RU65790U1

RU65790U1 - CYCLONE

Info

Publication number: RU65790U1
Application number: RU2007110034/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Балалаев; Геннадий Петрович Волошко
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2007-08-27

Abstract

Изобретение относится к устройствам очистки и осушки сжатых газов. Циклон содержит корпус, состоящий из верхней обечайки с входным патрубком и тангенциальным сопловым вводом и нижней обечайки большего диаметра, соединенных между собой внешней сферической стенкой, осевую отводящую трубу, имеющую на нижнем конце внутреннюю сферическую стенку, эквидистантную внешней, и переходящую в тороидальную стенку, камеру закручивания, образованную внутренней полостью тангенциального соплового ввода, выходной патрубок, верхнюю камеру-сборник, расположенную над тангенциальным сопловым вводом, отделенную от камеры закручивания стенкой, и сообщающуюся с ней отверстиями, и трубку для отвода конденсата, совмещающую внутреннюю полость тороидальной стенки с нижней частью корпуса циклона, расположенный перед тороидальной стенкой отводящей трубы теплообменник, вход которого совмещен с выходным патрубком для охлажденного газового потока вихревой трубы. Дополнительно введен регулятор расхода, который выполнен в виде камер пониженного и повышенного давления, которые разделены между собой гибкой мембраной, которая соединена с подпружиненным полым штоком, который расположен в камере пониженного давления и имеет боковые отверстия, которые совмещают внутреннюю его полость с полостью камеры пониженного давления и осевое выходное отверстие в конической части штока, площадь выходного отверстия штока равна 1,0...1,2 от площади соплового ввода вихревой трубы, гибкая мембрана выполнена с возможностью перемещения до плотного прилегания конической части штока к седлу клапана регулятора расхода, а площадь отверстия в седле The invention relates to a device for cleaning and drying compressed gases. The cyclone contains a housing consisting of an upper shell with an inlet pipe and a tangential nozzle inlet and a lower shell of a larger diameter, interconnected by an external spherical wall, an axial outlet pipe having an inner spherical wall at the lower end, which is equidistant to the external, and passes into the toroidal wall, a chamber twisting formed by the internal cavity of the tangential nozzle inlet, the outlet pipe, the upper chamber-collector located above the tangential nozzle inlet, separated from the chamber twisting by the wall, and the holes communicating with it, and the condensate drain pipe, combining the internal cavity of the toroidal wall with the lower part of the cyclone body, located in front of the toroidal wall of the discharge pipe, a heat exchanger whose inlet is combined with the outlet pipe for the cooled gas stream of the vortex tube. Additionally, a flow regulator is introduced, which is made in the form of low and high pressure chambers, which are separated by a flexible membrane that is connected to a spring-loaded hollow rod, which is located in the low pressure chamber and has side openings that combine its internal cavity with the cavity of the low pressure chamber and the axial outlet in the conical part of the rod, the area of the rod outlet is equal to 1.0 ... 1.2 of the area of the nozzle input of the vortex tube, a flexible membrane is made with possibly Tew move to a snug fit of the conical part of the rod to seat the valve flow controller, and the opening area in the saddle

клапана равна 3...5 от площади соплового ввода вихревой трубы, причем, камера пониженного давления регулятора расхода соединена трубопроводом с выходным патрубком циклона и совмещена через отверстие в седле клапана с входным патрубком вихревой трубы, а камера повышенного давления регулятора расхода совмещена трубопроводом с входным патрубком циклона.the valve is equal to 3 ... 5 of the area of the nozzle inlet of the vortex tube, moreover, the reduced pressure chamber of the flow regulator is connected by a pipeline to the outlet pipe of the cyclone and aligned through the hole in the valve seat with the inlet pipe of the vortex pipe, and the increased pressure chamber of the flow controller is combined with the inlet pipe cyclone nozzle.

Description

Изобретение относится к устройствам очистки и осушки сжатых газов.The invention relates to a device for cleaning and drying compressed gases.

