CN108583556A - 集成化压缩空气净化装置 - Google Patents

Abstract

提供一种集成化压缩空气净化装置，在安装架前后两侧分别固定有双塔干燥器和蛇形冷却器且蛇形冷却器输出口，离心式油水分离器的一个输出口通过管道Ⅰ与双塔干燥器的输入口连通，离心式油水分离器另一个输出口和双塔干燥器输出口分别通过管道Ⅱ和管道Ⅲ与车辆总风缸并联，未净化的高温压缩空气经蛇形冷却器、离心式油水分离器、双塔干燥器处理后输送至车辆总风缸内，或经蛇形冷却器和离心式油水分离器处理后输送至车辆总风缸内。本发明为轨道车辆空气制动系统提供了集成度高、自动化程度高、结构更加紧凑、空间占用率小、安装和维护更加方便、能耗比较小的集成化压缩空气净化装置，使其在双塔干燥器发生故障时仍可继续工作，无须因双塔干燥器发生故障而停机排障。

Description

集成化压缩空气净化装置

技术领域

本发明属于压缩空气净化技术领域，具体涉及一种集成化压缩空气净化装置。

背景技术

压缩空气是轨道车辆空气制动系统的动力源，其品质对空气制动系统至关重要；在空气的压缩过程中不可避免的会携带来源于大气之中的大量水蒸汽、尘埃以及未充分燃烧的碳氢化合物和细菌，空压机的润滑系统还会产生磨损离子和油等污染物，压缩空气中的尘埃、油和水混合在一起形成了一种极其有害的腐蚀性油泥，会造成阀门堵塞、管路腐蚀、空气阀中橡胶制品的龟裂、加快空气阀中铜制品的磨耗速度，从而引起管路漏泄，空气阀使用寿命缩短和性能降低，空气制动系统的维护保养周期缩短，维护成本增加等；为此，许多厂家针对这一问题进行了相关技术研发，并设计出很多压缩空气的净化装置，传统的空气净化装置以分散式安装为主，各部件之间通过管路连接。

近年来，集成化的压缩空气净化装置层出不穷，提高了压缩空气的净化质量，同时也存在一些不足之处，例如，专利号为201110191260.8且名称为“集成式空气干燥筒、压缩空气制动系统及车辆”的专利文件中，油的分离采用多层片状结构进行过滤，需要定期更换滤材，而且装置再生时，需要由输出口输入气体，使水分过滤器、油脂过滤器、杂质过滤器边缘及外侧的水分、油脂、杂质顺向气体流动路径，反方向排入大气中，在此过程中，设备无法对压缩空气进行正常过滤，无法实现油水的自动排出；专利号为98120017.6且名称为“多功能组合式压缩空气净化器”的专利文件中，虽说集成度比较高，但没有对压缩空气进行彻底的干燥处理，导致该专利文件与用风设备之间的管路距离受到限制；专利号为201310061547.8且名称为“模块式集成化压缩空气净化装置”的专利文件中，整个净化过程中，未涉及对压缩空气冷却处理的结构，而对压缩空气的冷却处理不充分，则会影响干燥器性能发挥，进而影响压缩空气净化的质量，当净化装置出现故障时，上游空压机和下游用气设备均需停机排障，使得上游空压机和下游用气设备无法正常工作，综上所述，有必要进行改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种集成化压缩空气净化装置，将蛇形冷却器、离心式油水分离器以及双塔干燥器集成设于安装架上，提轨道车辆空气制动系统供了集成度高、自动化程度高、结构更加紧凑、空间占用率小、安装和维护更加方便、能耗比较小的集成化压缩空气净化装置，使其在双塔干燥器发生故障时仍可继续工作，无须因双塔干燥器发生故障而停机排障。

本发明采用的技术方案：集成化压缩空气净化装置，具有安装架，所述安装架前后两侧分别固定有双塔干燥器和蛇形冷却器且蛇形冷却器输出口与设于安装架外部的离心式油水分离器的输入口连通，所述离心式油水分离器的一个输出口通过管道Ⅰ与双塔干燥器的输入口连通，所述离心式油水分离器另一个输出口和双塔干燥器输出口分别通过管道Ⅱ和管道Ⅲ与车辆总风缸并联，从空压机输出的未净化的高温压缩空气经蛇形冷却器、离心式油水分离器、双塔干燥器处理后输送至车辆总风缸内，或经蛇形冷却器和离心式油水分离器处理后输送至车辆总风缸内。

其中，所述蛇形冷却器的输入口与空压机输出口连通且蛇形冷却器的输出口与离心式油水分离器的输入口通过管道连通，所述蛇形冷却器底部设有用于油水排出的自动排污及加热装置Ⅰ。

