Установка для осушки сжатого воздуха Советский патент 1991 года по МПК B01D53/26 

Изобретение относится к установкам для осушки сжатого воздуха и может найти применение в системах пневмоавтоматики в различных областях народного хозяйства

Цель изобретения - повышение эффективности процесса осушки за счет максимального использования холода, выделяемого вихревой трубой

На чертеже дан общий вид установки.

Установка содержит напорную линию 1 сжатого воздуха включающую источник 2 воздуха высокого давления, например компрессор с регулятором 3 давления,последо- вательно смонтированные на ней предварительный 4 и основной 5 теплообменники с конденсатосборниками 6и7, вихревую трубу 8 с заглушенным горячим концом и охлаждающей рубашкой 9, выполненной из капиллярнопористого материала,

соединенной с конденсатосборниками. Напорная линия 1 проходит через охлаждаемые полости теллообменников 4 и 5. Через их охлаждающие полости проходит линия 10 охлажденного трубой 8 воздуха.

Теплообменник 11 смешения выполнен в виде эжектора с диффузорно-конфузорной камерой 12, к активному соплу 13 которого подключен отвод 14 от напорной линии 1, соединяющий ее с вводом в вихревую трубу 8 Пассивное сопло 15 эжектора соединено с патрубком 16 холодного конца вихревой трубы 8 и является его продолжением. Теплообменник смешения 11 имеет конденса- тосборник 17 Конденсатосборники 6, 7 и 17 через клапаны 18, 19 и 20 соответственно, трубопроводы 21 и емкость 22 при помощи капиллярнопористого фитиля 23, смонтированного в трубопроводе 24, соединены с

О

о ю ел

со

рубашкой 9 охлаждения вихревой трубы 8. Емкость 22 имеет трубопровод слива 25 с клапаном 26. Трубопровод слива 25 введен внутрь емкости 22.

Основной теплообменник 5 смонтирован в расширенной части диффузорно-кон- фузорной камеры 12 теплообменника 11 смешения.

Охлаждающая рубашка 9 горячего конца вихревой трубы 8 выполнена из слоя капиллярнопористого материала, покрывающего указанный конец трубы 8 и смонтированного на нем при помощи сетки 27 с поддоном 28 в нижней части. Линия 10 соединена со сборником 29 осушенного воздуха, из которого он подается потребителям, через обратный клапан 30, смонтированый между охлаждающей полостью теплообменника 4 и сборником 29. На отводе 14 смонтирован вентиль 31 для регулирования количества воздуха, подаваемого в активное сопло 13 эжектора.

Установка для осушки сжатого воздуха работает следующим образом.

Влажный воздух, сжатый компрессором 2, поступает в охлаждаемую полость предварительного теплообменника 4, где предварительно охлаждается холодным воздухом, протекающим через охлаждающую полость этого теплообменника. За счет охлаждения часть водяных паров, содержащихся в сжатом воздухе, конденсируется, влагосодержание воздуха снижается. Конденсат собирается в конденсатосборнике 6. Затем предварительно охлажденный и осушенный воздух направляется в охлаждаемую полость основного теплообменника 5. Здесь воздух охлаждается более холодным воздухом, протекающим через его охлаждающую полость. Из охлаждаемого воздуха выделяется конденсат, собирающийся в конденсатосборнике 7. Дополнительно охлажденный и осушенный воздух разделяют на две части.

Одну часть газа с относительным расходом (1-д) направляют в сопловый ввод вихревой трубы 8 с затрушенным охлаждаемым горячим концом. Холодной воздух из холодного патрубка 16 вихревой трубы 8 с пониженным давлением подается в пассивное сопло 15 эжектора теплообменника смешения 11. Вторую часть газа с относительным расходом g через отвод 14 и вентиль 31 направляют к активному соплу 13 эжектора. В теплообменнике 11 смешения происходит смешение холодного потока с расходом (1- д) с более низким давлением и охлажденного потока высокого давления с расходом д. Регулировкой вентилем 31 изменяют расход воздуха, подаваемого в активное сопло

13, до получения оптимальной температуры и давления воздуха в смеси. Давление холодного воздуха, поступившего через сопло 13 в теплообменник 11, в его диффузоре

повышается, а температура воздуха, поступившего через сопло 13, падает. Влага при этом в теплообменнике смешения выпадает в основном в виде конденсата, а в некоторых случаях и снега. Снег, отбирая тепло от

0 теплообменника 5, тает, конденсат собирается в конденсатосборнике 17.

