Установка для осушения воздуха Советский патент 1978 года по МПК E21F3/00 

меняют, следствием чего является низкая экономичность осушения при положительных температурах окружающей среды.

Цель изобретения - П01вы1шение экономичности осушения при положительных темлературах Окружаюш;ей среды.

Поставленная цель достигается за счет того, что известная установка снабжена дополнительным трубопроводом с перегородкой из обр|атимо набухаюшего в ореде влажного воздуха капиллярнонористого лолимерно.го материала, например древесины, установленным параллельно капиллярной трубке, вход и выход которой снабжены запорными вентилжми.

Это позволяет отключить капиллярную трубку и при толожительных тем-пер атурах использовать в качестве чувствительного ;элемента трубопровод с пе(рего,рО|Дкой из обратимо набухаюшего в -среде влажного воздуха капиллярнопористого материала, гидравлическое сопротивление которого зависит от степени его набухания и соответстзуюшего сужения или расширения сечения капиллярных каналов.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Установка состоит из адсорберов / и 1, которые че,р1ез запорные клапаны 3 и 4 соединены с коллекторо.м влажного воздуха 5, через заиорные клапаны (J и 7 - с коллектором сброса 8 продувочного лотока в атмосферу, через обратные клапаны 5 и 10 - с коллектором // осушенного воздуха, а через обратные клапаны 12 и IS - с коллектором подачи осушенного воздуха на .продувку 14, оообшенньпм с коллектором осушенного воздуха 11 через параллельно установленные редукционный вентиль /5 и фегулируюший клапан 16. Установка снабжена также капиллярной трубкой П, один конец которой через запорный вентиль 18 соединен с кол.лектором осушенного воздуха 11, а другой - через запорный вентиль 19 и регулируемый дроссель W - с атмосферой. До запорного вентиля 18 и носле запорного вентиля 19 параллельно капиллярной трубке 17 подключен трубопровод 21 с перегородкой 22 из обратимо набу;«ающего в среде влажного воздуха капиллярчопористого полимерного материала. На участке между регулируемым дросселем 20 и запорным вентилем 19 к капиллярной трубке 17 подсоединена линия унравления 23 с регулирующим клапаном 16, снабженная манометром 24. Участок капиллярной трубки 17, находящийся между запорными вентиля чи 18 и 19, а также трубопровод 21 с перегородкой 22 размещены на открытом воздухе зне помещения или кожуха 25, в котором размещена установка. Управление работой запорных клапанов 3, 4, 6 и 7 производится командным (ПОСТОМ 26, обеспечивающим их переключение в соответствии с заданным временем цикла.

Установка работает следующим образом.

Поступающий на осушение влажный воздух попеременно лропускается через два циклично ра:ботающих адсорбера ) и 2. Переключения адсорберов со стадии осушения сжатого воздуха на регенерацию адсорбента и обратно о-оуществляется с помощью командного поста 26.

На схеме изображено положение, при котором в адсорбере 1 производится осушение влажного воздуха, а в адсорбере 2 - регенерация адсорбента. При этом запарные клапаны 5 и 7 открыты, а 4 и -5 - зак,рыты. Влажный воздух ноступает в адсорбер / через открытый запорный клапан 3, а осушенный воздух выводится из адсорбера / через обратный клапан 9 И направляется к потребителю по коллектору 1.1 осушенного воздуха. Обратные клапаны 10 и 12 закрыты противодавлением. Часть осушенного воздуха из коллектора // через редукционный вентиль /5 и регулирующий клапан 16 отводится в коллектор подачи осушенного воздуха на продувку 14, а из него через обратный клапан 13 подается в адсорбер 2 в направлении, противополоЖНом направлению подачи влажного воздуха на стадии осушения.

Выходящий из адсорбера 2 увлажненный продувочный поток поступает в коллектор сброса 8 в атмосферу через открытый запорный клапан 7.

При нереключении адсорбера 2 па осушение влажного воздуха, а адсорбера 1 - на регенерацию адсорбента запорные клапаны 3 и 7 закрываются, а 4 и 5 - открываются. При этом влажный воздух поступает ,в адсорбер 2 через открытый запорный «лапан 4. Осушенный воздух выводится из адсорбера 2 через обратный клапан 10 и направляется к потребителю по коллектору 11. Обратные клапаны 9 и 13 закрыты нротиводавлением. Часть осушенного воздуха из коллектора .11 через редукционный вентиль 15 и регулирующий клап|ан 16 отводится в коллектор нодачн осушенного воздуха на продув-ку М, а из него через обратный клапан J2 поступает в адсорбер 1 в направлении, противоположном направлению подачи влажного воздуха на стадии осушения. Выходящий из адсорбера / увлажненный продувочный поток поступает в коллектор сброса 8 в атмосферу через открытый запорный клапан 6.

