Устройство для очистки сжатого газа от влаги Советский патент 1986 года по МПК B01D45/00 B01D45/12 

1 Изобретение относится к отделению конденсата в сети сжатого воздуха с его автоматическим сбросом в дренаж и может найти применение в пневмосис темах и .пневмоавтоматике. Целью изобретения является повышение надежности работы и повышение эффективности отделения и сброса кон денсата . На фиг.1 показан влагоотделитель, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - блок-схема управления. Устройство для очистки сжатого га за от влаги содержит входной канал выполненный в виде сопел 2, направленных тангенциально к стенкам корпуса 3 и расположенных с наклоном между стенками корпуса 3 и дефлектора 4, упругое кольцо 5, расположенное под входным отверстием дополнительного канала 6, На упругом кольце 5 установлен подпружиненный клапанотражатель 7, выполненный в виде полой полусферы. Дефлектор 4 расположен под фильтрующим элементом 8, Вла гоотделитель содержит выходной канал 9,электромагнитный двухпозиционный трехходовой клапан 10, соединяющий камеру 1 сбора конденсата с дополнительным каналом 6, электромагнитный двухходовой клапан 12, установленный в выходном канале 9, датчик предельного уровня 13, установленный между выходным отверстием входного канала 1 и входным отверстием дополнительного канала 6, датчик 14 уровня конденсата, установленный в верхней части камеры 11 сбора конденсата, при этом дополнительный канал 6 соединен с камерой 11 сбора конденса та через клапан 10, а камера 11 сбора конденсата соединяется с дренажом 15 тем же электромагнитным клапаном 10,клапан-отражатель 7 подпружинен с помощью пружины 16, Упругое кольцо 5 выполнено с каналами 17 для стока влаги, размещенными в отверстии коль ца, вьтолненном в виде обратного усе ченного конуса 18, На нижней кромке дефлектора 4 выполнены лепестки 19. Сопла 2 выполнены со скосом, благодаря чему при движении струй воздуха в кольцевом канале дополнительно увеличивается время действия центробежной силы и величина силы трения воздуха, что улучшает влагоотделение. 32 Датчик предельного уровня 13 связан с электромагнитным клапаном 12 через- электромагнитное реле 20, связанное с реле времени 21, имеющим обратную связь с реле 20. Аналогично датчик 14 уровня конденсата связан через электромагнитное реле 22 с трехходовым клапаном 0 и с реле времени 23, имеющим обратную связь с реле 22. Устройство работает следующим образом. Сжатый воздух от источника давления (не показан) при отборе потребителем или заполнением системы в начальный момент попадает в корпус 3 устройства. Проходя через входной канал 1, входящий воздух отражается от цилиндрической стенки корпуса 3 ка.меры, закручиваясь по периметру сверху вниз в кольцевом канале, образованном стенкой корпуса 3 и дефлектором 4. Частиць влаги, содержащиеся в сжатом воздухе, под действием центробежных сил отбрасываются на стенку рабочей камеры. Далее конденсат активно под действием струй воздуха и гравитационных сил стекает по стенке без соударения с поверхностью. При этом капли укрупняются и через каналы I7 для стока на скошенной внутренней кромке упругого кольца 5 попадают в камеру 11 сбора конденсата . Активный отвод конденсата через каналы 17 кольца 5 под клапан-отражатель в камеру 11 сбора конденсата позволяет уменьшить испарение отделенного конденсата движущимися струями. Для создания условий значительного, но плавного уменьшения скорости массы воздуха в нижней части рабочей камеры, чтобы избежать выбивание капель, используется верхняя часть скошенной кромки кольца 5 и наружная поверхность клапана-отражателя, а также лепестки 19 на нижней кромке дефлектора 4, После отделения влаги (с ее отводом) воздух противотоком внутри дефлектора 4 поднимается, через фильтрующий элемент 8 и далее через выходной канал 9 идет к потребителю. Так как в начальный момент рабочая камера и камера 1 I сбора конденсата сообщены между собой посредством допол31

1нтельного канала 6 и каналов 1 7 для стока влаги Р кольце 5, давление в обеих камерах одинаковое, и клапанотражатель 7 находится в исходном состоянии. В исходном состоянии клапана-отражателя 7 его положение определяется действием пружины 16. Сила пружины незначительно больше веса клапана-отражателя 7, что позволяет беспрепятственно стекать конден сату через каналы 17 кольца 5 в камеру 11 сбора конденсата.

