RU163643U1

RU163643U1 - COMPRESSED AIR DRY UNIT

Info

Publication number: RU163643U1
Application number: RU2016101447/05U
Authority: RU
Inventors: Леонид Григорьевич Кузнецов; Юрий Леонидович Кузнецов; Александр Васильевич Бураков; Ирина Александровна Томашевская
Original assignee: Леонид Григорьевич Кузнецов; Юрий Леонидович Кузнецов; Александр Васильевич Бураков; Ирина Александровна Томашевская
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2016-07-27

Abstract

1. Блок осушки сжатого воздуха, содержащий два попеременно работающих вертикально расположенных адсорбера, каждый из которых содержит корпус с входом и выходом и с размещенным в корпусе неподвижным слоем адсорбента, трубопроводы подвода и отвода воздуха, подключенные к входам и выходам каждого адсорбера, и управляемую арматуру, отличающийся тем, что корпус каждого адсорбера выполнен из прозрачного материала, а в качестве адсорбента использован индикаторный силикагель.2. Блок осушки сжатого воздуха по п. 1, отличающийся тем, что корпус каждого адсорбера выполнен из монолитного поликарбоната.3. Блок осушки сжатого воздуха по п. 1, отличающийся тем, что корпус каждого адсорбера выполнен из стекла.4. Блок осушки сжатого воздуха по п. 3, отличающийся тем, что корпус каждого адсорбера выполнен из органического стекла.5. Блок осушки сжатого воздуха по п. 1, отличающийся тем, что в качестве адсорбента использован индикаторный силикагель синего цвета, изменяющий при поглощении воды окраску на контрастную розовую.6. Блок осушки сжатого воздуха по п. 1, отличающийся тем, что в качестве адсорбента использован индикаторный силикагель оранжевого цвета, изменяющий при поглощении воды окраску на контрастную сине-зеленую.7. Блок осушки сжатого воздуха по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что в качестве управляемой арматуры использованы электромагнитные клапаны, установленные на трубопроводе подвода воздуха, при этом для возможности корректировки времени работы и регенерации адсорберов каждый электромагнитный клапан содержит регулируемый индивидуальный таймер.1. The compressed air drying unit, containing two vertically arranged adsorbers alternately working, each of which contains a housing with an inlet and outlet and with a fixed adsorbent layer located in the housing, air supply and exhaust pipelines connected to the inputs and outputs of each adsorber, and controlled valves characterized in that the housing of each adsorber is made of a transparent material, and indicator silica gel is used as the adsorbent. 2. The compressed air drying unit according to claim 1, characterized in that the housing of each adsorber is made of monolithic polycarbonate. 3. The compressed air drying unit according to claim 1, characterized in that the housing of each adsorber is made of glass. 4. The compressed air drying unit according to claim 3, characterized in that the housing of each adsorber is made of organic glass. The compressed air drying unit according to claim 1, characterized in that indicator blue silica gel is used as an adsorbent, which changes color to a contrasting pink upon absorption of water. 6. The compressed air drying unit according to claim 1, characterized in that an indicator silica gel of an orange color is used as an adsorbent, changing color upon contrasting blue-green upon absorption of water. The compressed air drying unit according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that solenoid valves installed on the air supply pipe are used as controlled valves, with each solenoid valve containing an adjustable individual timer to be able to adjust the operating time and regeneration of the adsorbers.

Description

Полезная модель относится к области промышленного компрессорного оборудования, и, в частности, к устройствам для осушки сжатого воздуха и других газов.The utility model relates to the field of industrial compressor equipment, and, in particular, to devices for drying compressed air and other gases.

Настоящая полезная модель может быть использована для осушки сжатого воздуха в различных отраслях промышленности в пневматических системах, например в системе осушки воздуха при подготовке воздуха низкого давления для обеспечения создания требуемой влажности при работе лабораторного аналитического оборудования.This utility model can be used for drying compressed air in various industries in pneumatic systems, for example, in an air drying system for preparing low pressure air to ensure the creation of the required humidity during the operation of laboratory analytical equipment.