进一步地，所述离心式油水分离器底部设有自动排污及加热装置Ⅱ，位于离心式油水分离器内部且上端伸出离心式油水分离器设置的中心管与三通管的一个接口固定连接后使三通管的另外两个接口形成离心式油水分离器的两个输出口，所述三通管的另外两个接口分别与设有旁通截门的管道Ⅱ和设有截断塞门Ⅰ的管道Ⅰ固连，所述双塔干燥器的输出口与设有截断塞门Ⅱ的管道Ⅲ连接且管道Ⅲ和管道Ⅱ的交汇处通过三通管与车辆总风缸连接。

进一步地，所述双塔干燥器包括指示器、干燥塔A、干燥塔自动控制模块和干燥塔B，所述干燥塔A和干燥塔B并联设置，与干燥塔A下端口连通的两个管口处分别设有排泄阀A和进气阀A且与干燥塔B下端口连通的两个管口处分别设有排泄阀B和进气阀B，所述干燥塔A和干燥塔B之间设有中间气路通道且中间气路通道两端分别与装有进气阀A的管口和装有进气阀B的管口连接，所述离心式油水分离器的一个输出口通过管道Ⅰ与中间气路通道连通，所述干燥塔A和干燥塔B底部的出气口通过位于中间气路通道上方的节流气路通道连通，所述节流气路通道上的两个输出口处分别设有止回阀A和止回阀B且节流气路通道上的两个输出口交汇处与管道Ⅲ固连，所述安装架上端安装有用于显示干燥塔A或干燥塔B正常工作的指示器，所述干燥塔自动控制模块设于安装架上且干燥塔自动控制模块与止回阀A、进气阀A、排泄阀A、排泄阀B、进气阀B和止回阀B连接，并通过干燥塔自动控制模块控制各阀体协同工作后实现干燥塔A与干燥塔B的再生和正常工作的交替切换。

进一步地，所述离心式油水分离器的输入口处设有用于对压缩空气进行导流的螺旋状导流板。

进一步地，所述蛇形冷却器、离心式油水分离器和双塔干燥器的主体均为铝合金材料制成。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本技术方案集成化程度高，具备对空压机输出的未净化的高温压缩空气进行冷却、除油、除水和干燥的功能，空间占用率小，能耗低；

2、本技术方案中的干燥塔自动控制模块采用时间继电器改变各阀体的状态来切换干燥塔A与干燥器B的再生和工作，并具有状态记忆功能，实现干燥塔A与干燥器B的双塔同寿命；

3、本技术方案具有旁通功能，当双塔干燥器发生故障时发生故障时，可将双塔干燥器隔离后继续进行油水过滤工作，无须因双塔干燥器发生故障而使整机停机排障；

4、本技术方案利用蛇形冷却器，将空压机输出的高温压缩空气充分冷却到双塔干燥器所需的适宜温度，保证双塔干燥器工作性能的充分发挥；

5、本技术方案所述蛇形冷却器、离心式油水分离器和双塔干燥器的主体均为铝合金材料制成，从根本上解决了零部件锈蚀对气体净化的影响问题，整体重量轻，自动化程度高，结构更加紧凑，安装和维护更加方便。

