ТРАНСПОРТНАЯ АДСОРБЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается систем снабжения сжатым воздухом пневматических сетей подвижного состава железнодорожного транспорта.
Известна транспортная адсорбционная установка, содержащая компрессор, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, подключенные последовательно к компрессору обратный клапан, теплообменник, воздухосборники, два подсоединенных параллельно адсорбера с отсечными клапанами на входе и клапанами продувки в нижней части, управляемыми электромагнитными вентилями, и обратными клапанами на выходе из каждого адсорбера, подключенную после обратных клапанов магистраль сухого воздуха с воздухосборником и параллельную обратным клапанам, установленную между ними и адсорберами, магистраль регенерационного воздуха с дросселем, блок управления установкой (Вестник Вcерос. н.-и. и проектно-конструкт., ин-та электровозостроения // ОАО «ВЭлНИИ». Новочеркасск, 2005, №2 (49), с.204-208).
Недостатком этой установки является следующее. При работе компрессора воздух осушается в одном из адсорберов, а в другом в это время сухим воздухом регенерируется адсорбент. Его расход составляет свыше 15% от количества осушенного в цикле воздуха, что в условиях дефицита сжатого воздуха на подвижном составе железнодорожного транспорта удорожает его производство, увеличивает дефицит, уменьшает моторесурс мотор-компрессорного агрегата.
3
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является транспортная адсорбционная установка, содержащая компрессор, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, подключенные последовательно к компрессору обратный клапан, теплообменник, два подсоединенных параллельно адсорбера с отсечными клапанами на входе и клапанами продувки в нижней части, управляемыми электромагнитными вентилями, и обратными клапанами на выходе из каждого адсорбера, подключенную после обратных клапанов магистраль сухого воздуха с воздухосборником и параллельную обратным клапанам, установленную между ними и адсорберами магистраль регенерационного воздуха с клапаном и дросселем, блок управления установкой (а.с. СССР №982950, МКИ В60Т 17/02, 1982, Бюл. №47).
Недостатком этой установки, как и рассмотренной выше, является расход части осушенного воздуха (в количестве более 15% от осушенного в цикле) на регенерацию адсорбента. Это снижает экономичность производства сжатого воздуха, ускоряет износ мотор-компрессора.
Задачей полезной модели является уменьшение расхода регенерационного воздуха, то-есть повышение экономичности адсорбционной установки и сохранение ресурса мотор-компрессора.
Поставленная задача решается тем, что транспортная адсорбционная установка, содержащая блок управления, компрессор, предназначенный для производства сжатого воздуха при работе в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, последовательно подключенные к компрессору напорную магистраль, два параллельных адсорбера, каждый из которых оснащен отсечным клапаном на входе, клапаном продувки в нижней части и обратным клапаном на выходе, подключенную после обратных клапанов магистраль регенерационного воздуха с дросселем, выполнена таким образом, что адсорберы заключены в герметичные термоизолированные рубашки, вход в каждую из которых соединен через отсечной клапан с напорной магистралью, а выход из рубашки каждого адсорбера соединен через отсечной клапан с входом в другой адсорбер, и кроме того, после компрессора в напорной магистрали установлен отсечной клапан, параллельно которому подключен вынесенный на крышу транспортного средства теплообменник, на входе в который помещен отсечной клапан, а на выходе из него обратный клапан, в напорной магистрали перед входом в рубашки установлен датчик реле температуры с замыкающим контактом.
В предложенной транспортной адсорбционной установке подогретый во время сжатия в компрессоре воздух поступает в рубашку, в которую заключен каждый адсорбер, подогревает в нем адсорбент для интенсификации проходящей в нем регенерации и направляется в другой адсорбер на осушку. Поскольку повышенная температура и низкая относительная влажность воздуха являются движущей силой процесса адсорбции, то происходит более глубокая регенерация адсорбента и последующая более эффективная осушка воздуха. Если же повышения степени осушки не требуется, то в установке возможно снижение расхода регенерационного воздуха, чем повышается экономичность производства сухого воздуха и экономится моторесурс мотор-компрессорного агрегата, либо снижение габаритов и массы адсорбционной установки, что облегчает ее монтаж на транспортном тяговом средстве.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная электропневматическая схема транспортной адсорбционной установки.
