ЛОКОМОТИВНАЯ АДСОРБЦИОННАЯ УСТАНОВКА
LOCOMOTIVE ADSORPTION PLANT

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается систем снабжения сжатым воздухом пневматических систем подвижного состава железнодорожного транспорта.
Известна локомотивная адсорбционная установка, содержащая компрессор с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, последовательно соединенные теплообменник, воздухосборники, масловлагоотделитель, два параллельных адсорбера, каждый из которых оснащен отсечным клапаном на входе, клапаном продувки в нижней части и обратным клапаном на выходе, параллельную выходам из адсорберов магистраль регенерационного воздуха с дросселем, питательную магистраль с воздухосборником, шунтирующую магистраль (патент РФ №2304537, МПК 7 В60Т 13/26, 2007, Бюл. №23).
Недостатком этой установки является то, что в ней качество осушенного сжатого воздуха превышает требуемую величину за счет излишнего расхода регенерационного воздуха при уменьшении продолжительности включения компрессора ниже среднеэксплуатационной величины, что повышает эксплуатационные расходы на производство сухого воздуха.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является локомотивная адсорбционная установка, содержащая блок управления установкой, компрессор, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, установленные последовательно компрессору теплообменник, воздухосборники, масловлагоотделитель, два параллельных адсорбера, каждый из которых оснащен отсечным клапаном на входе, клапаном продувки в нижней части и обратным клапаном на выходе, параллельную выходам их адсорберов магистраль регенерационного воздуха с дросселем, питательную магистраль с воздухосборником, шунтирующую магистраль с разобщительными кранами (патент РФ №2304534, МПК 7 В60Т 13/26, 2007, Бюл. №23).
Недостатком прототипа, как и рассмотренной выше установки, является неоправданно завышенное качество сжатого воздуха против требуемого значения за счет излишнего расхода регенерационного воздуха при уменьшении продолжительности включения компрессора ниже среднеэксплуатационной величины. Это приводит к повышению эксплуатационных расходов на производство осушенного сжатого воздуха.
Задачей изобретения является уменьшение эксплуатационных расходов в процессе производства осушенного сжатого воздуха.
Поставленная задача решается тем, что локомотивная адсорбционная установка, содержащая блок управления установкой, компрессор, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, установленные последовательно компрессору теплообменник, воздухосборники, масловлагоотделитель, два параллельных адсорбера для осушки сжатого воздуха, каждый их которых оснащен отсечным клапаном на входе, клапаном продувки в нижней части и обратным клапаном на выходе, параллельную выходам из адсорберов магистраль регенерационного воздуха с дросселем, питательную магистраль с воздухосборником, шунтирующую магистраль с разобщительными кранами, выполнена со следующими отличиями: магистраль регенерационного воздуха снабжена нормально-открытым двухпозиционным клапаном, управляемым электромагнитным вентилем, и дополнительным дросселем, а к питательной магистрали подсоединен датчик влажности сжатого воздуха, имеющий замыкающий контакт, подключенный к катушке электромагнитного вентиля двухпозиционного клапана, размещенного между дросселями.
В предложенной адсорбционной установке при уменьшении абсолютной влажности осушенного сжатого воздуха (понижении температуры точки росы по отношению к температуре атмосферного воздуха) ниже требуемой величины срабатывает датчик влажности, замыкает свой контакт, чем подает электрическое питание на катушку вентиля двухпозиционного клапана. Клапан закрывается, перекрывает в адсорбер доступ регенерационного воздуха, прерывая процесс восстановления адсорбента. Этим ограничивается расход регенерационного воздуха, экономия которого при одновременно сохраняющейся степени осушки воздуха приводит к уменьшению эксплуатационных расходов на его производство.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная электропневматическая схема локомотивной адсорбционной установки.
Установка содержит компрессор 1 с приводным электродвигателем 2, управляемым контактором 3, имеющим в блоке 4 управления установкой нормально-разомкнутые контакты 5, 6 и 7, и реле давления 8, имеющим нормально-замкнутый контакт 9. Последовательно компрессору 1 в схеме установлены теплообменник 10, воздухосборники 11, масловлагоотделитель 12, два параллельных адсорбера 13 и 14, каждый из которых оснащен отсечным клапаном 15 и 16 на входе, клапаном продувки 17 и 18 в нижней части и обратным клапаном 19 и 20 на выходе, параллельно выходам из адсорберов магистраль регенерационного воздуха 21 с дросселем 22, питательная магистраль 23 с воздухосборником 24. Блок 4 управления установкой содержит реле времени с катушкой 25 и контактами 26, 27, 28 и 29, промежуточное реле с катушкой 30 и контактами 31, 32 и 33, второе промежуточное реле с катушкой 34 и контактами 35, 36 и 37. Между адсорберами 13 и 14 и их клапанами продувки 17 и 18 подсоединены фильтры 38 и 39. Давление в адсорберах контролируется двухстрелочным манометром 40. Приводной электродвигатель 2 включается контактором 3, получающим питание от источника 41 через кнопку 42. В установке предусмотрено ее аварийное шунтирование магистралью 43 и разобщительными кранами 44 и 45. Отсечные клапаны 15 и 16 управляются электромагнитными вентилями соответственно 46 и 47, а клапаны продувки 17 и 18 - вентилями 48 и 49.
