локомотивная установка для осушки сжатого воздуха

Формула изобретения

Локомотивная установка для осушки сжатого воздуха, содержащая компрессор, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, подключенные последовательно к компрессору обратный клапан, теплообменник, напорный трубопровод, 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 отсечным клапаном, блок управления установкой, отличающаяся тем, что магистраль регенерационного воздуха снабжена двухпозиционным распределительным клапаном, имеющим два входа, каждым из которых он подключен к выходу из одного из адсорберов, и один выход, подключенный трубопроводом через обратный клапан с параллельным ему дросселем к резервуару-аккумулятору регенерационного воздуха, в котором размещен теплообменник, соединенный одним концом с компрессором, а другим - с напорным трубопроводом, при этом двухпозиционный распределительный клапан управляется электромагнитными вентилями по сигналам блока управления установкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается снабжения сухим сжатым воздухом пневматических систем подвижного состава железнодорожного транспорта.

Известна локомотивная установка для осушки сжатого воздуха, 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 Всеросс. 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 осуществляется регенерация адсорбента сухим воздухом. Для качественной регенерации его расход определяется величиной в 15-20% от количества осушенного в цикле воздуха, что в условиях дефицита сжатого воздуха на железнодорожном транспорте удорожает его производство, увеличивает дефицит. Это препятствует широкому внедрению адсорбционной техники на железнодорожном подвижном составе.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является локомотивная установка для осушки сжатого воздуха, 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 однопозиционным отсечным клапаном и дросселем, блок управления установкой (а.с. СССР №982950, МКИ³ В60Т 17/02, 1982, Бюл. №47).

Недостатком этой установки, как и рассмотренной выше, является расход части сухого воздуха в количестве более 15-20% от осушенного в цикле на регенерацию адсорбента. Такие затраты неизбежны и обусловлены самим принципом проведения адсорбционных процессов. Это снижает экономичность производства сжатого воздуха на транспорте.

Задачей изобретения является повышение экономичности адсорбционной установки и экономия моторесурса мотор-компрессорного агрегата.

Поставленная задача решается тем, что локомотивная установка для осушки сжатого воздуха, содержащая компрессор, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, подключенные последовательно к компрессору обратный клапан, теплообменник, напорный трубопровод, 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 клапаном установленную между ними и адсорберами магистраль регенерационного воздуха с отсечным клапаном, блок управления установкой, выполнена таким образом, что магистраль регенерационного воздуха снабжена двухпозиционным распределительным клапаном, имеющим два входа, каждым из которых он подключен к выходу из одного из адсорберов, и один выход, подключенный трубопроводом через обратный клапан с параллельным ему дросселем к резервуару-аккумулятору регенерационного воздуха, в котором размещен теплообменник, соединенный одним концом с компрессором, а другим - с напорным трубопроводом, при этом двухпозиционный распределительный клапан управляется электромагнитными вентилями по сигналам блока управления установкой.

В предложенной локомотивной установки для осушки сжатого воздуха поступающий из компрессора подогретый в процессе сжатия воздух осушается в одном из адсорберов и направляется в магистраль сухого воздуха для использования потребителем. Одновременно сухим воздухом наполняется резервуар-аккумулятор регенерационного воздуха, подогревается в нем теплом от вмонтированного здесь теплообменника. Во время стоянки компрессора этот воздух проходит во второй адсорбер, регенерирует в нем адсорбент и отводится в атмосферу. При последующем запуске компрессора адсорберы переключаются на выполнение противоположных режимов. Поскольку повышенная температура и низкая относительная влажность воздуха является движущей силой процесса десорбции, то происходит более глубокая регенерация адсорбента и последующая более эффективная осушка воздуха. Если же повышения степени осушки сверх заданной не требуется, то в установке возможно снижение расхода регенерационного воздуха, чем повышается экономичность производства сухого воздуха и экономится моторесурс мотор-компрессорного агрегата, либо снижение массы и габаритов адсорберов, что облегчает их монтаж на локомотиве.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена пневматическая схема локомотивной установки для осушки сжатого воздуха.