Известен циклон, у которого осевая отводящая труба имеет на нижнем конце внутреннюю сферическую стенку, эквидистантную внешней сферической стенке корпуса циклона, и переходящую в тороидальную поверхность меньшего радиуса кривизны, камера закручивания образована внутренней полостью тангенциального соплового ввода, а камера-сборник отделена от камеры закручивания стенкой, сообщается с ней отверстиями и совмещена с верхним концом осевой трубы (Патент РФ №2071839, МПК В04С 5/103. Циклон/ А.Н.Балалаев. - По заявке №93053671/26 от 23.11.93, опубл. 1997, №2).A cyclone is known in which the axial outlet pipe has an inner spherical wall at the lower end, equidistant to the outer spherical wall of the cyclone body, and passing into a toroidal surface with a smaller radius of curvature, a swirl chamber is formed by an internal cavity of the tangential nozzle inlet, and the collection chamber is separated from the swirl chamber by a wall , communicates with the holes and combined with the upper end of the axial tube (RF Patent No. 2071839, IPC B04C 5/103. Cyclone / A.N. Balalaev. - By application No. 93053671/26 of 11.23.93, publ. 1997, No. 2 )

В данном циклоне эквидистантные сферические стенки образуют диффузор, на тороидальной поверхности происходит разворот потока сжатого газа на 180°, а вторичная сепарация осуществляется во внутренней полости сферического диффузора. Процесс вторичной сепарации усиливается за счет индуцирования акустических колебаний камерой-сборником.In this cyclone, the equidistant spherical walls form a diffuser, a 180 ° turn of the compressed gas flow occurs on the toroidal surface, and secondary separation is carried out in the internal cavity of the spherical diffuser. The secondary separation process is enhanced by the induction of acoustic vibrations by the collection chamber.

Однако, мощность акустических колебаний невелика, поэтому снижение температуры точки росы, вызванное колебаниями также невелико.However, the power of acoustic vibrations is small, therefore, the dew point temperature decrease caused by vibrations is also small.

Известна установка для осушки газа, содержащая вихревую трубу и циклон. Холодный воздух из вихревой трубы поступает в циклон, где сепарируется выделившаяся влага (Патент РФ №2038169, МПК В04С 7/00. Установка осушки газа/ Н.А.Макаров, Ю.Ф.Коротков, Е.А.Зинкичев и др. - По заявке №92014741/26 от 28.12.92, опубл. 1995, №18).A known installation for drying gas containing a vortex tube and a cyclone. Cold air from the vortex tube enters the cyclone, where the released moisture is separated (RF Patent No. 2038169, IPC V04C 7/00. Installation of gas dehydration / N.A. Makarov, Yu.F. Korotkov, E.A. Zinkichev, etc. - According to the application No. 92014741/26 of 12.28.92, publ. 1995, No. 18).

Вихревая труба разделяет сжатый газ на охлажденный и подогретый потоки, причем эффект охлаждения тем выше, чем меньше доля A vortex tube separates the compressed gas into cooled and heated flows, and the cooling effect is higher, the smaller the fraction

охлажденного потока и чем выше перепад давления. Поэтому данная установка осушает только часть газа при значительном снижении его давления.chilled flow and higher pressure drop. Therefore, this installation drains only part of the gas with a significant decrease in its pressure.

Известен также противоточный циклон (Свид. на полезную модель №24401, МПК В04С 5/103. Циклон / А.Н.Балалаев, М.А.Паренюк. - По заявке №2002100854/20 от 08.01.02; опубл. 2002. - №22 (III ч.)), содержащий, камеру закручивания, эквидистантные сферические стенки, образующие диффузор, переходящий в тороидальную поверхность меньшего радиуса кривизны, отводящую трубу, расположенный перед тороидальной поверхностью теплообменник, вход которого совмещен с выходом охлажденного газового потока вихревой трубы, используемой для измерения влажности сжатого газа, истекающего из выходного штуцера циклона.Countercurrent cyclone is also known (Certificate for Utility Model No. 24401, IPC B04C 5/103. Cyclone / A.N. Balalaev, M.A. Parenyuk. - By application No. 20022185854/20 of 08.01.02; publ. 2002. - No. 22 (III part)), containing, a swirling chamber, equidistant spherical walls forming a diffuser, passing into a toroidal surface of a smaller radius of curvature, a discharge pipe, a heat exchanger located in front of the toroidal surface, the inlet of which is combined with the outlet of the cooled gas stream of the vortex tube used for measuring humidity of compressed gas flowing out outlet fitting of the cyclone.

