Способ вторичного использования сжатого воздуха в производственном процессе Российский патент 2019 года по МПК F15B21/14 

Область техники

Изобретение относится к средствам рекуперации энергии, в частности энергии сжатого воздуха для ее последующего повторного использования и может найти применение в различных технологических процессах, в которых используется сжатый воздух, например при производстве ПЭТ-бутылок, при проверке сжатым воздухом герметичности сосудов и т.п.

Уровень техники

Существует ряд технологических процессов, в которых используется энергия сжатого воздуха. Подготовка сжатого воздуха для технологического процесса производится в зависимости от требуемых значений рабочего давления сжатого воздуха за счет использования компрессоров высокого давления или последовательно установленных через ресивер низкого давления компрессоров низкого и высокого давления. При этом, как правило, сжатый воздух выводится из технологического процесса в атмосферу.

Известен способ вторичного использования сжатого воздуха в многоступенчатом поршневом компрессоре для сжатия газа, в частности воздуха, в котором, по меньшей мере, одна соединительная линия между двумя ступенями компрессора в многоступенчатом поршневом компрессоре подключена, по меньшей мере, к одной линии подачи или выпуска газа, а также к датчику давления для определения давления газа на выходе газов из многоступенчатого поршневого компрессора, и для компенсации подачи газа в линию подачи или выпуска. Предусмотрены средства компенсации, в частности нагнетатель с регулируемым объемом, которые управляются в зависимости от давления газа, обнаруженного датчиком, таким образом, что давление на выходе газа поддерживается практически постоянным (EP1600630 (A2) ― 2005-11-30).

Причины, по которым нельзя достичь технический результат является то, что многоступенчатый поршневой компрессор использует не весь сжатый воздух, используемый в оборудовании и значительная часть выбрасывается в атмосферу. Для использования вторичного воздуха применяются дополнительные ступени компрессора, что является энергозатратным способом.

В известных технологических процессах, например выдува ПЭТ-бутылок, в которых используется сжатый воздух, способ обеспечения технологического процесса сжатым воздухом содержит источник сжатого воздуха, включающий компрессор с ресивером связанный с технологическим оборудованием, оснащенным устройством сброса отработанного сжатого воздуха. Компания PET Technologies разработала и внедрила систему рекуперации сжатого воздуха, в автоматическое выдувное оборудование собственного производства. Способ работы системы заключается в повторном использовании сжатого до 4,0 МПа воздуха, подаваемого в пресс-форму для формования бутылки. После выдува часть воздуха передается не в атмосферу, а через систему рекуперации в магистраль низкого давления и приводит в движение пневматическую часть автомата выдува. Данная экономия позволяет значительно облегчить работу компрессорной станции и уменьшить ее электропотребление.

Причины, по которым нельзя достичь технический результат является то, что сжатый воздух используется не полностью и значительная его часть выбрасывается в атмосферу.

Компания «PET Technologies» внедрила собственную систему рекуперации сжатого воздуха в выдувное оборудование. Найдена 15.04.2019 г., новость опубликована 15.04.2011, Интернет https://news.unipack.ru/34233/.

Известен способ вторичного использования сжатого воздуха в производственном процессе, содержащий источник сжатого воздуха включающий, по меньшей мере, один компрессор низкого давления с по меньшей мере одним ресивером низкого давления и по меньшей мере один компрессор высокого давления с по меньшей мере одним ресивером высокого давления, а устройство сброса отработанного сжатого воздуха выполнено в виде двух клапанов, один из которых связан воздуховодом с ресивером низкого давления.

Причины, по которым нельзя достичь технический результат является то, что способ регулирует более точно давления между оборудованием и ресиверами, но не исключает полностью выброс сжатого воздуха в атмосферу. Большая часть сжатого воздуха выбрасывается в атмосферу (BY 5096 U, 2009.02.28).

Известен способ обеспечения сжатым воздухом оборудования, использующего этот сжатый воздух, в котором часть воздуха выбрасывается в атмосферу, а часть доступна для повторного использования. Это устройство содержит основной компрессор и дополнительный компрессор, каждый из которых связан с ресивером сжатого воздуха, из которого оборудование получает сжатый воздух по меньшей мере первого определенного давления. Дополнительный компрессор связан с оборудованием и приспособлен для получения от этого оборудования сжатого воздуха для повторного использования со средним давлением меньшим, чем первое определенное давление (WO2007118275 (A1) ― 2007-10-25).

Причины, по которым нельзя достичь технический результат является то, что содержится наличие основного и дополнительного компрессора, что приводит энергозатратным производством сжатого воздуха, при этом часть сжатого воздуха все равно выбрасывается в атмосферу. Описанный способ был принят в качестве прототипа для заявляемого изобретения.

Раскрытие сущности изобретения

Технической проблемой изобретения является создание способа использования вторичного сжатого воздуха, который обеспечил бы возможность повторного использования «отработанного» сжатого воздуха, и как следствие снижении энергозатрат на производство сжатого воздуха.

Технический результат направлен увеличение количества использования вторичного сжатого воздуха и повышение экономии энергии для производства первичного сжатого воздуха.

