АДСОРБЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЛОКОМОТИВА
ADSORPTION PLANT FOR LOCOMOTIVE

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, касается установок для осушки сжатого воздуха в пневмомагистралях локомотива и может быть использовано в других устройствах, применяющих сухой сжатый воздух в качестве рабочего тела, например, в крано- и экскаваторостроении.
Известна адсорбционная установка для локомотивов, которая содержит компрессор, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, установленные последовательно в пневматической магистрали теплообменник, отсечной клапан, предназначенный для разобщения теплообменника и адсорбера при остановке компрессора, адсорбер, предназначенный для осушки сжатого воздуха в период подачи воздуха компрессором и для регенерации адсорбента в период прекращения подачи воздуха, обратный клапан, параллельно которому подсоединена магистраль продувки адсорбера с дроссельным устройством, пневматическую магистраль с воздухосборником (а.с. СССР №871812 кл. В01Д 53/26, 1981 г.).
Недостатком этой установки является следующее. В ней с целью уменьшения непроизводительных расходов воздуха, связанных с изменением в адсорбере режимов на противоположные, предусмотрено в момент остановки компрессора разобщение теплообменника с адсорбером. Локализация воздуха теплообменника привела к тому, что после запуска компрессора и открытия отсечного клапана воздух с большой скоростью заполняет адсорбер, подвергая адсорбент значительным динамическим нагрузкам и вызывая его преждевременный износ.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является адсорбционная установка для локомотивов, содержащая компрессор с приводным электродвигателем и реле давления, теплообменник, нормально закрытый отсечной клапан, воздухоочиститель, адсорбер с нормально закрытым клапаном продувки, обратный клапан и воздухосборник, а параллельно обратному клапану - магистраль регенерации с воздухоочистителем и дроссельным устройством (а.с. СССР №792025, кл. F24F 3/14).
Недостатком этой установки является заполнение адсорбера после регенерации уже осушенным воздухом из воздухосборника. Этот воздух недополучает потребитель, т.е. реальная производительность установки несколько снижается, повышая эксплуатационные расходы.
Задачей изобретения модели является уменьшение эксплуатационных расходов в процессе производства осушенного сжатого воздуха.
Поставленная задача решается тем, что адсорбционная установка для локомотивов, содержащая компрессор, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым основным реле давления, установленные последовательно в пневматической магистрали теплообменник, нормально закрытый отсечной клапан, предназначенный при остановке компрессора для разобщения теплообменника и адсорбера, адсорбер, предназначенный для осушки сжатого воздуха в период подачи воздуха компрессором и для регенерации адсорбента в период прекращения подачи воздуха, с нормально закрытым клапаном продувки в нижней части адсорбера, обратный клапан, параллельно которому подсоединена магистраль продувки адсорбера, воздухосборник, выполнена со следующими отличиями: она снабжена уравнительной магистралью с дроссельным устройством и нормально открытым отсечным клапаном, входом подключенным к теплообменнику, а выходом - через воздухоочиститель к входу в адсорбер, а также нормально закрытым запорным клапаном, размещенным между адсорбером, к которому он подключен выходом, и клапаном продувки, при этом катушка вентиля запорного клапана подключена к замыкающему контакту дополнительного реле давления, установленному параллельно основному, к этому же контакту подключена катушка вентиля отсечного клапана уравнительной магистрали.
В предложенной адсорбционной установке в конце процесса регенерации по команде дополнительного реле давления закрывается запорный клапан, разобщая адсорбер с атмосферой и прекращая тем самым стадию восстановления адсорбента, а открывается отсечной клапан уравнительной магистрали. При этом теплообменник сообщается с адсорбером, который в оставшееся время до запуска компрессора по команде основного реле давления заполняется сжатым воздухом до равновесного давления. Теперь с началом работы компрессора предварительно заполненный влажным сжатым воздухом адсорбер сразу начинает работать с оптимальных скоростей движения воздуха. Этим снижается износ адсорбента, повышается надежность и эффективность установки, а предварительное заполнение адсорбера влажным, а не сухим воздухом снижает эксплуатационные расходы в процессе производства осушенного сжатого воздуха.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная электропневматическая схема адсорбционной установки для локомотивов.