Известна короткоцикловая безнагревная установка для осушки газов, содержащая два параллельно установленных адсорбера с неподвижным слоем адсорбента, два обратных клапана и два трехходовых электро - или пневмоуправляемых крана на входе в адсорберы, два обратных клапана на выходе из адсорберов, регулировочный вентиль на выходе установки, редуцирующий вентиль и два обратных клапана в системе регенерации, в которой осушка воздуха обеспечивается попеременно двумя адсорберами, переключение адсорберов осуществляется через короткий промежуток времени, не превышающий, как правило, несколько минут, трехходовыми клапанами, регенерация осуществляется частью осушенного воздуха, отбор которого производится с помощью регулировочного и редуцирующего вентилей, а дросселирование до давления, более низкого, чем давление при адсорбции (обычно до атмосферного), осуществляется обратным клапаном системы регенерации и трехходовым клапаном (Лукин В.Д., Анцыпович И.С. Регенерация адсорбентов. Л., Химия, 1983, с. 106).Known short-cycle non-heating installation for gas drying, containing two parallel mounted adsorbers with a fixed adsorbent layer, two check valves and two three-way electric or pneumatic valves at the inlet of the adsorbers, two check valves at the outlet of the adsorbers, a control valve at the outlet of the installation, and a pressure reducing valve and two check valves in the regeneration system, in which air drying is provided alternately by two adsorbers, the adsorbers are switched through a short inter a current of time, usually not exceeding several minutes, with three-way valves, regeneration is carried out by a part of the dried air, which is taken out with the help of regulating and reducing valves, and throttling to a pressure lower than the pressure during adsorption (usually to atmospheric) is carried out check valve of the regeneration system and a three-way valve (Lukin V.D., Antsypovich I.S. Regeneration of adsorbents. L., Chemistry, 1983, p. 106).

Недостатками известной установки являются низкая надежность, вследствие большого количества арматуры, отсутствие индикации о некорректной работе, а именно о некачественной регенерации адсорбента, что может привести к чрезмерному насыщению влагой адсорбента и ухудшению процесса осушки. Из-за отсутствия индикации о некачественной регенерации адсорбента также невозможно корректировать параметры процесса регенерации во время работы установки.The disadvantages of the known installation are low reliability, due to the large number of fittings, the absence of an indication of incorrect operation, namely, poor-quality adsorbent regeneration, which can lead to excessive moisture saturation of the adsorbent and deterioration of the drying process. Due to the lack of an indication of poor-quality adsorbent regeneration, it is also impossible to adjust the parameters of the regeneration process during installation operation.

Известна установка для осушки сжатого воздуха, включающая в себя два попеременно работающих адсорбера, содержащих адсорбент, регенерация которого осуществляется продувкой адсорбера частью осушенного воздуха, трубопровод воздуха управления, подключенный к выходу осушенного воздуха, линию регенерации, подключенную к выходам адсорберов, систему продувки, включающую продувочные трубопроводы, подключенные к входам адсорберов и содержащие два пневмоуправляемых клапана для обеспечения сброса воздуха регенерации из адсорберов, и прибор управления, при этом на линии регенерации установлен дроссель двухстороннего действия, выполненный с возможностью регулировки, а на продувочных трубопроводах установлены индикаторы влажности для контроля процесса регенерации в адсорберах (патент РФ №83712, МПК B01D 53/02, F16K 31/12, публ. 20.06.2009).A known installation for drying compressed air, which includes two alternately working adsorbers containing adsorbent, the regeneration of which is carried out by purging the adsorber with part of the dried air, a control air pipe connected to the outlet of the dried air, a regeneration line connected to the outputs of the adsorbers, a purge system including purge pipelines connected to the inlet of the adsorbers and containing two pneumatically controlled valves to ensure the discharge of regeneration air from the adsorbers, and the device control, while on the regeneration line a double-acting throttle is installed, made with the possibility of adjustment, and humidity indicators are installed on the purge pipelines to monitor the regeneration process in the adsorbers (RF patent No. 83712, IPC B01D 53/02, F16K 31/12, publ. 20.06 .2009).