При достижении накопленным при работе конденсатом в -камере 11 наперед заданного уровня срабатывает дат чик 14 уровня и схема автоматики переключает электромагнитный клапан 10 Клапан 10 перекрывает дополнительный канал 6 на время сброса конденсата и соединяет камеру 11 сбора конденсата с дренажом 15. Время, необходимое для полного сброса, определяется из конкретных конструктивных величин и задается вьодержкой реле времени 23 которое по истечении заданного времени выключает реле 22, и схема приходит в исходное состояние.

Канал дренажа 15 выбирается таким чтобы рабочее сечение его было больше суммарной плошади сечений каналов 17 для стока конденсата в кольце 5. Это позволяет обеспечить дросселирование рабочей среды на клапанеотражателе 7 и за счет создания разности давлений в рабочей камере и камере 11 сброса конденсата войти клапану-отражателю 7 в упругое кольцо 5, пережимая кромку каналов 17 для стока, и таким образом отсечь рабочую камеру от камеры 11 сбора и от дренажного отверстия, что обеспечивает уменьшение потерь рабочей среды на единичном сбросе. Сброс конденсата происходит под действием избыточного давления воздуха, находяще гося в верхней части камеры 11 и в полусферической поверхности клапанаотражателя 7, что увеличивает скорость сброса конденсата и не влияет существенно на стабильность давления в рабочей камере при сбросе. После отключения реле времени 23 электромагнитный клапан 10 возвращается в исходное состояние, отсекая камеру 1 1 сбора от дренажа 15 и соединяя рабочую камеру с камерой 11 сбора через дополнительный канал 6, и давление выравнивается. Камера 11 сбора

ДЗ4

значительно меньше по объему рабоче камеры корпуса 3, что в момент выранивания давлений не приводит к существенному перепаду давления в рабочей камере. Клапан-отражатель 7 возвращается в исходное состояние под действием сил упругой деформации кольца 5 и пружины 16 до следующего срабатывания, каналы 17 для стока окрываются .

При значительном количестве конденсата (в системе водяная пробка), превышающем пропускную способность влагоотделителя, конденсат заполняет рабочую камеру до датчика предельного уровня 13. Датчик 13 включает схему автоматики. Включается электромагнитный клапан 12, который перекрывает выходной канал 9 устройства, одновременно включается реле времени 21, которое по истечении заданного времени выключает реле 20 и схема приходит в исходное состояние Конденсат начинает сбрасываться порциями, равными объему камеры 11 сбора конденсата. При этом сброс конденсата происходит более интенсивно за счет того, что заполнение камеры 11 происходит в основном через дополнительный канал 6. После сброса порции конденсата и переключения клапана 12 очередная порция конденсата подается под давлением в камеру 11 сбора, сжимая воздух, находящийся в камере 11, от атмосферного давления, приблизительно равного рабочему давлению системы. Таким образом, последующие циклы сброса водяной пробки происходят без расхода рабочей среды.

После понижения уровня конденсата в рабочейкамере ниже предельно допустимого (датчик 13) реле времени 21 с заданной выдержкой времени открывает, выходной канал 9 устройства, и подача Воздуха потребителю возобновляется. Выдержка времени реле 21 расчитывается, исходя из.соотношений объемов рабочей камеры и камеры 11 сбора. и времени срабатывания реле 21 .

В дальнейшем устройство работает в единичном цикле, как описано, при малом количестве конденсата.

