2 Пояснительная записка. docx (1222839), страница 6
Текст из файла (страница 6)
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 3.6).
Рисунок 3.6 –Адсорбционная нагревная длинноцикловая установка: 1 – пылеотделитель; 2 – дроссель; 3– обратный клапан; 4 – подогреватель; 5 – блоком автоматики; 6 – адсорбер; 7, 9, 10 – клапан; 8 – водомаслоотделитель; 11 – адсорбер
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 ТЭ136, 2ТЭ121 и др.
Адсорбционной установкой (рисунок 3.7) 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 (не показан на рисунке), 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 3.7 – Адсорбционная установка фирмы "Knorr-Bremse" (Германия): 1, 2, 16 –патрубок; 3, 4, 8, 11, 15 – клапан; 5, 14 – электропневматический клапан; 6, 12 – адсорбер; 7 – дроссель; 9 –магистраль; 10 – главный резервуар; 13 – трубопровод;
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 3.8 – Адсорбционная установка фирмы "Wabco Westinghause": 1 –теплообменник; 2, 11, 12 – реле времени; 3, 4, 5 – клапан; 7, 8 – адсорбер; 10 – дроссель
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. Принципиальная схема адсорбционной установки фирмы "Wabco Westinghause" (Италия) приведена на рисунке 3.8.
Работает установка следующим образом. Сжатый воздух от компрессора поступает через теплообменник 1 и клапан 3 в адсорбер 7, где осушается в слое адсорбента и через обратные клапаны 5 и 4 направляется в магистраль сухого воздуха и далее к потребителю. Одновременно часть сухого воздуха через дроссель 10 приходит в адсорбер 8, расширяется до давления, близкого к атмосферному, регенерирует в нем адсорбент и через спускной тракт клапана 3 отводится в атмосферу. По истечении определенного промежутка времени срабатывает электронное реле времени 12, подает сигнал на переключение клапана 3. Клапан 3 разобщает компрессор с адсорбером 7, который сообщается с атмосферой и сообщает с ним адсорбер 8, в свою очередь, разобщающийся с атмосферой. Теперь уже в процессе работы компрессора в адсорбере 8 производится осушка сжатого воздуха, а в адсорбере 7 регенерация адсорбента.
Достоинством рассматриваемой установки является равенство циклов адсорбции и десорбции, а также возможность установления оптимальных расходов регенерационного воздуха.
Значительный недостаток схемы в переключении адсорберов под нагрузкой (во время работы компрессора). Это ухудшает динамику адсорберов, снижая их надежность, и уменьшает экономичность установки ввиду потерь воздуха, содержащегося в магистрали от компрессора до обратных клапанов на выходе из адсорберов, при смене режимов работы установки.
Установка (рисунок 3.9) фирмы "Nippon Air Brake Co. Ltd" (Япония) применена на электровозах 8G. Её принципиальная пневматическая схема приведена на рис. 4.8. Принцип действия: жатый воздух от компрессора 5 поступает в теплообменник 3 и далее в резервуар 13, где охлаждается и направляется в адсорбер 8 или 17 в зависимости от того, какой из магнитных вентилей 9 или 20 находится в данный момент под напряжением. Пусть, например, возбужден вентиль 9. В этом случае воздух через нормально-открытый отсечной клапан 19 проходит в адсорбер 17, осушается в нем и через обратный клапан 16 направляется в магистраль сухого воздуха и главные резервуары 15 для использования потребителем. Одновременно часть сухого воздуха через дроссель 14 поступает в адсорбер 8, регенерирует в нем адсорбент и через открывшийся после срабатывания магнитного вентиля 20 клапан продувки 6 отводится в атмосферу.
Рисунок 3.9 – Адсорбционная установка фирмы "Nippon Air Brake Co. Ltd":1, 4, 6 – клапан продувки; 2, 7, 9, 20 – вентиль; 3 – теплообменник; 5 – компрессор; 8, 17 – адсорбер; 10, 19 – отсечной клапан; 12, 16 – обратный клапан; 13 – резервуар; 14 – дроссель;
15 – главный резервуар
Работа адсорбционной установки регламентируется электронным таймером (на схеме не показан). Переключение адсорберов на противоположные режимы в установке производится через 45 с. В дальнейшем характер работы адсорберов зависит от длительности работы компрессора. При продолжительности включения компрессора выше 30%, когда компрессор работает более 45 с, но менее 90 с, адсорбер 17 работает 45 с в режиме осушки воздуха, а адсорбер 8- в режиме регенерации адсорбента. После этого по команде программного переключателя адсорберы переключаются на противоположные режимы и в адсорбере 17 в оставшееся до остановки компрессора время происходит регенерация адсорбента, а в адсорбере 8 - осушка воздуха. В этом случае адсорбционная установка обеспечивает осушку сжатого воздуха с запасом по температуре точки росы, равном 3-5 °С. Расход воздуха установкой на собственные нужды составляет 20,5%.
