ФИЛЬТР ЛОКОМОТИВНЫЙ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для очистки сжатого воздуха, вырабатываемого локомотивным компрессором, от механических примесей, жидкой, мелкодисперсной фазы воды и масла.
Известно техническое решение RU 2320395 С2, 27.03.2008 (МПК - B01D 45/12), в котором раскрыт сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную крышку, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, установленный по ходу вращения газожидкостного потока, вертикальный сепарационный пакет с плоским днищем, состоящий из плоских изогнутых сепарационных пластин, образующих щелевые каналы в зоне нахлестки и своими вертикальными изогнутыми концами направленных в разные стороны касательно относительно наружного и внутреннего диаметров сепарационного пакета, ложное днище. В центре плоского днища сепарационного пакета и ложного днища выполнены сквозные отверстия, в которые вмонтирован пустотелый цилиндр, основание которого установлено на ложном днище, а верхняя кромка цилиндра приподнята относительно поверхности плоского днища. По наружному диаметру нижней поверхности ложного днища смонтирован цилиндрический вертикальный рассеиватель с просечками, а непосредственно под пустотелым цилиндром прикреплен диск.
Также известно техническое решение RU 2244584 C1, 20.01.2005 (МПК - B01D 45/12), в котором раскрыт сепаратор, включающий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную перегородку, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, вертикальный сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин. Изогнутые концы пластин направлены в разные стороны касательно к наружному и внутреннему диаметрам сепарационного пакета, осевая линия входного патрубка по горизонтали смещена относительно осевой линии корпуса. Дефлектор имеет максимально допустимое сечение, причем по ходу потока он сужается по горизонтали и возрастает по высоте, сохраняя при этом площадь поперечного сечения, в конце верхней суженной части дефлектора установлена дугообразная пластина, нисходящая по ходу газожидкостного потока и направленная по отношению к горизонтали под углом 15°-30°. По ходу вращения газожидкостного потока с зазором к внутренней стороне корпуса установлена изогнутая пластина, которая своим нижним концом заходит под нижнюю крышку дефлектора.
Недостатком указанных устройств является нетехнологичность их изготовления, в частности, сепарационного пакета и плохая организация движения газа внутри дефлектора и ловителя (направляющего и улавливающего сопел).
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является решение RU 96784 U1, 20.08.2010 (МПК - B01D 45/12), в котором раскрыт сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную крышку, входной, выходной, сливной патрубки, направляющее сопло (дефлектор), установленное по ходу вращения газожидкостного потока, и улавливающее сопло (пластина 20); плоское и ложное днища с центральными отверстиями и полый цилиндр, вмонтированный в них; вертикальный цилиндрический рассеиватель с просечками и диском; вертикальный сепарационный пакет, состоит из образующих в зоне нахлестки сепарационных щелей, плоских пластин, с изогнутыми в противоположные стороны и выполненными с аэродинамически обтекаемыми входными и выходными кромками. При этом сепарационный пакет, в срединной по высоте своей части, содержит необходимое количество горизонтально встроенных в сепарационные пластины колец или иных элементов жесткости, выполненных также с аэродинамически обтекаемыми входными и выходными кромками. Кольца или иные элементы жесткости соединяют все сепарационные пластины, в зоне их наименьшей устойчивости, в единую жесткую, аэродинамически оптимальную конструкцию.
Недостатком данного решения является неизбежность деформации и разрушения фильтрующих пластин из-за частичной их фиксации (см. Фиг.3).
Вышеуказанные устройства для обеспечения слива примесей в накопительную емкость содержат значительное количество деталей, усложняющих конструкцию.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в устранении вышеуказанных недостатков.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является улучшение технологичности изготовления сепарационного пакета, исключение деформации и разрушения пластин сепарационного пакета, а также улучшение организации движения газового потока и упрощение конструкции.
