RU2304536C1

RU2304536C1 - Transport adsorption plant

Info

Publication number: RU2304536C1
Application number: RU2006103732/11A
Authority: RU
Inventors: Юлий Николаевич Головач (RU); Юлий Николаевич Головач; Иван Васильевич Скогорев (RU); Иван Васильевич Скогорев; Петр Федорович Рыбин (RU); Петр Федорович Рыбин
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2007-08-20

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: invention relates to pneumatic facilities and systems for preparation of compressed air for rolling stock. Proposed adsorption plant has compressor 1 designed for operation in turn for delivery of air and idle running. Series-connected on delivery line are pressure pipeline 2, compressed air cooler 3, adsorber 5 with blow down valve 6, first check valve 7 with restrictor 8 parallel to valve, air collector 10 with pressure relay 11 connected with compressor 1, and control unit 12. Adsorber 5 operates for drying compressed air delivered by compressor 1 and for regeneration of adsorbent at no delivery of compressed air. Two-position valve 4 installed in pressure pipeline 2 between cooler 3 and adsorber 5 is connected by input with output of cooler 3 and by common output, with input of adsorber 5 and by other input, with regeneration main line 13 connected to output of adsorber 5. Regeneration main line 13 contains series-connected regenerated air heater 14 and second check valve 15. Cutoff valve 9 is installed in series relative to restrictor 8.

EFFECT: improved efficiency of drying of compressed air, reliability of plant and reduced service expenses.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области пневматической техники и касается преимущественно систем подготовки сжатого воздуха на подвижном составе железнодорожного транспорта.The invention relates to the field of pneumatic technology and relates mainly to systems for the preparation of compressed air on a rolling stock of railway transport.

Известна адсорбционная установка для транспорта, содержащая компрессор, работающий поочередно в режимах рабочего и холостого хода, установленные на линии нагнетания напорный трубопровод, холодильник сжатого воздуха, адсорбер с клапаном продувки, обратный клапан, параллельно которому подключен к линии нагнетания трубопровод с дросселем, воздухосборники с реле давления, блок управления (патент РФ №2179263, МПК 7 F04В 41/02, В60Т 11/10, 2002, бюл. №4).A known adsorption installation for transport, comprising a compressor operating alternately in operating and idle modes, a pressure pipe installed on the discharge line, a compressed air refrigerator, an adsorber with a purge valve, a check valve in parallel with which a pipeline with a throttle is connected to the discharge line, air collectors with a relay pressure control unit (RF patent No. 2179263, IPC 7 F04B 41/02, B60T 11/10, 2002, bull. No. 4).

Недостатком этой установки является расход сжатого воздуха на регенерацию адсорбента, берущийся из магистрали потребителя, что удорожает ее эксплуатацию.The disadvantage of this installation is the consumption of compressed air for regeneration of the adsorbent, taken from the consumer line, which increases the cost of its operation.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является адсорбционная установка для транспорта, содержащая компрессор, работающий поочередно в режимах рабочего и холостого хода, установленные на линии нагнетания напорный трубопровод, холодильник сжатого воздуха, адсорбер, работающий в режиме осушки воздуха при подаче его компрессором и в режиме регенерации адсорбента при прекращении подачи, обратный клапан, воздухосборники и реле давления, блок управления (патент Франции №2149525. Кл. В01D 53/00, 1975).The closest technical solution, selected as a prototype, is an adsorption installation for transport, containing a compressor operating alternately in operating and idle modes, a pressure pipe installed on the discharge line, a compressed air cooler, an adsorber operating in the air drying mode when it is supplied by the compressor and in the mode of regeneration of the adsorbent when the supply is stopped, the check valve, air collectors and pressure switches, control unit (French patent No. 2149525. Cl. B01D 53/00, 1975).

