УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ КОНДЕНСАТА ИЗ ГЛАВНОГО РЕЗЕРВУАРА ЛОКОМОТИВА
DEVICE TO REMOVE CONDENSATE FROM LOCOMOTIVE MAIN TANK

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в пневмосистемах локомотивов.
Известно устройство для удаления конденсата из главного резервуара локомотива (см. а.с. №887311, Мкл. В60Т 17/06, 1981), содержащее расположенный в нижней части главного резервуара конденсатоотводчик, в корпусе которого установлен электронагреватель и электромагнитный запорный клапан, полый направляющий стержень с размещенным в нем герметичным электроконтактом, кольцевой поплавок с закрепленным магнитом, причем поплавок установлен с возможностью осевого перемещения вдоль направляющего стержня, а электроконтакт включен в цепь питания электромагнитного запорного клапана.
Недостатком устройства является снижение надежности при длительной эксплуатации из-за налипания загрязнений в процессе конденсации влаги в главном резервуаре на торцевой поверхности кольцевого поплавка, что приводит к перекосу и заеданию при перемещении по полому направляющему стержню и, соответственно, нарушению нормированной периодичности удаления конденсата.
Известно устройство для удаления конденсата из главного резервуара локомотива (см. патент РФ полезная модель №82648, МПК В60Т 17/06 от 10.05.2009, Бюл. №13), содержащее расположенный в нижней части главного резервуара конденсатоотводчик, в корпусе которого установлены электрический нагреватель и электромагнитный запорный клапан, полый направляющий стержень с размещенными в нем герметичным электроконтактом, кольцевой поплавок с закрепленным магнитом, причем кольцевой поплавок установлен с возможностью осевого перемещения вдоль направляющего стержня, а электроконтакт включен в цепь питания электромагнитного клапана, на кольцевом поплавке с закрепленным магнитом на торцевой поверхности со стороны движения конденсата в корпусе выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от меньшей к большей цилиндрическим поверхностям кольцевого поплавка.
Недостатком устройства является снижение надежности при длительной эксплуатации, обусловленной закупориванием отверстия для удаления конденсата из-за специфики контакта кожуха конденсатоотводчика и данного отверстия с твердыми частицами пыли и мелкодисперсной влаги, постоянно находящихся над насыпным полотном железнодорожного пути, особенно при движении локомотива, а также ржавчиной и окалиной, поступающей из главного резервуара с конденсатом.
Технической задачей предлагаемого изобретения является поддержание надежности процесса удаления конденсата из главного резервуара при длительной эксплуатации конденсатоотводчика путем устранения возможности попадания твердых частиц пыли, а также ржавчины и окалины на внутренние поверхности отверстия сброса жидкости в окружающую среду, что достигается за счет образования термовибрации при использовании биметалла, покрывающего внутренние поверхности соответствующих отверстий.
Технический результат по поддержанию надежности удаления конденсата из главного резервуара локомотива в условиях длительной эксплуатации достигается тем, что устройство для удаления конденсата из главного резервуара локомотива содержит расположенный в нижней части главного резервуара конденсатоотводчика, в корпусе которого установлены электрический нагреватель и электромагнитный запорный клапан, полый направляющий стержень с размещенным в нем герметичным электроконтактом, кольцевой поплавок с закрепленным магнитом, причем кольцевой поплавок установлен с возможностью осевого перемещения вдоль направляющего стержня, а электроконтакт включен в цепь питания электромагнитного клапана, на кольцевом поплавке с закрепленным магнитом на торцевой поверхности со стороны движения конденсата в корпусе выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от меньшей к большей цилиндрическим поверхностям кольцевого поплавка, при этом электромагнитный запорный клапан соединен с отверстием удаления в атмосферу скопившейся смеси из продуктов конденсации и твердых частиц, внутренняя поверхность которого выполнена из биметалла, причем материал биметалла со стороны продуктов конденсации имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем материал биметалла со стороны пробки, которая закрывает корпус конденсатоотводчика.
На фиг.1 изображено устройство для удаления конденсата из главного резервуара локомотива, на фиг.2 - торцевая поверхность кольцевого поплавка с криволинейными канавками, на Фиг.3 - электромагнитный запорный клапан с отверстием удаления в атмосферу скопившейся смеси.