Таким образом, устройство позволяет повысить эффективность отделения и сброса конденсата, а также на лежность работы за счет наличия вход5него канала в виде сопел, направленных тангенциально стенке рабочей камеры с наклоном и расположенных между стенками рабочей камеры и дефлек- .тора в кольцевом канале, что создает поток воздуха, закрученный по спи рали сверху вниз, и увеличивает эффект отделения влаги за счет центробежной силы и силы трения, а также позволяет устранить образование мелкодисперсной фазы конденсата от соударения частиц влаги со стенкой рабочей камеры и поверхностью отражателя, позволяет создать по периферии зону пониженного давления где поток воздуха помогает активно стекать и коагулировать осаждающимся каплям в воронку,образованную вну ренней кромкой упругого кольца по ка налам в камеру для сбора конденсата, что позволяет уменьшить время непосредственного контакта струи сжа того воздуха с конденсатом, В ц€штре рабочей камеры при этом создается зона повышенного давления и столб восходящего воздуха, который мало ак тивен для захвата конденсата. Способность устройства автоматически сбрасывать объем конденсата, превьтающий объем рабочей камеры за счет дополнительного канала с элект ромагнитным клапаном, датчика предельного уровня и электромагнитного клапана, перекрывающего выход устройства, повьшает надежность работы в .аварийном режиме и эффективность работы в целом. Устройство работает практически без потерь рабочей среды при сбросе большого количества конденсата, так как он сам сжимает атмосферный воздух, находящийся под отражателем по сле сброса первой порции, и тот в свою очередь выдавливает конденсат при открытии клапана в дренаж, Стабилизация давления на выходе устройства достигается за счет авто 36 матического отсечения рабочей камеры от камеры сбора конденсата за счет электромагнитного клапана, срабатывающего от датчика уровня, и перекрывающего дополнительный канал, и канала-отражателя, перекрывающего каналы для стока в упругом кольце. Формула изобретения , Устройство для очистки сжатого газа от влаги, содержащее вертикальный корпус с камерой сбора конденсата, входной тангенциальный канал, выходной канал с размещенным перед ним фильтрующим элементом, дефлектор, дополнительный канал, соединенный с камерой сбора конденсата, стенку с отражателем, размещенную под входным отверстием дополнительного канала, отличающеес я тем, что, с целью повьшения надежности в рс1боте и эффективности отделения и сброса «онденсата, стенка выполнена в виде упругого кольца с отверстием в форме обратного усеченного конуса и каналами для стока, а отражатель вьтолнен подпружиненным и расположен в отверстии кольца, причем входной воздушный канал выполнен в виде наклонных сопел, 2, Устройство по п,1, отличающееся тем, что оно содержит первый и второй электромагнитные клапаны, размещенные соответственно на выходе камеры сбора конденсата и в выходном канале, датчик уровня, установленный в камере сбора конденсата и соединенный через реле с первым электромагнитным клапаном, датчик предельного уровня конденсата, установленный между вькодным отверстием сопел и входным отверстием дополнительного канала и соединенный через реле с вторым электромагнитньт клапаном .

Изобретение относится к области отделения конденсата в сети сжатого воздуха и позволяет повысить надежность работы и эффективность отделения и сброса конденсата. Сжатый воздух попадает в корпус устройства через тангенциальные сопла, закручивается, поднимается внутри дефлектора и через выходной канал идет к потребителю. Вьщеливтиеся за счет центробежных сил капли влаги че- рез каналы 17 для стока, размещенные в отверстии упругого кольца, попадают в камеру сбора конденсата. При достижении накопленньм при работе конденсатом в камере определенного уровня срабатывает датчик уровня и схема автоматики переключает электромагнитный клапан, который перекрывает дополнительный канал и соединяет камеру с дренажом. При этом дросселирование рабочей среды на отражателе позволяет за счет разности давлес ний перекрыть каналы отражателем и таким образом обеспечивает уменьше(/) ние потерь рабочей среды при единичном сбросе, В аварийном режиме аналогичное срабатывание датчика предельного уровня обеспечивает перекрытие выходного канала и сброс конденсата порциями, равными объему камеры. Заполнение камеры происходит через дополнительный канал, 1 з.п.ф-лы, 3 ил. со 4; со

8

фиг. 2