Процесс регенерации в этой установке осуществляется следующим образом. При заданном давлении в питательной магистрали срабатывает реле давления, воздействует на компрессор, который переводится в режим холостого хода. Прекращается подача воздуха в воздухосборники, а адсорбер через открывшийся клапан продувки сообщается с атмосферой. При этом подаваемый компрессором на холостом ходу воздух, имеющий давление ниже давления в воздухосборниках и выше атмосферного и подогретый за счет этого давления, огибает систему охлаждения и подается на регенерацию адсорбента.The regeneration process in this installation is as follows. At a given pressure in the supply line, a pressure switch is activated, acts on the compressor, which is transferred to idle mode. The air supply to the air collectors ceases, and the adsorber communicates with the atmosphere through the opened purge valve. At the same time, the air supplied by the compressor at idle, having a pressure below the pressure in the air collectors and above atmospheric pressure and warmed up due to this pressure, goes around the cooling system and is fed to the adsorbent regeneration.

Однако как показывает практика, использование воздуха, имеющего невысокую температуру вследствие малого давления при работе компрессора на холостом ходу, приводит к недостаточному восстановлению влагопоглощающей способности адсорбента и, как следствие, к ухудшению эффективности адсорбционной установки. Это является одним из недостатков прототипа. Второй недостаток заключается в ускоренном износе адсорбента из-за больших скоростей воздуха в начале каждого периода адсорбции и регенерации, что снижает эффективность осушки и надежность установки.However, as practice shows, the use of air having a low temperature due to low pressure when the compressor is idling leads to insufficient restoration of the moisture absorption capacity of the adsorbent and, as a result, to a deterioration in the efficiency of the adsorption unit. This is one of the disadvantages of the prototype. The second disadvantage is the accelerated wear of the adsorbent due to the high air velocities at the beginning of each adsorption and regeneration period, which reduces the drying efficiency and the reliability of the installation.

Задачей изобретения является повышение эффективности осушки сжатого воздуха и надежности адсорбционной установки, уменьшение эксплуатационных расходов.The objective of the invention is to increase the efficiency of drying compressed air and the reliability of the adsorption installation, reducing operating costs.

Поставленная задача достигается тем, что адсорбционная установка для транспорта, содержащая компрессор, предназначенный для работы поочередно в режимах рабочего и холостого хода, установленные последовательно на линии нагнетания напорный трубопровод, холодильник сжатого воздуха, адсорбер, предназначенный для работы в режиме осушки сжатого воздуха при подаче его компрессором и в режиме регенерации адсорбента при прекращении подачи, клапан продувки в нижней части адсорбера, первый обратный клапан с параллельным ему дросселем, воздухосборник с реле давления, связанным с компрессором, блок управления, выполнена со следующими отличиями: в напорном трубопроводе между холодильником и адсорбером установлен двухпозиционный клапан, входом соединенный с выходом из холодильника, одним выходом - с входом в адсорбер, а другим - с магистралью регенерации, содержащую последовательно установленные подогреватель регенерационного воздуха и второй обратный клапан и подключенную на выход из адсорбера, а последовательно дросселю установлен отсечной клапан.The problem is achieved in that the adsorption installation for transport, containing a compressor designed to work alternately in operating and idle modes, installed in series on the discharge line pressure line, compressed air cooler, adsorber designed to work in compressed air drying mode when it is supplied compressor and in the mode of regeneration of the adsorbent when the supply is stopped, the purge valve in the lower part of the adsorber, the first non-return valve with a throttle parallel to it, air a fighter with a pressure switch connected to the compressor, the control unit is made with the following differences: in the pressure pipe between the refrigerator and the adsorber, a two-position valve is installed, the inlet connected to the outlet of the refrigerator, one outlet with the entrance to the adsorber, and the other with the regeneration line, containing a series-mounted heater for regeneration air and a second non-return valve and connected to the outlet of the adsorber, and a shut-off valve is installed in series with the throttle.

В предложенной адсорбционной установке для транспорта одновременно с переводом компрессора в режим холостого хода переключается двухходовой клапан, разобщая компрессор с входом в адсорбер и сообщая его магистралью регенерации через подогреватель регенерационного воздуха и второй обратный клапан с выходом из адсорбера. В этот момент также открывается клапан продувки, сообщая адсорбер с атмосферой, и включается подогреватель регенерационного воздуха. Воздух от компрессора, разогретый в подогревателе до нужной температуры и имеющий вследствие этого низкую относительную влажность, проходит через адсорбент, регенерирует его и отводится в атмосферу. Такая установка более экономична, поскольку в ней на нужды регенерации сухой воздух не тратится.In the proposed adsorption installation for transport, simultaneously with the compressor switching to idle, a two-way valve switches, disconnecting the compressor with the entrance to the adsorber and communicating it with the regeneration line through the regeneration air heater and the second non-return valve with the outlet from the adsorber. At this point, the purge valve also opens, communicating the adsorber with the atmosphere, and the regeneration air heater is turned on. The air from the compressor, heated in the heater to the desired temperature and therefore having a low relative humidity, passes through the adsorbent, regenerates it and is discharged into the atmosphere. Such an installation is more economical, since dry air is not wasted in it for the needs of regeneration.

