Диплом (Разработка влагоустроняющего комплекса тормозного компрессора КТ-7, КТ-7), страница 6

4.3 Влагоустраняющая установка модернизированного компрессора

Влагоустраняющая установка представляет собой емкость в пазы которой устанавливаются сетчатые съемные кассеты с гидрогелем (см. пп. 4.1, 4.2). Данная емкость крепится вместо левого и правого бачков в нижней части радиатора. Учитывая строго габаритные размеры компрессорной установки и установленные крепежные места, количество гидрогель выбираем по ограниченному объему съемных нижних (левый, правый) бачков радиатора.

Рисунок 4.4 – Модернизация левого и правого радиаторных бачков радиатора холодильника тормозного компрессора

При этом необходимо учитывать трехкратное увеличения объема гранул адсорбента и распределение гранул по всему основанию съемной кассеты. На основании выполненного анализа в бачках устанавливаем по 100-150 грамм. Этого объема достаточно для впитывания 1,5 литров водомасленной смеси.

Рисунок 4.5 – Модернизированный радиаторный бачок (вид сверху)

Вывод: приведенное устройство совместно с воздушным фильтром, маслоотстойником и адсорбентной установкой представляет собой влагоустроняющий комплекс компрессорной установки. Этот комплекс изначально, в первый период приготовления рабочего воздуха пневматической системы осушает его. Снижет уровень влаги в змеевике и главных резервуарах, а следовательно мелких элементов ржавчины. Ржавчина является основным источником засорения калибровочных отверстий таких как диаметр 0,45 мм; 1,2 мм.

4.4 Виды адсорбционных установок

Сжатый воздух от компрессора 4 через обратный клапан 5 и маслоотделитель 6 направляется через теплообменник 2 и распределительный клапан 9, управляемый ку­лачковым переключателем управления 1, и далее в адсорбер, например, 12. В адсорбере воздух осушается в слое адсорбента и через обратный клапан 15 и пылеотделитель 17 поступает в главные резервуары локомотива. Одновременно через дроссель 14 и открытый во время работы компрессора электропневматический клапан 16 часть сухого воздуха с давлением, близким к атмосферному, проходит через адсорбер 13, регенерирует адсорбент и через атмосферный тракт распределительного клапана отводится, в атмосферу. Переключение адсорберов 12 и 13 с режима осушки воздуха на режим регенерации адсорбента производится через каждые шесть циклов включения компрессора. Для исключения резкого сброса давления из установки в момент переключения адсорберов во время последней стоянки компрессора перед переключением адсорберов кулачковый переключатель управления 1 открывает клапан 16 и один из адсорберов разряжается через другой в атмосферу. Режим работы адсорбционной установки контролируется манометрами 10 и 11.

При нажатии кнопки 4 запускается компрессор 5 и сжатый воздух через распределительный клапан 6, адсорбер 9 и обратный клапан 13 поступает в магистраль 11 и далее к потребителю. Одновременно вклю­чается клапан 10 и через дроссель 12 сухой воздух поступает в адсорбер 8, регенерирует в нём адсорбент и отводится через распределительный клапан в атмосферу. Питание получает также вентиль 16 клапана 15, который сообщает резервуар 19 с магистралью 11, обеспечивая его заряд­ку через дроссель 17. При достижении в магистрали 11 давления сжатого воздуха, равного верхней уставке реле давления 2, размыкаются его контакты 1, компрессор останавливается, обесточивается вентиль кла­пана 10, прекращается поступление воздуха в адсорбер 8 и его регене­рация, закрывается также клапан 15. Величина достигнутого давления в резервуаре 19 сохраняется на всё время стоянки компрессора, так как клапан 14 закрыт.

Рисунок 4.6 - Адсорбционная шестицикловая установка

При снижении в магистрали 11 давления сжатого воздуха до нижней уставки реле давления 2 его контакты 1 замыкаются, включается компрессор, продолжается осушение воздуха в адсорбере 9 и регенерация в адсорбере 8, продолжается зарядка резервуара 19 автомата 20. Давление в резервуаре растёт при всех последующих пусках компрессора, пока не достигнет величины верхней уставки автомата 20.

