устройство для получения очищенного и осушенного сжатого воздуха на транспортном средстве

Формула изобретения

1. Устройство для получения очищенного и осушенного сжатого воздуха на транспортном средстве, содержащее компрессор с приводом, на линии нагнетания которого установлены нагнетательный трубопровод, холодильник сжатого воздуха, адсорбер с дренажным клапаном и с исполнительным механизмом дренажного клапана, обратный клапан, параллельно которому подключен к линии нагнетания трубопровод продувочного воздуха с размещенным на нем дросселем, воздухосборник и регулятор давления компрессора, связанный с компрессором, отличающееся тем, что оно снабжено электронным аппаратом управления временем продувки адсорбента, вход которого связан с регулятором давления компрессора, а выход - с исполнительным механизмом дренажного клапана, для обеспечения соответствия количества воздуха, идущего на регенерацию адсорбента, и осушенного сжатого воздуха за цикл нагнетания компрессора, и снабжено дополнительным обратным клапаном, установленным непосредственно перед адсорбером, для медленного заполнения адсорбера через дроссель сжатым воздухом после продувки адсорбента редуцированным воздухом и создания режима очистки сжатого воздуха.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено краном на трубопроводе продувочного воздуха на линии подачи воздуха к адсорберу через дроссель.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пневматической техники, преимущественно к системам подготовки сжатого воздуха на транспортных средствах.

Известно устройство для снабжения сжатым воздухом транспортного средства, содержащее последовательно установленные на магистрали сжатого воздуха компрессор, охладитель, выполненный в виде буферной емкости (холодильник сжатого воздуха), отсечной клапан, адсорбер с дренажным клапаном, обратный клапан с обводной линией (трубопроводом продувочного воздуха) и дросселем, сборники сжатого воздуха (воздухосборники), регулятор давления, управляющий работой компрессора и дренажного клапана, дополнительную обводную линию с регулирующим клапаном, обратный клапан между компрессором и буферной емкостью (SU, авт. св. N 787720, кл. F 04 В 41/02, B 60 T 11/10, опубл. 1980 г. ).

Недостатком известного устройства является большой расход воздуха на регенерацию, так как качество осушки сжатого воздуха достигается при значительных объемных расходах продувочного воздуха в период регенерации адсорбента, вследствие того, что процесс его продувки осуществляется в течение всего периода прекращения подачи воздуха компрессором. Кроме того, происходит ускоренный износ адсорбента из-за больших знакопеременных скоростей воздуха в начале каждого полуцикла адсорбции и регенерации, часть влажного воздуха с большой скоростью проходит через слой адсорбента в период смены режима продувки адсорбента редуцированным воздухом (регенерации) на режим осушки, подхватывая пыль, продукты износа адсорбента, частицы масла и влагу в тормозную магистраль.

Известно устройство для получения сжатого осушенного воздуха на транспортном средстве, принятое за прототип, содержащее компрессор с приводом, на линии нагнетания которого установлены нагнетательный трубопровод, специальный теплообменник (холодильник сжатого воздуха), адсорбер с дренажным клапаном и с исполнительным механизмом дренажного клапана, обратные клапаны, параллельно которым подключен к линии нагнетания трубопровод продувочного воздуха с размещенным на нем дросселем и регулирующим клапаном, связанным линией управления с линией нагнетания, воздухосборник и регулятор давления компрессора, связанный с компрессором и через электропневматический клапан, исполняющий роль исполнительного механизма дренажного клапана, с дренажным клапаном, второй регулятор давления, установленный на линии управления регулирующим клапаном, управляющий продувкой адсорбера, начиная с "давления начала продувки" (RU, патент N 2062905 кл. F 04 В 41/02, 1996 г. ).

