Адсорбционная установка

 

Изобретение может быть использовано в медицинской и биологической промышленности и предназначено для очистки кислорода методом адсорбции на две фракции. Адсорбционная установка содержит две параллельно установленные колонки с адсорбентом, соединенные патрубками с газоподающим трубопроводом, дроссельное устройство и блок регулирования, состоящий из блока клапанов и блока управления клапанами, включающий в себя блок времени одновременного наполнения одного адсорбера и опорожнения второго, блок времени выдержки, блок времени сравнения давления и блок коммутации, при этом блок управления клапанами снабжен блоком усиления пневматического сигнала, соединенным с блоком коммутации и блоком времени сравнения давления, а блок времени одновременного наполнения адсорбера и опорожнения второго состоит из последовательно соединенных между собой задатчика давления, задатчика времени и пневматического триггера, причем задатчик времени соединен с блоком времени выдержки и блоком коммутации, а пневматический триггер с блоком времени сравнения давления. Изобретение позволяет повысить надежность устройства. 5 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки кислорода методом адсорбции на две фракции и может быть использовано в медицинской и биологической промышленности, а также в областях техники, в которых необходимо использование чистого кислорода.

Известен вторичный очиститель для кислородного концентрата на молекулярных ситах, содержащий две параллельно установленные колонки с адсорбентом, соединенные патрубками с газоподающим трубопроводом, дросселирующее устройство, связывающее выходы колонок, и блок регулирования, состоящий из блока клапанов и блока управления клапанами [1].

Однако данная установка имеет два различных источника питания, что неудобно в эксплуатации и, кроме того, снижает надежность установки в работе.

Наиболее близким к предлагаемому является адсорбционная установка, содержащая две параллельно установленные колонки с адсорбентом, соединенные патрубками с газоподающим трубопроводом, дроссельное устройство и блок регулирования, состоящий из блока клапанов и блока управления клапанами, состоящего из трех блоков времени и блока коммутации [2].

В известной установке время одновременного наполнения одного адсорбера и опорожнения второго не стабильно и может изменяться в значительных пределах, что при больших значениях ухода времени приводит к отказу в работе устройства.

Целью изобретения, его техническим результатом, является повышение надежности установки.

Указанная цель достигается тем, что блок управления снабжен блоком усиления пневматического сигнала, соединенным с блоком коммутации и блоком времени сравнения давления, а блок времени одновременного наполнения одного адсорбера и опорожнения второго состоит из последовательно соединенных между собой задатчика давления, задатчика времени и пневмотриггера, причем задатчик времени соединен с блоком времени выдержки и блоком коммутации, а пневмотриггер с блоком времени сравнения давления.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена общая схема предлагаемой адсорбционной установки; на фиг. 2 - схема блока управления клапанами; на фиг. 3 - циклограмма работы установки; на фиг. 4 - вариант схемы блока времени одновременного наполнения одного адсорбера и опорожнения второго; на фиг. 5 - схема блока усиления пневматического сигнала.

Адсорбционная установка состоит из двух параллельно установленных колонок 1 и 2 с адсорбентом, соединенных патрубками 3 и 4 с газоподающим трубопроводом 5. На выходе колонок 1 и 2 установлены обратные клапаны 6 и 7, а сами выходы соединены между собой дроссельным устройством 8, служащим для регенерации не работающей колонки. Установка включает в себя также блок регулирования, состоящий из блока клапанов и блока управления клапанами. Блок клапанов состоит из четырех нормально закрытых пневмоклапанов 9-12, соединенных по схеме, представленной на фиг. 1. Между патрубками 3 и 4 расположен нормально закрытый пневмоклапан 13, предназначенный для выравнивания давления в магистрали трубопровода. Блок управления клапанами состоит из трех блоков времени 14, 15 и 16, блока коммутации 17, блока усиления пневмосигнала 18 и блока стабилизации давления 19.

Блок коммутации 17 предназначен для переключения по заданной программе блоков времени 14, 15 и 16 и подсоединения их соответствующим образом к блоку усиления пневмосигнала 18. Блок коммутации 17 состоит (на чертеже не показано) из двух пневмотриггеров и пяти пневмореле.