Однако для измерения влажности сжатого газа с помощью вихревой трубы необходимо, чтобы перепад давления на вихревой трубе и, следовательно, расход газа через нее были постоянными и независящими от расхода сжатого газа через циклон. При изменении расхода сжатого газа через циклон и перепада давления на нем степень осушки сжатого газа существенно изменяется, что является недостатком данного устройства.However, to measure the humidity of a compressed gas using a vortex tube, it is necessary that the pressure drop across the vortex tube and, therefore, the gas flow through it, be constant and independent of the flow of compressed gas through the cyclone. When changing the flow rate of compressed gas through the cyclone and the pressure drop across it, the degree of drying of the compressed gas changes significantly, which is a disadvantage of this device.

Данный циклон принят за прототип, как наиболее близкий по технической сущности.This cyclone is taken as a prototype, as the closest in technical essence.

Техническим результатом является повышение степени осушки сжатого газа в циклоне при снижении перепада давления сжатого газа за счет увеличения расхода газа через вихревую трубу.The technical result is to increase the degree of drying of the compressed gas in the cyclone while reducing the pressure drop of the compressed gas by increasing the gas flow through the vortex tube.

Технический результат достигается тем, что в циклоне, содержащем корпус, состоящий из верхней обечайки с входным патрубком и тангенциальным сопловым вводом и нижней обечайки большего диаметра, соединенных между собой внешней сферической стенкой, осевую отводящую трубу, имеющую на нижнем конце внутреннюю сферическую The technical result is achieved in that in a cyclone containing a housing consisting of an upper shell with an inlet pipe and a tangential nozzle inlet and a lower shell of a larger diameter, interconnected by an external spherical wall, an axial outlet pipe having an inner spherical at the lower end

стенку, эквидистантную внешней, и переходящую в тороидальную стенку, камеру закручивания, образованную внутренней полостью тангенциального соплового ввода, выходной патрубок, верхнюю камеру-сборник, расположенную над тангенциальным сопловым вводом, отделенную от камеры закручивания стенкой, и сообщающуюся с ней отверстиями, и трубку для отвода конденсата, совмещающую внутреннюю полость тороидальной стенки с нижней частью корпуса циклона, расположенный перед тороидальной стенкой отводящей трубы теплообменник, вход которого совмещен с выходным патрубком для охлажденного газового потока вихревой трубы, кроме того, дополнительно введен регулятор расхода, который выполнен в виде камер пониженного и повышенного давления, которые разделены между собой гибкой мембраной, которая соединена с подпружиненным полым штоком, который расположен в камере пониженного давления и имеет боковые отверстия, которые совмещают внутреннюю его полость с полостью камеры пониженного давления и осевое выходное отверстие в конической части штока, площадь выходного отверстия штока равна 1,0...1,2 от площади соплового ввода вихревой трубы, гибкая мембрана выполнена с возможностью перемещения до плотного прилегания конической части штока к седлу клапана регулятора расхода, а площадь отверстия в седле клапана равна 3...5 от площади соплового ввода вихревой трубы, причем, камера пониженного давления регулятора расхода соединена трубопроводом с выходным патрубком циклона и совмещена через отверстие в седле клапана с входным патрубком вихревой трубы, а камера повышенного давления регулятора расхода совмещена трубопроводом с входным патрубком циклона.a wall equidistant to the outer wall and passing into a toroidal wall, a swirl chamber formed by the inner cavity of the tangential nozzle inlet, an outlet pipe, an upper collection chamber located above the tangential nozzle inlet, separated from the swirl chamber by the wall, and communicating with the holes, and a tube for condensate drain, combining the internal cavity of the toroidal wall with the lower part of the cyclone body, located in front of the toroidal wall of the discharge pipe, a heat exchanger, the input of which is combined with the outlet pipe for the cooled gas stream of the vortex tube, in addition, an additional flow regulator is introduced, which is made in the form of chambers of reduced and increased pressure, which are separated by a flexible membrane that is connected to a spring-loaded hollow rod, which is located in the chamber of reduced pressure and has side holes that combine its internal cavity with the cavity of the chamber of reduced pressure and the axial outlet in the conical part of the rod, the area of the outlet of the rod is 1.0 ... 1 , 2 from the area of the nozzle inlet of the vortex tube, the flexible membrane is arranged to move until the conical part of the stem fits snugly to the valve seat of the flow regulator, and the area of the hole in the valve seat is 3 ... 5 from the area of the nozzle inlet of the vortex tube, and the chamber is lowered the pressure of the flow regulator is connected by a pipeline to the outlet pipe of the cyclone and is aligned through the hole in the valve seat with the inlet pipe of the vortex tube, and the high-pressure chamber of the flow controller is combined by the pipe with the inlet pipe cyclone.

