устройство для осушки сжатого воздуха

Формула изобретения

Устройство для осушения сжатого воздуха, содержащее входной, выходной и дополнительный коллекторы, трехпоточный теплообменник типа "труба в трубе", узел слива с обогревающей камерой, вентилятор для принудительной подачи атмосферного воздуха на теплообменник, отличающееся тем, что теплообменник разделен на две ступени, сообщающиеся между собой через поворотные коллекторы, причем поворотный коллектор сырого воздуха и дополнительный коллектор снабжены каплеуловителями, при этом каждая ступень теплообменника охлаждается самостоятельным потоком атмосферного воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам подготовки сжатого воздуха.

Известно устройство для осушки сжатого воздуха, содержащее входной и выходной коллекторы-влагоотделители, дополнительный коллектор-влагоотделитель, с системой трубопроводов, подсоединенных к входному коллектору-влагоотделителю, а трубопроводы выходного коллектора-влагоотделителя расположены внутри последних и введены в дополнительный коллектор-влагоотделитель (SU 694741 А).

Недостатком известного устройства является низкая степень осушки сжатого воздуха в связи с тем, что выходы подводящих трубопроводов влажного сжатого воздуха и вводы и трубопроводы осушенного сжатого воздуха расположены близко один от другого и капельная влага из влажного потока в значительной степени захватывается потоком осушенного воздуха.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является устройство для осушки сжатого воздуха, содержащее входной и выходной коллекторы, теплообменник типа "труба в трубе", обдуваемый принудительным потоком атмосферного воздуха, дополнительный коллектор, снабженный трубной решеткой, разделяющей полость дополнительного коллектора-влагоотделителя на два отсека, первый из которых по ходу потока сообщен своей верхней частью со средней частью второго выходного отсека (SU 901745 А, 05.02.1982).

Недостатком известного устройства является невысокая степень осушки, т.к. мелкая капельная влага, выпадающая из подлежащего осушке сжатого воздуха в первом по ходу потока отсеке дополнительного коллектора, частично захватывается потоком осушенного воздуха и передается во второй отсек и далее по трубопроводам в выходной коллектор, а также возможность перемерзания нижней части теплообменника.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи по созданию устройства для осушки сжатого воздуха, обеспечивающего существенное повышение степени осушения.

Задача решена путем создания устройства, включающего входной и выходной коллекторы, трехпоточный теплообменник по типу "труба в трубе", принудительно обдуваемый атмосферным воздухом, узел слива с обогревающей камерой, вентилятор для принудительной подачи атмосферного воздуха на теплообменник, дополнительный коллектор-влагоотделитель. Теплообменник разделен на две неравные по площади ступени, сообщающиеся между собой поворотными коллекторами для сырого и сухого сжатого воздуха, причем поворотный коллектор для сырого воздуха, а также дополнительный коллектор снабжены каплеуловителями. Каждая ступень теплообменника имеет самостоятельный поток охлаждающего атмосферного воздуха.

Благодаря тому, что теплообменник осушителя разделен на две неравные по площади ступени, снабженные каплеуловителями, причем первая по ходу потока ступень по площади теплообменника больше чем вторая, а также тому, что каждая ступень теплообменника обдувается самостоятельным потоком охлаждающего атмосферного воздуха, улучшаются условия для осушения сжатого воздуха, снижается опасность замерзания конденсата в нижней части осушителя в связи с уменьшением поверхности теплообмена, появляется возможность для маневрирования подачей охлаждающего атмосферного воздуха, что часто бывает необходимо при резком изменении температуры атмосферного воздуха, а также при изменении расхода проходящего через осушитель сжатого воздуха.

На фиг.1 представлена схема устройства.

На фиг.2 - разрез фиг.1 по А-А.

Устройство содержит входной 1 и выходной 2 коллекторы сжатого воздуха, разделенные трубной решеткой 2, первую 4 и вторую 5 ступени теплообменника типа "труба в трубе", поворотный коллектор сырого воздуха 6 после первой ступени охлаждения делится каплеуловителем 7 на две части. Верхняя часть относится к первой ступени теплообменника, нижняя - ко второй. Дополнительный коллектор разделен по вертикали трубной решеткой 8 на влажный 9 и сухой 10 отсеки, в нижней части сообщающиеся через каплеуловитель 11. В нижней части дополнительного коллектора имеется обогреваемый накопитель 12 конденсата, откуда влага периодически удаляется через спускное устройство 13. Поворотный коллектор 14 сообщает вторую 5 и первую 4 ступени теплообменника по сухому воздуху.

Выходной коллектор 2 и сухой отсек дополнительного коллектора 10, а также входной отсек 1 и влажный отсек дополнительного коллектора 9 разделяются перемычками 15 и 16.

Площади теплообменников первой и второй ступеней соотносятся между собой как 1,0/1,0...1/0,65.

Устройство для осушки сжатого воздуха работает следующим образом.

Сжатый воздух поступает во входной коллектор 1, а затем по кольцевому пространству теплообменника, образованному входными 17 и выходными 18 трубопроводами, поступает в поворотный коллектор влажного воздуха 6. В теплообменнике влага, находящаяся в сжатом воздухе, частично конденсируется. При этом крупные капли конденсата высаживаются в трубах и самотеком попадают в коллектор 6, по его стенке стекают на дно и далее по нижнему ряду труб в конденсатосборник под дополнительным коллектором.

Мелкие капли, следующие вместе с сжатым воздухом в поворотном коллекторе 6, захватываются каплеуловителем 7, стекают на стенку коллектора 6 и далее на его дно. Поток воздуха из нижней части поворотного коллектора по межтрубью между входными 17 и выходными 18 трубопроводами следует в дополнительный коллектор, причем по пути следования подвергается дополнительному охлаждению, вследствие чего происходит укрупнение аэрозолей, которые на выходе из труб задерживаются каплеуловителем 11 на границе между влажной 9 и сухой 10 частями дополнительного коллектора. Осушенный воздух по внутренним трубам второй ступени 5 теплообменника попадает в поворотный коллектор 14 для осушенного воздуха, поднимается вверх и через внутренние трубы первой ступени теплообменника попадает в выходной коллектор 2 и далее в магистраль. На пути следования по внутренним трубам теплообменника осушенный сжатый воздух повышает свою температуру.

Каждая ступень теплообменника принудительно охлаждается самостоятельным потоком атмосферного воздуха.