Рисунок 3.10 – Адсорбционная установка с регулировкой температуры осушаемого воздуха: 1 – блок питания; 2 – кнопка; 3 – реле давления; 4 – контакт; 5 – блок управления; 6 – двигатель; 7 – компрессор; 8 – напорная магистраль; 9, 14, 27, 20 – вентили; 10, 11, 15, 19 – отсечной клапан; 12, 13, 22 – клапан; 16, 21 – адсорбер; 17, 23– резервуар; 18 – сепаратор-накопитель; 24, 30 – магистраль; 25 – реле температуры; 26, 29 – контакты; 28– отсечной клапан
Таким образом эффективная осушка воздуха будет обеспечиваться только при работе компрессора длительностью менее 30 с, что, как установлено, соответствует ПВ=30%. При более высоких нагрузках компрессора установка неэффективна, а такие режимы наиболее вероятны при ведении грузовых поездов.
В адсорбционной установке, схема которой изображена на рисунке 3.10, в напорную магистраль включён отсечной клапан, а параллельно ей установлен вынесенный на крышу транспортного средства теплообменник с отсечными клапанами на входе и выходе. Там же размещён датчик-реле температуры, управляющий этими отсечными клапанами в зависимости от забортной температуры. Адсорбционная установка действует так. Нажатием кнопки 2 через замкнутые контакты 4 реле давления 3 включается приводной двигатель 6 и приводит в работу компрессор 7. Одновременно блоком управления 5 подается электрическое питание на электромагнитные вентили 9 и 14 или на 27 и 20, например на 9 и 14. При снижении в магистрали сухого воздуха 30 давления сжатого воздуха до величины уставки включения реле давления 3, оно срабатывает, замыкаются его контакты 4, включается приводной двигатель 6, запускается компрессор 7. Одновременно по команде блока управления 5 обесточиваются электромагнитные вентили 9 и 14, закрывается отсечной клапан 10, открывается отсечной клапан 15, включаются электромагнитные вентили 20 и 27, открывая отсечной клапан 28 и закрывая отсечной клапан 19. Теперь сжатый воздух поступает в адсорбер 21, регенерирует в нем адсорбент, затем приходит в группу резервуаров 17, где конденсируются водяные пары, и идет на осушку в адсорбер 16, затем в магистраль сухого воздуха 30 и далее к потребителю. В дальнейшем циклы повторяются
Установка (рисунок 3.11) работает по следующему принципу. После разрядки адсорбера начинает действовать блок 13 автоматического регулирования параметров процесса регенерации. При этом часть воздуха (5-10% от общего объема осушенного воздуха) через дроссель 1 и регулятор продолжительности цикла горячей регенерации 12 проходит в теплообменник 11, встроенный в выхлопной тракт дизеля, нагревается в нем и поступает в адсорбер, где регенерирует адсорбент и через клапан продувки отводится в атмосферу. Продолжительность цикла нагревной регенерации автоматически задается регулятором 12. Его целесообразно настраивать таким образом, по мнению авторов, чтобы цикл горячей регенерации продолжался в течение времени падения давления воздуха в магистрали на 50-80% от установленного в ней периода давлений, на который отрегулировано реле давления.
Рисунок 3.11 – Адсорбционная установка с защитой клапана продувки адсорбера от замерзания: 1 – кнопки; 2 – блок питания; 3 – выключатель; 4 – кожух; 5, 8, 21 – кран; 6 – шунтирующему трубопроводу; 7 – разобщительный кран; 9 – двигатель; 10 – компрессор; 11 – теплообменник; 12 – отсечной клапан; 13 – электромагнитный вентиль; 14 – обратный клапан; 15 – адсорбер; 16 – магистраль продувки адсорбера; 17 – обратный клапан; 18 – дроссель; 19 – магистраль сухого воздуха; 20 – воздухосборник; 22 – трубопроводу; 23 – клапан продувки; 24 – вентиль; 25 – реле давления; 26, 27 – контакты
При дальнейшем снижении давления воздуха в магистрали регулятор 12 перекрывает поступление воздуха в теплообменник 11. После этого регенерирующий воздух проходит в адсорбер через клапан 2 холодной регенерации, минуя теплообменник 11 и продолжая обезвоживать и одновременно охлаждать адсорбент. При снижении давления воздуха в магистрали до нижнего установленного предела, на который отрегулировано реле давления 4, оно подает команду на включение компрессора и отключение клапана продувки, который закрывается и разобщает адсорбер с атмосферой, компрессор начинает работать и цикл повторяется.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