Предложенное техническое решение отличается от прототипа наличием регулятора расхода, камера пониженного давления которого совмещена через отверстие в седле клапана с входным патрубком вихревой трубы и The proposed technical solution differs from the prototype by the presence of a flow regulator, the reduced pressure chamber of which is combined through an opening in the valve seat with the inlet pipe of the vortex tube and

выходным патрубком циклона, а камера повышенного давления совмещена с входным патрубком циклона. Геометрические размеры регулятора расхода выполнены таким образом, чтобы обеспечивать соотношения площадей лимитирующего отверстия регулятора расхода и соплового ввода вихревой трубы при плотном прилегании полого штока к седлу в диапазоне 1,0...1,2, а при отсутствии прилегания штока к седлу в диапазоне 3...5.the outlet nozzle of the cyclone, and the pressure chamber is aligned with the inlet of the cyclone. The geometric dimensions of the flow regulator are designed in such a way as to ensure the ratio of the areas of the limiting aperture of the flow regulator and the nozzle input of the vortex tube with a snug fit of the hollow rod to the saddle in the range of 1.0 ... 1.2, and in the absence of the rod to the saddle in the range of 3 ...5.

Таким образом, в предложенную конструкцию вводится новый элемент: регулятор расхода с геометрическими характеристиками, зависящими от площади соплового ввода вихревой трубы, что доказывает соответствие предложенного технического решения критерию «новизна».Thus, a new element is introduced into the proposed design: a flow regulator with geometric characteristics depending on the area of the nozzle inlet of the vortex tube, which proves that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

Так как в вихревой трубе протекает газ, очищенный и осушенный в циклоне, то поток охлажденного газа на выходе из вихревой трубы имеет температуру на 20...40°С ниже температуры газа на входе в циклон (Вихревые аппараты/А.Д.Суслов, С.В.Иванов, А.В.Мурашкин, Ю.В.Чижиков. - М.: Машиностроение, 1985. - 270 с.). Этот охлажденный поток газа подается в теплообменник, расположенный перед тороидальной стенкой отводящей трубы циклона. Сжатый газ в циклоне соприкасается с внешней стенкой теплообменника, имеющей температуру на 15...30°С ниже температуры сжатого воздуха. Вода, содержащаяся в газе в виде пара, конденсируется на стенках теплообменника. Капли, унесенные с поверхности теплообменника закрученным газовым потоком, оседают на внутренней стенке тороидального обтекателя, куда отбрасываются центробежными силами, и вытекают из него через отводную трубку.Since gas purified and dried in the cyclone flows in the vortex tube, the cooled gas stream at the outlet of the vortex tube has a temperature 20 ... 40 ° C lower than the gas temperature at the inlet of the cyclone (Vortex Devices / A.D. Suslov, S.V. Ivanov, A.V. Murashkin, Yu.V. Chizhikov. - M.: Mechanical Engineering, 1985. - 270 p.). This cooled gas stream is supplied to a heat exchanger located in front of the toroidal wall of the cyclone outlet pipe. The compressed gas in the cyclone is in contact with the outer wall of the heat exchanger, which has a temperature of 15 ... 30 ° C below the temperature of the compressed air. Water contained in the gas in the form of steam condenses on the walls of the heat exchanger. Drops, carried away from the surface of the heat exchanger by a swirling gas stream, settle on the inner wall of the toroidal cowl, where they are discarded by centrifugal forces, and flow out of it through the outlet pipe.

