ФИЛЬТР ЛОКОМОТИВНЫЙ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для очистки сжатого воздуха, вырабатываемого локомотивным компрессором, от механических примесей, жидкой, мелкодисперсной фазы воды и масла.
Известны технические решения RU 2320395 С2, 27.03.2008 (МПК - BO1D 45/12), RU 2244584 C1, 20.01.2005 (МПК - B01D 45/12), в которых раскрыто устройство сепаратора, содержащего вертикальный цилиндрический корпус с верхней и нижней крышками, входной, выходной, сливной патрубки, направляющее сопло и улавливающее сопло, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных сепарационных пластин, образующих щелевые каналы, при этом улавливающее сопло представляет собой изогнутую пластину, установленную по ходу вращения газожидкостного потока непосредственно с зазором к внутренней стороне корпуса.
Недостатком указанных технических решений является плохая организация движения газового потока внутри направляющего и улавливающего сопел, а также наличие «вредного пространства» между стенками направляющего и улавливающего сопел, которое негативно влияет на течение газа между соплами со стороны улавливающего сопла и неудобства при производстве сварочных работ. Два вертикальных сварных шва производятся внутри изделия.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является решение RU 2379093 С2, 20.01.2010 (МПК - B01D 45/12), в котором раскрыт циклон, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с верхней и нижней крышками, входной, выходной, сливной патрубки, направляющее сопло и улавливающее сопло, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных сепарационных пластин, образующих щелевые каналы, при этом между соплами, около входного патрубка, образован вертикальный щелевой канал.
Наличие щелевого канала обеспечивает улучшение организации движения газового потока.
Недостатком данного технического решения также является наличие «вредного пространства» между стенками направляющего и улавливающего сопел, которое негативно влияет на течение газа между соплами со стороны улавливающего сопла. Неудобства сварочных работ сохраняются.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в устранении вышеуказанных недостатков.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является улучшение организации движения газа в улавливающем сопле и во всей системе, упрощение конструкции и процесса сборки, а также облегчение технического контроля.
Технический результат достигается тем, что фильтр локомотивный содержит вертикальный цилиндрический корпус с верхней и нижней крышками, входной, выходной, сливной патрубки, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных сепарационных пластин, образующих щелевые каналы, направляющее сопло и улавливающее сопло, при этом между соплами, около входного патрубка, образован вертикальный щелевой канал, направляющее и улавливающее сопла образованы внутренней поверхностью корпуса, общей стенкой сопел, выполненной в виде вертикально расположенной дугообразной пластины, верхней горизонтальной пластиной, нижней горизонтальной пластиной и межсопловой пластиной в форме уголка, причем межсопловая пластина соединена с общей стенкой сопел, верхней и нижней горизонтальными пластинами, при этом в верхней и нижней горизонтальных пластинах выполнено по меньшей мере одно сквозное разгрузочное отверстие, расположенное в области, ограниченной внутренними краями упомянутых горизонтальных пластин и сторонами межсопловой пластины, одна сторона межсопловой пластны является частью направляющего сопла, а вторая - частью улавливающего сопла, причем вертикальный щелевой канал ограничен по высоте верхней и нижней горизонтальными пластинами и образован внутренней поверхностью корпуса и ребром межсопловой пластины.
Далее предлагаемая полезная модель подробно раскрывается со ссылками на чертежи:
Фиг.1 - поперечный разрез известных устройств, имеющих «вредное пространство» (сепарационный пакет не показан, вредное пространство показано заштрихованной областью) и поперечный разрез предлагаемого фильтра локомотивного (сепарационный пакет не показан);
Фиг.2 - общий вид предлагаемого фильтра локомотивного;
Фиг.3 - вид А;
Фиг.4 - разрез Б-Б;
Фиг.5 - верхняя и нижняя горизонтальные пластины сопел;
Фиг.6 - межсопловая пластина;
Фиг.7 - верхняя фиксирующая пластина;
Фиг.8 - фиксирующая пластина с прорезями, сквозь которые проходят пластины сепарационного пакета;
Фиг.9 - нижняя фиксирующая пластина;
Фиг.10 - пластина сепарационного пакета.
На чертежах приведен пример выполнения фильтра локомотивного, в котором сепарационный пакет содержит 12 пластин, а в нижней фиксирующей пластине выполнено 4 дугообразных отверстия.
