Устройство для очистки сжатого газа от влаги

 

Изобретение относится к области отделения конденсата в сети сжатого воздуха и позволяет повысить надежность работы и эффективность отделения и сброса конденсата. Сжатый воздух попадает в корпус устройства через тангенциальные сопла, закручивается, поднимается внутри дефлектора и через выходной канал идет к потребителю. Вьщеливтиеся за счет центробежных сил капли влаги через каналы 17 для стока, размещенные в отверстии упругого кольца, попадают в камеру сбора конденсата. При достижении накопленньм при работе конденсатом в камере определенного уровня срабатывает датчик уровня и схема автоматики переключает электромагнитный клапан, который перекрывает дополнительный канал и соединяет камеру с дренажом. При этом дросселирование рабочей среды на отражателе позволяет за счет разности давлес ний перекрыть каналы отражателем и таким образом обеспечивает уменьше (/) ние потерь рабочей среды при единичном сбросе, В аварийном режиме аналогичное срабатывание датчика предельного уровня обеспечивает перекрытие выходного канала и сброс конденсата порциями, равными объему камеры . Заполнение камеры происходит через дополнительный канал, 1 з.п.ф-лы, 3 ил. со 4; со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU(IIi

А1 (50 4 В 01 D 45/00. 45/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 385? 585/27-26 (22) 14.02.85 (46) 30.11,86. Бюл. Р 44 (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов (72) Б.А, Яковлев, К.В, Марченко и И,А, Леонов (53) 66.074.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 940498, кл, В 01 D 45/00, опублик, 1979

Патент США.N 4113450, кл, В 01 D 45/16, 1978 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СЖАТОГО

ГАЗА ОТ ВЛАГИ (57) Изобретение относится к области отделения конденсата в сети сжатого воздуха и позволяет повысить надежность работы и эффективность отделения и сброса конденсата, Сжатый воздух попадает в корпус устройства через тангенциальные сопла, закручивается, поднимается внутри дефлектора и через выходной канал идет к потребителю, Выделившиеся эа счет центробежных сил капли влаги че- . рез каналы 17 для стока, размещенные в отверстии упругого кольца, попадают в камеру сбора конденсата, При достижении накопленным при работе конденсатом в камере определенного уровня срабатывает датчик уровня и схема автоматики переключает электромагнитный клапан, который перекрывает дополнительный канал и соединяет камеру с дренажом, При этом дросселирование рабочей среды на отражателе позволяет sa счет разности давлений перекрыть каналы отражателем и таким образом обеспечивает уменьшение потерь рабочей среды при единичном сбросе, В аварийном режиме аналогичное срабатывание датчика предельного уровня обеспечивает перекрытие выходного канала и сброс конденсата порциями, равными объему камеры, Заполнение камеры происходит через дополнительный канал. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1273143

Изобретение относится к отделению конденсата в сети сжатого воздуха с его автоматическим сбросом в дренаж и может найти применение в пневмосистемах и пневмоавтоматике. 5

Целью изобретения является повышение надежности работы и повышение эффективности отделения и сброса конденсата °

На фиг.l показан влагоотделитель, разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,l; на фиг.3 — блок-схема уг.равления.

Устройство для очистки сжатого газа от влаги содержит входной канал 1, выполненный в виде сопел 2, направленных тангенциально к стенкам корпуса 3 и расположенных с наклоном между стенками корпуса 3 и дефлектора 4, упругое кольцо 5, расположенное под входным отверстием допслнительного канала 6, На упругом кольце

5 установлен подпружиненный клапанотражатель 7, выгтолненный в виде полой полусферы, Дефлектор 4 располо25 жен под фильтрующим элементом 8, Влагоотделитель содержит выходной канал

9, электромагнитный двухпозиционный трехходовой клапан 10, соединяющий камеру 1 сбора конденсата с дополнительным каналом 6, электромагнитный двухходовой клапан 12, установленный в выходном канале 9, датчик предельного уровня 13, установленный между вьгходным отверстием входного 35 канала 1 и входным отверстием допол- . нительного канала 6, датчик 14 уровня конденсата, установленный в верхней части камеры 11 сбора конденсата, при этом дополнительный канал 6 40 соединен с камерой 11 сбора конденсата через клапан 10, а камера 11 сбора конденсата соединяется с дренажом

15 тем же электромагнитным клапаном

10, клапан-отражатель 7 подпружинен 45 с помощью пружины 16. Упругое кольцо

5 выполнено с каналами 17 для стока влаги, размещенными в отверстии кольца, выполненном в виде обратного усеченного конуса 18. На нижней кромке 50 дефлектора 4 выполнены лепестки 19.