При уменьшении расхода сжатого газа через циклон, вызванного уменьшением числа потребителей, свойства циклона по сепарации капельной влаги заметно снижаются. Компенсировать это снижение может увеличение холодопроизводительности вихревой трубы, снижение температуры холодного газа, истекающего из вихревой трубы, и как With a decrease in the flow rate of compressed gas through the cyclone caused by a decrease in the number of consumers, the properties of the cyclone in the separation of droplet moisture noticeably decrease. This decrease can be compensated by an increase in the cooling capacity of the vortex tube, a decrease in the temperature of the cold gas flowing out of the vortex tube, and how

следствие, выпадение из сжатого газа конденсата в виде инея. Чтобы достичь данного эффекта, необходимо при уменьшении перепада давления сжатого газа между входным и выходным патрубками циклона увеличить расход сжатого газа через вихревую трубу. Эту функцию может обеспечить регулятор расхода.the consequence is the condensate falling out of the compressed gas in the form of hoarfrost. To achieve this effect, it is necessary to reduce the compressed gas flow through the vortex tube while decreasing the pressure drop of the compressed gas between the inlet and outlet nozzles of the cyclone. This function can provide a flow regulator.

Отличительные признаки в своей совокупности не были использованы по предложенному назначению в других технических решениях в данной области техники, они являются необходимыми и достаточными для достижения поставленной цели, то есть повышения степени осушки сжатого газа.Distinctive features in their totality were not used for the proposed purpose in other technical solutions in the art, they are necessary and sufficient to achieve the goal, that is, to increase the degree of drying of compressed gas.

На фиг.1 показан продольный разрез предложенного циклона. На фиг.2 - увеличенный вид I регулятора расхода.Figure 1 shows a longitudinal section of the proposed cyclone. Figure 2 is an enlarged view of I flow regulator.

Циклон содержит патрубок 1 для подвода сжатого газа, тангенциальный сопловый ввод 2, камеру закручивания 3, верхнюю обечайку 4, соединенную внешней сферической стенкой 5 с нижней обечайкой 6, осевую отводящую трубу 7, имеющую на нижнем конце внутреннюю сферическую стенку 8, переходящую в половину тора 9 с трубкой 10 для отвода конденсата, теплообменник 11, нижнюю камеру-сборник 12, вихревую трубу 13 с выходным патрубком 14 для охлажденного газа и входным патрубком 15, выходной штуцер 16, имеющий зазор 17 с верхним концом отводящей трубы 7, верхнюю камеру-сборник 18, отделенную от камеры закручивания 3 стенкой с отверстиями 19. Входной патрубок циклона 1 соединен трубопроводом с камерой повышенного давления 20 регулятора расхода, имеющего камеру пониженного давления 21, соединенную трубопроводом с выходным патрубком циклона 16. Камеры повышенного 20 и пониженного давления 21 регулятора расхода 22 разделены между собой гибкой мембраной 23, соединенной с полым штоком 24, имеющим боковые отверстия 25, совмещающие его внутреннюю полость с полостью камеры пониженного давления 21 и The cyclone contains a nozzle 1 for supplying compressed gas, a tangential nozzle inlet 2, a swirl chamber 3, an upper shell 4 connected by an external spherical wall 5 with a lower shell 6, an axial outlet pipe 7 having an inner spherical wall 8 at the lower end that passes into half of the torus 9 with a condensate drain pipe 10, a heat exchanger 11, a lower collection chamber 12, a vortex tube 13 with a chilled gas outlet pipe 14 and an inlet pipe 15, an outlet fitting 16 having a gap 17 with the upper end of the discharge pipe 7, the upper chamber a boron 18, separated from the swirling chamber 3 by a wall with holes 19. The inlet pipe of the cyclone 1 is connected by a pipeline to the high-pressure chamber 20 of the flow regulator having a low-pressure chamber 21 connected by a pipeline to the outlet pipe of the cyclone 16. The high-pressure and low-pressure chambers 21 of the flow controller 21 22 are separated by a flexible membrane 23 connected to the hollow stem 24 having side openings 25 combining its internal cavity with the cavity of the reduced pressure chamber 21 and