Конструкция известной установки не обеспечивает возможность наблюдения процесса адсорбции влаги адсорбентом, регулировка работы установки посредством дроссельного клапана не позволяет эффективно корректировать процесс осушки в широком диапазоне рабочих параметров, необходимо изменение времени между открытием и закрытием клапанов (сокращение или увеличение циклов адсорбции и регенерации), что требует корректировки прибора системы управления. Недостатком известной установки является необходимость отбора воздуха управления для привода устройств, что ведет к увеличению потери воздуха.The design of the known installation does not provide the possibility of observing the moisture adsorption process by the adsorbent, adjusting the operation of the installation by means of a throttle valve does not allow you to effectively adjust the drying process in a wide range of operating parameters, it is necessary to change the time between opening and closing of the valves (shortening or increasing the adsorption and regeneration cycles), which requires adjustments to the control system device. A disadvantage of the known installation is the need for air sampling control to drive devices, which leads to an increase in air loss.

Известен многоразовый адсорбер с фильтром с активированным углем, с клапанами и встроенным фильтрующим элементом 3 мкм, который используется для приточной и вытяжной вентиляции гигроскопических веществ любого рода. В основе проектирования лежит воздухообмен или изменяемый объем бака. В адсорбере молекулы воды, содержащиеся в воздухе, связываются в порах адсорбента (силикагель). Насыщение (заполнение) и необходимость замена фильтрующего патрона обозначается изменением цвета с оранжевого на зеленый. Конструкция многоразового адсорбера обеспечивает в сочетании с активированным углем неограниченное количество регенераций используемых адсорбентов. Дополнительно система клапанов защищает от ненужного поглощения воды из окружающего воздуха во время простоев (сайт компании http://cat.hansa-flex.com/ru/Гидравлические компоненты/Фильтр/Адсорбирующие фильтры/ Адсорбирующие фильтры 1/HKFIADMVVARIOPA).Known reusable adsorber with an activated carbon filter, with valves and a built-in filter element of 3 μm, which is used for supply and exhaust ventilation of hygroscopic substances of any kind. The design is based on air exchange or a variable tank volume. In an adsorber, water molecules contained in air bind in the pores of an adsorbent (silica gel). Saturation (filling) and the need to replace the filter cartridge is indicated by a color change from orange to green. The design of the reusable adsorber provides, in combination with activated carbon, an unlimited number of regenerations of the adsorbents used. Additionally, the valve system protects against unnecessary absorption of water from the ambient air during downtime (company website http://cat.hansa-flex.com/en/Hydraulic components / Filter / Adsorbent filters / Adsorbent filters 1 / HKFIADMVVARIOPA).

Недостатком известной установки является небольшая пропускная способность и низкое рабочее давление адсорбера, не позволяющее его использовать для сжатого воздуха, а также недостаточное удобство использования, связанное с необходимостью замены фильтрующих элементов, и отсутствие возможности регенерации адсорбента непосредственно в составе установки.A disadvantage of the known installation is the low throughput and low working pressure of the adsorber, which does not allow it to be used for compressed air, as well as the insufficient usability associated with the need to replace filter elements, and the inability to regenerate the adsorbent directly in the installation.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение контроля качества осушки сжатого воздуха путем непосредственной визуализации процессов адсорбции и десорбции воды в адсорбере.The technical task of the proposed utility model is to improve the quality control of drying compressed air by directly visualizing the processes of adsorption and desorption of water in the adsorber.

Технический результат достигается тем, что в блоке осушки сжатого воздуха, содержащем два попеременно работающих вертикально расположенных адсорбера, каждый из которых содержит корпус с входом и выходом и с размещенным в корпусе неподвижным слоем адсорбента, трубопроводы подвода и отвода воздуха, подключенные к входам и выходам каждого адсорбера, и управляемую арматуру, корпус каждого адсорбера выполнен из прозрачного материала, а в качестве адсорбента использован индикаторный силикагель.The technical result is achieved by the fact that in the compressed air drying unit containing two vertically alternating adsorbers alternately working, each of which contains a housing with an inlet and outlet and a fixed adsorbent layer located in the housing, air supply and exhaust pipelines connected to the inputs and outputs of each adsorber, and controlled valves, the body of each adsorber is made of transparent material, and indicator silica gel is used as the adsorbent.