Технический результат достигается тем, что способ вторичного использования сжатого воздуха в производственном процессе, через устройство управления для подачи сжатого воздуха к оборудованию, использующему сжатый воздух, в котором определенное количество сжатого воздуха доступно для рециркуляции, причем указанный способ через устройство управления имеет компрессор высокого давления соединенный с ресивером высокого давления, из которого указанное оборудование использует сжатый воздух, причем часть использованного сжатого воздуха из оборудования выпускается в дополнительный ресивер низкого давления, до момента выравнивания давления с оборудованием, при этом воздух из ресивера низкого давления подается в полость механизма, использующего такты всасывания и сжатия воздуха, и сжимается механизмом для подачи воздуха в ресивер высокого давления, а оставшаяся часть воздуха из оборудования всасывается в резервуар, воздух из которого, удаляется механизмом при такте всасывания воздуха.

Описание чертежей

На фиг. 1 показан способ вторичного использования сжатого воздуха, где:

1. оборудование;

2. ресивер высокого давления;

3. устройство управления;

4. компрессор высокого давления;

5. ресивер низкого давления;

6. резервуар;

7. механизм.

На фиг. 1 представлена схема способа вторичного использования сжатого воздуха в производственных процессах, заявленная схема работает следующим образом. Для сжатия воздуха необходимого для производственного процесса в оборудование 1 до высокого давления и подачи его в ресивер 2 высокого давления, используется устройство управления 3 с компрессором высокого давления 4. В ходе производственного процесса воздух из ресивера 2 высокого давления поступает в оборудование 1. Затем часть использованного сжатого воздуха из оборудования 1 поступает в ресивер 5 низкого давления, до выравнивания давления с оборудованием 1. Потом оставшаяся часть сжатого воздуха из оборудования 1 всасывается в резервуар 6, воздух из которого удален механизмом 7, использующим такты всасывания и сжатия воздуха. Затем воздух из ресивера 5 низкого давления подается в механизм 7 перед тактом сжатия для заполнения полости механизма 7. Воздух при такте сжатия в механизме 7 сжимается и подается в ресивер 2 высокого давления для использования в дальнейшем в оборудовании 1. При последующем такте всасывания механизм 7 удаляет воздух из резервуара 6. Цикл работы способа вторичного использования сжатого воздуха повторяется.

Осуществление изобретения

Способ вторичного использования сжатого воздуха в производственном процессе, через устройство управления для подачи сжатого воздуха к оборудованию 1, использующему сжатый воздух, в котором определенное количество сжатого воздуха доступно для рециркуляции, причем указанный способ, через устройство управления 3 имеет компрессор высокого давления 4 соединенный с ресивером высокого давления 2, из которого указанное оборудование использует сжатый воздух, причем часть использованного сжатого воздуха из оборудования выпускается в дополнительный ресивер низкого давления 5, до момента выравнивания давления с оборудованием, при этом воздух из ресивера низкого давления 5 подается в полость механизма 7, использующего такты всасывания и сжатия воздуха, и сжимается механизмом для подачи воздуха в ресивер высокого давления 2, а оставшаяся часть воздуха из оборудования всасывается в резервуар 6, воздух из которого, удаляется механизмом 7 при такте всасывания воздуха.

Изобретение относится к средствам рекуперации энергии, в частности энергии сжатого воздуха для ее последующего повторного использования, и может найти применение в различных технологических процессах, в которых используется сжатый воздух, например при производстве ПЭТ-бутылок, при проверке сжатым воздухом герметичности сосудов и т.п. Способ вторичного использования сжатого воздуха использует сжатый воздух, в котором определенное количество сжатого воздуха доступно для рециркуляции. В способе используется устройство управления, имеющее компрессор высокого давления, соединенный с ресивером высокого давления, из которого оборудование использует сжатый воздух. Часть использованного сжатого воздуха из оборудования выпускается в дополнительный ресивер низкого давления до момента выравнивания давления с оборудованием. Воздух из ресивера низкого давления подается в полость механизма, использующего такты всасывания и сжатия воздуха, и сжимается механизмом для подачи воздуха в ресивер высокого давления. Оставшаяся часть воздуха из оборудования всасывается в резервуар, воздух из которого удаляется механизмом при такте всасывания воздуха. Снижаются энергозатраты на производство сжатого воздуха. Увеличивается количество использованного вторичного сжатого воздуха, повышается экономия энергии для производства первичного сжатого воздуха. 1 ил.

Способ вторичного использования сжатого воздуха в производственном процессе через устройство управления для подачи сжатого воздуха к оборудованию, использующему сжатый воздух, в котором определенное количество сжатого воздуха доступно для рециркуляции, причем указанный способ через устройство управления имеет компрессор высокого давления, соединенный с ресивером высокого давления, из которого указанное оборудование использует сжатый воздух, отличающийся тем, что часть использованного сжатого воздуха из оборудования выпускается в дополнительный ресивер низкого давления до момента выравнивания давления с оборудованием, при этом воздух из ресивера низкого давления подается в полость механизма, использующего такты всасывания и сжатия воздуха, и сжимается механизмом для подачи воздуха в ресивер высокого давления, а оставшаяся часть воздуха из оборудования всасывается в резервуар, воздух из которого удаляется механизмом при такте всасывания воздуха.