осевое выходное отверстие 26 в конической части штока, площадь выходного отверстия 26 равна 1,0...1,2 от площади соплового ввода вихревой трубы, гибкая мембрана 23 выполнена с возможностью перемещения до плотного прилегания конической части штока 24 к седлу клапана 27 регулятора расхода 22, а площадь отверстия в седле клапана 27 равна 3...5 от площади соплового ввода вихревой трубы. Между мембраной 23 и стенкой камеры пониженного давления 21 расположена пружина 28.axial outlet 26 in the conical part of the rod, the area of the outlet 26 is 1.0 ... 1.2 of the area of the nozzle inlet of the vortex tube, the flexible membrane 23 is made with the possibility of movement to the snug fit of the conical part of the rod 24 to the valve seat 27 of the flow regulator 22, and the area of the hole in the valve seat 27 is 3 ... 5 of the area of the nozzle inlet of the vortex tube. Between the membrane 23 and the wall of the chamber of reduced pressure 21 is a spring 28.

Циклон работает следующим образом.The cyclone works as follows.

Сжатый воздух или газ поступает через входной патрубок 1 и тангенциальный сопловой ввод 2 в камеру закручивания 3, где приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил частицы масла, воды и механических примесей отбрасываются на поверхность верхней обечайки 4, сферической стенки 5 и нижней обечайки 6, откуда стекают в нижнюю камеру-сборник 12. Закрученный поток сжатого газа обтекает криволинейные поверхности 8 и 9 и входит в отводящую трубу 7. Так как при этом радиус потока вращающегося газа уменьшается, то увеличиваются центробежные силы. Перед входом в отводящую трубу 7 газ проходит вдоль поверхности теплообменника 11, по которому протекает охлажденный газовый поток из вихревой трубы 13. Поток охлажденного газа в выходном патрубке 14 вихревой трубы имеет температуру на 20...40°С ниже температуры газа во входном патрубке 15 вихревой трубы или в выходном патрубке 16 циклона. Сжатый газ в циклоне соприкасается с внешней стенкой теплообменника 11, имеющей температуру на 15...30°С ниже температуры сжатого воздуха. Вода, содержащаяся в газе в виде пара, конденсируется на стенках теплообменника. Влага, выделившаяся в потоке сжатого газа, сепарируется во внутренней полости тороидальной стенки 9 и стекает по трубке для отвода конденсата 10 в нижнюю камеру-сборник 12 циклона. Влага, Compressed air or gas enters through the inlet pipe 1 and the tangential nozzle inlet 2 into the swirl chamber 3, where it acquires a rotational movement. Under the action of centrifugal forces, particles of oil, water and mechanical impurities are thrown onto the surface of the upper shell 4, the spherical wall 5 and the lower shell 6, from where they flow into the lower collection chamber 12. A swirling stream of compressed gas flows around curved surfaces 8 and 9 and enters the discharge pipe 7. Since the radius of the flow of the rotating gas decreases, the centrifugal forces increase. Before entering the discharge pipe 7, the gas passes along the surface of the heat exchanger 11, through which the cooled gas stream from the vortex tube 13 flows. The cooled gas stream in the outlet pipe 14 of the vortex tube has a temperature 20 ... 40 ° C lower than the gas temperature in the inlet pipe 15 vortex tube or in the outlet pipe 16 of the cyclone. The compressed gas in the cyclone is in contact with the outer wall of the heat exchanger 11, which has a temperature of 15 ... 30 ° C below the temperature of the compressed air. Water contained in the gas in the form of steam condenses on the walls of the heat exchanger. Moisture released in the compressed gas stream is separated in the internal cavity of the toroidal wall 9 and flows down the pipe to drain condensate 10 into the lower cyclone collection chamber 12. Moisture,