Технический результат достигается тем, что фильтр локомотивный содержит вертикальный цилиндрический корпус с верхней и нижней крышками, входной, выходной, сливной патрубки, направляющее сопло, соединенное с входным патрубком, улавливающее сопло, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных сепарационных пластин, образующих щелевые каналы, фиксирующую кольцевую пластину, горизонтально встроенную в вертикальные сепарационные пластины. Сопла образованы стенками, верхней, нижней горизонтальными пластинами и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса. Стенка направляющего сопла представляет собой вертикально расположенную пластину, изогнутую в форме двух внешне сопряженных дугообразных участков, один из которых присоединен к внутренней поверхности цилиндрического корпуса около входного патрубка, а ко второму присоединена стенка улавливающего сопла, выполненная в виде вертикально расположенной дугообразной пластины. Стенка направляющего сопла имеет отверстие, образованное внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, прямоугольным вырезом, выполненным в нижней части дугообразного участка стенки направляющего сопла, соединенного с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, и нижней пластиной сопел. Сечение направляющего сопла, проходящее в вертикальной плоскости, имеет прямоугольную форму, а его площадь уменьшается по ходу воздушного потока. Сечение улавливающего сопла, проходящее в вертикальной плоскости, также имеет прямоугольную форму и увеличивается по площади в сторону направляющего сопла. Пластины сепарационного пакета загнуты с внешней стороны. Фиксирующая кольцевая пластина расположена в средней части сепарационного пакета и имеет прорези, через которые проходят пластины сепарационного пакета. Прорези имеют форму, соответствующую форме поперечного сечения пластин сепарационного пакета. Фильтр дополнительно содержит верхнюю и нижнюю фиксирующие пластины, ограничительно-фиксирующий диск, к которому прикреплен сепарационный пакет. Верхняя и нижняя фиксирующие пластины содержат отверстия, в которые входят выступы, выполненные на торцах пластин сепарационного пакета. Нижняя фиксирующая пластина содержит дугообразные отверстия.
Стенка улавливающего сопла соединена со вторым участком направляющего сопла, образуя единый дугообразный участок.
На ограничительно-фиксирующем диске выполнены выступы, посредством которых он крепится к внутренней поверхности цилиндрического корпуса.
В ограничительно-фиксирующем диске выполнено отверстие, ось которого совпадает с осью центрального отверстия, выполненного в нижней фиксирующей пластине.
Сепарационный пакет прикрепляется к ограничительно-фиксирующему диску посредством стержня, зафиксированного в отверстии ограничительно-фиксирующего диска и центральном отверстии нижней фиксирующей пластины.
Далее предлагаемое техническое решение подробно раскрывается со ссылками на чертежи:
Фиг.1 - фильтр локомотивный;
Фиг.2 - вид А;
Фиг.3 - Разрез Б-Б;
Фиг.4 - верхняя и нижняя пластины сопел;
Фиг.5 - стенка направляющего сопла;
Фиг.6 - верхняя фиксирующая пластина;
Фиг.7 - средняя фиксирующая пластина;
Фиг.8 - нижняя фиксирующая пластина;
Фиг.9 - пластина сепарационного пакета.
На чертежах приведен пример выполнения фильтра, в котором сепарационный пакет содержит 12 пластин, а в нижней фиксирующей пластине выполнено 4 дугообразных отверстия для удаления механических примесей, воды и масла.
Фильтр локомотивный содержит вертикальный цилиндрический корпус (1) с верхней (2) и нижней (3) крышками, входной (4), выходной (5), сливной (6) патрубки, направляющее сопло (7), соединенное с входным патрубком (4), улавливающее сопло (8), сепарационный пакет, состоящий из вертикальных сепарационных пластин (9), образующих щелевые каналы (10), фиксирующую кольцевую пластину (11), горизонтально встроенную в вертикальные сепарационные пластины (9).
Патрубки могут быть выполнены в виде штуцеров.
Сопла образованы стенками (12, 13), верхней (14), нижней (15) горизонтальными пластинами и внутренней поверхностью (16) цилиндрического корпуса.
Стенка направляющего сопла (12) представляет собой вертикально расположенную пластину, изогнутую в форме двух внешне сопряженных дугообразных участков, один (17) из которых присоединен к внутренней поверхности (16) цилиндрического корпуса около входного патрубка (4), а ко второму (18) присоединена стенка улавливающего сопла (13), выполненная в виде вертикально расположенной дугообразной пластины.
В стенке направляющего сопла имеется отверстие, образованное внутренней поверхностью (16) цилиндрического корпуса, прямоугольным вырезом (19), выполненным в нижней части дугообразного участка (17) стенки направляющего сопла, соединенного с внутренней поверхностью (16) цилиндрического корпуса, и нижней пластиной (15) сопел.
Сечение направляющего сопла, проходящее в вертикальной плоскости, имеет прямоугольную форму, а его площадь уменьшается по ходу воздушного потока. Сечение улавливающего сопла, проходящее в вертикальной плоскости, также имеет прямоугольную форму и увеличивается по площади в сторону направляющего сопла.
