Устройство для осушки сжатоговоздуха

 

ОПИСАНИЕ

НИЯ „„814402

К АВТОИ:КОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сеаетских

Социалистических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 030579 (2! ) 2760564/23-26 (5 )

3 с присоединением заявки М В 01 D 45/12

Государственный коинтет

СССР оо делан нзобретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230381,Бюллетень Н9 11

Дата опубликования описания 230381 (53) УДК 621. 928. 93 Ф

66.074.1(088.8) (72) Авторы изобретения

A,Ä. Карасик, В.М. Иванов и E.S, Крылов

Государственный ордена Трудового Красного всесоюзный проектный и научно-исследовател институт цементной промышленности (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУШКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА

Изобретение относится и аппаратам вихревого типа, предназначенным, для выделения жидкости из газового потока и может. найти применение в различных областях техники, например. для осушки сжатого воздуха компрессоров.

Известно устройство для очистки сжатого. воздуха, применяемое в системах осушки газового потока компрессорных станций, состоящее из корпуса с установленным соосно внутри цилиндром, снабженным завихрителем в нижней входной части, имеющим на боковой поверхности тангенциальные 15 окна для закручивания воздушного потока. Цилиндр снабжен поперечйыми перегородками для обеспечения многоходового спирального движения потоко воздуха. Внутри корпуса помимо 20 цилийдра размещены герметичный и направляющий цилиндры и секционный электронагреватель 11) .

Недостаток известного устройства заключается в том, что эффективность 25 отделения капельной влаги зависит в нем от расхода сжатого воздуха через устройство, так как скорость воздуха в соплах будет меняться,со- 1 ответственно будет различным центро- 30 бежный эффект,.а значит будет меняться эффективность отделения капельной влаги и масла. Кроме того, требуются дополнительные затраты электроэнергии .для нагрева воздуха при снижении его относительной влажности.

Известен также аппарат для очистки сжатого воздуха, содержащий корпус, соосно размещенную в нем вихревую камеру, в нижней части которой выполнены тангенциальные отверстия для ввода осушаемого воздуха и установлен поршень-регулятор расхода, соединенный штоком с подпружиненной мембраной, размещенной в нижней части корпуса и образующей с ним уравнительную камеру, в боковых стенках вихревой камеры выполнены та тенциальные отверстия для отвода конденсата, а ее верхняя часть снабжена осевым соплом для вывода осушаемого воздуха, В этом устройстве очистка сжатого воздуха происходит эа счет придания вращательного движения потоку при прохождении через завихритель, в результате из воздуха выделяется капельная влага и масло.

Проходное сечение тангенциальных окон завихрителя с помощью поршня меняется так, что обеспечивается

814402 постоянная скорость закручивания потока и тем самым - постоянно высокий эффект очистки воздуха от капельной влаги и масла. Одновременно, за счет образования в рабочей зоне двух вихрей — свободного (наружного), имеющего повышенную температуру, и вынужденного (внутреннего), с поступательным и вращательным движением навстречу свободному вихрю, охлажденного, — в последнем, как след ствие, конденсируется дополнительная капельная влага, выносимая центро бежным эффектом через периферические окна вихревой камеры и слив. Результатом этого является общее снижение относительной влажности воздуха до величины, меньшей 100% (2j

Недостатком устройства является неполное, частичное использование вышеуказанного эффекта энергетического разделения вихрей (эффекта Ранка), поскольку вихревая камера является прямоточной и оба вихря частично перемешиваются кроме того камера .цилиндрической формы должна иметь отношение диаметра к длине 9 или более, что ограничивает возможность уменьшения габаритов и металлоемкости .иэделия.

Цель изобретения — повышение эффективности осушки, снижение металлоемкости и габаритов устройства.

Указанная цель достигаетая тем, что в предлагаемом устройстве поршень, шток и диафрагма выполнены с осевым каналом, а вихревая камера выполнена в виде усеченного конуса с расширением в сторону выходного патрубка.

На Фиг.1 показано устройство вихревой осушки, общий вид; на фиг.2 разрез по AA на фиг.1; на Фиг.3 разрез по ББ на фиг.1; на фиг.4 разрез по ВВ на фиг.1.