Блок времени выдержки 15 формирует пневматический импульс длительностью T2, в течение которого все клапаны закрыты. Блок времени сравнения давления 16 формирует пневматический импульс длительностью T3, в течение которого происходит сравнение давления на входе адсорберов. Блоки 15 и 16 идентичны по исполнению и состоят (на чертеже не показано) из переменного пневмодросселя, пневмореле и пневмореле быстрого опорожнения.

Блок времени одновременного наполнения одного адсорбера и опорожнения второго 14 формирует пневматический импульс длительностью T1, необходимый для совершения указанных операций над адсорберами, состоит из последовательно соединенных между собой задатчика давления 20, задатчика времени 21 и пневмотриггера 22, причем задатчик времени 21 соединен с блоком времени T2 15 и блоком коммутации 17, а пневмотриггер 22 - с блоком времени T3 16.

Блок коммутации 17 состоит (на чертеже не показано) из двух пневмотриггеров и пяти пневмореле и предназначен для переключения по заданной программе блоков времени 15, 16 и 17 и подсоединения их соответствующим образом к блоку усиления пневмосигнала 18.

Блок усиления 18 состоит из трех пневмоклапанов 35, 36 и 37, питание которых осуществляется давлением питания адсорбционной установки, а управление - сигналами, снимаемыми с блока коммутации 17.

Блок стабилизации давления 19 состоит из пневматического редуктора, поддерживающего на входе установки постоянное по величине давление питания.

На фиг. 4 представлена одна из возможных схем времени T1 14. В частности, задатчик времени 21 состоит из пневмодросселя 23, пневмоповторителя 24, постоянной емкости 25, элемента быстрого опорожнения 26, элемента сравнения 27 и делителя давления 28. Элемент быстрого опорожнения 26 состоит из двух нормально открытых пневмореле 31 и 32, одно из которых (31) является управляющим по отношению ко второму (32).

Делитель давления 28 состоит из двух последовательно соединенных переменных пневмодросселей 29 и 30. Пневматический триггер состоит из двух пневматических реле, одно из которых нормально закрытое (33), а другое нормально открытое (34).

Выход блока стабилизации давления 19 соединен с входом задатчика давления 20 и с каналами питания элемента сравнения 27, элемента быстрого опорожнения 26 (пневмореле 31) и пневмотриггера 22 (пневмореле 33).

Выход задатчика давления 20 соединен со входами пневмодросселя 22 и пневмоповторителя 24, выход пневмодросселя 23 соединен с каналом питания пневмоповторителя 24, выход которого соединен с каналом питания пневмореле 32 и с одним из входов элемента сравнения 27. Выход задатчика давления 20 соединен также с входом делителя давления 28, а именно: с выходом пневмодросселя 29, выход которого вместе с выходом пневмодросселя 30 соединены со вторым входом элемента сравнения 27. Выход элемента сравнения 27 соединен с одним из входов пневмотриггера 22, а именно: с входом пневмореле 33, выход которого соединен с одним из входов пневмореле 34, выход которого, в свою очередь, соединен с блоком коммутации 17, с блоком времени T2 15, с входом элемента быстрого опорожнения 26, а именно: с входом пневмореле 31, и вторым входом пневмореле 33. Второй вход пневмотриггера 22, а именно: вход пневмореле 34, соединен с выходом блока времени T3 16.

Установка работает следующим образом.

При подаче давления питания на вход блока времени T1 14 его выходной сигнал поступает на вход блока коммутации 17. Через блок усиления 18 сигнал поступает на выход блока управления клапанами "а-в". Происходит включение клапанов 9 и 11, и газ из подающего трубопровода блока клапанов поступает через пневмоклапан 9 и патрубок 3 на вход колонки 1. Под разностью давления в колонке 1 и на входе адсорбционной установки открывается клапан 6 и кислород, образованный в колонке 1, поступает на выход установки. Одновременно с этим колонка 2 через патрубок 4 и пневмоклапан 11 соединяются с атмосферой. Происходит опорожнение колонки 2 и регенерация ее кислородом, имеющимся на выходе колонки 1 через дроссель 8. При этом клапан 7 под разностью давлений на выходе установки и в колонке 2 закрывается, происходит разрыв пневмоцепи "выход адсорбционной установки - атмосфера".