Рисунок 4.7 - Адсорбционная установка с симметрией циклов

После этого автомат срабатывает, его контакты 22 замыкаются, получает питание катушка 18 вентиля 3, воздух поступает в привод 7 клапана 6 и пе­реключает его. Адсорбер 8 начинает работать на потребителя, а в адсор­бере 9 начинается регенерация адсорбента. Одновременно замыкаются контакты 21, открывается клапан 14 и сообщается с атмосферой резервуар 19. Контакты 23 размыкаются, закрывается клапан 15. При последующих включениях компрессора уровень разрядки резервуара 19 сохраняется, а так как клапан 14 на время работы компрессора закрывается, снижение давления в резервуаре до величины нижней уставки автомата 20 приведёт к переключению контактов и изменению режимов работы адсорбера на противоположные, чем завершится цикл работы установки.

Рисунок 4.8 - Адсорбционная установка с регенерацией адсорбента воздухом из змеевика

В рассмотренной установке исключены потери сжатого воздуха на регенерацию адсорбента при неработающем на потребителя соседнем адсорбере, чем повышаются её экономические показатели. В установке обеспечивается цикличность переключения адсорберов по фактическому времени работы адсорбера и компрессора, что способствует симметрии рабочих циклов обоих адсорберов. Расход регенерационного воздуха обеспечивается минимальным и равным теоретически необходимому.

Другим примером локомотивной двухадсорберной установки является установка, представленная на рисунке 4.8. Её особенность — в использовании для регенерации адсорбента воздуха, находящегося в теплообменнике. Предварительная разрядка теплообменника перед началом процесса осушки в адсорбере снижает нагрузки на адсорбент, что увеличивает надежность и долговечность установки.

Воздух из теплообменника 28 поступает в адсорбер 34, осушается в нём и через дроссель 26, клапан регенерации 22 направля­ется в адсорбер 19, регенерирует в нём адсорбент и через клапан про­дувки 16 отводится в атмосферу.

Рисунок 4.9 - Адсорбционная установка с регенерацией золотниковым переключателем работы адсорбера

При падении в пневмосети давления до нижней уставки реле дав­ления замыкаются его контакты 40, получает питание катушка 1 контактора, запускается компрессор. Размыкаются контакты 14, выключая клапан регенерации 22, замыкаются контакты 39. Через замкнутые контакты 4 и 6 получает питание катушка промежуточного реле 8, замыкаются его контакты 5 и размыкаются контакты 2 и 3. Обесточивается катушка 13 реле времени и катушка вентиля 15 клапана продувки 16, который за­крывается. Замыкаются контакты реле времени 9, получают питание катушки вентилей 35 и 33, открывается клапан продувки 36, закрывается отсечной клапан 28, а открывается отсечной клапан 18. Теперь сжатый воздух поступает на осушку в адсорбер 19 и далее через обратный клапан 23 в главные резервуары 24 и к потребителю.

При достижении в магистрали давления верхней уставки реле давления оно срабатывает, размыкаются его контакты 40, теряет питание катушка 1 контактора, компрессор останавливается. Замыкаются кон­такты 14, включается клапан регенерации 22, размыкаются контакты 39, теряет питание катушка промежуточного реле 8, замыкаются его кон такты 2 и 3. Катушка вентиля 35 по-прежнему находится под напряже­нием и клапан продувки 36 открыт. Сжатый воздух из теплообменника осушается в адсорбере 19, через клапан регенерации 22 поступает в адсорбер 34, регенерирует в нём адсорбент и по клапану продувки 36 сбрасывается в атмосферу. В дальнейшем цикл работы установки повторяется.

Двухадсорберная установка (рисунок 4.9) имеет простую схему управления. Для этого переключательный клапан снабжён золотником, установленным между возвратной пружиной и штоком пневмопривода, а адсорберы размещены в общем резервуаре, разделенном перегородкой, при этом калиброванное отверстие выполнено в разделительной перегородке. Магистраль продувки сообщена с атмосферой клапанами, выполненными в золотни­ке и штоке привода.

Под действием сжатого воздуха поршень 17 смещает золотник 7 влево до совмещения вертикальной оси канала 9 с осью патрубка 10 адсорбера 12. Поступление сжатого воздуха в этот адсорбер прекращается, а по патрубку 11 через адсорбер 16 и обратный клапан 15 сухой сжатый воздух поступает в магистраль локомотива. Регенерация адсорбента в неработающем ад­сорбере 12 осуществляется отбором воздуха через дроссель 14. По истечении заданного числа пусков компрессора происходит переключение адсорберов на противоположные режимы и работа установки продолжается по описанной схеме.

Для регенерации адсорбента в установке используется сжатый воздух в количестве, не превышающем теоретически необходимого.

Для магистральных грузовых тепловозов холдинговой компанией "Лугансктепловоз" разработана двухадсорберная длинноцикловая установка, работающая в автоматическом режиме с нагревным циклом регенерации (рисунок 4.10).

