его входного отверстия выполнена круговая канавка, соединенная с устройством удаления загрязнений, при этом круговая канавка соединена с криволинейными канавками и снабжена сеткой.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства управления подъемно-копающими механизмами; на фиг.2 - профиль криволинейных канавок в виде «ласточкина хвоста»; на фиг.3 - внутренняя поверхность штуцера ввода очищаемого воздуха с устройством удаления загрязнений.

Устройство состоит из соединенных 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, выполненный в виде двухслойной рубашки с воздушной полостью, коническим днищем 11 с отверстием 12 в его нижней части, штуцер вывода очищенного всасываемого воздуха 13, штуцеры ввода очищаемого воздуха 14, конденсатоотводчик 15, расположенный в отверстии 12 конического днища 11, отражательную перегородку 16, штуцер ввода обогревающего воздуха 17, трубопровод 18, соединяющий через регулирующий клапан 9 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. На внутренней поверхности 21 штуцера ввода очищаемого воздуха 14, выполненного в виде суживающегося сопла, расположены криволинейные канавки 22 с профилем в виде «ласточкина хвоста», а у его входного отверстия 23 выполнена круговая канавка 24, соединенная с устройством удаления загрязнений 25, при этом круговая канавка 24 соединена с криволинейными канавками 22 и снабжена сеткой 26.

Устройство работает следующим образом

Специфика условий эксплуатации подъемно-копающих механизмов обусловлена наличием значительного количества твердых частиц технологической и атмосферной пыли во всасываемом компрессором 3 атмосферном воздухе, поэтому в начале его работы данная смесь воздуха и массы загрязнений перемещается к штуцеру ввода очищаемого воздуха 14 и контактирует с сеткой 26, при этом крупные частицы отделяются от потока, а более мелкие через входное отверстие 23проникают во внутреннюю полость штуцера ввода очищаемого воздуха 14. Так как штуцер ввода очищаемого воздуха 14 выполнен в виде суживающегося сопла, поток всасываемого воздуха с загрязнениями увеличивает свою скорость и, перемещаясь по криволинейным канавкам 22, закручивается. В результате твердые частицы, прошедшие сетку 26, центробежной силой отбрасываются к внутренней поверхности 21 штуцера ввода очищаемого воздуха 14 и заполняют полости криволинейных канавок 22, где накапливаются, и, вследствие выполнения данных полостей по профилю в виде «ласточкина хвоста», не выпадают вновь в движущийся поток, а смещаются в сторону круговой канавки 24, откуда под действием силы тяжести перемещаются в устройство удаления загрязнений 25 для последующего удаления вручную или автоматически (на фиг.1 не показано).

Оставшиеся мельчайшие твердые частицы с потоком закрученного всасываемого атмосферного воздуха, выходя из штуцера ввода очищаемого воздуха 14, выполненного в виде суживающегося сопла, ударяются об отражательную перегородку 16. В результате контакта потока всасываемого атмосферного воздуха с отражательной перегородкой 16 твердые частицы загрязнений с каплеобразной или льдообразной влагой в своем большинстве выпадают в коническое днище 11, где накапливаются по мере накопления и выбрасываются из всасывающего фильтра 2 конденсатоотводчиком 15 через отверстие 11.

Очищенный от загрязнений всасываемый воздух через штуцер вывода очищенного всасываемого воздуха 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.

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. Ко второму элементу подогревателя регенерирующий воздух поступает с температурой 100°С. Мощность потребления вторым элементом подогревателя ниже мощности первого и складывается из затрат на потери тепла корпусом адсорбера 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 каплеобразной 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 адсорбера, 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°С 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 устранение постоянно находящейся в атмосферном всасываемом воздухе технологической и атмосферной пыли как на сетке перед поступлением в штуцер очищаемого воздуха, так и в его полости с эффективным отделением твердых частиц путем закрутки потока на криволинейных канавках, расположенных на внутренней поверхности штуцера, обеспечивает нормированную по аэродинамическим параметрам работу всасывающего фильтра, которая приводит к надежной работе компрессора и соответственно всего подъемно-копающего механизма.

Изобретение относится к пневматическим системам управления экскаваторами и кранами, работающими в условиях отрицательных температур. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы пневматических систем управления экскаваторами и кранами в условиях эксплуатации при наличии значительного количества твердых частиц технологической пыли путем снижения количества загрязнений во всасывающем атмосферном воздухе, поступающих в полости компрессора. Для этого устройство содержит компрессор, масловлагоотделитель и ресивер, пневматически последовательно соединенные между собой. Выход ресивера пневматически подключен к входам адсорберов с равномерно распределенными подогревателями, а выводы адсорберов пневматически подключены к потребителю. При этом 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, штуцер ввода очищаемого воздуха. 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 в атмосферу обогревающего отрегенерированного воздуха. Причем на внутренней поверхности штуцера ввода очищаемого воздуха, выполненного в виде суживающегося сопла, расположены криволинейные канавки с профилем в виде «ласточкина хвоста». У входного отверстия штуцера ввода очищаемого воздуха выполнена круговая канавка, соединенная с устройством удаления загрязнений. При этом круговая канавка соединена с криволинейными канавками и снабжена сеткой. 3 ил.

Устройство управления подъемно-копающими механизмами, содержащее компрессор, масловлагоотделитель и ресивер, пневматически последовательно соединенные между собой, а выход ресивера пневматически подключен к входам адсорберов с равномерно распределенными подогревателями, и выводы адсорберов пневматически подключены к потребителю, при этом 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, штуцер ввода очищаемого воздуха, а 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 в атмосферу обогревающего отрегенерированного воздуха, отличающееся тем, что на внутренней поверхности штуцера ввода очищаемого воздуха, выполненного в виде суживающегося сопла, расположены криволинейные канавки с профилем в виде «ласточкина хвоста», а у его входного отверстия выполнена круговая канавка, соединенная с устройством удаления загрязнений, при этом круговая канавка соединена с криволинейными канавками и снабжена сеткой.