Установка содержит компрессор 1, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем 2, управляемым реле давления 3, подключенные к компрессору 1 обратный клапан 4, теплообменник 5, проходящий сквозь резервуар-аккумулятор 6 регенерационного воздуха, напорный трубопровод 7, два подсоединенных параллельно адсорбера 8 и 9 с нормально закрытыми отсечными клапанами 10 и 11 на входе, управляемыми электромагнитными вентилями соответственно 12 и 13, и с нормально закрытыми клапанами продувки 14 и 15 в нижней части, управляемыми электромагнитными вентилями соответственно 16 и 17. Адсорбер 8 патрубком 18, обратным клапаном 19 и патрубком 20 соединен с воздухосборником 21 и далее с питательной магистралью 22. Адсорбер 9 подсоединен к воздухосборнику 21 через патрубок 23, обратный клапан 24 и патрубок 20. Между адсорберами 8 и 9 и обратными клапанами 19 и 24 параллельно им установлена магистраль регенерационного воздуха, включающая в себя двухпозиционный распределительный клапан 25, один вход в который сообщен патрубком 26 с выходом из адсорбера 8, а другой вход - патрубком 27 с выходом из адсорбера 9. Выход из двухпозиционного распределительного клапана 25 трубопроводом 28 подключен через обратный клапан 29, имеющий параллельный ему дроссель 30, к резервуару-аккумулятору 6 регенерационного воздуха. Двухпозиционный распределительный клапан 25 приводится в действие электромагнитными вентилями 31 и 32 по командам блока управления 33.

Работает установка следующим образом.

При первоначальном запуске компрессора 1, предназначенного для работы в повторно-кратковременном режиме, или при его запуске при минимальном рабочем давлении в пневматической системе с включением компрессора 1 по сигналу блока управления 33 включаются, например, электромагнитные вентили 12 и 17 отсечного клапана 10 и клапана продувки 15. Названные клапаны открываются и подогретый при компрессии сжатый воздух от компрессора 1 через обратный клапан 4 и теплообменник 5 по напорному трубопроводу 7 направляется в адсорбер 8, осушается там в слое адсорбента и через обратный клапан 19 и патрубок 20 поступает в воздухосборник 21 и питательную магистраль 22 для использования потребителем. Одновременно с включением компрессора 1 по сигналу того же блока управления 33 получает электрическое питание электромагнитный вентиль 31 двухпозиционного распределительного клапана 25, который открывается. Сухой сжатый воздух из адсорбера 8 по патрубкам 18 и 26 через двухпозиционный распределительный клапан 25, трубопровод 28 и обратный клапан 29 наполняет резервуар-аккумулятор 6 регенерационного воздуха. Здесь воздух подогревается от теплообменника 5. В это время адсорбер 9 открывшимся клапаном продувки 15 сообщен с атмосферой, разрядился и подготовился к последующей регенерации адсорбента. Весь этот период времени отсечной клапан 11 и клапан продувки 14 закрыты. При достижении в питательной магистрали 22 максимального рабочего давления срабатывает реле давления 3, останавливается компрессор 1, отсечной клапан 10 и 11 и клапаны продувки 16 и 17 сохраняются в прежнем положении, а распределительный клапан 25 по команде блока управления 33 переключается, сообщая резервуар-аккумулятор 6 с адсорбером 9. Теперь сухой воздух с повышенной температурой и низкой относительной влажностью (такие параметры регенерационного воздуха являются движущей силой процесса регенерации адсорбента) из резервуара-аккумулятора 6 через дроссель 30, трубопровод 28, двухпозиционный распределительный клапан 25, патрубки 27 и 23 поступает в адсорбер 9, регенерирует в нем адсорбент и через открытый клапан продувки 15 отводится в атмосферу.

При достижении в питательной магистрали 22 минимального рабочего давления реле давления 3 запускает компрессор 1, и блок управления 33 обесточивает электромагнитные вентили 12 и 17, при этом клапаны 10 и 15 закрываются, а запитывает электромагнитные вентили 16 и 13, которые открывают соответственно клапан продувки 14 и отсечной клапан 11, двухпозиционный распределительный клапан 25 остается в прежнем состоянии. Теперь сжатый воздух через отсечной клапан 11 поступает от компрессора 1 в адсорбер 9, осушается в слое адсорбента и направляется через обратный клапан 24 в воздухосборник 21 и питательную магистраль 22 для использования потребителем. Одновременно сжатый осушенный воздух из адсорбера 9 через открытый в двухпозиционном распределительном клапане путь по патрубкам 23, 27 и 28 и обратному клапану 29 заполняет резервуар-аккумулятор 6. С включением компрессора 1 и открытием по сигналу блока управления 33 клапана продувки 14, адсорбер 8 разряжается в атмосферу, подготавливаясь с остановкой компрессора 1 к регенерации в нем адсорбента. В дальнейшем работа установки повторяется по описанной схеме.

Предложенная локомотивная установка для осушки сжатого воздуха более прогрессивна, поскольку в ней достигается более полная регенерация адсорбента за счет подогрева регенерационного воздуха, что позволяет снизить его расход. При этом повышаются экономические и снижаются габаритно-массовые параметры адсорбционной установки, экономится моторесурс мотор-компрессорного агрегата.