Установка содержит компрессор 1, предназначенный для производства сжатого воздуха и работающий в повторно-кратковременном режиме. Привод компрессора 1 осуществляется электродвигателем 2, управляемым реле давления 3, имеющим размыкающий контакт 4, предназначенный для отключения электродвигателя 2 при достижении в пневмосети максимального рабочего давления. Последовательно компрессору 1 подсоединены напорная магистраль 5, отсечной клапан 6, параллельно которому подключен вынесенный на крышу транспортного средства теплообменник 7, на входе в который установлен отсечной клапан 8, а на выходе - обратный клапан 9. Далее в напорной магистрали 5 установлены два параллельных адсорбера 10 и 11, каждый из которых оснащен отсечным клапаном 12 и 13 на входе, клапаном продувки 14 и 15 в нижней части и обратным клапаном 16 и 17 на выходе, питательная магистраль 18 с воздухосборником 19. Выходы из адсорберов 10 и 11 соединены магистралью регенерационного воздуха 20 с дросселем 21. Адсорберы 10 и 11 заключены в герметичные термоизолированные рубашки 22 и 23, внутреннее пространство которых соединено соответственно через отсечные клапаны 24 и 25 с напорной магистралью 5. Клапаны 12-15, 24, 25, 6 и 8 управляются электромагнитными вентилями 26-33. Вентили 26-31 получают управляющие сигналы от электронного блока управления 34. В напорную магистраль 5 перед входом в рубашки 22 и 23 помещен датчик реле температуры 35, предназначенный для слежения за температурой сжатого воздуха и для передачи управляющего сигнала от реле температуры 35 на вентили 32 и 33 отсечных клапанов 6 и 8 с целью подключения к напорной магистрали 5 или отключения от нее теплообменника 7. Приводной электродвигатель 2 получает питание от источника 37 через кнопку 38.
Транспортная адсорбционная установка работает следующим образом.
Нажатием кнопки 38 через замкнутые контакты 4 реле давления 3 включается приводной электродвигатель 2 и приводит в работу компрессор 1. Одновременно блоком управления 34 подается электрическое питание на электромагнитные вентили, например, 30, 27 и 28, открываются нормально-закрытые клапаны 24, 13 и 14. При этом клапаны 25, 12 и 15 остаются закрытыми. Нагретый при сжатии в компрессоре 1 воздух по напорной магистрали 5 через нормально-открытый клапан 6 и открывшийся клапан 24 поступает под рубашку 22 адсорбера 10, омывает и обогревает его и через открывшийся клапан 13 проходит в адсорбер 11, осушается в нем и через обратный клапан 17 наполняет питательную магистраль 18 и воздухосборник 19 для использования потребителем. В это же время, пока работает компрессор 1, часть сухого воздуха по магистрали регенерационного воздуха 20 через дроссель 21 проходит в адсорбер 10, регенерирует в нем адсорбент и через клапан продувки 14 отводится в атмосферу. При достижении в питательной магистрали максимального рабочего давления срабатывает реле давления 3, размыкаются его контакты 4, выключается электродвигатель 2, останавливается компрессор 1. Во время стоянки компрессора 1 продолжается отбор воздуха потребителем из воздухосборника 19 и питательной магистрали 18. При снижении в питательной магистрали 18 давления сжатого воздуха до минимального рабочего значения срабатывает реле давления 3, замыкаются его контакты 4, включается электродвигатель 2, запускается компрессор 1. Одновременно блок управления 34 переключает клапаны 12-15, 24 и 25. Теперь клапаны 13, 14 и 24 закрываются, а клапаны 12, 15 и 25 открываются. Нагретый воздух от компрессора 1 по напорной магистрали 5 через клапан 6 и 25 поступает под рубашку 23 адсорбера 11, омывает и обогревает его и через обратный клапан 16 наполняет питательную магистраль 18 и воздухосборник 19. Во время работы компрессора 1 часть сухого воздуха по магистрали 20 через дроссель 21 проходит в адсорбер 11, регенерирует адсорбент и через клапан продувки 15 отводится в атмосферу. При достижении в питательной магистрали 18 минимального рабочего давления компрессор 1 останавливается.
В дальнейшем работа компрессора и адсорбционной установки осуществляется по описанной выше схеме.
Если температура сжатого воздуха, поступающего под рубашки 22 и 23 адсорберов 10 и 11, выше той, при которой сохраняется приемлемой динамическая влагоемкость адсорбента и достаточная эффективность осушки воздуха, то срабатывает реле температуры 35. Его контакты 36 подают электрическое питание на вентили 32 и 33, закрывая клапан 6 и открывая клапан 8. Теперь сжатый воздух от компрессора 1 поступает в рубашки 22 и 23 адсорберов 10 и 11 не напрямую от компрессора 1, а предварительно несколько охлажденным в теплообменнике 7.
Предлагаемая транспортная адсорбционная установка более совершенна, так как в ней достигается уменьшение расхода регенерационного воздуха за счет проведения процесса регенерации адсорбента в предварительно подогретом адсорбере 10 или 11, при этом для подогрева используется тепло выходящего из компрессора 1 сжатого воздуха. В установке также тепловой режим в адсорберах 10 и 11 более стабилен за счет автоматического включения и выключения в напорную магистраль 5 специального теплообменника 7. Все это позволяет заданную эффективность осушки воздуха сохранить меньшим расходом регенерационного воздуха.