Редукционный вентиль 15 постоянно настроен на расход продувочного потока, обеспечивающий некоторую заданную максимальную твмпер1атуру точки росы осушенного воздуха. При температуре окружающей среды, превышающей заданную максимальную температуру точки росы, регулирующий клапан 16 полностью закрыт. Это обеспечивается первичной регулировкой, при которой, закрывая регулируемый дроссель 20 и повышая тем сопротивление на выходе осушенного воздуха в атмосферу из капиллярной трубки /7, увеличивают давление в линии управления 23, контролируя его по манометру 24.

Эксплуатация предлагаемой установки ри положительных температурах окружаюей среды производится при закрытых запорых «ентилях 18 и 19. При снижении темпеатуры окружающей Среды ниже заданной м.аксимальной температуры точки росы осу6НИОТО воздуха в находящемся на открытом воздухе трубо1про.воде 21 с перегородкой 22 начинается конденсация водяного пара, сопровождающаяся набуханием жапиллярнопористого полимерного материала перегородки 22.

Поскольку по наружному контуру перегородка упирается во внут|реннюю поверхность трубопровода 21, то увеличение объемл материала перегородки лри набухании происходит за счет ее длины и уменьщения о-бъем а пор. При этом происходит увеличение длины и сужение диаметра капиллярных каналов материала перегородки 22 и, как следствие, возрастание ее лидравлического сопротивления п|ри прохождении через нее воздушного потока.

В результ.ате давление в капиллярной трубке 17 на участке между Запорньш вентилем 19 и регулируемым дросселем 20 начинает падать. Соответственно снижается давление и в линии управления 23, сообщенной с этим участком трубк1И .17.

Это влечет за собой пропорциональное открытие регулирующего клапа/на ,16 и увеличение расхода осушенного воздуха на регенеращию адсорбента. Так как увеличение расхода лродувочного потока повышает качество осущения, то в коллектО)р 1.1 и соответственно в трубопровод 21 начинает поступать более сухой воздух, парциальное давление водяного пара в котором лиже, чем парциальное давление водяного пара в толще Материала перегородки 22. В результате происходит постепенное высушивание капиллярнопористого полимерного материала пфегородки 22 и уменьшение ее объема за счет снижения длины и увеличения объема пор, сопровождающееся снижением ее гидравлического сопротивления. Поэтому давление сжатого воздуха в капиллярной трубке 17 №а участке между запорным вентилем 19 и регулируемым дросселем 20 начинает возрастать. Соответственно повышается давление и в линии управления 23. Регулирующий клапан 16 пропорционально закрывается и расход продувочного потока понижается. Качество осушения ухудшается, и по коллектору 11 и соо-тветственно трубопроводу 21 .начинает идти более влажный воздух, и регулирующий-клапан /5 снова пропорционально открывается. В конечном итоге наступает состояние равновесия по водяному пару между воздущным потоком и матари.алом перегородки 22, при котором температура точки росы осушенного воздуха стабилизируется на значении, равном температуре окружающей среды.

Если в дальнейшем произойдет новое снижение температуры окружающей среды, то

соответствующее снижение температуры точки росы осущенного воздуха будет происходить аналогичным образом до тех пор, пока не установится новое состояние равновесия по водяному пару между воздушным потоком и материалом перегородки 22, при котором температура точки росы осушенного воздуха стабилизируется на значении, равном новому, более низкому, чем предыдущее, значе« 1Ю температуры окружающей среды. Одновременно повышается температура находящейся в контакте с окружающей средой перегородки 22. В результате этого парциальное давление водяного пара в толще материала перегородки 22 становится больше парциального давления водяного пара в воздушном потоке. Начинается высушивание материала перегородки 22, влага, содержащ-аяся в материале перегородки, постепенно испаряется в воздущный поток. Гидравлическое сопротивление перегородки 22 снижается, давление в линии управления 23 возрастает и регулирующий клапан 16 пропорционально закрывается. Р.асход продувочного потока уменьшается, качество осушения ухудщ ается и температура точки росы осушенного воздуха начинает повышаться до тех пор, пОка не стабилизируется на значении, равном новому, более высокому, чем предыдущее, значению температуры окружающей среды.