Корпус каждого адсорбера может быть выполнен из монолитного поликарбоната. Корпус каждого адсорбера также может быть выполнен из стекла, либо из органического стекла.The housing of each adsorber can be made of monolithic polycarbonate. The housing of each adsorber can also be made of glass or organic glass.

В качестве адсорбента в блоке осушки использован индикаторный силикагель синего цвета, изменяющий при поглощении воды окраску на контрастную розовую. Также в качестве адсорбента может быть использован индикаторный силикагель оранжевого цвета, изменяющий при поглощении воды окраску на контрастную сине-зеленую.A blue indicator silica gel was used as an adsorbent in the drying unit, which changes color to a contrasting pink upon absorption of water. Also, an orange colored silica gel can be used as an adsorbent, which changes color upon contrasting blue-green upon absorption of water.

В качестве управляемой арматуры в блоке осушки использованы электромагнитные клапаны, установленные на трубопроводе подвода воздуха, при этом для возможности корректировки времени работы и регенерации адсорберов каждый электромагнитный клапан содержит регулируемый индивидуальный таймер.As controlled valves in the drying unit, electromagnetic valves installed on the air supply pipe are used, while for the possibility of adjusting the operating time and regeneration of the adsorbers, each electromagnetic valve contains an adjustable individual timer.

На чертеже представлена принципиальная схема блока осушки сжатого воздуха.The drawing shows a schematic diagram of a unit for drying compressed air.

Блок осушки сжатого воздуха содержит трубопровод подвода воздуха 1, трубопровод отвода воздуха 2, два вертикальных попеременно работающих адсорбера 3 и 4, каждый из которых содержит корпус с входом и выходом, и с размещенным в корпусе неподвижным слоем адсорбента 5. Корпуса адсорберов 3 и 4 изготовлены из прозрачного материала, например, из поликарбоната или стекла, а в качестве адсорбента 5 используется индикаторный силикагель. Индикаторный силикагель, например, может иметь в сухом состоянии синий цвет, а при насыщении влагой менять цвет на контрастный розовый. Также индикаторный силикагель может иметь в сухом состоянии оранжевый цвет, а при насыщении влагой менять цвет на контрастный сине-зеленый.The compressed air dryer contains an air supply pipe 1, an air exhaust pipe 2, two vertical alternately working adsorbers 3 and 4, each of which contains a housing with an inlet and outlet, and with a fixed adsorbent layer placed in the housing 5. The adsorber bodies 3 and 4 are made made of a transparent material, for example, polycarbonate or glass, and indicator silica gel is used as adsorbent 5. Indicator silica gel, for example, can have a blue color when dry, and when saturated with moisture, change the color to contrasting pink. Also, indicator silica gel may have an orange color when dry, and when saturated, change color to a contrasting blue-green.

На трубопроводе подвода воздуха 1 установлены управляемые клапаны 6 и 7, обеспечивающие подачу воздуха на вход в адсорберы 3 и 4 соответственно. На трубопроводе между входом в адсорбер 3 и управляемым клапаном 6 и на трубопроводе между входом в адсорбер 4 и управляемым клапаном 7 предусмотрены тройники с установленными управляемыми клапанами 8 и 9 соответственно, обеспечивающими сброс воздуха при регенерации из адсорберов 3 и 4.On the air supply pipe 1, controlled valves 6 and 7 are installed, providing air supply to the entrance to the adsorbers 3 and 4, respectively. On the pipeline between the inlet to the adsorber 3 and the controlled valve 6 and on the pipeline between the inlet of the adsorber 4 and the controlled valve 7, tees are provided with installed controlled valves 8 and 9, respectively, providing air discharge during regeneration from the adsorbers 3 and 4.