Для создания равномерных зазоров между внутренней поверхностью корпуса и соплами осевая линия сепарационного пакета смещена относительно осевой линии цилиндрического корпуса.
Пластины (9) сепарационного пакета загнуты с внешней стороны касательно к наружному диаметру сепарационного пакета.
Фиксирующая кольцевая пластина (11) расположена в средней части сепарационного пакета и имеет прорези (20), через которые проходят пластины (9) сепарационного пакета. Прорези (20) имеют форму, соответствующую форме поперечного сечения пластин (9) сепарационного пакета.
Фильтр дополнительно содержит верхнюю (21) и нижнюю (22) фиксирующие пластины, ограничительно-фиксирующий диск (23), к которому прикреплен сепарационный пакет. Верхняя (21) и нижняя (22) фиксирующие пластины содержат отверстия (24) и (25) соответственно, в которые входят выступы (26), выполненные на торцах пластин (9) сепарационного пакета. Нижняя (22) фиксирующая пластина содержит дугообразные отверстия (27).
Стенка (13) улавливающего сопла соединена со вторым (18) участком направляющего сопла, образуя единый дугообразный участок.
На ограничительно-фиксирующем диске (23) выполнены выступы (28), посредством которых он крепится к внутренней поверхности (16) цилиндрического корпуса.
В ограничительно-фиксирующем диске (23) выполнено отверстие (29), ось которого совпадает с осью центрального отверстия (30), выполненного в нижней (22) фиксирующей пластине.
Сепарационный пакет прикреплен к ограничительно-фиксирующему диску (23) посредством стержня (31), зафиксированного в отверстии (29) ограничительно-фиксирующего диска (23) и центральном отверстии (30) нижней (22) фиксирующей пластины.
Фильтр локомотивный работает следующим образом.
Сжатый воздух поступает через входной патрубок (4) в направляющее сопло (7) и двигается между внутренней поверхностью (16) цилиндрического корпуса и стенкой (12) направляющего сопла, приобретая круговое, винтовое направление движения. Часть воздушного потока, совершив оборот вдоль внутренней поверхности (16) цилиндрического корпуса, попадает в улавливающее сопло (13) и через отверстие, выполненное в нижней части направляющего сопла, продолжает плавное круговое винтовое движение, не ломая воздушный поток. Основная часть механических примесей, сконденсировавшихся паров масла и воды винтообразно опускаются по внутренней поверхности (16) цилиндрического корпуса в накопительную емкость, отгороженную от сепарационного пакета снизу ограничительно-фиксирующим диском (23), препятствующим попаданию механических примесей, воды и масла в сепарационный пакет. В центральной зоне фильтра возникает зона пониженного давления с круговым винтообразным движением, направленным к выходному патрубку (5). В момент остановки компрессора, осевшие на пластинах (9) частички механических примесей, масла и воды под действием гравитационных сил стекают вниз на ограничительно-фиксирующий диск (23) и далее в накопительную емкость. В донышке сепарационного пакета (нижней фиксирующей пластине (22)) выполнены отверстия (27) для удаления с внутренней поверхности пластин механических примесей, воды и масла.
Предлагаемый фильтр локомотивный применяется в устройствах подготовки воздуха на железнодорожном транспорте и обеспечивает очистку сжатого воздуха, вырабатываемого локомотивным компрессором, от механических примесей, жидкой, мелкодисперсной фазы масла и воды до значений не хуже четвертого класса по ГОСТ 17433-80, исключая содержание воды и масла в жидком состоянии, допускаемое ГОСТом. Очистка надежно производится при переменном давлении и производительности во всех диапазонах работы локомотивных компрессоров и тормозного оборудования при температуре окружающей среды до -60°С. Фильтр устойчив к нагрузкам и воздействиям по ГОСТ 17516.1 группа М 25. Потеря напора не превышает 0,002 МПа. Фильтр локомотивный не содержит движущихся частей и сменных элементов, имеет длительный срок эксплуатации (не менее 20 лет). Технология производства разработана для массового выпуска, с минимальным количеством комплектующих деталей, выпускаемых сериями. Для получения оптимального результата на локомотивах различных серий разработаны методика выбора места установки фильтра локомотивного, его габаритные размеры и крепление.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает улучшение технологичности изготовления сепарационного пакета, исключение деформации и разрушения пластин сепарационного пакета, упрощение конструкции, а также улучшение организации движения газа.