Таким образом в предложенной установке за счет саморегулирования темпер атуры точки росы осушенного воздуха при положительных температурах окруж:ающей среды обеспечивается повышение экономичности осушения.

Эксплуатация предлагаемой установки при отрицательных температурах окружающей среды производится при открытых запорных вентилях 18 и 19.

Кроме того, при отрицательных температурах окружающей среды капиллярные каналы материала перегородк; 22 заполняются льдом, в результате чего ее лидравлическое сопротивление делается бесконечно большим, что эквивалентно ее полному перекрытию, например с помощью запорного вентиля.

При снижении температуры окружающе среды ниже 0° С начинается оседание льда на внутренней поверхности капиллярной трубки 17, и как сл-едствие - сужение ее сечения. В результате этого давление сжатого воздуха в капиллярной трубке 17 на участке между запарным вентилятором 19 и регулируемым дросселем 20 начинает уменьшаться. Соответственно снижается давление и в линии управления 23. Регулирующий клапан 16 пропорционально открывается. Качество осушения улучшается, и по капиллярной трубке 17 начинает идти более сухой воздух, парциальное давление водяного пара s котором меньше, чем парциальное да|Влеаие водяного пара над поверхностью льда. Это вызывает испарение льда с внутренней поверхностп капиллярной трубки 17. Сечение ее увеличивается, и давление в линии управления 23 возраста ет, что влечет за собой пропорциональное закрытие регулирующего клапана 16. Кач:ество осушения ухудшается, ,и по капиллярной трубке 17 идет более влажный воздух. Испаремие льда, ОСевш1его «на (В нутренней поверхности капиллярной трубки 17, замбдляется, и регулирующий кл.апан 16 снова .пропорционально открывается. В кон-ечяоМ итоге наступает состояние равновесия по водянОМу пару, при котором температура точки росы осушеиного воздуха стабилизируется на значении, равоол- температуре окружающей среды.

При НОВОМ снижении температуры окружающей среды соответствующее снижение те.мпературы точки росы происходит аналогичным образом.

При повышении тем-псратуры окружающей среды температура слоя льда внутри капиллярной труб.к,и 17 повышается. Соответственно возрастает парциальное давление водяного пара над поверхностью льда. Состояние ра;вповесия нарушается и начинается испарение льда в поток проходящего воздуха. Сечение капиллярной трубки 17 возрастает, давление в линии управления 23 увеличивается, и регулирующий клапан М пропорционально закрыва1ется. Качество осушения ухудшается, испарение льда замедляется и регулирующий клапан 16 проиорционально открывается. В конечном итоге наступает состояние равновесия, при которО:М температура точки росы осущеннОГо воздуха стабилизируется на значении, paBHOiM новому, бО:лее высокому значению температуры окружающей ;среды.

Перегородка 22 трубоировода 21 может быть также выполнена из обратимо набухающего в ср1еде вл ажнаго воздуха полимерного

материала, внутри которого в яаиравленин движен-ия воздушного потока устанавливают одну «ли несколько параллельно расположенных эластичных капиллярных трубок. Характер работы предлагаемой установки при этом не Меняется.

Благодаря тому, что предлагаемая установка снабжена дополнительным трубопроводом с пер вгородкой из обратимо набухающего в среде влажного воздуха каииллярнопористого поли,мернО|ГО матери-ала, например древесины, установленны.м параллельно капиллярной трубке, вход и выход которой снабжены запорными вентилями, она позволяет

обеспечить саморегулирование температуры точки росы 01сушенно1го воздуха при положительных температурах окружающей среды, что иовыщает экономичность осушения.

Формула изобретения

Установка для осушения воздуха но авторскому свидетельству № 418614, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности осушения при положительных температурах окружающей среды, установка снабжена дополнительныМ трубопрово.дом с перегородкой из обратимо набухающего в среде влажного воздуха .капиллярнопористого

полимерного м атериала, например древеаины, уста новленным параллельно капиллярной трубке, вход и выход которой снабжены запорными вентилями.

Источник информации, принятый во вниМание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство Л 418614, кл. Е 21 РЗ/ОО, 1972.

.

17