В магистрали регенерационного воздуха 21 содержится нормально-открытый двухпозиционный клапан 50, управляемый электромагнитным вентилем 51, и дополнительный дроссель 52, а к питательной магистрали 23 после воздухосборника 24 подключен датчик влажности 53, имеющий замыкающий контакт 54, подсоединенный к катушке электромагнитного вентиля 51 клапана 50. Клапан 50 размещен между дросселями 22 и 52.
Локомотивная адсорбционная установка работает следующим образом. При нажатии кнопки 42 и замкнутых контактах 9 реле давления 8 получает питание катушка 3 контактора включения электродвигателя 2 компрессора 1 и катушка промежуточного реле 30, замыкаются контакты 6, 7, 31 и 32, размыкаются контакты 33. Получает питание катушка 25 реле времени, замыкаются его контакты 28 и 26, а размыкаются контакты 27 и 29. Получает питание катушка вентиля 48 клапана продувки 17, он открывается, сообщает адсорбер 13 с атмосферой, а отсечной клапан 15 закрывается, разобщая адсорбер 13 с воздухозаборниками 11. Катушка вентиля 49 в это время обесточена, так как разомкнут контакт 29, клапан продувки 18 закрыт, а отсечной клапан 16 открыт.
Сжатый воздух от компрессора 1 через теплообменник 10, воздухосборники 11, масловлагоотделитель 12 и отсечной клапан 16 поступает в адсорбер 14, осушается в нем и через обратный клапан 20 направляется в воздухосборник 24 и далее к потребителю. Одновременно часть сухого воздуха (10-15% от количества осушенного в цикле работы установки) через дроссель 22 проходит в адсорбер 13, регенерирует в нем адсорбент и через пылеотделитель 38 по открытому клапану продувки 17 отводится в атмосферу. По достижении в пневмосети давления сжатого воздуха, равного верхней уставке реле давления 8, оно срабатывает, его контакты 9 размыкаются, теряет питание катушка 3 контактора включения электродвигателя 2 компрессора 1, который останавливается. Размыкаются также контакты 6 и 7 контактора. Катушка промежуточного реле 30 обесточивается, его контакты 31 и 32 размыкаются, а контакты 33 замыкаются. Катушка вентиля 48 теряет питание, клапан продувки 17 закрывается. Воздух из воздухосборников 11 продолжает поступать в адсорбер 14, осушается в нем и направляется к потребителю. Одновременно через дроссель 22 заполняется до равновесного давления адсорбер 13. Это делается для того, чтобы уменьшить скорость его наполнения, снизить износ адсорбента, повысить эффективность осушки.
При падении в пневматической сети давления сжатого воздуха до нижней уставки реле давления 8, оно срабатывает, замыкаются его контакты 9, получает питание катушка 3 контактора, замыкаются его контакты 5, 6 и 7, включается электродвигатель 2, запускается компрессор 1. Через замкнутые контакты 33 и 28 получает питание катушка промежуточного реле 34, замыкаются его контакты 37 и размыкаются контакты 35 и 36. Обесточивается катушка 25 реле времени и катушка вентиля 48 клапана продувки 17, который, как и во время стоянки компрессора 1, остается закрытым. Замыкаются контакты 27 реле времени, получают питание катушки вентилей 47 и 49, открывается клапан продувки 18, закрывается отсечной клапан 16, а открывается отсечной клапан 15. Теперь сжатый воздух поступает на осушку в адсорбер 13 и далее через обратный клапан 19, питательную магистраль 23, воздухосборник 24 - к потребителю. В это же время через дроссель 22 часть воздуха из адсорбера 13 поступает в адсорбер 14, регенерирует адсорбент и через фильтр 39 и клапан продувки 16 отводится в атмосферу.
При достижении в магистрали давления верхней уставки реле давления 8, оно срабатывает, размыкаются его контакты 9, теряет питание катушка 3 контактора, размыкаются его контакты 5, 6 и 7. Компрессор 1 останавливается. Теряет питание катушка промежуточного реле 34, замыкаются его контакты 35 и 36. Катушка 49 клапана продувки 18 обесточивается, он закрывается. Катушка 47 отсечного клапана 16 по-прежнему находится под напряжением и он закрыт. Во время стоянки компрессора 1 адсорбер 13 продолжает снабжать сухим сжатым воздухом потребителя и через дроссель 22 заполняет адсорбер 14. В дальнейшем циклы работы системы повторяются.
При уменьшении абсолютной влажности осушенного сжатого воздуха (понижении температуры точки росы по отношению к температуре атмосферного воздуха) ниже требуемой величины срабатывает датчик влажности 53, замыкает свой контакт 54, чем подает электрическое питание на катушку вентиля 51 двухпозиционного клапана 50. Клапан 50 закрывается, перекрывает доступ регенерационного воздуха в регенерирующийся в настоящий момент адсорбер 13 или 14, прерывая в нем процесс восстановления адсорбента.
Предлагаемая локомотивная адсорбционная установка более совершенна, так как в ней предусмотрено ограничение расхода регенерационного воздуха, экономия которого при одновременно сохраняющейся степени осушки воздуха приводит к уменьшению эксплуатационных расходов на его производство.