После достижения в воздухосборнике заданного давления выключается клапан продувки, а включается отсечной клапан и за время, оставшееся до перевода компрессора в режим нагнетания, адсорбер из воздухосборника через дроссель заполняется сухим воздухом до равновесного давления. При снижении давления в воздухосборнике до нижнего установленного предела срабатывает реле давления и компрессор начинает работать в режиме нагнетания. Так как адсорбер предварительно был заполнен сжатым воздухом, то он сразу начинает работать с оптимальных скоростей движения воздуха. Этим снижается износ адсорбента, повышается надежность и эффективность установки.After reaching the set pressure in the air collector, the purge valve is turned off, and the shut-off valve is turned on, and for the time remaining before the compressor enters the discharge mode, the adsorber from the air collector through the throttle is filled with dry air to equilibrium pressure. When the pressure in the air collector drops to the lower set limit, the pressure switch is activated and the compressor starts to operate in the discharge mode. Since the adsorber was previously filled with compressed air, it immediately begins to work with optimal air speeds. This reduces the wear of the adsorbent, increases the reliability and efficiency of the installation.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная пневматическая схема адсорбционной установки. Установка содержит компрессор 1, предназначенный для работы поочередно в режимах рабочего и холостого хода, установленные последовательно на линии нагнетания напорный трубопровод 2, холодильник сжатого воздуха 3, двухпозиционный клапан 4, адсорбер 5 с клапаном продувки 6 в нижней части, первый обратный клапан 7 с параллельным ему дросселем 8 и отсечным клапаном 9, воздухосборник 10, реле давления 11 и блок управления 12. Двухпозиционный клапан 4 входом соединен с выходом из холодильника 3, одним выходом сообщен с входом в адсорбер 5, а другим - с магистралью регенерации 13, содержащей последовательно установленные подогреватель 14 регенерационного воздуха и второй обратный клапан 15. При этом магистраль регенерации 13 подключена к выходу из адсорбера 5.The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic pneumatic diagram of an adsorption unit. The installation comprises a compressor 1, designed to operate alternately in operating and idle modes, installed in series on the discharge line pressure line 2, a compressed air cooler 3, a two-position valve 4, an adsorber 5 with a purge valve 6 in the lower part, the first non-return valve 7 with parallel to it by a throttle 8 and a shut-off valve 9, an air collector 10, a pressure switch 11 and a control unit 12. The on-off valve 4 is connected to the outlet of the refrigerator 3 by an input, connected to the adsorber 5 by the output, and the magician by the other the regeneration line 13, which contains successively installed regeneration air heater 14 and a second non-return valve 15. The regeneration line 13 is connected to the outlet of the adsorber 5.

Адсорбционная установка работает следующим образом.The adsorption installation operates as follows.