附图说明

图1为本发明结构主视图；

图2为本发明结构左视图；

图3为本发明结构俯视图；

图4为本发明立体结构示意图；

图5为本发明工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-5描述本发明的一种实施例。

集成化压缩空气净化装置，具有安装架1，所述安装架1前后两侧分别固定有双塔干燥器11和蛇形冷却器3且蛇形冷却器3输出口与设于安装架1外部的离心式油水分离器8的输入口连通，所述离心式油水分离器8的一个输出口通过管道Ⅰ5与双塔干燥器11的输入口连通，所述离心式油水分离器8另一个输出口和双塔干燥器11输出口分别通过管道Ⅱ23和管道Ⅲ24与车辆总风缸并联，从空压机输出的未净化的高温压缩空气经蛇形冷却器3、离心式油水分离器8、双塔干燥器11处理后输送至车辆总风缸内，或经蛇形冷却器3和离心式油水分离器8处理后输送至车辆总风缸内；具体的，所述蛇形冷却器3的输入口与空压机输出口连通且蛇形冷却器3的输出口与离心式油水分离器8的输入口通过管道连通，所述蛇形冷却器3底部设有用于油水排出的自动排污及加热装置Ⅰ10；具体的，所述离心式油水分离器8底部设有自动排污及加热装置Ⅱ9，位于离心式油水分离器8内部且上端伸出离心式油水分离器8设置的中心管与三通管的一个接口固定连接后使三通管的另外两个接口形成离心式油水分离器8的两个输出口，所述三通管的另外两个接口分别与设有旁通截门7的管道Ⅱ23和设有截断塞门Ⅰ12的管道Ⅰ5固连，所述双塔干燥器11的输出口与设有截断塞门Ⅱ13的管道Ⅲ24连接且管道Ⅲ24和管道Ⅱ23的交汇处通过三通管与车辆总风缸连接；具体的，所述双塔干燥器11包括指示器2、干燥塔A14、干燥塔自动控制模块15和干燥塔B16，所述干燥塔A14和干燥塔B16并联设置，与干燥塔A14下端口连通的两个管口处分别设有排泄阀A22和进气阀A21且与干燥塔B16下端口连通的两个管口处分别设有排泄阀B17和进气阀B18，所述干燥塔A14和干燥塔B16之间设有中间气路通道4且中间气路通道4两端分别与装有进气阀A21的管口和装有进气阀B18的管口连接，所述离心式油水分离器8的一个输出口通过管道Ⅰ5与中间气路通道4连通，所述干燥塔A14和干燥塔B16底部的出气口通过位于中间气路通道4上方的节流气路通道6连通，所述节流气路通道6上的两个输出口处分别设有止回阀A20和止回阀B19且节流气路通道6上的两个输出口交汇处与管道Ⅲ24固连，所述安装架1上端安装有用于显示干燥塔A14或干燥塔B16正常工作的指示器2，所述干燥塔自动控制模块15设于安装架1上且干燥塔自动控制模块15与止回阀A20、进气阀A21、排泄阀A22、排泄阀B17、进气阀B18和止回阀B19连接，并通过干燥塔自动控制模块15控制各阀体协同工作后实现干燥塔A14与干燥塔B16的再生和正常工作的交替切换；具体的，所述离心式油水分离器8的输入口处设有用于对压缩空气进行导流的螺旋状导流板；具体的，所述蛇形冷却器3、离心式油水分离器8和双塔干燥器11的主体均为铝合金材料制成。

工作原理：如图5所示，空压机输出的未经处理的高温压缩空气通过蛇形冷却器3输入口流入蛇形冷却器3内进行充分冷却，冷却过程中产生的液态油水汇集到蛇形冷却器3底部的自动排污及加热装置Ⅰ10处，通过自动排污及加热装置Ⅰ10定时自动将油水排入大气，温度较低时，自动排污及加热装置Ⅰ10可自行加热，经冷却后的压缩空气从离心式油水分离器8的输入口流入其内部，离心式油水分离器8的输入口处设有螺旋导流板，压缩空气在螺旋导流板的导流作用下形成旋流，产生明显的向下流动的旋转流场，冷凝后的油水混合物随压缩空气在旋转过程中受到离心力的作用而被甩向离心式油水分离器8内壁，沿内壁向下流到底部的自动排污及加热装置Ⅱ9处，通过自动排污及加热装置Ⅱ9定时自动将冷凝后的油水加热排入大气，压缩空气则通过离心式油水分离器8内的中心管从离心式油水分离器8上部流出，进而经管道Ⅰ5流向双塔干燥器11，在干燥器自动控制装置15的控制下，止回阀A20和排泄阀A22处于开启状态，进气阀A21处于关闭状态，从而使得干燥塔A14处于再生状态，止回阀B19和进气阀B18处于开启状态，排泄阀B17处于关闭状态，因此，干燥塔B16处于工作状态，压缩空气依次从中间气路管道4经进气阀B18、干燥塔B16、节流气路通道6、止回阀B19后完成吸附净化处理，最后通过管道Ⅲ24输送给轨道车辆的总风缸，同时，压缩空气通过节流气路通道6中的小孔流向干燥塔A14上部后向下流过分子筛，在流动过程中对分子筛完成再生，进而通过排泄阀A22排向大气。

当双塔干燥器11发生故障时，打开旁通截门7，关闭截断塞门Ⅰ12和截断塞门Ⅱ13，将述双塔干燥器11隔离，压缩空气通过管道Ⅱ23直接输送给轨道车辆的总风缸，当双塔干燥器11的故障排除后，关闭旁通截门7，打开截断塞门Ⅰ12和截断塞门Ⅱ13，集成化压缩空气净化装置进入正常工作状态。

