RU2376172C1

RU2376172C1 - Locomotive adsorption plant

Info

Publication number: RU2376172C1
Application number: RU2008111749/11A
Authority: RU
Inventors: Юлий Николаевич Головач (RU); Юлий Николаевич Головач; Иван Васильевич Скогорев (RU); Иван Васильевич Скогорев
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-12-20
Also published as: RU2008111749A

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: locomotive adsorption plant comprises control unit and electrically driven compressor with its motor controlled by pressure relay. It comprises also heat exchanger, air manifold, oil-moisture separator, two parallel adsorbers, all being connected in series with compressor. Every parallel adsorber is furnished with inlet shut-off valve, blow-down valve fitted in its bottom part and outlet check valves. Further, it includes regeneration air line with throttle running parallel to adsorber outlets, feed line with air manifold and bridging line with shut-off valves. Regeneration air line has two normally open on-off valves, controlled electromagnetic gate and additional throttle. Compressed air humidity pickup is connected to feed line, pickup closing contact being connected to coil of on-off valve electromagnetic gate arranged between throttles.

EFFECT: reduced operating costs in production of compressed dehumidified air.

1 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается систем снабжения сжатым воздухом пневматических систем подвижного состава железнодорожного транспорта.The invention relates to railway transport and relates to systems for supplying compressed air to pneumatic systems of rolling stock of railway transport.

Известна локомотивная адсорбционная установка, содержащая компрессор с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, последовательно соединенные теплообменник, воздухосборники, масловлагоотделитель, два параллельных адсорбера, каждый из которых оснащен отсечным клапаном на входе, клапаном продувки в нижней части и обратным клапаном на выходе, параллельную выходам из адсорберов магистраль регенерационного воздуха с дросселем, питательную магистраль с воздухосборником, шунтирующую магистраль (патент РФ №2304537, МПК 7 В60Т 13/26, 2007, Бюл. №23).A locomotive adsorption installation is known, comprising a compressor with a drive motor controlled by a pressure switch, a heat exchanger, air collectors, an oil and water separator, two parallel adsorbers in series, each equipped with a shut-off valve at the inlet, a purge valve at the bottom and a check valve at the outlet, parallel to the exits from adsorbers, a regeneration air line with a throttle, a supply line with an air collector, a shunt line (RF patent No. 2304537, IPC 7 В60Т 13/26, 2007, Bull. No. 23).

Недостатком этой установки является то, что в ней качество осушенного сжатого воздуха превышает требуемую величину за счет излишнего расхода регенерационного воздуха при уменьшении продолжительности включения компрессора ниже среднеэксплуатационной величины, что повышает эксплуатационные расходы на производство сухого воздуха.The disadvantage of this installation is that in it the quality of the dried compressed air exceeds the required value due to excessive consumption of regenerative air while reducing the duration of the compressor below the average operating value, which increases operating costs for the production of dry air.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является локомотивная адсорбционная установка, содержащая блок управления установкой, компрессор, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, установленные последовательно компрессору теплообменник, воздухосборники, масловлагоотделитель, два параллельных адсорбера, каждый из которых оснащен отсечным клапаном на входе, клапаном продувки в нижней части и обратным клапаном на выходе, параллельную выходам их адсорберов магистраль регенерационного воздуха с дросселем, питательную магистраль с воздухосборником, шунтирующую магистраль с разобщительными кранами (патент РФ №2304534, МПК 7 В60Т 13/26, 2007, Бюл. №23).The closest technical solution, selected as a prototype, is a locomotive adsorption unit containing a unit control unit, a compressor designed to operate in intermittent operation, with a drive motor controlled by a pressure switch, a heat exchanger, air collectors, an oil separator installed in series with the compressor, two parallel adsorber, each of which is equipped with a shut-off valve at the inlet, a purge valve at the bottom and a check valve at the outlet, steam their output-parallel adsorber regeneration air pipe with throttle, nutritional backbone with air tanks, a shunt pipe to razobschitelnymi cranes (RF patent №2304534, IPC 7 V60T 13/26, 2007 Bull. №23).