При включении компрессора 1 в режим нагнетания сжатый воздух поступает в холодильник 3, охлаждается в нем и через двухпозиционный клапан 4 поступает в адсорбер 5, осушается в нем и через первый обратный клапан 7 направляется в воздухосборник 10 и далее к потребителю. По достижении в воздухосборнике 10 максимального рабочего давления срабатывает реле давления 11 и подает сигнал на средства перевода (на чертеже не показаны) компрессора 1 в режим работы на холостом ходу. Подача сжатого воздуха в напорный трубопровод 2 прекращается. Одновременно подается сигнал на блок управления 12, который открывает клапан продувки, сообщая адсорбер 5 с атмосферой. Происходит сброс давления, а также выброс продуктов износа адсорбента и других включений. Переключается также двухпозиционный клапан 4, разобщая компрессор 1 с адсорбером 5, а сообщая его с входом в адсорбер 5 через магистраль регенерации 13, включившийся подогреватель 14 регенерационного воздуха и второй обратный клапан 15. Теперь воздух холостого хода компрессора 1, имеющий недостаточную температуру для регенерации адсорбента, в подогревателе 14 нагревается до нужной температуры (при этом его относительная влажность снижается), поступает в адсорбер 5, регенерирует адсорбент и отводится в атмосферу. При снижении давления сжатого воздуха в воздухосборнике 10 до определенной величины блок управления 12 закрывает клапан продувки 6, отключает подогреватель 14 и открывает отсечной клапан 9. За оставшееся время до перевода компрессора 1 в режим нагнетания адсорбер 5 медленным темпом из воздухосборника 10 через дроссель 8 заполняется сжатым воздухом до равновесного давления.When the compressor 1 is turned on in the discharge mode, the compressed air enters the refrigerator 3, is cooled in it and through the on-off valve 4 enters the adsorber 5, is dried in it and is sent through the first non-return valve 7 to the air collector 10 and then to the consumer. Upon reaching the maximum working pressure in the air collector 10, the pressure switch 11 is activated and sends a signal to the means of transfer (not shown) of the compressor 1 to idle operation. The supply of compressed air to the pressure pipe 2 is interrupted. At the same time, a signal is sent to the control unit 12, which opens the purge valve, communicating the adsorber 5 with the atmosphere. There is a pressure release, as well as the release of wear products of the adsorbent and other inclusions. The on-off valve 4 is also switched off, separating the compressor 1 with the adsorber 5, and communicating it with the entrance to the adsorber 5 through the regeneration line 13, the regeneration air heater 14 turned on and the second non-return valve 15. Now the idle air of the compressor 1 having insufficient temperature for regeneration of the adsorbent , in the heater 14 heats up to the desired temperature (while its relative humidity decreases), enters the adsorber 5, regenerates the adsorbent and is discharged into the atmosphere. When the pressure of compressed air in the air collector 10 is reduced to a certain value, the control unit 12 closes the purge valve 6, turns off the heater 14 and opens the shut-off valve 9. For the remaining time before the compressor 1 enters the pumping mode, the adsorber 5 is filled slowly with compressed air from the air collector 10 through the throttle 8 air to equilibrium pressure.

При снижении в воздухосборнике 10 давления до нижнего установленного предела срабатывает реле давления 11, компрессор 1 начинает работу в режиме нагнетания, наполняя адсорбер 5 с оптимальными скоростями. В дальнейшем процесс повторяется.When the pressure in the air collector 10 drops to the lower set limit, the pressure switch 11 is activated, the compressor 1 begins to operate in the discharge mode, filling the adsorber 5 with optimal speeds. In the future, the process is repeated.

Предлагаемая адсорбционная установка из-за улучшенной схемы регенерации адсорбента обеспечивает более глубокую осушку воздуха, а благодаря предварительному заполнению адсорбера после регенерации сжатым воздухом уменьшаются нагрузки на адсорбент, чем повышается ее эксплуатационная надежность.Due to the improved adsorbent regeneration scheme, the proposed adsorption unit provides a deeper dehumidification of the air, and due to the preliminary filling of the adsorber after regeneration with compressed air, the loads on the adsorbent are reduced, which increases its operational reliability.

Claims

An adsorption installation for vehicles, comprising a compressor designed to operate alternately in air and idle modes, a pressure line, a compressed air cooler, an adsorber with a purge valve in the lower part, designed to operate in compressed air dehumidification mode, when installed in series on the discharge line its compressor and in the mode of regeneration of the adsorbent when the supply is stopped, the first non-return valve with a throttle parallel to it, an air collector with a pressure switch connected to a pressor, a control unit, characterized in that a two-position valve is installed in the pressure pipe between the refrigerator and the adsorber, with an inlet connected to the outlet of the refrigerator, a common outlet with an entrance to the adsorber, and the other with a regeneration line containing a regeneration air heater installed in series and a second check valve, and connected to the outlet of the adsorber, and in series with the throttle, a shut-off valve is installed.