Фильтр локомотивный содержит вертикальный цилиндрический корпус (1) с верхней (2) и нижней (3) крышками, входной (4), выходной (5), сливной (6) патрубки, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных сепарационных пластин (7), образующих щелевые каналы (8), направляющее сопло (9) и улавливающее сопло (10). Между соплами (9), (10), около входного патрубка (4), образован вертикальный щелевой канал (11). Патрубки могут быть выполнены в виде штуцеров. Направляющее (9) и улавливающее (10) сопла образованы внутренней поверхностью (12) корпуса (1), общей стенкой (13) сопел, выполненной в виде вертикально расположенной дугообразной пластины, верхней (14) горизонтальной пластиной, нижней (15) горизонтальной пластиной и межсопловой пластиной (16) в форме уголка. Межсопловая пластина (16) соединена с общей стенкой (13) сопел, верхней (14) и нижней (15) горизонтальными пластинами. В верхней (14) и нижней (15) горизонтальных пластинах выполнено по меньшей мере одно сквозное (17), (18) разгрузочное отверстие, расположенное в области, ограниченной внутренними краями упомянутых горизонтальных пластин (14), (15) и сторонами (19), (20) межсопловой пластины (16). Одна сторона (19) межсопловой пластины является частью направляющего сопла (9), а вторая (20) - частью улавливающего сопла (10). Вертикальный щелевой канал (11) ограничен по высоте верхней (14) и нижней (15) горизонтальными пластинами и образован внутренней поверхностью (12) корпуса и ребром межсопловой пластины (16).
Пластины (7) сепарационного пакета загнуты с внешней стороны касательно к наружному диаметру сепарационного пакета, в них горизонтально встроена фиксирующая кольцевая пластина (21), расположенная в средней части сепарационного пакета. Фиксирующая пластина (21) имеет прорези, через которые проходят пластины (7) сепарационного пакета. При этом прорези имеют форму, соответствующую форме поперечного сечения пластин (7) сепарационного пакета.
Фильтр дополнительно содержит верхнюю (22) и нижнюю (23) фиксирующие пластины, ограничительно - фиксирующий диск (24), к которому прикреплен сепарационный пакет. Верхняя (22) и нижняя (23) фиксирующие пластины содержат отверстия, в которые входят выступы, выполненные на торцах пластин (7) сепарационного пакета. Нижняя (23) фиксирующая пластина содержит дугообразные отверстия.
В ограничительно - фиксирующем диске (24) имеется отверстие, ось которого совпадает с осью центрального отверстия, выполненного в нижней (23) фиксирующей пластине, при этом на ограничительно - фиксирующем диске (24) выполнены выступы, посредством которых он прикреплен к внутренней поверхности (12) цилиндрического корпуса (1).
Сепарационный пакет прикреплен к ограничительно - фиксирующему диску посредством стержня (25), зафиксированного в отверстии ограничительно - фиксирующего диска и центральном отверстии нижней (22) фиксирующей пластины.
Для создания равномерных зазоров между внутренней поверхностью корпуса (12) и соплами (9), (10) осевая линия сепарационного пакета смещена относительно осевой линии цилиндрического корпуса.
Направляющее (9) и улавливающее (10) сопла, межсопловая пластина (16), верхняя (14) и нижняя (15) горизонтальные пластины с разгрузочными отверстиями свариваются в единое целое в удобных условиях и привариваются в неудобных условиях только двумя горизонтальными швами к корпусу изделия. Два вертикальных сварных шва, выполняемых внутри изделия, исключаются. Общая пластина (13) сопел выполняется единым радиусом гиба (вместо трех). Сторона (20) межсопловой пластины (16) со стороны улавливающего сопла (10) закрывает «вредное» пространство, имеющееся в известных аналогах, что значительно улучшает движение газа со стороны улавливающего сопла (10). Кроме того, упрощается процесс сварки и обработки сварных швов при сборке и облегчается технический контроль.
Фильтр локомотивный работает следующим образом.
Сжатый воздух поступает через входной патрубок (4) в направляющее сопло (9) и двигается между внутренней поверхностью (12) цилиндрического корпуса (1) и стенкой направляющего сопла, образованной стороной (19) межсопловой пластины (16) и общей стенкой (13), приобретая круговое, винтовое направление движения. Часть воздушного потока, совершив оборот вдоль внутренней поверхности (12) цилиндрического корпуса, попадает в улавливающее сопло (10) и через вертикальный щелевой канал (11), продолжает плавное круговое винтовое движение, не ломая воздушный поток. Выполнение разгрузочных отверстий (17), (18) в верхней (14) и соответственно нижней (15) горизонтальных пластинах сопел позволяет уравновесить давление внутри и снаружи межсопловой пластины (16). Основная часть механических примесей, сконденсировавшихся паров масла и воды винтообразно опускаются по внутренней поверхности цилиндрического корпуса в накопительную емкость. Накопительная емкость отгорожена от сепарационного пакета ограничительно - фиксирующим диском (24), 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 (7) частички механических примесей, масла и воды под действием гравитационных сил стекают вниз на ограничительно - фиксирующий диск (24) и далее в накопительную емкость. В донышке сепарационного пакета (нижней фиксирующей пластине (23)) выполнены отверстия 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 минус 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.