Устройство состоит из корпуса 1 конденсатоотводчика, присоединенного к главному резервуару 2 при помощи штуцера 3. Корпус 1 закрыт пробкой 4, имеющей полый направляющий стержень 5, в котором герметично расположен электроконтакт 6. По направляющему стержню 5 перемещается кольцевой поплавок 7 с вмонтированным в него постоянным магнитом 8. В пробке 4 смонтирован электромагнитный запорный клапан 9. Корпус конденсатоотводчика покрыт слоем теплоизоляции, в котором смонтирован электрический нагреватель 10. Конденсатоотводчик защищен кожухом 11, который крепится винтами 12 к резервуару 2. Между кожухом 11 и корпусом главного резервуара 2 расположено резиновое уплотнение 13. Кольцевой поплавок 7 имеет стальной кожух, который выполняет роль магнитного экрана. На кольцевом поплавке 7 с закрепленным постоянным магнитом 8 по торцевой поверхности 14 со стороны движения конденсата в корпус 1 из главного резервуара 2 выполнены криволинейные канавки 15, продольно расположенный от меньшей 16 к большей 17 цилиндрическим поверхностям кольцевого поплавка 7. Внутренние поверхности 18 отверстия 19, соединяющего полости накопления конденсата 20 корпуса 1 конденсатоотводчика, покрыты биметаллом 21, при этом материал 22 биметалла 21 со стороны перемещающегося в сторону электромагнитного запорного клапана конденсата имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше (например, алюминий с коэффициентом теплопроводности 204 Вт/(м·град); см. стр.319, Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа, 1975, 496 с., ил.), чем материал 23 биметалла 21 со стороны материала пробки 4 (например, латунь с коэффициентом теплопроводности 85 Вт/(м·град); см. там же). Внутренняя поверхность 24 отверстия 25, соединяющего электромагнитный запорный клапан 9 с окружающей кожух 11 средой, покрыта биметаллом 26, при этом материал 27 биметалла 26 со стороны перемещающегося в окружающую среду конденсата имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше (например, алюминий), чем материал 28 биметалла 26 со стороны материала пробки 4 (например, латунь).
Устройство для удаления конденсата из главного резервуара локомотива работает следующим образом.
При движении локомотива по железнодорожным путям над насыпным полотном образуется вихреобразное движение потока воздуха, которое приводит к «витанию» мелких твердых частиц пыли и при наличии, например определенных погодно-климатических условий, мелкодисперсной влаги, данная смесь оседает на кожух 11 конденсатоотводчика и стремится налипать на внутреннюю поверхность 24 отверстия 25. Наличие кожуха 11 приводит к тому, что корпус 1 конденсатоотводчика имеет более высокую температуру, чем окружающая кожух 11 среда летом, на 3-5° за счет эффекта Джоржда-Томсона под воздействием завихрений, особенно при движении локомотива и зимой на 5-10° за счет работы электрического нагревателя 10. В результате на биметалле 26 наблюдаются температурные градиенты, наличие которых приводит к образованию термовибрации (см., например, Дмитриев В.П. Биметаллы. Пермь, 1991, 369 с., ил.). Тогда твердые частицы пыли и мелкодисперсной влаги из-за термовибрации биметалла 26 отверстия 25 практически полностью стряхиваются с внутренней поверхности 24.
Продукты конденсации поступают в конденсатоотводчик из главного резервуара 2 через штуцер 3 вместе с твердыми частицами в виде ржавчины. Поток данной смеси под действием сжатого воздуха контактирует с торцевой поверхностью 14 кольцевого поплавка 7 и попадает в криволинейные канавки 15, где перемещается от меньшей 16 к большей 17 цилиндрическим поверхностям кольцевого поплавка 7." В результате наблюдается вихревое движение смеси, состоящей из продуктов конденсации и твердых частиц, что практически устраняет возможность налипания загрязнений на торцевую поверхность 14 кольцевого поплавка 7 (см., например, Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в промышленности. - Куйбышев, 1969, 369 с., ил.).
Продукты конденсации и твердые частицы смещаются с торцевой поверхности 14 по цилиндрической поверхности 17 кольцевого поплавка 7 и поступают в нижнюю часть корпуса 1 конденсатоотводчика, где по мере накопления воздействуют на кольцевой поплавок 7, в результате чего он поднимается, при этом постоянный магнит 8 приближается к герметичному контакту 6. При определенном положении магнита контакт замыкается, что приводит к срабатыванию электромагнитного клапана 9 и удалению через него в атмосферу скопившейся смеси из продуктов конденсации и твердых частиц. После сброса данной смеси понижается уровень конденсата, и кольцевой поплавок 7 опускается, разрывая контакт постоянного магнита 8 с герметично расположенным электромагнитом 6, в результате отключается электромагнитный клапан 9 и конденсатоотводчик вновь находится в режиме накопления продуктов конденсации и твердых частиц в нижней части корпуса.
Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в поддержании при длительной эксплуатации эффективной работы конденсатоотводчика за счет устранения возможности налипания твердых частиц сопутствующих продуктов конденсации на внутреннюю поверхность электромагнитного запорного клапана, путем выполнения ее из биметалла, при этом материал биметалла со стороны продуктов конденсации имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем материал биметалла со стороны пробки. В результате проходные каналы электромагнитного запорного клапана и отверстия удаления в атмосферу скопившейся смеси из продуктов конденсации твердых частиц остаются нормально-постоянными, обеспечивая своевременное и полное удаление загрязнений.