Недостатком прототипа, как и рассмотренной выше установки, является неоправданно завышенное качество сжатого воздуха против требуемого значения за счет излишнего расхода регенерационного воздуха при уменьшении продолжительности включения компрессора ниже среднеэксплуатационной величины. Это приводит к повышению эксплуатационных расходов на производство осушенного сжатого воздуха.The disadvantage of the prototype, as well as the installation discussed above, is the unreasonably high quality of compressed air against the required value due to excessive consumption of regenerative air while reducing the duration of the compressor below the average operating value. This leads to increased operating costs for the production of dried compressed air.

Задачей изобретения является уменьшение эксплуатационных расходов в процессе производства осушенного сжатого воздуха.The objective of the invention is to reduce operating costs in the production process of dried compressed air.

Поставленная задача решается тем, что локомотивная адсорбционная установка, содержащая блок управления установкой, компрессор, предназначенный для работы в повторно-кратковременном режиме, с приводным электродвигателем, управляемым реле давления, установленные последовательно компрессору теплообменник, воздухосборники, масловлагоотделитель, два параллельных адсорбера для осушки сжатого воздуха, каждый их которых оснащен отсечным клапаном на входе, клапаном продувки в нижней части и обратным клапаном на выходе, параллельную выходам из адсорберов магистраль регенерационного воздуха с дросселем, питательную магистраль с воздухосборником, шунтирующую магистраль с разобщительными кранами, выполнена со следующими отличиями: магистраль регенерационного воздуха снабжена нормально-открытым двухпозиционным клапаном, управляемым электромагнитным вентилем, и дополнительным дросселем, а к питательной магистрали подсоединен датчик влажности сжатого воздуха, имеющий замыкающий контакт, подключенный к катушке электромагнитного вентиля двухпозиционного клапана, размещенного между дросселями.The problem is solved in that a locomotive adsorption unit containing a unit control unit, a compressor designed to operate in intermittent operation, with a drive motor controlled by a pressure switch, a heat exchanger, air collectors, an oil separator, two parallel adsorbers for drying compressed air in series each of which is equipped with a shut-off valve at the inlet, a purge valve at the bottom and a non-return valve at the outlet, parallel to the outlet of adsorbers, a regeneration air line with a throttle, a supply line with an air collector, a shunt line with uncoupling valves, is made with the following differences: the regeneration air line is equipped with a normally open on-off valve controlled by an electromagnetic valve and an additional choke, and a compressed humidity sensor is connected to the supply line air having a make contact connected to the coil of the electromagnetic valve of the on / off valve, nnogo between throttles.

В предложенной адсорбционной установке при уменьшении абсолютной влажности осушенного сжатого воздуха (понижении температуры точки росы по отношению к температуре атмосферного воздуха) ниже требуемой величины срабатывает датчик влажности, замыкает свой контакт, чем подает электрическое питание на катушку вентиля двухпозиционного клапана. Клапан закрывается, перекрывает в адсорбер доступ регенерационного воздуха, прерывая процесс восстановления адсорбента. Этим ограничивается расход регенерационного воздуха, экономия которого при одновременно сохраняющейся степени осушки воздуха приводит к уменьшению эксплуатационных расходов на его производство.In the proposed adsorption installation, when the absolute humidity of the dried compressed air decreases (the dew point temperature decreases relative to the air temperature) below the required value, the humidity sensor is activated, closes its contact, which supplies electric power to the valve coil of the on / off valve. The valve closes, shuts off the access of regeneration air to the adsorber, interrupting the adsorbent recovery process. This limits the flow rate of regeneration air, the saving of which, while maintaining a degree of air drying, leads to a reduction in operating costs for its production.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная электропневматическая схема локомотивной адсорбционной установки.The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic electro-pneumatic diagram of a locomotive adsorption unit.