Установка содержит электродвигатель 1 для привода компрессора 2, предназначенного для производства сжатого воздуха в повторно-кратковременном режиме. Электродвигатель 1 управляется основным реле давления 3. Далее в пневматической магистрали 4 установлен теплообменник 5, нормально закрытый отсечной клапан 6, управляемый электромагнитным вентилем 7 и предназначенный для разобщения теплообменника 5 и адсорбера 8 при остановке компрессора 2. Адсорбер 8 предназначен для осушки сжатого воздуха в период подачи воздуха компрессором 2 и для регенерации адсорбента в период прекращения подачи воздуха.
К нижней части адсорбера 8 подсоединена разгрузочная магистраль 9, заканчивающаяся нормально-закрытым клапаном продувки 10, управляемым электромагнитным вентилем 11. Между ним и адсорбером 8 установлен нормально закрытый запорный клапан 12, управляемый электромагнитным вентилем 13.
После адсорбера 8 смонтированы обратный клапан 14, параллельно которому подсоединена магистраль 15 продувки адсорбера 8 с дроссельным устройством 16 и воздухоочистителем 17, и питательная магистраль 18 с воздухосборником 19. К питательной магистрали 18 подключено основное 3 и дополнительное 20 реле давления. К теплообменнику 5 подсоединена уравнительная магистраль 21 с дроссельным устройством 22 и нормально открытым отсечным клапаном 23, управляемым электромагнитным вентилем 24. Отсечной клапан 23 своим входом подключен к теплообменнику 5, а выходом - через воздухоочиститель 29 к входу в адсорбер 3. Основное реле давления 3 имеет размыкающий 25 и замыкающий 26 контакты, предназначенные для подачи электрического питания от батареи 27 соответственно к вентилям 7 и 11. Дополнительное реле давления 20 снабжено замыкающим контактом 28, служащим для подачи электрического питания от батареи 27 к вентилю 13 запорного клапана 12. На входе в адсорбер 8 установлен воздухоочиститель 29. Питание от батареи 27 подается с помощью кнопки 30.
Адсорбционная установка работает следующим образом.
При нажатии кнопки 30 через замкнутые контакты 25 реле давления 3 запускается приводной электродвигатель 1 и приводится в работу компрессор 2. Сжатый воздух поступает в пневматическую магистраль 4 и далее через теплообменник 5, открывшийся отсечной клапан 6 и воздухоочиститель 29 направляется в адсорбер 8, осушается там в слое адсорбента и через обратный клапан 14 и питательную магистраль 18 наполняет воздухосборник 19 для использования потребителем. Параллельно воздух поступает в адсорбер 8 через уравнительную магистраль 21 и нормально открытый отсечной клапан 23. Клапан продувки 10 и запорный клапан 12 во время работы компрессора закрыты, т.к. контакты 26 и 28 разомкнуты. По достижении в питательной магистрали 18 давления сжатого воздуха, равного верхней уставке реле давления 3, оно срабатывает, его контакты 25 размыкаются, теряет питание электродвигатель 1, компрессор 2 останавливается. Одновременно закрывается отсечной клапан 6, разобщая теплообменник 5 с адсорбером 8, закрывается также отсечной клапан 23, а открываются клапан продувки 10 и запорный клапан 12, сообщая адсорбер 8 с атмосферой.
После разрядки адсорбера 8 в нем начинается регенерация адсорбента. Регенерационный воздух поступает в адсорбер 8 из воздухосборника 19 по магистралям 18 и 15 через дроссельное устройство 16 и воздухоочиститель 17. Этот воздух восстанавливает сорбционные свойства адсорбента и отводится в атмосферу. Подбором сечения дроссельного устройства 16 достигается требуемая степень регенерации адсорбента, а следовательно, и степень осушки воздуха. При снижении давления сжатого воздуха до определенной величины, задаваемой регулировкой реле давления 20, оно срабатывает, его контакты 28 размыкаются, закрывается запорный клапан 12, а открывается отсечной клапан 23. За оставшееся время до перевода компрессора 2 в режим нагнетания воздуха адсорбер 8 медленным темпом из теплообменника 5 заполняется сжатым воздухом до равновесия давления. При снижении в питательной магистрали 18 давления до нижней уставки реле давления 3 оно срабатывает, размыкаются контакты 26, закрывается клапан продувки 10, замыкаются контакты 25, запускается компрессор 2 и процесс повторяется по описанной схеме.
Предложенная адсорбционная установка для локомотивов благодаря предварительному заполнению адсорбера 8 после регенерации влажным сжатым воздухом из теплообменника 5, а не сухим из воздухосборника 19 потребителя имеет меньшие эксплуатационные расходы в процессе производства осушенного сжатого воздуха.