На выходе из клапанов 8 и 9 для снижения шума предусмотрены глушители 10.At the outlet of the valves 8 and 9, silencers 10 are provided to reduce noise.

На выходе из адсорберов 3 и 4 установлены обратные клапаны 11 и 12 соответственно, которые подключены непосредственно к трубопроводу отвода воздуха 2.At the outlet of the adsorbers 3 and 4, check valves 11 and 12 are installed, respectively, which are connected directly to the air exhaust pipe 2.

Между выходами адсорберов 3 и 4 и клапанами 11 и 12 установлен регулируемый дроссель 13, обеспечивающий отбор и снижение давления части осушенного воздуха при регенерации адсорбента.Between the outputs of the adsorbers 3 and 4 and the valves 11 and 12, an adjustable throttle 13 is installed, which ensures the selection and pressure reduction of part of the dried air during regeneration of the adsorbent.

Управляемые клапаны 6-9 представляют собой электромагнитные клапаны, каждый из которых содержит регулируемый индивидуальный таймер, который можно настраивать во время работы, для корректировки времени работы и регенерации адсорберов.Controlled valves 6–9 are solenoid valves, each of which contains an adjustable individual timer that can be set during operation to adjust the operating time and regeneration of the adsorbers.

Работает блок осушки сжатого воздуха следующим образом.The compressed air drying unit operates as follows.

Сжатый воздух поступает в трубопровод подвода воздуха 1, откуда попадает через один из управляемых клапанов 6 (7) в адсорбер 3 (4) с прозрачным корпусом.Compressed air enters the air supply pipe 1, from where it flows through one of the controlled valves 6 (7) into the adsorber 3 (4) with a transparent casing.

В адсорбере 3 (4) с помощью адсорбента (силикагеля-индикатора) 5 осуществляется осушка сжатого воздуха. В процессе адсорбции адсорбент насыщается водой, меняется его цвет и его необходимо регенерировать. Регенерация осуществляется продувкой насыщенного влагой адсорбента частью осушенного воздуха (от 5 до 25%). После адсорбера осушенный газ проходит через обратный клапан 11 (12) и выходит через трубопровод 2 к потребителю. Часть осушенного воздуха через регулируемый дроссель 13 направляется в регенерируемый адсорбер, при этом с помощью дросселя 13 давление осушенного воздуха снижается. При регенерации осушенный воздух низкого давления (близкого к атмосферному) проходит через адсорбент и насыщается парами воды до состояния полного насыщения при данной температуре, после чего через управляемый клапан 9 (8) и глушители 10 выбрасывается в атмосферу. Контроль степени насыщения и регенерации адсорбента 5 производится визуально по окраске силикагеля индикатора. С помощью регулируемого дросселя 13 и управляемых клапанов 6-9 по цвету адсорбента может осуществляться настройка параметров работы блока осушки сжатого воздуха (обеспечение более полной регенерации адсорберов, регулировка влажности продуктового воздуха). Переключение адсорберов осуществляется посредством управляемых клапанов 6-9, которые содержат регулируемые индивидуальные таймеры.In adsorber 3 (4), an adsorbent (silica gel indicator) 5 is used to dry compressed air. During the adsorption process, the adsorbent is saturated with water, its color changes and it needs to be regenerated. Regeneration is carried out by purging with a moisture-saturated adsorbent part of the dried air (from 5 to 25%). After the adsorber, the dried gas passes through the check valve 11 (12) and leaves through the pipe 2 to the consumer. Part of the dried air through an adjustable throttle 13 is sent to the regenerated adsorber, while using the throttle 13, the pressure of the dried air is reduced. During regeneration, dried low-pressure air (close to atmospheric) passes through the adsorbent and is saturated with water vapor to a state of full saturation at a given temperature, after which it is discharged into the atmosphere through a controlled valve 9 (8) and mufflers 10. The degree of saturation and regeneration of the adsorbent 5 is controlled visually by the color of the indicator silica gel. Using an adjustable throttle 13 and controlled valves 6-9, the parameters of the compressed air drying unit can be adjusted in accordance with the color of the adsorbent (providing more complete regeneration of the adsorbers, adjusting the humidity of the product air). Switching of the adsorbers is carried out by means of controlled valves 6-9, which contain adjustable individual timers.