Сопла 2 выполнены со скосом, благодаря чему при движении струй воздуха в кольцевом канале дополнительно увеличивается время действия центробежной силы и величина силы трения воздуха, что улучшает влагоотделение.

Датчик предельного уровня 13 связан с электромагнитным клапаном 12 через электромагнитное реле 20, связанное с реле времени 21, имеющим обратную связь с реле 20. Аналогично датчик 14 уровня конденсата связан через электромагнитное реле 22 с трехходовым клапаном 10 и с реле времени 23, имеющим обратную связь с реле 22.

Устройство работает следующим образом, Сжатый воздух от источника давления (не показан) при отборе потребителем или заполнением системы в начальный момент попадает в корпус 3 устройства. Проходя через входной канал 1, входящий воздух отражается от цилиндрической стенки корпуса 3 камеры, закручиваясь по периметру сверху вниз в кольцевом канале, о6разованном стенкой корпуса 3 и дефлектором 4, Частицы влаги, содержащиеся в сжатом воздухе, под действием центробежных сил отбрасываются на стенку рабочей камеры. Далее конденсат активно под действием струй воздуха и гравитационных сил стекает по стенке без соударения с поверхностью, При этом капли укрупняются и через каналы 17 для стока на скошенной внутренней кромке упругого кольца 5 попадают в камеру 11 сбора конденсата, Активный отвод конденсата через каналы !7 кольца 5 под клапан-отражатель в камеру 11 сбора конденсата позволяет уменьшить испарение отделенного конденсата движущимися струями.

Для создания условий значительного, но плавного уменьшения скорости массы воздуха в нижней части рабочей камеры, чтобы избежать выбивание капель, используется верхняя часть скошенной кромки кольца 5 и наружная поверхность клапана-отражателя, а также лепестки 19 на нижней кромке дефлектора 4, После отделения влаги (с ее отводом) воздух противотоком внутри дефлектора 4 поднимается, через фильтрующий элемент 8 и далее через выходной канал 9 идет к потребителю.

Так как в начальный момент рабочая камера и камера 11 сбора конденсата сообщены между собой посредством допол1273! 43 нительного канала 6 и каналов 17 для стока влаги в кольце 5, давление н обеих камерах одинаковое, и клапанотражатель 7 находится в исходном состоянии. В исходном состоянии кла- 5 пана-отражателя 7 его положение определяется действием пружины 16, Сила пружины незначительно больше веса клапана-отражателя 7, что позволяет беспрепятственно стекать конден- 10 сату через каналы 17 кольца 5 в камеру 11 сбора конденсата.

При достижении накопленным при работе конденсатом в камере ll наперед заданного уровня срабатывает дат- 5 чик 14 уровня и схема автоматики переключает электромагнитный клапан 10 °

Клапан 10 перекрывает дополнительный канал 6 на время сброса конденсата и соединяет камеру 11 сбора конден- 20 сата с дренажом 15. Время, необходимое для полного сброса, определяется из конкретных конструктивных величин и задается выдержкой реле времени 23, которое по истечении заданного време 25 ни выключает реле 22, и схема приходит в исходное состояние.

Канал дренажа 15 выбирается таким, чтобы рабочее сечение его было больше суммарной плошади сечений кана- 0 лов 17 для стока конденсата в кольце

5. Зто позволяет обеспечить дросселирование рабочей среды на клапанеотражателе 7 и за счет создания разности давлений в рабочей камере и камере 11 сброса конденсата войти клапану †отражате 7 в упругое коль— цо 5, пережимая кромку каналов 17 для стока, и таким образом отсечь рабочую камеру от камеры 1Е сбора 40 и от дренажного отверстия, что обеспечивает уменьшение потерь рабочей среды на единичном сбросе. Сброс конденсата происходит под действием избыточного давления воздуха, находяще-45 гося в верхней части камеры 11 и в полусферической поверхности клапанаотражателя 7, что увеличивает скорость сброса конденсата и не влияет существенно на стабильность давления 50 в рабочей камере при сбросе, После отключения реле времени 23 электромагнитный клапан 10 возвращается в исходное состояние, отсекая камеру

ll сбора от дренажа 15 и соединяя рабочую камеру с камерой 11 сбора через дополнительный канал 6, и давление выравнивается, Камера ll сбора значительно меньше по объему рабочей камеры корпуса 3, что в момент выравнивания давлений не приводит к существенному перепаду давления в рабочей камере ° Клапан-отражатель 7 возвращается в исходное состояние под действием сил упругой деформации кольца 5 и пружины 16 до следующего срабатывания, каналы 17 для стока открываются, При значительном количестве конденсата (в системе водяная пробка), превышающем пропускную способность влагоотделителя, конденсат заполняет рабочую камеру до датчика предельного уровня 13, Датчик 13 включает схему автоматики, Включается электромагнитный клапан 12, который перекрывает выходной канал 9 устройства, одновременно включается реле времени 21, которое по истечении заданного времени выключает реле 20 и схема приходит в исходное состояние.

