АДСОРБЦИОННАЯ УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА

Полезная модель относится к устройствам для обогащения газов методом адсорбции, в частности, к генераторам кислорода для обогащения атмосферного воздуха кислородом в результате осуществления циклического адсорбционно-десорбционного процесса, установка может использоваться в судостроении в составе систем по созданию искусственного воздушного заряда для питания двигателя.
Известна конструкция установки короткоцикловой адсорбции для получения кислорода, которая содержит в общем кожухе два адсорбера, каждый из которых выполнен двухходовым, и послойно заполнен по меньшей мере двумя различными сорбентами, шнековый влагоотделитель, клапаны управления газовыми потоками и соединительные трубопроводы (патент RU 2096072 кл. B01D 53/04, С01В 13/02).
Недостатком такой конструкции является наличие конструктивно сложного шнекового влагоотделителя, с помощью которого осушается входящий воздух, а также напорная схема работы установки, эффективность которой ниже по сравнению с вакуум-напорной.
Известна и принята за прототип конструкция установки короткоцикловой адсорбции для получения кислорода, которая содержит корпус, в котором установлена фильтрующая система и трехходовые электромагнитные клапаны, с адсорберами соединенными со стороны выхода продукционного газа через обратные клапаны, газовый ресивер, увлажнитель и ротаметр с возможностью регулировки количества продукционного газа с потребителем, установлен роторно-лопастной вакуум-напорный компрессор, обеспечивающий на стадии адсорбции давление несколько выше атмосферного, а на стадии десорбции давление несколько ниже атмосферного, в результате чего обеспечивается высокий коэффициент полезного действия (патент RU 136976 кл. B01D 53/047).
Преимущество такой конструкции перед выше описанной в том, что установка работает по вакуум-напорной схеме, что повышает эффективность генератора. Недостаток данной конструкции в применении конструктивно сложного и дорогостоящего роторно-лопастного вакуум-напорного компрессора, а также в заполнении адсорберов блочными цеолитными элементами, имеющими большую стоимость, чем гранулированный цеолит.
Решаемая предполагаемой полезной моделью задача - создание конструктивно простой энергоэффективной установки генерации кислорода, адаптированной для работы в судовых условиях.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого технического решения - упрощение конструкции установки за счет исключения отдельного влагоотделителя и роторно-лопастного вакуум-напорного компрессора.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известной адсорбционной установке получения кислорода, содержащей блок из двух заполненных сорбентом адсорберов, имеющих общий перепускной трубопровод с регулировочным клапаном для изменения обратного потока, входные патрубки, которые подключены к ресиверу системы подачи сжатого воздуха, выходные патрубки, подключенные через обратные клапаны к выходному ресиверу, трехходовые клапаны управления газовыми потоками и соединительные трубопроводы, согласно предполагаемому изобретению используется двухсекционная конструкция адсорбера, одна из которых заполнена силикагелем и выполняет роль осушителя воздуха, а вторая секция заполнена гранулированным синтетическим цеолитом для получения кислорода.
Указанные преимущества, а также особенности предлагаемой полезной модели поясняются примером конкретного выполнения со ссылками на чертежи: на фиг. 1 изображена схема установки.
Установка состоит из двух адсорберов 10, выполненных по двухсекционной конструкции, включающих в себя осушительную секцию 7, заполненную силикагелем, и адсорбционную секцию 8, которая может быть заполнена синтетическим цеолитом NaX, LiLSX или СаА. К адсорберам подводится тепло посредством гибкого греющего элемента с термостатом. Снаружи на корпус адсорбера установлена съемная теплоизоляция из полиуретана. На впускных патрубках адсорберов установлены трехходовые пневмораспределительные клапана 5, подключенные к реле времени 3. На соединительных трубопроводах установлены обратные клапана 2. Входной трубопровод подключен к судовой системе компремированного воздуха и вакуум-эжектору 1. Вакуум-эжектор встроен в наружный контур системы охлаждения судового двигателя Для оперативного измерения рабочих параметров установки предусмотрены: мановакууметр 6, ротаметры 4, манометр 9.
Установка работает следующим образом. Напорный воздух из судовой системы компремированного воздуха поступает на пневмоклапана 5, один из которых в любой момент времени открыт, а другой закрыт для прохода напорного воздуха. Управление открытием и закрытием пневмоклапанов осуществляется с помощью программируемого реле времени 3. Затем воздух поступает в один из адсорберов 10, где в первой секции происходит его осушение силикагелем, а во второй секции легко адсорбируемые компоненты смеси газа поглощаются адсорбентом, тогда как слабо адсорбируемые (кислород) и неадсорбируемые компоненты проходят через адсорбер далее по трубопроводу с обратным клапаном 2 на измерительные приборы 4 и 9 и далее к потребителям. Одновременно с процессом адсорбции в одном из адсорберов, в другом происходит процесс десорбции азота. Смесь газов из этого адсорбера откачивается вакуум-эжектором 1 через входной трубопровод и один из пневмоклапанов 2. Для контроля параметров потока десорбции служат ротаметр 4 и мановакууметр 6. Для интенсификации процесса десорбции к адсорберам подводится тепло посредством гибкого греющего кабеля с термостатом. Для снижения энергозатрат на подвод тепла, адсорберы снабжены съемной полиуретановой изоляцией.
Установка позволяет интенсифицировать процессы получения кислорода, понизить по сравнению с аналогами массогабаритные показатели, энергопотребление и адаптировать ее применение к судовым условиям.