Недостатком известного устройства является существенная зависимость расхода воздуха на регенерацию от продолжительности включения (ПВ) компрессора. При технически обоснованных средних расходах воздуха на регенерацию и небольших ПВ это приводит к перерасходу продувочного воздуха, а при больших ПВ расход воздуха на регенерацию недостаточен, что приводит к увеличению прохода влаги. Недостатком также являются резкие перепады давления, приводящие к большим знакопеременным скоростям воздуха между частицами адсорбента в начале каждого полуцикла адсорбции и регенерации, вследствие чего происходит увеличение износа адсорбента, часть влажного воздуха с большой скоростью проходит через слой адсорбента в период смены режима продувки адсорбента редуцированным воздухом (регенерации) на режим осушки, подхватывая пыль, продукты износа адсорбента, частицы масла и влагу в тормозную магистраль.

Техническим результатом изобретения является снижение расхода воздуха на регенерацию адсорбента при обеспечении заданной степени осушки сжатого воздуха при различных продолжительностях включения компрессора, уменьшение износа адсорбента за счет медленного заполнения адсорбера через дроссель сжатым воздухом после продувки адсорбента редуцированным воздухом (регенерации), повышение чистоты сжатого воздуха по пыли, продуктам износа адсорбента, частицам масла и влаге за счет выноса их из адсорбера через дренажный клапан в начале режима регенерации и их задержки в период осушки, то есть создания режима очистки сжатого воздуха.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для получения очищенного и осушенного сжатого воздуха, содержащее компрессор с приводом, на линии нагнетания которого установлены нагнетательный трубопровод, холодильник сжатого воздуха, адсорбер с дренажным клапаном и с исполнительным механизмом дренажного клапана, обратный клапан, параллельно которому подключен к линии нагнетания трубопровод продувочного воздуха с размещенным на нем дросселем, воздухосборник и регулятор давления компрессора, связанный с компрессором, снабжено электронным аппаратом управления временем продувки адсорбента, вход которого связан с регулятором давления компрессора, а выход - с исполнительным механизмом дренажного клапана, для обеспечения соответствия количества воздуха, идущего на регенерацию адсорбента, и осушенного сжатого воздуха за цикл нагнетания компрессора и создания предпосылок для режима очистки сжатого воздуха и снабжено дополнительным обратным клапаном, установленным непосредственно перед адсорбером, для медленного заполнения адсорбера через дроссель сжатым воздухом после продувки адсорбента редуцированным воздухом и создания режима очистки сжатого воздуха. Кроме того, устройство снабжено краном на трубопроводе продувочного воздуха на линии подачи воздуха к адсорберу через дроссель.

На чертеже изображено схематично предлагаемое устройство.

Устройство содержит компрессор 1 с приводом, который может быть оснащен средствами перевода его в режим работы на холостом ходу или отключаемым приводом (на чертеже не показано), на линии нагнетания которого установлены нагнетательный трубопровод 2, холодильник 3 сжатого воздуха, дополнительный обратный клапан 4, установленный непосредственно перед адсорбером 5 с дренажным клапаном 6 и с исполнительным механизмом дренажного клапана, выполненным, например, в виде электропневматического клапана 7, при этом клапаны 6 и 7 могут быть заменены единым электропневматическим клапаном сброса конденсата, обратный клапан 8, параллельно которому подключен к линии нагнетания трубопровод 9 продувочного воздуха с размещенным на нем дросселем 10 и краном 11 на линии подачи воздуха к адсорберу 5 через дроссель 10, воздухосборник 12, регулятор 13 давления компрессора, связанный с компрессором 1, электронный аппарат 14 управления временем продувки адсорбента, например реле времени, вход которого связан с регулятором 13 давления компрессора, а выход - с исполнительным механизмом дренажного клапана, например с электропневматическим клапаном 7.

Устройство работает следующим образом.