После отработки времени выдержки T1 выходной сигнал с блока времени T1 14 поступает на вход блока времени T2 15. Происходит отключение выходного сигнала "а-в".

После отработки времени выдержки T2 выходной сигнал с блока времени выдержки T2 15 поступает на вход блока времени T3 16, с выхода которого сигнал поступает через блок усиления 18 на выход "д" блока управления клапанами, и включается пневмоклапан 13.

После отработки времени выдержки T3 выходной сигнал с блока времени выдержки T3 16 поступает на входы блока выдержки времени T1 14 и блока коммутации 17. Происходит включение блока времени выдержки T1 14 и переключение блока коммутации 17. Сигнал с выхода блока времени выдержки T1 14 поступает на вход блока коммутации 17. Через блок коммутации 17 и блок усиления 18 сигнал поступает на входы "б-г" блока управления клапанами. Происходит включение пневмоклапанов 10 и 12, и газ из подающего трубопровода блока клапанов поступает через пневмоклапан 12 и патрубок 4 на вход колонки 2. Под разностью давлений в колонке 2 и на входе адсорбционной установки открывается клапан 7, и кислород, образованный в колонке 2, поступает на выход установки. Одновременно с этим колонка 1 через патрубок 3 и пневмоклапан 10 соединяется с атмосферой. Происходит опорожнение колонки 1 и ее регенерация кислородом, имеющимся на выходе колонки 2 через дроссель 8. При этом клапан 6 под разностью давлений на выходе установки и в колонке 1 закрывается, происходит разрыв пневмоцепи "выход адсорбционной установки - атмосфера".

Работа блока выдержки времени T1 14 происходит следующим образом.

Давление питания с блока стабилизации питания 19 подается на вход задатчика давления 20, к каналам питания элемента сравнения 27, к элементу быстрого опорожнения 26 (к каналу питания пневмореле 31) и к пневмотриггеру 22 (к каналу питания пневмореле 33). Давление с выхода задатчика давления 20 подается на пневмодроссель 23 и на вход пневмоповторителя 24. Пневмосигнал, пройдя пневмодроссель 23, поступает через канал питания пневмоповторителя 24 в емкость 25, которая благодаря элементу быстрого опорожнения 26, отсоединена от атмосферы, т.к. пневмосигнал, пройдя через пневмореле 31, поступает на вход пневмореле 32 и закрывает его по каналу питания. Таким образом, сброс воздуха из емкости 25 в атмосферу перекрыт, и начинается ее заполнение.

При достижении в емкости 25 давления, равного по величине давлению срабатывания элемента сравнения 27, определяемого величиной давления, поступающего с выхода делителя давления 28 на вход элемента сравнения 27, происходит включение элемента сравнения 27, и на его выходе появляется сигнал, который поступает на вход пневмотриггера 22 (на вход пневмореле 33). Пневмотриггер 22 срабатывает (сигнал через пневмореле 33 по каналу "питание-выход" поступает в канал питания пневмореле 34 и на его выход). Обратная связь блокирует пневмотриггер 22 при снятии сигнала с выхода элемента сравнения 27, на выходе которого также появляется пневмосигнал, поступающий на блок коммутации 17, на блок времени T2 15 и на вход элемента быстрого опорожнения 26 (на пневмореле 31, которое срабатывает - "закрывается", что приводит к "открытию" пневмореле 32 и к соединению пневмоемкости 25 с атмосферой через канал "питание-выход" пневмореле 32). Соединение пневмоемкости 25 с атмосферой приводит к ее опорожнению.

Как только давление в емкости 25 становится по величине меньше давления срабатывания элемента сравнения 27, на его выходе снимается пневмосигнал, одновременно с которым снимается пневмосигнал с входа пневмотриггера 22. В то же время на выходе пневмотриггера 22 сигнал остается, продолжается процесс опорожнения емкости 25 и отработки поступившего ранее сигнала остальными блоками устройства управления клапанами.

