установка для подготовки сжатого воздуха

Формула изобретения

Установка для подготовки сжатого воздуха, содержащая объединенные в батарею распредкамерами перетока с патрубками подвода, отвода воздуха модульные осушители, в каждом из которых установлены подающий, собирающий и разделительный коллекторы-влагоотделители, связанные системой теплообменных элементов типа “труба в трубе”, подсоединенных к подающему коллектору и введенных концами наружных и внутренних труб в разделительный коллектор, отличающаяся тем, что коллекторы-влагоотделители выполнены в виде горизонтально расположенных трубопроводов, нижние из которых - разделительные коллекторы однокамерного исполнения, при этом системы теплообменных элементов размещены вертикально и в шахматном порядке относительно друг друга.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам обработки сжатого воздуха посредством его осушки от капельной влаги с использованием холода окружающей среды и может быть применено в различных отраслях промышленности, где в качестве источника энергии или рабочего агента используется сжатый воздух.

Известен ряд устройств для осушки сжатого воздуха, разработанных в целях интенсификации процесса осушки. Все устройства содержат входной, выходной и дополнительный коллекторы-влагоотделители с системой трубопроводов, связывающих коллекторы таким образом, что внутри трубопроводов, подсоединенных к входному коллектору, расположены трубопроводы выходного коллектора, введенные в дополнительный коллектор (см. авт. свид. СССР №694741, кл. F 24 F 3/14, 1979; авт. свид. СССР №885725, кл. F 24 F 3/14, 1981; авт. свид. СССР №901745, кл. F 24 F 3/14, 1982; авт. свид. СССР №943486, кл. Р 24 F 3/14, 1982).

Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению является установка для подготовки сжатого воздуха (см. патент РФ №2135900, кл. F 24 F 3/14, 1999), скомпонованная из отдельных модульных осушителей, смонтированных на общем основании. Модульные осушители объединены в батарею распредкамерами перетока с патрубками подачи и отвода воздуха и конденсатосборником. Каждый модульный осушитель включает подающий коллектор-влагоотделитель, собирающий коллектор-влагоотделитель и разделительный коллектор-влагоотделитель с системой трубопроводов (теплообменных элементов типа "труба в трубе"), посредством которой все коллекторы модуля связаны между собой. Трубопроводы подсоединены к подающему коллектору и введены концами наружных и внутренних труб соответственно во влажный и сухой отсеки разделительного коллектора. Сухой отсек связан внутренними трубами с собирающим коллектором. В каждом модуле все коллекторы колонного типа, их корпуса взаимно пересекаются с образованием внутренних камер. При пересечении корпусов подающего и собирающего коллекторов образованы камеры входа и выхода потока влажного и осушенного воздуха. Разделительный коллектор имеет многокорпусное исполнение, обусловленное функциональностью его отсеков. Корпуса колонн влажного и сухого отсеков аналогично объединены при пересечении с образованием камер ступенчатого осушения в каждом отсеке. В камерах влажного отсека установлены вертикальные радиаторы, а внутренние трубы размещены так, что их концы, выполненные с секторными вырезами, разнесены в шахматном порядке отсека. Внутри сухого отсека размещен отводной канал Г-образной формы, через который влажный отсек сообщен с сухим отсеком.

В процессе работы данной установки в межтрубном пространстве скапливаются механические включения в виде ржавчины, образующейся на внутренней поверхности наружных труб за счет влажности проходящего воздуха. Пропускная способность осушителей нарушается. Для восстановления последней необходимо произвести очистку межтрубного пространства теплообменных элементов. Конструктивное исполнение модульных осушителей известной установки при производстве такого рода работ предполагает отключение осушителя, извлечение внутренних труб и непосредственно очистку внутренней поверхности наружных труб. Однако без использования специальных механических приспособлений очистить внутреннее пространство горизонтально расположенных труб небольшого диаметра довольно затруднительно. Конструкция установки, принятой за прототип, кроме того, усложнена многокорпусным исполнением разделительного коллектора, имеющим двухкамерный влажный отсек и связанный с ним сухой отсек.

Технический результат - упрощение конструкции и снижение эксплуатационных затрат при обслуживании и ремонте.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для подготовки сжатого воздуха, содержащей объединенные в батарею распредкамерами перетока и патрубками подвода, отвода воздуха модульные осушители, в каждом из которых установлены подающий, собирающий и разделительный коллекторы-влагоотделители, связанные системой теплообменных элементов типа "труба в трубе", подсоединенных к подающему коллектору и введенных концами наружных и внутренних труб в разделительный коллектор, согласно изобретению коллекторы-влагоотделители выполнены в виде горизонтально расположенных трубопроводов, нижние из которых - разделительные коллекторы однокамерного исполнения, при этом системы теплообменных элементов размещены вертикально и в шахматном порядке относительно друг друга.