Атмосферный воздух всасывается компрессором 1 и нагнетается по трубопроводу 2, охлаждается в холодильнике 3 сжатого воздуха и через обратный клапан 4 попадает в адсорбер 5, где, предварительно очистившись в первой ступени от капельной влаги и масла (на чертеже внутренняя конструкция адсорбера не показана), попадает на слой адсорбента, поглощающего из воздуха влагу, находящуюся в мелкодисперсном и парообразном состоянии. Из адсорбера 5 сухой очищенный сжатый воздух через обратный клапан 8 поступает в воздухосборник 12. При достижении в воздухосборнике 12 верхнего установленного предела давления срабатывает регулятор 13 давления компрессора и подает сигнал на средства перевода (на чертеже не показаны) компрессора 1 в режим работы на холостом ходу или на отключение привода (на чертеже не показан) компрессора в зависимости от принятого способа регулирования производительности компрессора, при этом компрессор 1 или работает в режиме холостого хода или останавливается. Подача сжатого воздуха в трубопровод 2 прекращается. Одновременно подается сигнал на электронный аппарат 14 управления временем продувки адсорбента, который путем подачи сигнала на исполнительный механизм дренажного клапана 6, например на электропневматический клапан 7, открывает дренажный клапан 6. Сжатый воздух к электропневматическому клапану 7 подается из пневматической системы, находящейся за обратным клапаном 8, например из-за воздухосборника 12. Конструктивно клапаны 6 и 7 могут быть заменены единым электропневматическим клапаном сброса конденсата, при этом пневматическая связь со сжатым воздухом, находящимся за обратным клапаном 8, может отсутствовать. Дренажный клапан 6 открывается и сообщает адсорбер 5 с атмосферой. Происходит сброс давления воздуха, а также задержанной в адсорбере 5 пыли, продуктов износа адсорбента, частиц масла и неадсорбированной влаги. После сброса давления начинается продувка (регенерация) адсорбента сухим, редуцированным в дросселе 10 воздухом по линии: воздухосборник 12, трубопровод 9 продувочного воздуха, дроссель 10, кран 11, адсорбер 5, открытый дренажный клапан 6. Ранее уловленные водяные пары удаляются из адсорбента, находящегося в адсорбере 5, адсорбент восстанавливает свои поглощающие свойства. По истечении времени, пропорционального времени работы компрессора 1 или количеству поданного воздуха за цикл нагнетания, определяемого электронным аппаратом 14 управления временем продувки адсорбента, или при достижении в воздухосборнике 12 нижнего установленного предела давления электронный аппарат 14 управления временем продувки адсорбента путем подачи сигнала на исполнительный механизм дренажного клапана 6, например на электропневматический клапан 7, закрывает дренажный клапан 6, тем самым поддерживая соответствие количества воздуха, идущего на регенерацию адсорбента, и осушенного сжатого воздуха за цикл нагнетания компрессора 1, а также создавая предпосылки для режима очистки сжатого воздуха. После закрытия дренажного клапана 6 и окончания продувки адсорбента редуцированным воздухом (регенерации) сжатый воздух по трубопроводу 9 продувочного воздуха медленно заполняет адсорбер 5 через дроссель 10 сжатым воздухом до дополнительного обратного клапана 4, установленного непосредственно перед адсорбером 5, выравнивая давление в адсорбере 5 и воздухосборнике 12, тем самым предотвращая излишний износ адсорбента от высоких знакопеременных скоростей, снижая проход пыли, продуктов износа адсорбента, частиц масла и влаги в момент начала работы компрессора 1 в режиме нагнетания. При снижении давления воздуха в воздухосборнике 12 до нижнего установленного предела срабатывает регулятор 13 давления компрессора и подает сигнал на отключение средств перевода (на чертеже не показаны) компрессора 1 в режим работы на холостом ходу или на включение привода компрессора 1. Компрессор 1 начинает работать в режиме нагнетания. Так как адсорбер 5 был предварительно наполнен сжатым воздухом из воздухосборника 12, режим осушки начинается сразу с оптимальных скоростей сжатого воздуха, задерживая пыль, продукты износа адсорбента, частицы масла и капельной влаги в застойных зонах между гранулами адсорбента. Тем самым создается режим очистки сжатого воздуха.

Кран 11, установленный на трубопроводе 9 продувочного воздуха на линии подачи воздуха к адсорберу 5 через дроссель 10, служит для перекрытия трубопровода 9 продувочного воздуха в период проверки пневматической системы на наличие утечек и может быть установлен как до, так и после дросселя 10.