После окончания процесса отработки сигнала и времени T2 и T3 на выходе блока времени T3 появляется сигнал, который поступает на второй вход пневмотриггера 22 и разблокирует его. Пневмотриггер 22 срабатывает, и давление на его выходе снимается. Отсутствие сигнала на входе элемента быстрого опорожнения 26 приводит к отсоединению емкости 25 от атмосферы, и она начинает заполняться. Отсутствие сигналов на входах блоков времени приводит их в первоначальное состояние. Блок коммутации 17 перенастроен: блок времени T1 отсоединяется от первого выхода и соединяется со вторым выходом.

Источники информации.

1. Патент США N 4813979, кл. B 01 D 53/04, опубл. 1989.

2. Патент РФ N 2060796, кл. B 01 D 53/04, 1994.

Формула изобретения

Адсорбционная установка, содержащая две параллельно установленные колонки с адсорбентом, соединенные патрубками с газоподающим трубопроводом, дроссельное устройство и блок регулирования, состоящий из блока клапанов и блока управления клапанами, включающий в себя блок времени одновременного заполнения одного адсорбера и опорожнения второго, блок времени выдержки, блок времени сравнения давления и блок коммутации, отличающаяся тем, что блок управления клапанами снабжен блоком усиления пневматического сигнала, соединенным с блоком коммутации и блоком времени сравнения давления, а блок времени одновременного наполнения адсорбера и опорожнения второго состоит из последовательно соединенных между собой задатчика давления, задатчика времени и пневматического триггера, причем задатчик времени соединен с блоком времени выдержки и блоком коммутации, а пневматический триггер с блоком времени сравнения давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установкам для конверсии углеводородного сырья и может быть использовано при реконструкции действующих установок получения технического водорода с размещением части технологического оборудования в помещениях, категорированных как взрывоопасные

Изобретение относится к технологическому оборудованию химических производств, в частности к контейнеру для очистки газа

Изобретение относится к технологии разделения газовых смесей, в частности к средствам короткоциклового безнагревного адсорбционного разделения воздуха с получением обогащенной кислородом фракции, которая может использоваться в установках газовой сварки, в медицине и биологии

Изобретение относится к технологии очистки инертных газов от газообразных примесей и может быть использовано в металлургии, химии, медицине, электротехнике, светотехнике, сварочном производстве и других областях техники, требующих применения инертных газов высокой чистоты

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки инертного газа (например, криптона, ксенона, аргона и др.) от газообразных примесей, таких как азот, кислород, водород, углекислый газ, углеводороды и т.д
Изобретение относится к технологиям очистки отходящих газов промышленных предприятий от токсичных летучих органических соединений и может быть использовано в химической, нефтехимической, деревообрабатывающей, мебельной промышленности, машиностроении, а также в других отраслях промышленности

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к технологии низкотемпературной ректификации воздуха, и может быть использовано, например, в химической и нефтехимической промышленности
Изобретение относится к способу очистки газов от растворителей, а именно к очистке абгазов окисления кумола в технологии получения фенола - ацетона кумольным методом

Изобретение относится к массообменным процессам, при которых происходит поглощение компонентов из газов или растворов твердым пористым поглотителем-адсорбентом, и может быть применено в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к устройствам для очистки выбросов, содержащих вредные вещества, такие как смолистые вещества, полициклические ароматические углеводороды, бензопирены, фенолы и т.д., в частности к газоочистным реакторам и может быть использовано в различных областях промышленности, связанных с необходимостью обезвреживания выбросов, имеющих в своем составе вредные вещества

Изобретение относится к области адсорбционной техники и может быть использовано при разделении воздуха путем короткоцикловой безнагревной адсорбции с получением газовой смеси с повышенным содержанием кислорода

Изобретение относится к компрессорным установкам и может быть использовано для осушки и очистки сжатого газа

Изобретение относится к устройствам для очистки кислорода методом адсорбции на две фракции и может быть использовано в медицинской и биологической промышленности, а также в областях техники, в которых необходимо использование чистого кислорода

Наверх