При наличии четырёх главных резервуаров установка включается в пневмосеть после третьего, при наличии двух - за ними. Размещается установка в дизельном помещении под крышей.

Охлажденный в резервуарах сжатый воздух через водомаслоотделитель 8 поступает в один из адсорберов, например, в адсорбер 6 через открытый клапан 7, управляемый блоком автоматики 5, осушается в нем и через обратный клапан 3, пылеотделитель 1 направляется в пневмомагистраль. Часть осушенного воздуха нагревается в подогревателе 4 и через дроссель 2 направляется в адсорбер 11, регенерирует в нем адсорбент и через клапан 10 отводится в атмосферу. Через определенное чис­ло накопленных импульсов блока автоматики, которые поступают от ре­ле давления компрессора, клапаны 7 и 10 закрываются и режимы в ад­сорберах меняются на противоположные. В качестве адсорбента в уста­новке использован цеолит NaA по ТУ 95.400-76. Подогреватель воздуха представляет собой два змеевика, последовательно соединенных через дроссель и размещенных в выхлопных патрубках дизеля. Блоком автоматики является счетчик пневматических импульсов, которые поступа­ют через контактные реле от реле давления. Установка обеспечивает ка­чественную осушку сжатого воздуха, его температура точки росы ниже окружающей на 3-25 °С. Расход регенерационного воздуха составляет 0,29-0,30 м³/мин при всех скоростях вращения вала компрессора. Таки­ми установками оборудуются тепловозы типа 2ТЭЮМ, 2ТЭ121 и др.

Рисунок 4.10 - Адсорбционная нагревная длинноцикловая установка

Адсорбционной установкой (рисунок 4.6) фирмы Knorr-Bremse (Германия) оснащены электровозы Sr1. Установка содержит два циклически работающих адсорбера 6 и 12. В нижней части адсорберов расположены клапаны продувки 4 и 15. Воздух от компрессора поступает через импульсный клапан 3, управляемый электропневматическими клапанами 5 и 14. На выходе из адсорберов установлены обратные клапаны 8 и 11. Клапаны 5 и 14 управляются программным переключателем (на рисунке не показан), поочередно подающим питание на их вентили. Программ­ный переключатель подготавливается к работе подачей на его клеммы напряжения, а включается в работу при замыкании блокировки контактора запуска компрессора. Порядок работы установки следующий. При поданном напряжении на программный переключатель в момент включения компрессора возбуждается электромагнитный вентиль одного из клапанов 5 или 14, например, клапана 14.

Рисунок 4.11 - Адсорбционная установка фирмы "Knorr-Bremse" (Германия)

При достижении в пневмомагистрали давления сжатого воздуха, равного верхней уставке реле давления, управляющего работой компрессора, он срабатывает, компрессор останавливается. Одновременно размыкается блокировка контактора включения компрессора, программный переключатель теряет питание, обесточивается вентиль клапана 14, воздух из трубопровода, подсоединенного к патрубку 16, уходит через клапан 14 в атмосферу и клапан продувки 15 закрывается, прекращая в адсорбере 12 процесс регенерации. В оставшееся время до достижения в пневмосети давления сжатого воздуха, равного нижней уставке реле давления, и до запуска компрессора адсорбер 12 заполняется сжатым воздухом из теплообменника (на рисунке не показан) через адсорбер 6 и дроссель 7. При следующем запуске компрессора снова получает питание вентиль клапана 14, открывается клапан продувки 15 и прерванные остановкой компрессора режимы в адсорберах продолжаются. По истечении времени, на которое отрегулирован программный переключатель, он срабатывает, снимает питание с клапана 14 и подает его на клапан 5. Золотник импульсного клапана перемещается вправо, сжатый воздух поступает в магистраль через адсорбер 12 и обратный клапан 11. Клапан продувки 15 закрывается, а клапан продувки 4 открывается и в адсорбере 6 начинается регенерация адсорбента. В дальнейшем работа установки происходит по описанной схеме.

Рисунок 4.12 - Адсорбционная установка фирмы "Wabco Westinghause"

Это снижает экономичность установки и вызывает дополнительные нагрузки на адсорбент, уменьшая срок службы уста­новки и её надежность. Серьёзным недостатком конструкции адсорберов является и то, что в них адсорбент используется в насыпном виде. В таких конструкциях любые механические приспособления для закрепления слоя шихты в адсорбере не исключают интенсивного износа адсорбента вследствие движения воздуха, вибраций, температурных воздействий.