При вертикальном расположении теплообменных элементов грязь и ржавчина, забивающие в процессе эксплуатации внутреннее пространство труб, в силу гравитационных свойств опускаются вниз вместе с конденсатом в разделительные коллекторы и через распредкамеры выводятся в конденсатосборники. Для очистки внутренней поверхности наружных труб теплообменных элементов извлекать внутренние трубы нет необходимости, при ремонте достаточно осуществить промывку труб. Для удаления из труб механических загрязнений возможно также применение электроискрового разряда или вибраторов. Вертикальное расположение труб теплообменных элементов в осушителях позволяет по соображениям компактности применить шахматный порядок их размещения для соседних осушителей. За счет этого на той же площади, что и в известной установке, принятой за прототип, можно разместить больше модульных осушителей и тем самым повысить производительность установки в целом. Несмотря на то, что шахматное расположение труб позволяет решить вопрос компактного размещения модулей-осушителей, доступ к внутренним трубам конструктивно предусмотрен через собирающие коллекторы-влагоотделители. Предлагаемая к защите конструкция установки для подготовки сжатого воздуха по сравнению с прототипом значительно упрощена. Отсутствие камер, отсеков, радиаторов и каналов не влияет на эффективность работы заявляемой установки, работающей как гравитационный сепаратор. Упрощение конструктивного исполнения обеспечивает упрощение обслуживания, а следовательно, и снижение эксплуатационных затрат при ремонте установки.

Изобретение представлено чертежами. На фиг.1 изображен общий вид установки; фиг.2 - вид сверху; фиг.3 - вид сбоку.

Установка для подготовки сжатого воздуха состоит из модульных осушителей 1, смонтированных на едином основании 2. Модульные осушители 1 объединены в батарею распредкамерами перетока 3, 4 с патрубками подачи и отвода воздуха и конденсатосборником 5. Каждый осушительный модуль 1 включает подающий коллектор-влагоотделитель 6, собирающий коллектор-влагоотделитель 7 и разделительный коллектор-влагоотделитель 8, которые связаны между собой системой теплообменных элементов 9 типа "труба в трубе". Коллекторы-влагоотделители 6, 7, 8 выполнены в виде горизонтально расположенных трубопроводов, нижний из которых разделительный коллектор 8, а верхний - собирающий коллектор 7. Теплообменные элементы 9, подсоединенные к подающему коллектору 6, расположены вертикально и введены концами наружных и внутренних труб 10, 11 соответственно в разделительный коллектор 8, который связан внутренними трубами 11 с собирающим коллектором 7. Функционально внутренняя полость коллекторов 6 и 7 соответствует камерам входа и выхода потока влажного и осушенного воздуха. Введенные в разделительный коллектор 8 концы наружных труб 10 выполнены со скосом, как и концы внутренних труб 11. Модульные осушители 1 смонтированы на основании 2 так, что их системы теплообменных элементов 9 расположены относительно друг друга в шахматном порядке. Для очистки труб 10 собирающие коллекторы 7 осушителей 1 снабжены отверстиями, в которых установлены заглушки 12. Установка оснащена кожухом 13, защищающим теплообменные элементы 9. В проеме защитного кожуха 13 для охлаждения сжатого воздуха установлен вентилятор 14, обеспечивающий обдув поверхностей наружных труб 10.

Установка работает следующим образом. Сжатый воздух подается от компрессорной станции через распредкамеры перетока 3 в подающие коллекторы 6 осушителей 1. Далее по межтрубному пространству теплообменных элементов 9 поступает в разделительные коллекторы 8. При этом за счет обдува вентилятором 14 наружных труб 10 и теплообмена из-за разницы температур осушенного воздуха, проходящего по внутренним трубам 11, и находящегося в трубах 10 сжатого влажного воздуха происходит охлаждение последнего. В трубах 10 в результате охлаждения влажного воздуха происходит капельное выделение влаги, которая стекает в разделительные коллекторы-влагоотделители 8 и накапливается в конденсатосборнике 5, откуда автоматически удаляется через трубопровод (не показан) для отвода конденсата в дренаж. Осушенный в процессе гравитационной сепарации воздух из коллекторов 8 поднимается по трубам 11 вверх в собирающие коллекторы 7 и через патрубки отвода воздуха по трубопроводам распредкамер 4 подается потребителю.