Устройство состоит нз цилиндрического корпуса 1, внутри которого установлена вихревая камера 2 в виде усеченного конуса с тангенциальными окнами 3 для отвода уловленной влаги. К нижней, узкой части конической камеры премыкает завихритель 4, тенгенциальные окна 5 кото" рого частично перекрываются поршнем

6, имеющим осевой канал, с полным штоком 7, при этом шток соединен с гибкой диафрагмой 8 и поджат пружиной 9. Диафрагма разделяет входную камеру 10 сжатого воздуха и уравнительную камеру 11. Последняя соединена обводной трубкой 12 со смесительной камерой 13, расположенной в верхней части устройства. Вихревая камера 2 вверху заканчивается выхлопным конусом 14, который совместно с крышкой 15 корпуса образует смесительную камеру 13.

Устройство вихревой осушки работает следующим образом.

Сжатый воздух из магистрали поступает во входную камеру 10 над диаф(рагмой 8, отжимая ее своим давлением вниз вместе с поршнем б, затем воздух проходит через тангенциальные окна 5 завихрителя 4, открытые переместившимся вниз поршнем б. В результате поток сжатого воздуха приобретает вращательное движение, перемещаясь вверх по винтовой линии вдоль внутренней поверхности конической вихIQ .ревой камеры 2 — образуется наружный,так называемый свободный вихрь.

Одновременно образуется встречно направленный (вращательно и поступательно) внутренний,так называемый вынужденный вихрь. В случае достаточно высоких (околозвуковых) скоростей вращения наблюдается его охлаждение и нагрев свободного вихря,т.е. разделение энергии в потоке (эффект

20 Ранка). Капельная влага отбрасывается к периферии вихревой камеры 2, где через тангенциальные

-Окна 3 удаляется в корпус 1, откуда сливается, Охлаждение значительной

25 части газа в вынужденном вихре снижает ее точку росы, в результате дополнительно образуется конденсат, удаляемый в виде капель вышеуказанным образом. Воздух вынужденного вихря, во избежание перемешивания со свободным и, как следствие, нежелательно его нагревания в вихревой камере, перетекает через осевой канал в поршень б,шток 7,в уравнительную камеру 11 и далее через обводную трубку 12 — в смесительную камеру 13, куда из конуса 14 поступает воздух подогретого свободного вихря. В зависимости от соотношения давлений во входной камере 10 и урав40 нительной камере 11 поршень б, перемещаясь вверх или вниз, перекрывает тангенциальные окна 3 таким образом, что поддерживается постоянство высокой скорости завихрения входящего

45 потока независимо от колебаний производительности по воздуху. Из сме-. сительной камеры 13 осушенный воздух поступает к потребителю. Дополнительное повышение осушки, а также уменьшение габаритов и металлоемкости устройства достигается применением конической формы вихревой камеры с расширением кверху — в сторону дви;жения свободного вихря, Теоретические и экспериментальные исследования показали,что по сравнению с цилиндрической формпй вихревой камеры тот же эффект охлаждения вынужденного вихря (а значит и дополнительной конденсации влаги из пересыщен40 ного воздуха) может быть достигнут на значительно меньшей длине камеры.

После усреднения температуры воздушного потока в смесительной камере

13 его относительная влажность ста65 новится ниже 100%.

814402

Формула изобретения

9Ъа Р б-Д

Ф (Г Д ф р, 1

Составитель В. Апарин

Техред Т.Маточка

Корректор Ю. Макаренко.

Редактор В. Данко

Заказ 871/7 Тираж 706

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для осушки сжатого воздуха, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, вихревую камеру с тангенциальными окнами на входе, расположенную соосно с корпусом, уравнительную камеру, сообщающуюся со смесительной камерой, и поршень регулятора расхода воздуха, частично перекрывающий тангенциальные окна, установленный на штоке, закрепленном в диафрагме, отделяющей уравнительную камеру от входного парубка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности осушки, снижения металлоемкости и габаритов устройства, поршень, шток и диафрагма выполнены с осевым каналом, а вихревая камера выполнена в виде усеченного конуса с расширением в сторону выходного патрубка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 222266664444,, кклл. Р 25 В 43/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 537690, кл. В 01 D 45/18, 1975 (прототип) °