Одновременно с осушкой в одном адсорбере производится регенерация другого адсорбера, при регенерации адсорбента открывается управляемый клапан 8 (9), обеспечивающий выход воздуха регенерации из адсорбера 3 (4), при этом происходит регенерация адсорбера 3 (4) и осушка воздуха в адсорбере 4 (3), открывается управляемый клапан 7 (6), направляющий сжатый воздух в адсорбер 4 (3). Перед переключением адсорберов происходит закрытие управляемого клапана 8 (9) для обеспечения выравнивания давления, давление в адсорбере 3 (4) после регенерации вырастает до рабочего, после чего происходит переключение адсорбера - открываются управляемые клапаны 7 (6) и 9 (8) и происходит регенерация адсорбера 4 (3) и осушка воздуха в адсорбере 3 (4). Воздух после регенерации адсорберов для снижения пневматического шума сбрасывается в атмосферу через глушители 10.At the same time as drying in one adsorber, another adsorber is regenerated, when the adsorbent is regenerated, the controlled valve 8 (9) opens, which ensures the regeneration air leaves the adsorber 3 (4), while the adsorber 3 (4) is regenerated and the air is dried in the adsorber 4 (3 ), the controlled valve 7 (6) opens, directing compressed air to the adsorber 4 (3). Before switching the adsorbers, the controlled valve 8 (9) is closed to ensure pressure equalization, the pressure in the adsorber 3 (4) after regeneration rises to the working one, after which the adsorber switches over - controlled valves 7 (6) and 9 (8) open and regeneration occurs adsorber 4 (3) and air drying in adsorber 3 (4). Air after regeneration of adsorbers to reduce pneumatic noise is discharged into the atmosphere through silencers 10.

Предлагаемый блок осушки сжатого воздуха позволяет повысить удобство эксплуатации за счет возможности непосредственного визуального контроля процесса осушки сжатого воздуха. Кроме того,The proposed unit for drying compressed air allows to increase the convenience of operation due to the possibility of direct visual control of the process of drying compressed air. Besides,

предлагаемый блок осушки может быть адаптирован к различным условиям работы непосредственно в процессе работы для обеспечения осушки сжатого воздуха.the proposed drying unit can be adapted to various working conditions directly during operation to ensure the drying of compressed air.

Предложенное устройство может быть также использовано в учебных и исследовательских лабораториях в качестве учебного пособия при изучении адсорбционных процессов осушки воздуха.The proposed device can also be used in educational and research laboratories as a training tool in the study of adsorption processes of air drying.

Claims

1. The compressed air drying unit, containing two vertically arranged adsorbers alternately working, each of which contains a housing with an inlet and outlet and with a fixed adsorbent layer located in the housing, air supply and exhaust pipelines connected to the inputs and outputs of each adsorber, and controlled valves characterized in that the housing of each adsorber is made of a transparent material, and indicator silica gel is used as the adsorbent.

2. The compressed air drying unit according to claim 1, characterized in that the housing of each adsorber is made of monolithic polycarbonate.

3. The compressed air drying unit according to claim 1, characterized in that the housing of each adsorber is made of glass.

4. The compressed air drying unit according to claim 3, characterized in that the housing of each adsorber is made of organic glass.

5. The compressed air drying unit according to claim 1, characterized in that the indicator silica gel of blue color is used as the adsorbent, changing the color to contrasting pink upon absorption of water.

6. The compressed air drying unit according to claim 1, characterized in that an indicator silica gel of orange color is used as an adsorbent, which changes color to a contrasting blue-green upon absorption of water.

7. The unit for drying compressed air according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that solenoid valves installed on the air supply pipe are used as controlled valves, with each solenoid valve containing an adjustable individual timer to be able to adjust the operating time and regeneration of the adsorbers.