Вихревой осушитель сжатого воздуха Советский патент 1979 года по МПК B01D45/12 

Изобретение относится к вихревым сепараторам, поедназначенным ля выделения жидкости из газового потока, и может найти примене 1ие в различных областях техники, например,для осушки воздуха перед компрессорами. Известен вихревой осушитель сжато го воздуха, содержащий корпус, соосно размещенную в нем вихревую камеру, в нижней части которой выполнены тангенцисшьные отверстия для ввода осушаемого газа и установлен поршень регулятор рлсхода, соединенный штоком с подпружиненной мембраной, разметенной в нижней части корпуса и об разующей с ним уравнительную камеру, в боковых стенках вихревой камеры выполнены тангенциапьные отверстия для отвода конденсата, а ее верхняя часть снабжена осевым соплом для вы вода осушаемого воздуха (1. В таком устройстве очлстка сжатого воздуха происходит за счет прохождения его чербз завихритель, кото рый придает потоку вращательное движение, в результате чего из него выделяются капли влаги и масла. Изменение проходного сечения тангенциальных входных отверстий завихритбля производимое с помощью поршня в зависимости от расхода сжатого .воздуха, позволяет получить на выходе из тангенциальных отверстий постоянную скорость, а значит и постоянную эфективность очистки сжатого воздуха. Коли гество влаги, содержащейся в сжатом воздухе в виде насыщенного пара, зависит от температуры воздуха. Чем ниже температура сжатого воздуха, тем меньше влаги в нем содержится. При истечении сжатого воздуха из тангенциальных входных отверстий в вихревой камере происходит разделение потока внутренние слой которого заметно охлаждаются, а наружные подогреваются (эффект Ранка). Эффективность осушки сжатого воздуха зависит от того, насколько понизится температура внутреннего слоя. Наибольший эффект энергоразделения потока наблюдается в противоточных вихревых камерах, где холодный поток отбирается в направлении, Противоположном осевому движению горячего потока. Однако в известном устройстве вихревая камера является прямоточной и, следовательно, в ней не полностью используется эффект энергетического разделения, что ведет к снижению сте пени осушки газа. Цель изобретения - повшиение эффективности осушки сжатого воздуха за счет улучшения термодинамических показателей. Это достигается тем, что длп раз;1ельного вывода из вихревой камеры холодного и горячего потоков воздуха в противоположных направлениях осевое сопло вывода осушенного газгг снабжено кожухом с трубопроводом, соединяющим кожух с уравнительной ка Нерой, а в поршне и штоке выполнено Осевое отверстие. При таком выполнении устройства вихревая камера работает как противоточная, что, как отмечено выше, позволяет повысить степень осушки газа. На фиг. 1 показан вихревой осушитель, вертикальный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Осушитель состоит из корпуса 1, соосно установленной в нем вихревой камеры 2, в нижней части которой выполнены тангенциальные отверстия 3 для ввода осушаемого газа, Эта част камеры выполняет функпию завихрител В этой части вихревой камеры устано лен поршень 4, связанный штоком 5 с мембраной б, подпружиненной пружино 7. Мембрана б образует с нижней час тью корпуса уравнительную камеру 8. В поршне и штоке выполнено осевое отверстие 9, соединяющее полости вихревой и уравнительной камер. На боковых стенках вихревой камеры име ются тангенциальные отверстия 10, а ее верхняя часть снабжена осевым соплом 11 для выхода осушенного гаэа, которое закрыто кожухом 12. Кожух и уравнительная камера соединен между собой трубопроводом 13. Прост ранство между кожухом 12 и соплом 1 представляет собой смесительную камеру хо юдного и горячего потоков. Вход осушаемого газа в устройств осуществляется через входной патрубок 14. Средняя часть вихревой каме ры снабжена рубашкой 15 охлаждения, Конденсат из устройства сливается через трубопровод 16. Работает вихревой осушитель следующим образом. Сжатый воздух из сети через вход ной патрубок 14 поступает в пространство над мембраной б. Под действием давления газа мембрана прогк:ба ется вниз, сжимая пружину 7 и увлекая за собой поршень 4, соединен(ый с мембраной штоком 5. Сжатый воздух проходя через тангенциальные входные отверстия 10,- приобретает враща тельное движение, в результате чего происходит разделение потока на наружный и внутренний вихри. Температура во внутреннем вихре понижается а в ь аружном - поп-.пчается, С понижением температуры но вргутреннем зихре пар конденсируется в виде мелких капель тумана. Под действием центробежной силы сконденсировавшиеся капли отбрасываются к стенкам вихревой KBMepfj 2 и через тднг-енциальные отверстия 10, fianpasJieHKbTe по ходу вращения вихря, выбрасываются в пространство между корпусом 1 и вихревой камерой, откуда скопившаяся влага через сливную трубу 16 выводится из устройства. Холодный приосе Ой поток через отверстие У Б поршЕ1е и игроке поступает под мембрану 6 в уравнительную камеру 8, откуда по трубо 13 эжектируется вытекающим через сопло 11 горячим потоком и через пространство между кожухом 12 и соплом 11 выводится из аппарата к потребителю. В зависимости от расхода сжатого воздуха потребителем давление s вихревой камере меняется, меняется и усилие, воздействующее на мембрану, которая под действием перепада давления газа и под действием пружины 7 прогибается вверх или вниз, увлекая за собой поршень 4, тем самым увеличивая или уменьшая проходное сечение тангенциальных входных отверстий 3. При этом угловая скорость на выходе газа из отверстий и перепад давления газа остаются постоянными. Дт1я снижения температуры горячего потока, наружная поверхность вихревой камеры охлаждается при помощи хладоносителя, подаваемого в рубашку 15. Отбором тепла от горячего потока увеличивается эффект охлаждения холодного потока и уменьшается коли 1ество влаги в сжатом воздухе за осушителем. Применение вихревого осушителя сжатого газа дает возможность повысить качество очистки и осушки воздуха и избежать повторной конденсации влаги после осушки, особенно в холодное время года. Формула изобретения Вихревой осушитель сжатого воздуха, содержащий корпус, соосно размещенную в нем вихревую камеру, в нижней части которой выполнены тангенциальные отверстия для ввода осушаемого газа и установлен поршень-регулятор расхода, соединенный штоком с подпружиненной мембраной, размещенной в нижней части корпуса и образующей с ним уравнительную камеру, в боковых стенках вихревой камеры выполнены тангенциальные отверстия для отвода конденсата, а ее верхняя часть снабжена осевым соплом для вывода осушенного воздуха, отличающий с я тем, что, с целью повышения

эффективности осутики сжатого воздуха за счет улучшения термодинамических показателей устройства, осевое сопло вывода ocyuieHHoro газа снабжено кожухом с трубопроводом, соединяющим кожух с уравнитедьной камерой, а в

поршне и штоке выполнено осевое отверстие.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 537690, кл. В 01 D 45/18, 10.06,75,

L

(Puf.

в 6

Фиг