Холодный воздух из теплообменника 11 поступает в охлаждающую полость основного теплообменника 5, где охлаждает сжа5 тый воздух, протекающий через его охлаждаемую полость, и от него подогревается. Затем этот воздух поступает в охлаждающую полость теплообменника 4, где подогревается горячим воздухом, поступив0 шим в охлаждаемую полость теплообменника из компрессора 2, и через обратный клапан 30 направляется в сборник 29 осушенного газа.

Когда давление воздуха в сборнике 29

5 повысится до расчетного, срабатывает регулятор 3 давления и подает команду на отключение компрессора 2 и открытие клапанов 18, 19, 20 и 26. Обратный клапан 30 отключает сборник 29 от теплообменни0 ков и линий 1 и 10 воздуха. Воздух из теплообменников и линий 1 и 10 выжимает конденсат из конденсатосборников 6, 7, 17 через клапаны 18, 19,20,трубопроводы 21, емкость 22,трубопровод 25 слива и клапан

5 26 в атмосферу.

При этом в емкости 22 остается часть конденсата, определяемая введенным в емкость 22 участком трубопровода 25. Остаток конденсата в емкости 22 определяется его

0 потребностью на испарительное охлаждение горячего конца вихревой трубы 8 при работе установки с наибольшими периодами безостановочной работы компрессора. Капиллярнопористый фитиль 23 подает кон5 денсат к рубашке охлаждения 9 в зависимости от его расхода на смачивание слоя капиллярнопористого материала рубашки 9. Перед началом работы проверяется наличие жидкости в емкости 22 на уровне верх0 него торца трубопровода слива 25, например, путем заполнения емкости 22 через открытый клапан 26 и слива излишков через этот клапан.

При снижении давления в сборнике 29

5 до нижнего допустимого уровня регулятор 3 подает команду на закрытие клапанов 18, 19, 20, 26 и пуск компрессора 2.

Применение установки для осушки сжатого воздуха с использованием последовательно включенных предварительного и

основного теплообменников и теплообменники смешения повышает качество осушки воздуха, расширяет область использования осушительных установок с вихревыми трубами.

Формула изобретения 1. Установка для осушки сжатого воздуха, включающая напорную линию сжатого воздуха, последовательно смонтированные на ней предварительный и основной теплообменники с конденсатосборниками, вихревую трубу с заглушенным горячим концом и охлаждающей рубашкой, соединенной с конденсатосборниками, отвод от напорной /|инии перед ее вводом в вихревую трубу, линию охлажденного вихревой трубой воздуха, соединенную с потребителями через охлаждающие полости основного и предварительного теплообменников, отличающаяся тем, что, с целью повышения

эффективности осушки за счет максималь-. ного использования холода, выделяемого вихревой трубой, она снабжена теплообменником смешения, выполненным в виде эжектора с диффузорно-конфузорной камерой, активное сопло которого подключено к отводу напорной линии, а пассивное - к холодному концу вихревой трубы.

2.Установка по п. 1,отличающая- 0 с я тем, что основной теплообменник смонтирован в расширенной части диффузорно- конфузорной камеры эжектора.

3.Установка по п. 1,отличающая- с я -тем, что охлаждающая рубашка вихре5 вой трубы выполнена из капиллярнопори- стого материала, прикрепленного к трубе при помощи сетки и соединена с конденсатосборниками при помощи капиллярно-пористого фитиля, смонтированного в

0 трубопроводе.

Изобретение касается осушки сжатого воздуха охлаждением с помощью вихревого эффекта перед применением воздуха в качестве рабочего тела в различных устройствах. Цель изобретения - повышение эффективности осушки за счет максимального использования холода, выделяемого вихревой трубой. Установка содержит напорную линию воздуха и смонтированные на ней последовательно предварительный и основной теплообменники с конденсатосборниками, вихревую трубу, линию холодного воздуха, проходящую через охлаждающие полости основного и предварительного теплообменников. Между вихревой трубой и основным теплообменником смонтирован теплообменник смешения, выполненный в виде эжектора, пассивное сопло которого соединено с холодным концом вихревой трубы, а к активному соплу подведен отвод от напорной линии воздуха перед ее вводом в вихревую трубу. Конденсатосборник теплообменника смещения соединен с рубашкой охлаждения вихревой трубы, выполненной из капиллярно-пористого материала, капиллярно-пористым фитилем. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.