Конденсат начинает сбрасываться порциями, равными объему камеры ll сбора конденсата. При этом сброс конпенсата происходит более интенсивно за счет того, что заполнение камеры

11 происходит в основном через доI. полнительный канал 6. После сброса порции конденсата и переключения клапана !2 очередная порция конденсата подается под давлением в камеру 11 сбора, сжимая воздух, находящийся в камере ll, от атмосферного давления, приблизительно равного рабочему давлению системы. Таким образом, последующие циклы сброса водяной пробки происходят без расхода рабочеи среды, После понижения уровня конденсата в рабочей камере ниже предельно допустимого (датчик 13) реле времени 21 с заданной выдержкой времени открывает выходной канал 9 устройства, и подача воздуха потребителю возобновляется. Выдержка времени реле 21 расчитывается, исходя из. соотношений объемов рабочей камеры и камеры 11 сбора. и времени срабатывания реле 21.

В дальнейшем устройство работает в единичном цикле, как описано, при малом количестве конденсата.

Таким образом, устройство позволяет повысить эффективность отделения и сброса конденсата, а также на дежность работы за счет наличия вход"

1273143 ного канала в виде сопел, направленных тангенциально стенке рабочей камеры с наклоном и расположенных между стенками рабочей камеры и дефлек.тора в кольцевом канале, что создает поток воздуха, закрученный по спирали сверху вниз, и увеличивает эффект отделения влаги за счет центробежной силы и силы трения, а также позволяет устранить образование мел- 111 кодисперсной фазы конденсата от соударения частиц влаги со стенкой рабочей камеры и поверхностью отражателя, позволяет создать по периферии зону пониженного давления, где поток воздуха помогает активно стекать и коагулировать осаждающимся каплям в воронку, образованную внутренней кромкой упругого кольца по каналам в камеру для сбора конденса- рб та, что позволяет уменьшить время непосредственного контакта струи сжатого воздуха с конденсатом, В центре рабочей камеры при этом создается зона повышенного давления и столб 25 восходящего воздуха, который мало активен для захвата конденсата, Способность устройства автоматически сбрасывать объем конденсата, превышающий объем рабочей камеры за счет дополнительного канала с электромагнитным клапаном, датчика предельного уровня и электромагнитного клапана, перекрывающего выход устройства, повышает надежность работы в .аварийном режиме и эффективность работы в целом.

Устройство работает практически без потерь рабочей среды при сбросе большого количества конденсата, так 4О как он сам сжимает атмосферный воздух, находящийся под отражателем после сброса первой порции, и тот в свою очередь выдавливает конденсат при открытии клапана в дренаж, 45

Стабилизация давления на выходе устройства достигается за счет автоматич еского отсечения рабочей камеры от камеры сбора конденсата за счет электромагнитного клапана, срабатывающего от датчика уровня, и перекрывающего дополнительный канал, и канала-отражателя, перекрывающего каналы для стока в упругом кольце.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

1, Устройство для очистки сжатого газа от влаги, содержащее вертикальный корпус с камерой сбора конденсата, входной тангенциальный канал, выходной канал с размещенным перед ним фильтруюшим элементом, дефлектор, дополнительный канал, соединенный с камерой сбора конденсата, стенку с отражателем, размещенную под входным отверстием дополнительного канала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе и эффективности отделения и сброса конденсата, стенка выполнена в виде упругого кольца с отверстием в форме обратного усеченного конуса и каналами для стока, а отражатель выполнен подпружиненным

r расположен в отверстии кольца, причем входной воздушный канал выполнен в виде наклонных сопел.

2. Устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно содержит первый и второй электромагнитные клапаны, размещенные соответственно на выходе камеры сбора конденсата и в выходном канале, датчик уровня, установленный в камере сбора конденсата и соединенный через реле с первым электромагнитным клапаном, датчик предельного уровня конденсата, установленный между выходным отверстием сопел и входным отверстием дополнительного канала и соединенный через реле с вторым электромагнитным клапаном, 1273143

А-А

1273143

ЩЭ, м

Составитель О. Беккер

Техред Д.Сердюкова Корректор А. Зимокосов

Редактор Н. Горват

Заказ 6367/7 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д.АУ5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4