движущаяся вместе с газовым потоком по внутренней поверхности отводящей трубы 7 в виде пленки, попадает через щель 17 в верхнюю камеру-сборник 18 и подсасывается через отверстия 19 в камеру закручивания 3.moving together with the gas stream along the inner surface of the outlet pipe 7 in the form of a film, enters through the slot 17 into the upper collection chamber 18 and is sucked through the openings 19 into the twisting chamber 3.

При уменьшении расхода сжатого газа через циклон, вызванного уменьшением числа потребителей сжатого газа после циклона, свойства циклона по сепарации капельной влаги заметно снижаются. При этом также снижается перепад давления газа между входным патрубком 1 и выходным патрубком 16 циклона. Одновременно снижается перепад давления газа между полостями 20 и 21 регулятора расхода 22. Гибкая мембрана 23 перемещается под действием пружины 28 и отводит полый шток 24 от седла клапана 27, увеличивая расход сжатого газа через регулятор расхода 22 и вихревую трубу 13. Увеличение расхода через вихревую трубу 13 повышает ее холодопроизводительность, что приводит к снижению температуры холодного газа, истекающего из выходного патрубка 14 вихревой трубы, к снижению температуры стенки теплообменника 11 и, как следствие, к выпадению из сжатого газа конденсата в виде инея. Отношение площадей отверстия седла клапана 27 и соплового ввода вихревой трубы 13 предусмотрено в диапазоне 3...5, чтобы создавать минимальное сопротивление потока газа в регуляторе расхода.With a decrease in the flow rate of compressed gas through the cyclone caused by a decrease in the number of consumers of compressed gas after the cyclone, the properties of the cyclone in the separation of droplet moisture noticeably decrease. This also reduces the pressure drop between the inlet pipe 1 and the outlet pipe 16 of the cyclone. At the same time, the gas pressure drop between the cavities 20 and 21 of the flow regulator 22 decreases. The flexible membrane 23 moves under the action of the spring 28 and withdraws the hollow stem 24 from the valve seat 27, increasing the flow of compressed gas through the flow regulator 22 and the vortex tube 13. Increasing the flow rate through the vortex tube 13 increases its cooling capacity, which leads to a decrease in the temperature of the cold gas flowing out of the outlet pipe 14 of the vortex tube, to a decrease in the temperature of the wall of the heat exchanger 11 and, as a result, to the loss of compressed gas condensate in the form of frost. The ratio of the area of the opening of the valve seat 27 and the nozzle inlet of the vortex tube 13 is provided in the range 3 ... 5 in order to create a minimum gas flow resistance in the flow regulator.

При увеличении расхода сжатого газа через циклон, вызванного увеличением числа потребителей сжатого газа после циклона, свойства циклона по осушению сжатого газа увеличиваются. Осушение происходит за счет акустических колебаний, индуцируемых верхней камерой-сборником 18, играющей роль акустического резонатора, и передающихся в камеру закручивания 3 через отверстия 19. При этом также повышается перепад давления газа между входным патрубком 1 и выходным патрубком 16 циклона. Одновременно повышается перепад давления газа With an increase in the flow of compressed gas through the cyclone caused by an increase in the number of consumers of compressed gas after the cyclone, the properties of the cyclone for drying the compressed gas increase. Drainage occurs due to acoustic vibrations induced by the upper collection chamber 18, which plays the role of an acoustic resonator, and transmitted to the swirl chamber 3 through openings 19. This also increases the gas pressure drop between the inlet pipe 1 and the outlet pipe 16 of the cyclone. At the same time, the gas pressure drop rises