Установка содержит компрессор 1 с приводным электродвигателем 2, управляемым контактором 3, имеющим в блоке 4 управления установкой нормально-разомкнутые контакты 5, 6 и 7, и реле давления 8, имеющим нормально-замкнутый контакт 9. Последовательно компрессору 1 в схеме установлены теплообменник 10, воздухосборники 11, масловлагоотделитель 12, два параллельных адсорбера 13 и 14, каждый из которых оснащен отсечным клапаном 15 и 16 на входе, клапаном продувки 17 и 18 в нижней части и обратным клапаном 19 и 20 на выходе, параллельно выходам из адсорберов магистраль регенерационного воздуха 21 с дросселем 22, питательная магистраль 23 с воздухосборником 24. Блок 4 управления установкой содержит реле времени с катушкой 25 и контактами 26, 27, 28 и 29, промежуточное реле с катушкой 30 и контактами 31, 32 и 33, второе промежуточное реле с катушкой 34 и контактами 35, 36 и 37. Между адсорберами 13 и 14 и их клапанами продувки 17 и 18 подсоединены фильтры 38 и 39. Давление в адсорберах контролируется двухстрелочным манометром 40. Приводной электродвигатель 2 включается контактором 3, получающим питание от источника 41 через кнопку 42. В установке предусмотрено ее аварийное шунтирование магистралью 43 и разобщительными кранами 44 и 45. Отсечные клапаны 15 и 16 управляются электромагнитными вентилями соответственно 46 и 47, а клапаны продувки 17 и 18 - вентилями 48 и 49.The installation comprises a compressor 1 with a drive motor 2 controlled by a contactor 3, having normally open contacts 5, 6 and 7 in the installation control unit 4, and a pressure switch 8 having a normally closed contact 9. A heat exchanger 10 is installed in series with the compressor 1 in the circuit, air collectors 11, oil separator 12, two parallel adsorbers 13 and 14, each of which is equipped with a shut-off valve 15 and 16 at the inlet, a purge valve 17 and 18 at the bottom and a check valve 19 and 20 at the outlet, parallel to the exits from the adsorbers regenerative air 21 with a throttle 22, a supply line 23 with an air collector 24. The installation control unit 4 contains a time relay with a coil 25 and contacts 26, 27, 28 and 29, an intermediate relay with a coil 30 and contacts 31, 32 and 33, a second intermediate a relay with a coil 34 and contacts 35, 36 and 37. Filters 38 and 39 are connected between the adsorbers 13 and 14 and their purge valves 17 and 18. The pressure in the adsorbers is controlled by a two-pointer manometer 40. The drive motor 2 is switched on by a contactor 3, which is powered by a source 41 via button 42. Installation in accordance with its emergency bypass manifold 43 and razobschitelnymi valves 44 and 45. The isolation valves 15 and 16 are controlled by solenoid valves 46 and 47, respectively, and the purge valves 17 and 18 - 48 and valves 49.

В магистрали регенерационного воздуха 21 содержится нормально-открытый двухпозиционный клапан 50, управляемый электромагнитным вентилем 51, и дополнительный дроссель 52, а к питательной магистрали 23 после воздухосборника 24 подключен датчик влажности 53, имеющий замыкающий контакт 54, подсоединенный к катушке электромагнитного вентиля 51 клапана 50. Клапан 50 размещен между дросселями 22 и 52.The regeneration air line 21 contains a normally open on-off valve 50, controlled by an electromagnetic valve 51, and an additional throttle 52, and a humidity sensor 53 is connected to the supply line 23 after the air collector 24 and has a make contact 54 connected to the coil of the electromagnetic valve 51 of the valve 50. The valve 50 is placed between the chokes 22 and 52.

Локомотивная адсорбционная установка работает следующим образом. При нажатии кнопки 42 и замкнутых контактах 9 реле давления 8 получает питание катушка 3 контактора включения электродвигателя 2 компрессора 1 и катушка промежуточного реле 30, замыкаются контакты 6, 7, 31 и 32, размыкаются контакты 33. Получает питание катушка 25 реле времени, замыкаются его контакты 28 и 26, а размыкаются контакты 27 и 29. Получает питание катушка вентиля 48 клапана продувки 17, он открывается, сообщает адсорбер 13 с атмосферой, а отсечной клапан 15 закрывается, разобщая адсорбер 13 с воздухозаборниками 11. Катушка вентиля 49 в это время обесточена, так как разомкнут контакт 29, клапан продувки 18 закрыт, а отсечной клапан 16 открыт.Locomotive adsorption installation operates as follows. When the button 42 is pressed and the contacts 9 of the pressure switch 8 are closed, the coil 3 of the compressor contactor 2 of the compressor 1 and the intermediate relay 30 coil are powered, contacts 6, 7, 31 and 32 are closed, contacts 33 are opened, and coil 25 of the time relay is powered, it is closed contacts 28 and 26, and contacts 27 and 29 open. The coil of valve 48 of the purge valve 17 receives power, it opens, communicates the adsorber 13 with the atmosphere, and the shut-off valve 15 closes, separating the adsorber 13 with the air intakes 11. The coil of the valve 49 is de-energized at this time This is because contact 29 is open, purge valve 18 is closed, and shut-off valve 16 is open.