本技术方案集成化程度高，具备对空压机输出的未净化的高温压缩空气进行冷却、除油、除水和干燥的功能，空间占用率小，能耗低，干燥塔自动控制模块15采用时间继电器改变各阀体的状态来切换干燥塔A14与干燥器B16的再生和工作，并具有状态记忆功能，实现干燥塔A14与干燥器B16的双塔同寿命，具有旁通功能，当双塔干燥器11发生故障时发生故障时，可将双塔干燥器11隔离后继续进行油水过滤工作，无须因双塔干燥器11发生故障而使整机停机排障，利用蛇形冷却器3，将空压机输出的高温压缩空气充分冷却到双塔干燥器11所需的适宜温度，保证双塔干燥器11工作性能的充分发挥，所述蛇形冷却器3、离心式油水分离器8和双塔干燥器11的主体均为铝合金材料制成，从根本上解决了零部件锈蚀对气体净化的影响问题，整体重量轻，自动化程度高，结构更加紧凑，安装和维护更加方便。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (6)

1.集成化压缩空气净化装置，具有安装架(1)，其特征在于：所述安装架(1)前后两侧分别固定有双塔干燥器(11)和蛇形冷却器(3)且蛇形冷却器(3)输出口与设于安装架(1)外部的离心式油水分离器(8)的输入口连通，所述离心式油水分离器(8)的一个输出口通过管道Ⅰ(5)与双塔干燥器(11)的输入口连通，所述离心式油水分离器(8)另一个输出口和双塔干燥器(11)输出口分别通过管道Ⅱ(23)和管道Ⅲ(24)与车辆总风缸并联，从空压机输出的未净化的高温压缩空气经蛇形冷却器(3)、离心式油水分离器(8)、双塔干燥器(11)处理后输送至车辆总风缸内，或经蛇形冷却器(3)和离心式油水分离器(8)处理后输送至车辆总风缸内。

2.根据权利要求1所述的集成化压缩空气净化装置，其特征在于：所述蛇形冷却器(3)的输入口与空压机输出口连通且蛇形冷却器(3)的输出口与离心式油水分离器(8)的输入口通过管道连通，所述蛇形冷却器(3)底部设有用于油水排出的自动排污及加热装置Ⅰ(10)。

3.根据权利要求1所述的集成化压缩空气净化装置，其特征在于：所述离心式油水分离器(8)底部设有自动排污及加热装置Ⅱ(9)，位于离心式油水分离器(8)内部且上端伸出离心式油水分离器(8)设置的中心管与三通管的一个接口固定连接后使三通管的另外两个接口形成离心式油水分离器(8)的两个输出口，所述三通管的另外两个接口分别与设有旁通截门(7)的管道Ⅱ(23)和设有截断塞门Ⅰ(12)的管道Ⅰ(5)固连，所述双塔干燥器(11)的输出口与设有截断塞门Ⅱ(13)的管道Ⅲ(24)连接且管道Ⅲ(24)和管道Ⅱ(23)的交汇处通过三通管与车辆总风缸连接。

4.根据权利要求1所述的集成化压缩空气净化装置，其特征在于：所述双塔干燥器(11)包括指示器(2)、干燥塔A(14)、干燥塔自动控制模块(15)和干燥塔B(16)，所述干燥塔A(14)和干燥塔B(16)并联设置，与干燥塔A(14)下端口连通的两个管口处分别设有排泄阀A(22)和进气阀A(21)且与干燥塔B(16)下端口连通的两个管口处分别设有排泄阀B(17)和进气阀B(18)，所述干燥塔A(14)和干燥塔B(16)之间设有中间气路通道(4)且中间气路通道(4)两端分别与装有进气阀A(21)的管口和装有进气阀B(18)的管口连接，所述离心式油水分离器(8)的一个输出口通过管道Ⅰ(5)与中间气路通道(4)连通，所述干燥塔A(14)和干燥塔B(16)底部的出气口通过位于中间气路通道(4)上方的节流气路通道(6)连通，所述节流气路通道(6)上的两个输出口处分别设有止回阀A(20)和止回阀B(19)且节流气路通道(6)上的两个输出口交汇处与管道Ⅲ(24)固连，所述安装架(1)上端安装有用于显示干燥塔A(14)或干燥塔B(16)正常工作的指示器(2)，所述干燥塔自动控制模块(15)设于安装架(1)上且干燥塔自动控制模块(15)与止回阀A(20)、进气阀A(21)、排泄阀A(22)、排泄阀B(17)、进气阀B(18)和止回阀B(19)连接，并通过干燥塔自动控制模块(15)控制各阀体协同工作后实现干燥塔A(14)与干燥塔B(16)的再生和正常工作的交替切换。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的集成化压缩空气净化装置，其特征在于：所述离心式油水分离器(8)的输入口处设有用于对压缩空气进行导流的螺旋状导流板。

6.根据权利要求5所述的集成化压缩空气净化装置，其特征在于：所述蛇形冷却器(3)、离心式油水分离器(8)和双塔干燥器(11)的主体均为铝合金材料制成。