между полостями 20 и 21 регулятора расхода 22. Гибкая мембрана 23 перемещается под действием перепада давления, сжимает пружину 28 и доводит полый шток 24 до плотного прилегания к седлу клапана 27, уменьшая расход сжатого газа через отверстия 25, 26 и вихревую трубу 13. Отношение площадей отверстия 26 полого штока 24 и соплового ввода вихревой трубы 13 предусмотрено в диапазоне 1...1,2, чтобы понизить расход воздуха за счет повышения сопротивление потока газа в регуляторе расхода 22. Снижение расхода газа через вихревую трубу в этом случае не приводит к понижению степени осушения газа циклоном, но зато повышает долю сжатого газа, направляемого после выходного патрубка 16 циклона к потребителям.between the cavities 20 and 21 of the flow regulator 22. The flexible membrane 23 moves under the influence of a differential pressure, compresses the spring 28 and brings the hollow stem 24 to fit snugly on the valve seat 27, reducing the flow of compressed gas through the openings 25, 26 and the vortex tube 13. Area ratio the holes 26 of the hollow rod 24 and the nozzle inlet of the vortex tube 13 are provided in the range 1 ... 1.2 in order to lower the air flow rate by increasing the gas flow resistance in the flow regulator 22. In this case, reducing the gas flow through the vortex tube does not lead to a pony reduction in the degree of gas dehumidification by the cyclone, but on the other hand, it increases the proportion of compressed gas sent after the outlet pipe 16 of the cyclone to consumers.

В результате конденсации и сепарации влаги точка росы сжатого газа может понизиться на 15...30°С, что выше, чем у аналогов, на 5...10°С. Таким образом, степень осушения сжатого воздуха повышается по сравнению с прототипом на 5...7%. За счет использования регулятора расхода доля сжатого газа, отбираемого в вихревую трубу, может быть ограничена заданным значением, например, быть не более 10%.As a result of condensation and separation of moisture, the dew point of the compressed gas can decrease by 15 ... 30 ° С, which is higher than that of analogs by 5 ... 10 ° С. Thus, the degree of drainage of compressed air increases compared to the prototype by 5 ... 7%. Due to the use of a flow regulator, the fraction of compressed gas taken into the vortex tube can be limited by a predetermined value, for example, not more than 10%.

Claims

A cyclone comprising a housing consisting of an upper shell with an inlet pipe and a tangential nozzle inlet and a lower shell of a larger diameter, interconnected by an external spherical wall, an axial outlet pipe having an inner spherical wall at the lower end, which is equidistant to the external, and passes into a toroidal wall, a twisting chamber formed by the internal cavity of the tangential nozzle inlet, an outlet pipe, an upper collection chamber located above the tangential nozzle inlet, separated from the cam the wall of the screw, and the holes communicating with it, and a condensate drain pipe combining the internal cavity of the toroidal wall with the lower part of the cyclone body, located in front of the toroidal wall of the discharge pipe, a heat exchanger whose inlet is aligned with the outlet pipe for the cooled gas stream of the vortex tube, characterized in that an additional flow regulator is introduced, which is made in the form of chambers of low and high pressure, which are separated by a flexible membrane, which is connected to spring-loaded hollow rod, which is located in the chamber of reduced pressure and has side openings that combine its internal cavity with the cavity of the chamber of reduced pressure and an axial outlet in the conical part of the rod, the area of the outlet of the rod is 1.0 - 1.2 of the area of the nozzle inlet vortex tube, flexible membrane is made with the possibility of movement until the conical part of the stem fits snugly to the valve seat of the flow regulator, and the area of the hole in the valve seat is 3 - 5 of the area of the nozzle inlet of the vortex second pipe, wherein, the vacuum chamber flow controller connected with an outlet pipe of the cyclone and is combined through the opening in the valve seat to the inlet of the vortex tube, and a flow regulator plenum conduit is aligned with the inlet cyclone.