Сжатый воздух от компрессора 1 через теплообменник 10, воздухосборники 11, масловлагоотделитель 12 и отсечной клапан 16 поступает в адсорбер 14, осушается в нем и через обратный клапан 20 направляется в воздухосборник 24 и далее к потребителю. Одновременно часть сухого воздуха (10-15% от количества осушенного в цикле работы установки) через дроссель 22 проходит в адсорбер 13, регенерирует в нем адсорбент и через пылеотделитель 38 по открытому клапану продувки 17 отводится в атмосферу. По достижении в пневмосети давления сжатого воздуха, равного верхней уставке реле давления 8, оно срабатывает, его контакты 9 размыкаются, теряет питание катушка 3 контактора включения электродвигателя 2 компрессора 1, который останавливается. Размыкаются также контакты 6 и 7 контактора. Катушка промежуточного реле 30 обесточивается, его контакты 31 и 32 размыкаются, а контакты 33 замыкаются. Катушка вентиля 48 теряет питание, клапан продувки 17 закрывается. Воздух из воздухосборников 11 продолжает поступать в адсорбер 14, осушается в нем и направляется к потребителю. Одновременно через дроссель 22 заполняется до равновесного давления адсорбер 13. Это делается для того, чтобы уменьшить скорость его наполнения, снизить износ адсорбента, повысить эффективность осушки.Compressed air from the compressor 1 through the heat exchanger 10, the air collectors 11, the oil separator 12 and the shut-off valve 16 enters the adsorber 14, is dried in it and through the check valve 20 is sent to the air collector 24 and then to the consumer. At the same time, part of the dry air (10-15% of the amount dried in the installation cycle) passes through the inductor 22 to the adsorber 13, regenerates the adsorbent in it and through the dust separator 38 through the open purge valve 17 is vented to the atmosphere. When the compressed air pressure in the pneumatic network is equal to the upper set point of the pressure switch 8, it trips, its contacts 9 open, the coil 3 of the contactor for turning on the electric motor 2 of compressor 1 stops, which stops. The contacts 6 and 7 of the contactor also open. The coil of the intermediate relay 30 is de-energized, its contacts 31 and 32 are opened, and the contacts 33 are closed. Valve coil 48 loses power, purge valve 17 closes. The air from the air collectors 11 continues to flow into the adsorber 14, is dried in it and is sent to the consumer. At the same time, through the choke 22, the adsorber 13 is filled to equilibrium pressure. This is done in order to reduce its filling rate, reduce the adsorbent wear, and increase the drying efficiency.

При падении в пневматической сети давления сжатого воздуха до нижней уставки реле давления 8, оно срабатывает, замыкаются его контакты 9, получает питание катушка 3 контактора, замыкаются его контакты 5, 6 и 7, включается электродвигатель 2, запускается компрессор 1. Через замкнутые контакты 33 и 28 получает питание катушка промежуточного реле 34, замыкаются его контакты 37 и размыкаются контакты 35 и 36. Обесточивается катушка 25 реле времени и катушка вентиля 48 клапана продувки 17, который, как и во время стоянки компрессора 1, остается закрытым. Замыкаются контакты 27 реле времени, получают питание катушки вентилей 47 и 49, открывается клапан продувки 18, закрывается отсечной клапан 16, а открывается отсечной клапан 15. Теперь сжатый воздух поступает на осушку в адсорбер 13 и далее через обратный клапан 19, питательную магистраль 23, воздухосборник 24 - к потребителю. В это же время через дроссель 22 часть воздуха из адсорбера 13 поступает в адсорбер 14, регенерирует адсорбент и через фильтр 39 и клапан продувки 16 отводится в атмосферу.When the pressure of compressed air drops to the lower set point of the pressure switch 8, it is activated, its contacts 9 are closed, the coil 3 of the contactor is powered, its contacts 5, 6 and 7 are closed, the motor 2 is turned on, the compressor 1 is started. Through closed contacts 33 and 28, the coil of the intermediate relay 34 receives power, its contacts 37 are closed and the contacts 35 and 36 are opened. The coil 25 of the time relay and the coil of the valve 48 of the purge valve 17 are de-energized, which, as when the compressor 1 is stationary, remains closed. The contacts of the time relay 27 are closed, they are supplied with power by the coil of valves 47 and 49, the purge valve 18 is opened, the shut-off valve 16 is closed, and the shut-off valve 15 is opened. Now compressed air enters the adsorber 13 for drying and then through the check valve 19, the supply line 23, air collector 24 - to the consumer. At the same time, through the throttle 22, part of the air from the adsorber 13 enters the adsorber 14, regenerates the adsorbent and is discharged into the atmosphere through the filter 39 and the purge valve 16.

При достижении в магистрали давления верхней уставки реле давления 8, оно срабатывает, размыкаются его контакты 9, теряет питание катушка 3 контактора, размыкаются его контакты 5, 6 и 7. Компрессор 1 останавливается. Теряет питание катушка промежуточного реле 34, замыкаются его контакты 35 и 36. Катушка 49 клапана продувки 18 обесточивается, он закрывается. Катушка 47 отсечного клапана 16 по-прежнему находится под напряжением и он закрыт. Во время стоянки компрессора 1 адсорбер 13 продолжает снабжать сухим сжатым воздухом потребителя и через дроссель 22 заполняет адсорбер 14. В дальнейшем циклы работы системы повторяются.When the pressure line reaches the upper set point of pressure switch 8, it trips, its contacts 9 open, the coil 3 of the contactor loses power, its contacts 5, 6 and 7 open. Compressor 1 stops. The coil of the intermediate relay 34 loses power, its contacts 35 and 36 are closed. The coil 49 of the purge valve 18 is de-energized, it closes. The shut-off valve coil 47 is still energized and closed. While the compressor 1 is stationary, the adsorber 13 continues to supply the consumer with dry compressed air and fills the adsorber 14 through the throttle 22. In the future, the system cycles are repeated.

При уменьшении абсолютной влажности осушенного сжатого воздуха (понижении температуры точки росы по отношению к температуре атмосферного воздуха) ниже требуемой величины срабатывает датчик влажности 53, замыкает свой контакт 54, чем подает электрическое питание на катушку вентиля 51 двухпозиционного клапана 50. Клапан 50 закрывается, перекрывает доступ регенерационного воздуха в регенерирующийся в настоящий момент адсорбер 13 или 14, прерывая в нем процесс восстановления адсорбента.When the absolute humidity of the dried compressed air decreases (the dew point temperature decreases with respect to the temperature of the air) below the required value, the humidity sensor 53 activates, closes its contact 54, which supplies electric power to the coil of the valve 51 of the on / off valve 50. The valve 50 closes, blocks access regeneration air into the currently regenerated adsorber 13 or 14, interrupting the adsorbent recovery process in it.

Предлагаемая локомотивная адсорбционная установка более совершенна, так как в ней предусмотрено ограничение расхода регенерационного воздуха, экономия которого при одновременно сохраняющейся степени осушки воздуха приводит к уменьшению эксплуатационных расходов на его производство.The proposed locomotive adsorption installation is more perfect, since it provides for a limitation of the flow rate of regenerative air, the saving of which, while maintaining a degree of air drying, reduces operating costs for its production.

Claims

A locomotive adsorption unit containing a unit control unit, a compressor designed to operate in intermittent operation, with a drive motor controlled by a pressure switch, a heat exchanger, air collectors, an oil separator, two parallel adsorbers for drying compressed air, each equipped with shut-off valve at the inlet, purge valve at the bottom and a non-return valve at the outlet, parallel to the exits from the adsorbers air with a throttle, a supply line with an air collector, a bypass line with isolation valves, characterized in that the regeneration air line is equipped with a normally open on-off valve controlled by an electromagnetic valve and an additional choke, and a compressed air humidity sensor having a make contact is connected to the supply line connected to the coil of the electromagnetic valve of the on-off valve located between the chokes.